ПРЕДВАРИТЕЛЬНО СОБРАННЫЙ ФИТИНГ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ГОФРИРОВАННЫМ ТРУБОПРОВОДОМ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК F16L25/00 

Область применения изобретения
Изобретение в основном относится к фитингу для гофрированного трубопровода, в частности к фитингу, который предварительно собран так, чтобы монтажник мог легко и быстро подсоединить фитинг к гофрированному трубопроводу.

Известный уровень техники
Гибкая газовая трубопроводная система (FGP), также называемая гофрированным трубопроводом из нержавеющей стали (CSST), ранее называемый внутренним газопроводом (IGP), была разработана в Японии, причем первыми ее представили на рынке Osaka Gas Company и Tokyo Gas Company в начале 1980-х годов. В системе использован гофрированный трубопровод из нержавеющей стали, изготовленный в виде рулонов или бухт, с фитингами, которые крепят в месте эксплуатации, для распределения газа от центрального места подачи, например от счетчика или регулятора, к различным приборам внутри жилища или здания. Технология, которая имеет сходство в процессе прокладки в жилом доме трубопровода для газа и в процессе монтажа электропроводки, значительно уменьшает время монтажа, а следовательно, и связанные с этим трудовые расходы. Технология была предложена в Соединенных Штатах Gas Research Institute, который рассматривал ее как средство более конкурентоспособного выполнения газовых установок, за счет которого увеличивается процентное содержание новых конструкций, прокладываемых для подвода газа и повышается общее потребление природного газа на государственной основе. Технология была одобрена и поддержана большинством коммунальных служб, занимающихся подачей газа, которые рассматривали значительно высокие затраты на монтаж трубопровода как единственную существенную помеху для продажи большего количества газа. Принятые нормы требуют дополнительных затрат времени и усилий, однако в настоящее время изделие признано всеми национальными правилами, касающимися выполнения таких работ; оно признано ANSI, the National Fire Protection Association/National Fuel Gas Code, а также испытано и признано American Gas Association. Фактически это изделие вытеснит трубы из черного железа, которые на сегодняшний день составляют 80% всех газопроводов, а также медные трубы, которые, хотя и обладают многими из преимуществ гибких газопроводов, запрещены для такого применения в больших масштабах.

Имеется три типа фитингов, первоначально применявшихся в этой отрасли. В первом фитинге, внедренном в этой отрасли, использовалась прокладка из волокнистого материала для обеспечения уплотнения, при этом для сборки такого фитинга специальный инструмент не требуется. Этот фитинг имеет более высокую величину утечек, чем развальцованные уплотнения металла о металл, используемые другими изготовителями.

Во втором фитинге, внедренном в этой отрасли, используется первый специальный инструмент для выпрямления гофр на том конце гофрированного трубопровода из нержавеющей стали, к которому должен быть подсоединен фитинг, а затем используется второй инструмент, чтобы установить один раструб на конец трубы. Это изделие в настоящее время на рынке отсутствует ввиду недостатков трубопровода, связанных с деформационным упрочнением нержавеющей стали в процессе выпрямления и развальцовки.

В третьем типе фитинга (см. патент US 2357669 А, 05.09.1944 - прототип), который был внедрен в этой отрасли, не требуется специального инструмента для обеспечения уплотнения металла о металл путем загиба гофр труб назад относительно него самого для создания двойного раструба. Позднее выяснилось, что эта конструкция фитинга не способна обеспечить уплотнение, не допускающее утечек. Для решения этой проблемы была разработана конструкция развальцовочного инструмента вставного типа; она использовалась примерно в течение трех лет. Была выполнена вторая разработка конструкции, при этом вставной инструмент был усовершенствован для получения развальцовочного инструмента гнездового типа.

Существующая в настоящее время проблема монтажа определенных фитингов заключается в количестве отдельных составляющих деталей, которые монтажник должен собрать в эксплуатационных условиях. В обычном фитинге имеются корпус, гайка, прокладка и две разрезные кольцевые шайбы, которые должны быть собраны для соединения фитинга с гофрированным трубопроводом. Такое количество деталей приводит к нескольким недостаткам, включающим сложность сборки, а также необходимость постоянного наличия запасных деталей для компенсации утраченных или поврежденных деталей.

