НЕРАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ РУКАВА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ С ПРИСОЕДИНИТЕЛЬНОЙ АРМАТУРОЙ Российский патент 1998 года по МПК F16L33/22 

Изобретение относится к машиностроению и касается соединений рукавов высокого давления, имеющих металлический силовой каркас с присоединительной арматурой.

Известно неразъемное соединение, состоящее из рукава высокого давления с металлическим силовым каркасом, ниппелем и обжимной муфтой, зона защемления которого представляет собой кольцевую полость, образованную кольцевым выступом на муфте с ответной кольцевой проточкой на ниппеле. Криволинейные образующие кольцевой полости зоны защемления со стороны торца рукава имеют меньший угол наклона к оси соединения, чем криволинейная образующая ответной кольцевой проточки на ниппеле.

Однако такие соединения недостаточно надежны при высоком давлении. Техническим результатом изобретения является повышение прочности, надежности соединения концевой арматуры с рукавом высокого давления.

Технический результат изобретения достигается тем, что в неразъемном соединении рукава высокого давления с присоединительной арматурой, содержащем резиноармированный рукав, ниппель и муфту с образованием зоны повышенного сжатия рукава и зоны защемления силового каркаса, на внутренней поверхности муфты в зоне защемления выполнены кольцевые выступы, имеющие сечение в виде прямоугольной трапеции, длина большего основания которого больше длины меньшего основания в три раза, а на наружной поверхности ниппеля - кольцевые проточки, ширина которых в четыре с половиной раза больше длины меньшего основания внутренней поверхности муфты и в полтора раза больше ширины большего основания, при этом глубина протечки ниппеля в два раза меньше выступа на внутренней поверхности муфты, выступы на наружной поверхности муфты смещены относительно выступов на внутренней поверхности муфты в сторону заходного конца ниппеля.

На фиг. 1 представлено соединение с концевой арматурой после обжатия в разрезе; на фиг. 2 - узел 1 с фиг. 1 до обжатия неразъемного соединения рукава; на фиг. 3 - узел 1 с фиг. 1 после обжатия.

Заделка концевой арматуры рукава высокого давления содержит ниппель 1, по наружной поверхности которого выполнены проточки 2, рукав высокого давления 3, который состоит из внутренней резиновой камеры 4, обрезиненного тканевого кордного слоя 5, нанесенного на камеру, металлического силового каркаса 6, обрезиненного тканевого кордного слоя под наружным резиновым слоем 7; наружный резиновый слой 8, а также муфту 9 с внутренними 10 и наружными 11 выступами, обжатию в зонах силовой заделки 1 и герметизации 11.

В процессе обжатия муфты 9 по наружным кольцевым выступам 11 происходит радиальное перемещение муфты 9, а силовой каркас, освобожденный от наружного резинового слоя 8, но защищенный обрезиненным тканевым кордом 7, первоначально контактирует по вершинам внутренних выступов 11 муфты 9. По мере воздействия давления на выступы 11 на наружной поверхности муфты 9 в процессе обжатия происходит контакт силового каркаса 6 с боковыми поверхностями внутренних выступов 10, а затем и полностью по внутренним выемкам, т.е. силовой каркас изогнут радиально, в аксиальном направлении образуя "замок".

При дальнейшем увеличении P при обжатии внутренние выступы 10, обвитые силовым каркасом 6, обсаживаются в проточку 1, часть которой заполнена внутренним резиновым слоем 4.

Размеры выступов на муфте и проточки на ниппеле:
a = 3b
1,5a = c = 4,5b
c = f
(D_m - D_b) = 2(d_н - d_п)
где
a - длина большего основания выступа;
b - длина меньшего основания выступа;
c - ширина проточки на наружной поверхности ниппеля;
f - ширина выступа наружной поверхности муфты;
D_м - диаметр внутренней поверхности муфты;
D_в - диаметр на внутренней поверхности муфты;
d_н - диаметр наружной поверхности ниппеля;
d_п - диаметр проточки на наружной поверхности ниппеля.

