ШАРОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ Российский патент 1998 года по МПК F16L23/00 F16L27/02 

Изобретение относится к гидравлической арматуре, в частности к трубопроводам высокого давления.

Известно шаровое соединение для пульпопровода по а. с. СССР N 1562577, МКИ F 16 L 23/02, включающее в себя шар и чащу, соединенные между собой при помощи нажимного кольца с буртом, составной хомут, с одной стороны скрепленный осью, на которой установлен ограничитель его поворота, а с другой стянутый болтовым соединением, сменную втулку и оседержатель. На корпусе чаши выполнена кольцевая проточка, в которой с возможностью поворота установлен оседержатель, выполненный в виде шарнирно закрепленного составного хомута, имеющего в сечении клиновидную форму и установленного с возможностью контакта с выполненными повторяющими его форму буртами нажимного кольца. Сменная втулка установлена в болтовом соединении, затягиванием которого выбираются зазоры между сферическими поверхностями шара и чаши. При износе сферической поверхности, сменную втулку меняют на меньший размер, выбирая тем самым зазоры по мере их увеличения.

Недостатками данного соединения являются сложность конструкции и низкая герметичность, что не позволяет использовать его для соединения трубопроводов высокого давления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является поворотное соединение трубопроводов по а. с. СССР N 804985, МКИ F 16 L 23/00, содержащее сферический ниппель, взаимодействующий с плоской алюминиевой прокладкой, размещенной на торце охватывающей ниппель поверхности стыкуемого фланца, накидное кольцо и стяжные болты. При этом, на охватывающей ниппель поверхности фланца выполнена кольцевая канавка и в ней расположено U-образное уплотнительное кольцо, выполненное из тонкостенной пружинной стали, причем внутренняя стенка канавки выполнена сферической, повторяющей поверхность ниппеля, наружная - цилиндрической, а U-образное кольцо контактирует своими кромками со сферическим ниппелем, сферической стенкой указанной канавки, а основанием - с наружной стенкой той же канавки.

Однако, в процессе работы поворотного соединения происходит износ уплотнения, компенсация которого отсутствует, при этом нарушается герметичность и снижается надежность, что и является недостатками данного технического решения.

Заявляемое изобретение направлено на повышение герметичности и надежности шаровых соединений трубопроводов высокого давления за счет компенсации износа уплотнения. Достигается это тем, что в шаровом соединении, содержащем сферический ниппель, взаимодействующий с охватывающей его поверхностью стыкуемого фланца, и уплотнительное кольцо, выполненное из тонкостенной пружинной стали, контактирующее со сферическим ниппелем и охватывающей его поверхностью фланца, выходная часть сферического ниппеля выполнена в виде сильфона, в одном из гофр которого установлено упомянутое уплотнительное кольцо.

Аналогов с признаками, сходными с существенными отличительными признаками заявляемого устройства, не выявлено. Предлагаемое техническое решение обладает новизной, является неочевидным и промышленно применимым, следовательно соответствует критерию изобретения.

На чертеже представлен общий вид шарового соединения в разрезе.

Шаровое соединение содержит сферический ниппель 1, стыкуемый фланец 2, состоящий из двух полукорпусов 3 и 4, соединенных между собой с помощью крепежных элементов 5, и уплотнительное кольцо 6, выполненное из тонкостенной пружинной стали. Ниппель 1 взаимодействует с фланцем 2 посредством внутренней поверхности 7 последнего, охватывающей ниппель 1 и имеющей его форму. Выходная часть ниппеля 1 выполнена в виде сильфона 8, в одном из гофр которого установлено уплотнительное кольцо 6 с возможностью взаимодействия как с ниппелем 1, так и с внутренней поверхностью 7 фланца 2. В плоскости разъема полукорпусов 3 и 4 фланца 2 выполнена проточка, в которой установлено уплотнение 9. Шаровое соединение имеет впускной 10 и выходной 11 патрубки, например, приваренные к ниппелю 1 и фланцу 2, соответственно. На чертеже представлен оптимальный вариант размещения уплотнительного кольца 6 в первом от выходного патрубка 11 гофре сильфона 8.

Шаровое соединение работает следующим образом.

Рабочая среда из трубопровода под высоким давлением поступает через выпускной патрубок 10 в полость сферического ниппеля 1, где сила давления рабочей среды действует по нормали к внутренней поверхности ниппеля 1, в результате чего тонкостенный гофрированный сильфон 8 ниппеля 1, распираясь, прижимается к внутренней поверхности 7 фланца 2, что обеспечивает герметичность соединения. По мере износа уплотнительного кольца 6, в процессе работы вытягивание сильфона 8 и его распирание под действием давления рабочей среды увеличивается, что компенсирует упомянутый износ кольца 6.

Таким образом, выполнение выходной части сферического ниппеля в виде сильфона, в одном из гофр которого установлено упругое уплотнение, позволяет повысить герметичность и надежность соединения, а кроме того увеличить срок службы за счет компенсации износа не только упругого уплотнения, но и, собственно, шарнирной поверхности и повысить удобства в эксплуатации шарового соединения трубопроводов высокого давления.

Шаровое соединение относится к гидравлической арматуре, в частности к трубопроводной. Шаровое соединение содержит сферический ниппель, взаимодействующий с охватывающей его поверхностью стыкуемого фланца, и уплотнительное кольцо, выполненное из тонкостенной пружинной стали, контактирующее со сферическим ниппелем и охватывающей его поверхностью фланца. Выходная часть сферического ниппеля выполнена в виде сильфона, в одном из гофр которого установлено упомянутое уплотнительное кольцо. Изобретение повышает герметичность и надежность шаровых соединений. 1 ил.

Шаровое соединение, содержащее сферический ниппель, взаимодействующий с охватывающей его поверхностью стыкуемого фланца, и уплотнительное кольцо, выполненное из тонкостенной пружинной стали, контактирующее со сферическим ниппелем и охватывающей его поверхностью фланца, отличающееся тем, что сферический ниппель выполнен с выходной частью в виде сильфона, в одном из гофр которого установлено упомянутое уплотнительное кольцо.