Краткое изложение существа изобретения
Вышеупомянутые и другие недостатки известных технических решений могут быть устранены или уменьшены посредством предварительно собранного фитинга согласно настоящему изобретению. Предварительно собранный фитинг включает корпус, гайку и цангу, расположенную внутри гайки. Гайка по резьбовой нарезке заходит на корпус на заданное расстояние, чтобы монтажник мог зажать гофрированный трубопровод в гайке и обеспечить его зацепление с цангой. Затем выполняется дальнейшая затяжка гайки с тем, чтобы уплотнить корпус относительно гофрированного трубопровода. Конусная поверхность на корпусе входит в зацепление с обрезанным концом гофрированного трубопровода и развальцовывает обрезанный конец гофрированного трубопровода. Фитинг обеспечивает уплотнение металла о металл посредством загиба гофр трубопровода назад относительно него самого, чтобы надежно создать двойной раструб без необходимости применения развальцовочного или распрямляющего инструментов.

Описанные выше и другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут оценены и понятны для специалистов в этой отрасли из нижеследующего описания и чертежей.

Краткое описание чертежей
Обращаясь к чертежам, на которых аналогичные элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами, на них показано следующее:
на фиг.1 представлен вид корпуса в перспективе;
на фиг.2 представлен боковой вид корпуса;
на фиг.3 представлен торцевой вид корпуса;
на фиг.4 представлен вид установочной втулки в перспективе;
на фиг.3 представлен боковой вид установочной втулки;
на фиг.6 представлен боковой вид альтернативной установочной втулки;
на фиг.7 представлен вид гайки в перспективе;
на фиг.8 представлен торцевой вид гайки;
на фиг.9 представлен вид гайки в поперечном сечении по линии 9-9 на фиг. 8;
на фиг.10 представлен торцевой вид цанги;
на фиг. 11 представлен вид цанги в поперечном сечении по линии 11-11 на фиг.10;
на фиг.12 представлен боковой вид собранного фитинга, причем частично в поперечном сечении;
на фиг.13 представлен боковой вид гофрированного трубопровода, зажатого в фитинге;
на фиг.14 представлен увеличенный вид части фитинга после полной сборки.

Подробное описание изобретения
На фиг.1 представлен вид в перспективе корпуса фитинга, в целом обозначенного позицией 10. Корпус 10 подобен корпусу, описанному в одновременно находящейся на рассмотрении заявке на патент в США 08/693475, которая указана здесь для ссылки. Корпус 10 имеет наружную резьбовую нарезку 12, которая входит в зацепление с внутренней резьбовой нарезкой 22, выполненной в гайке 20, показанной на фиг.9. Корпус 10 включает конусную поверхность 16, которая уплотняется с гофрированным трубопроводом, как описано ниже. Угол конусной поверхности 16 обозначен α и в представленном в качестве примера варианте конструкции он составляет 55 градусов. Центральный патрубок 14 обеспечивает подвод к гофрированному трубопроводу, при этом конец центрального патрубка 14, смежный с конусной поверхностью 16, имеет увеличенный диаметр для образования заплечика 18. Заплечик 18 ограничивает глубину введения установочной втулки 30, показанной на фиг.4. На фиг.3 представлен торцевой вид корпуса 10. На фиг.4 представлен вид установочной втулки 30 в перспективе. Установочная втулка 30 включает цилиндрический участок 32 и конический участок 34. Конический участок имеет уменьшенный наружный диаметр на расстоянии от цилиндрического участка 32. Внутренний диаметр установочной втулки 30 является предпочтительно постоянным на протяжении как цилиндрического участка 32, так и конического участка 34, как показано на фиг.5. Конический участок 34 обеспечивает определенное расположение гофрированного трубопровода вокруг установочной втулки 30, как описано ниже. Установочная втулка 30 необязательно должна иметь коническую поверхность 34. Как показано на фиг.6, установочная втулка 30 может быть выполнена в виде цилиндрического элемента без какого-либо уменьшения наружного диаметра. Установочная втулка заходит в корпус 10 по прессовой посадке и входит в зацепление с заплечиком 18. Как вариант установочная втулка может представлять собой элемент, образованный за одно целое с корпусом 10.

На фиг.7 представлена гайка 20 в перспективе. Гайка 20 имеет внутреннюю резьбовую нарезку 22, которая входит в зацепление с наружной резьбовой нарезкой 12, образованной на корпусе 10. Внутри гайки 20 образована полость 24 для захождения цанги 40, показанной на фиг.9 и 10. Полость 24 включает заплечик 26, который предотвращает захождение цанги 40 в зону гайки 20, имеющую резьбовую нарезку. Полость включает конический участок 28 с углом β, который в приведенном в качестве примера варианте конструкции составляет 40 градусов. Первое отверстие 21 гайки имеет первый внутренний диаметр, а второе отверстие 23 гайки имеет второй внутренний диаметр. Первое отверстие 21 гайки и второе отверстие 23 гайки имеют такие размеры, чтобы цанга 40 оставалась расположенной внутри гайки 20, как описано ниже.