Наличие пяти кольцевых выступов 10 на внутренней поверхности муфты 9 увеличивают в 5 раз силу защемления каркаса.

Смещение кольцевых выступов 11 на наружной поверхности муфты 9 относительно кольцевых выступов на внутренней поверхности 10 муфты 9 в сторону заходного конца ниппеля 1 позволяет при обжиме получить радиальное перемещение муфты 9 и совместить ось проточки 2 на ниппеле 1 с прямой гранью выступа 10 на муфте 9 с целью получения надежного защемления силового каркаса.

Сборку рукава с присоединительной арматурой осуществляют следующим образом. С рукава высокого давления 3 снимают наружный резиновый слой 8 на длину силовой заделки, затем одевают муфту 9. Рукав высокого давления 3 должен войти в муфту 9 с зазором I между торцом рукава 3 и с выступом муфты 9. После того как муфта одета на рукав 3, вставляют ниппель 1, который должен войти в соприкосновение с муфтой до замковой части ниппеля 1, собранное соединение вставляют в обжимное устройство и обжимают муфту 9 до расчетного наружного диаметра.

Под действием жидкости, находящейся под давлением, в рукаве 3 возникают растягивающие усилия, воспринимаемые силовым каркасом 6, жестко защемленным и одновременно изогнутым между наружной поверхностью ниппеля 1 и периферийной поверхностью внутренних 10 выступов муфты 9, образующим "замок".

Растягивающие усилия стремятся вырвать силовой каркас из пяти "замков", однако силы, возникающие в "замках" за счет изгиба и защемления силового каркаса 6, превышают усилия вырова.

При максимальном увеличении давления происходит эффект, усиливающий защемление за счет надежного сцепления силового каркаса 6 с внутренними выступами муфты 9 и наличия возможности осевого перемещения муфты 9 с рукавом относительно ниппеля.

Под воздействием очень высоких нагрузок силового каркаса 6 в пределах своей упругости увлекает муфту 9 в осевом направлении, и боковые грани проточки 2 ниппеля 1 сильнее защемляют силовой каркас 6, врезая его витки в поверхность внутреннего выступа 10 на муфте 9, силы сцепления увеличиваются и противодействуют усилиям вырова.

Использование: изобретение относится к машиностроению и касается соединений рукавов высокого давления, имеющих металлический силовой каркас с присоединительной арматурой. Сущность изобретения: на внутренней поверхности муфты в зоне защемления выполнены кольцевые выступы, имеющие сечение в виде прямоугольной трапеции, длина большего основания которых больше длины меньшего основания в три раза, а на наружной поверхности ниппеля выполнены ответные кольцевые проточки, ширина которых в 4,5 раза больше длины меньшего основания выступа на внутренней поверхности муфты и в 1,5 раза больше ширины большего основания, глубина проточки ниппеля в 2 раза меньше высоты выступа на внутренней поверхности муфты, а на наружной поверхности муфты выполнены кольцевые выступы, равные длине большего основания выступа на внутренней поверхности муфты. 3 ил.

Неразъемное соединение рукава высокого давления с присоединительной арматурой, содержащее резиноармированный рукав, ниппель и муфту с образованием зоны повышенного сжатия рукава и зоны защемления силового каркаса, отличающееся тем, что на внутренней поверхности муфты в зоне защемления выполнены кольцевые выступы, имеющие сечение в виде прямоугольной трапеции, длина большего основания которого больше длины меньшего основания в три раза, а на наружной поверхности ниппеля выполнены кольцевые проточки, ширина которых в четыре с половиной раза больше длины меньшего основания выступа на внутренней поверхности муфты и в полтора раза больше ширины большего основания, при этом глубина проточки ниппеля в два раза меньше высоты выступа на внутренней поверхности муфты, причем на наружной поверхности муфты выполнены кольцевые выступы, ширина которых равна длине большего основания кольцевого выступа на внутренней поверхности муфты, выступы на наружной поверхности муфты смещены относительно выступов на внутренней поверхности муфты в сторону заходного конца ниппеля.