На фиг.10 представлен торцевой вид цанги 40. Цанга 40 представляет собой важный отличительный признак изобретения и обеспечивает создание уплотнения металла о металл между конической поверхностью 16 на корпусе 10 и гофрированным трубопроводом. В цангу 40 с обеспечением блокирующего обжима заходит гофрированный трубопровод, за счет чего обеспечивается предварительная сборка фитинга и облегчается монтаж фитинга в условиях эксплуатации. Цанга 40 состоит из цилиндрического корпуса 42 и закраины 46. Закраина 46 образована на одном конце цилиндрического корпуса 42. Закраина 46 имеет наружную поверхность 43, скошенную под углом β, и внутреннюю поверхность, скошенную под углом α. Наружная скошенная поверхность 43 входит в зацепление с коническим участком 28 на гайке 20, а внутренняя скошенная поверхность 41 действует совместно с конической поверхностью 16 на корпусе 10 для сжатия гофрированного трубопровода и создания уплотнения металла о металл. Другой конец цилиндрического корпуса 42 имеет ободок 44 увеличенной толщины. Ободок 44 придает цанге 40 жесткость. По закраине 46 и вдоль части длины цилиндрического корпуса 42 выполнено множество прорезей 48 для обеспечения большого количества гибких участков 43 цанги. Этим обеспечивается возможность размещения цанги 40 в гайке 20 и ее последующего расширения с использованием инструмента, с тем чтобы цанга 40 удерживалась в гайке 20.

На фиг.12 представлен боковой вид собранного фитинга, причем частично в поперечном сечении. Цанга 40 размещена внутри гайки 20 и расширена, так что гибкие участки 43 изогнуты в сторону от центральной оси цанги 40. При этом расширяется наружный диаметр закраины 46 и цанга 40 удерживается внутри углубления 24, образованного в гайке 20. Корпус 10 заходит в гайку 20 по резьбовой нарезке. Как вариант, вокруг наружной резьбовой нарезки на корпусе 10 может быть установлен стопор 50, предназначенный для ограничения перемещения корпуса 10 относительно гайки 20. За счет этого внутри гайки 20 остается достаточное пространство для захождения гофрированного трубопровода, как описано ниже. Стопор 50 может представлять собой цилиндрическую пластиковую втулку, которая включает зоны разгрузки (например, линии насечки). Зоны разгрузки обеспечивают возможность отделения стопора 50 и его отсоединения от корпуса 10 при притягивании корпуса 10 к гайке 20.

На фиг. 13 представлен боковой вид в частичном поперечном сечении, иллюстрирующий установку гофрированного трубопровода 60 в фитинге. Гофрированный трубопровод 60 обрезают по впадине и вставляют в цангу 40. Выступ на гофрированном трубопроводе 60 разводит гибкие участки 43 цанги. Как только выступ проходит внутреннюю сторону закраины 46, гибкие участки 43 цанги возвращаются в их положение, которое они занимали до вставки гофрированного трубопровода 60, и располагаются внутри впадины гофрированного трубопровода 60. Взаимное зацепление закраины 46 и впадины гофрированного трубопровода 60 удерживает трубопровод 60 у фитинга. Гофрированный трубопровод 60 расположен вокруг установочной втулки 30. Установочная втулка 30 выравнивает гофрированную трубу 60 с корпусом 10 и обеспечивает создание уплотнения металла о металл, как описано ниже. В связи с тем, что корпус 10 выровнен с гофрированным трубопроводом 60 посредством установочной втулки 30, нет необходимости в использовании развальцовочного инструмента, который использовался ранее в известных технических решениях. За счет этого исключается одна стадия процесса монтажа и уменьшается количество инструментов, которые должен носить с собой монтажник.

Далее монтажник может затянуть корпус 10 относительно гайки 20. Когда корпус 10 перемещается к гайке 20, коническая поверхность 16 входит в соприкосновение с концом гофрированного трубопровода и начинается сжатие гофрированного трубопровода 60 между конической поверхностью 16 и внутренней скошенной поверхностью 41 на цанге 40. На фиг.14 представлен увеличенный вид части фиг.13. Как показано на фиг.14, гофрированный трубопровод 60 сдавливается с получением двойного раструба, когда корпус 10 затягивается относительно гайки 20. Сжатие двух слоев гофрированного трубопровода обеспечивает усиленное уплотнение металла о металл. Два слоя трубы обеспечивают большее сжатие и более прочное уплотнение.

В настоящем изобретении создан предварительно собранный фитинг, который облегчает монтаж. Цанга включает в себя гибкие участки, которые могут изгибаться в сторону от ее центральной оси и возвращаться в их первоначальное положение. Этим обеспечивается возможность легкого выполнения обжима гофрированного трубопровода в фитинге. Гофрированный трубопровод сжат между корпусом и цангой, за счет чего обеспечивается уплотнение металла о металл между фитингом и гофрированным трубопроводом. При этом не требуется инструмент и процедура монтажа упрощается.

Хотя описаны и показаны предпочтительные варианты осуществления конструкции без отклонения от объема и существа изобретения, могут быть выполнены различные модификации и изменения. В связи с этим понятно, что описание изобретения носит иллюстративный, а не ограничивающий характер.

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении трубопроводов. Предварительно собранный фитинг содержит корпус, гайку и расположенную внутри ее цангу. Гайка навернута на корпус на заданное расстояние, чтобы монтажник мог обеспечить обжатие гофрированного трубопровода. При дополнительном затягивании гайки коническая поверхность корпуса развальцовывает конец гофрированного трубопровода и обеспечивает уплотнение "металла о металл" за счет загиба назад гофр трубопровода с созданием на его конце двойного раструба. Упрощает монтаж и повышает надежность соединения. 3 с. и 9 з.п.ф-лы; 14 ил.

1. Фитинг для использования с гофрированньм трубопроводом, содержащий корпус, включающий патрубок для обеспечения подвода к трубопроводу, гайку, соединенную с корпусом, при этом гайка включает внутреннюю полость и цангу, расположенную внутри полости, включающую цилиндрический корпус с множеством прорезей, проходящих вдоль части длины цилиндрического корпуса, при этом прорези формируют множество гибких участков, соединенных с цилиндрическим корпусом, причем корпус включает конусную поверхность, имеющую первый угол, а цанга включает первую скошенную поверхность, имеющую первый угол, при этом конусная поверхность и первая скошенная поверхность выровнены на общей оси и примыкают друг к другу. 2. Фитинг по п. 1, который дополнительно содержит стопор, расположенный вокруг корпуса для установки положения корпуса относительно гайки. 3. Фитинг по п. 1, который дополнительно содержит установочную втулку, расположенную в корпусе и примыкающую к конической поверхности. 4. Фитинг по п. 3, в котором установочная втулка вставлена в корпус по прессовой посадке. 5. Фитинг по п. 3, в котором установочная втулка включает цилиндрический участок и конический участок. 6. Фитинг по п. 3, в котором установочная втулка выполнена цилиндрической. 7. Фитинг по п. 1, в котором цанга включает наружную скошенную поверхность, имеющую второй угол, а полость включает конический участок, имеющий второй угол. 8. Фитинг по п. 1, в котором цанга содержит закраину, соединенную с цилиндрическим корпусом, при этом закраина имеет наружный диаметр, больший наружного диаметра цилиндрического корпуса. 9. Фитинг по п. 8, в котором цанга дополнительно содержит ободок, имеющий наружный диаметр, больший наружного диаметра цилиндрического корпуса. 10. Фитинг для использования с гофрированным трубопроводом, содержащий корпус, включающий патрубок для обеспечения подвода к трубопроводу, корпус включает коническую поверхность, имеющую первый угол, установочную втулку, расположенную в корпусе и примыкающую к конической поверхности, гайку, соединенную с корпусом, при этом гайка включает внутреннюю полость, цангу, расположенную внутри полости, при этом цанга включает первую скошенную поверхность, имеющую первый угол, причем коническая поверхность и первая скошенная поверхность выровнены на общей оси и размещены бок о бок, при этом цанга содержит множество прорезей, образующих множество гибких участков цанги. 11. Фитинг для использования с гофрированным трубопроводом, содержащий корпус, включающий патрубок для обеспечения подвода к трубопроводу, корпус включает коническую поверхность, имеющую первый угол, установочную втулку, расположенную в корпусе и примыкающую к конической поверхности, гайку, соединенную с корпусом, при этом гайка включает внутреннюю полость, цангу, расположенную внутри полости, при этом цанга включает первую скошенную поверхность, имеющую первый угол, причем коническая поверхность и первая скошенная поверхность выровнены на общей оси и размещены бок о бок, при этом цанга содержит множество прорезей, образующих множество гибких участков цанги, причем трубопровод развальцован и сжат между конической поверхностью и первой скошенной поверхностью. 12. Фитинг по п. 11, в котором трубопровод, сжатый между конической поверхностью и первой скошенной поверхностью, образует двойной раструб.