СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК F16L27/12 

Изобретение имеет отношение к созданию сочленений, а в особенности таких сочленений, которые предназначены для соединения трубы и других трубных элементов с пустотелой конструкцией, имеющей трубчатый впуск.

Сочленения такого типа, к которому имеет отношение настоящее изобретение, имеют множество применений, в том числе они применяются, например, в системах центрального отопления, в системах кондиционирования воздуха, в транспортных средствах, в бензонасосах, в нефтехимическом производстве, в оборудовании для пожаротушения, в радиаторных батареях систем отопления, в патрубках (фитингах) резервуаров, а также в системах трехпутевых вентилей.

Известные сочленения такого типа, к которому относится настоящее изобретение, обычно таковы, что их трудно устанавливать, основной причиной чего является то, что они не допускают относительного осевого перемещения между трубой и пустотелой конструкцией, к которой пристыковывается труба.

Задачей настоящего изобретения является создание простого способа соединения трубы и пустотелой конструкции, но в то же время обеспечивающего соединение с возможностью их взаимного осевого перемещения.

Указанная задача решается благодаря созданию способа соединения одного из концов трубы с пустотелой конструкцией, имеющей выполненный в ней резьбовой трубчатый впуск, который предусматривает установку кольцевого элемента уплотнения вокруг трубы, при этом указанный кольцевой элемент уплотнения имеет резьбовой участок, предназначенный для входа в зацепление с резьбовым трубчатым впуском, и содержит первое и второе средства уплотнения, причем первое средство уплотнения предназначено для создания уплотняющего зацепления между кольцевым элементом уплотнения и указанным впуском, а указанное второе средство уплотнения предназначено для создания уплотняющего зацепления между кольцевым элементом уплотнения и концом трубы, искривления конца трубы наружу вокруг по меньшей мере части ее окружности и осуществления резьбового соединения между кольцевым элементом уплотнения и трубчатым впуском, в результате чего может быть осуществлен вход в зацепление с уплотнением между указанным элементом уплотнения и концом трубы в диапазоне множества относительных осевых положений между ними.

Таким образом, сочленение, полученное в соответствии с настоящим способом, допускает относительное осевое перемещение между соединяемыми элементами. Такая компоновка позволяет легко устанавливать элементы в соответствующее положение друг относительно друга для проведения последующей операции образования эффективного сочленения между элементами.

Кольцевой элемент уплотнения представляет собой единый элемент, который снабжен средствами для размещения первого и второго средства уплотнения, а также имеет резьбовой участок или иное средство для входа в зацепление с трубчатым впуском. Кольцевой элемент уплотнения может также иметь выемку для размещения в ней выступа, буртика или высадки трубы. Такая выемка предпочтительно идет главным образом непрерывно по окружности трубы.

В качестве первого и второго средства уплотнения могут быть использованы любые подходящие элементы уплотнения, например, уплотнительные кольца.

Элемент уплотнения и труба могут быть введены в уплотняющее зацепление друг с другом в диапазоне множества дискретных относительных осевых положений или в непрерывном диапазоне относительных положений. Преимущественно, труба имеет выступ, идущий в направлении радиально и наружу, который ограничивает диапазон осевых положений за счет зацепления между указанным выступом и кольцевым элементом уплотнения.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения труба имеет два выступа, идущих в направлении радиально и наружу. Предпочтительно первый из указанных выступов выступает на достаточное расстояние относительно окружности трубы, что позволяет ему входить в зацепление с сочленением в соответствии с настоящим изобретением и предотвращать выход трубы из зацепления. Предпочтительно указанный первый выступ расположен на относительно небольшом расстоянии от конца трубы. Предпочтительно, второй выступ является относительно небольшим по сравнению с первым выступом, а наиболее предпочтительно, указанный второй выступ имеет намного меньшие размеры, чем участок выемки в кольцевом элементе уплотнения. Таким образом, при использовании и в рабочем положении второй выступ входит в выемку в кольцевом элементе уплотнения с возможностью достаточного перемещения в выемке, чтобы не препятствовать вращательному движению трубы.

Следует иметь в виду, что предусмотрение двух выступов, первый из которых действует в качестве упора трубы вне собственно сочленения, а второй свободно установлен внутри собственно сочленения, позволяет ограничивать осевое перемещение при одновременном обеспечении надежности сочленения.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

На фиг.1 показано поперечное сечение сочленения в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.2 показан вариант сочленения в соответствии с фиг.1 с другими осевыми положениями элементов друг относительно друга.

На фиг.3 показано поперечное сечение видоизмененного варианта сочленения в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.4 показано поперечное сечение третьего варианта сочленения в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.5 показано поперечное сечение четвертого варианта сочленения в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.6 показан инструмент для деформирования или опрессовки конца трубы, предназначенный для использования в способе в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.7 показан альтернативный вариант такого инструмента.

На фиг.8 показано поперечное сечение варианта сочленения в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.9 показан инструмент в соответствии с фиг.7, установленный у сочленения по фиг.8, в момент начала деформирования или опрессовки конца трубы.

На фиг.10 показано развитие действия фиг.9.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.1 и 2, на которых показано сочленение 1, образованное между принимающим трубу фитингом 3 радиатора центрального отопления и вентилем радиатора (не показан). Принимающий трубу фитинг 3 имеет форму полой сферы 5 (пустотелой конструкции), от которой отходит короткий трубчатый впуск 7. Фитинг 3 имеет в качестве своей составной части короткий отрезок трубы (не показан), который приварен к корпусу радиатора. Трубчатый впуск 7 имеет резьбу на своей внутренней поверхности.

Сочленение состоит из двух частей, а именно, включает в себя кольцевой элемент уплотнения 9 и трубный элемент 11. Кольцевой элемент уплотнения 9 выполнен в виде короткого патрубка, первый участок которого 12 имеет относительно более толстую трубчатую стенку и наружную резьбовую поверхность, которая входит в зацепление с внутренней резьбовой поверхностью впуска 7 принимающего трубу фитинга 3.

На остальной части своей осевой длины кольцевой элемент уплотнения 9 имеет относительно более тонкую стенку, которая имеет уступы на участках 13 и 15, позволяющие установить два уплотнительных кольца.

Как это показано на фиг.1 и 2, участок 13 для установки уплотнительного кольца имеет вид открытой наружу выемки, форма и размер которой соответствуют уплотнительному кольцу 17, которое может быть прижато к радиальной торцевой поверхности 19 впуска 7 фитинга 3. Это достигается за счет того, что выемка 13 имеет две смещенные друг от друга радиальные стенки, причем удаленная от впуска 7 радиальная стенка выступает наружу относительно другой радиальной стенки. В результате уплотнительное кольцо 17 может быть зажато между выступающей наружу радиальной стенкой и поверхностью 19, как это показано на фиг.1 и 2.

Второй участок 15 для установки уплотнительного кольца расположен вблизи от первого участка 13 для установки уплотнительного кольца и имеет вид открытой внутрь выемки. В эту выемку вводят второе уплотнительное кольцо 21, которое образует уплотняющее зацепление между кольцевым элементом уплотнения 9 и трубным элементом 11.

Трубный элемент 11 имеет радиально расширенный наружу торцевой фланец 23, который может быть образован путем деформирования однородного трубного элемента.

Для образования надежного сочленения между трубой, имеющей объединенный с ней трубный элемент 11, и принимающим трубу фитингом 3 трубный элемент 11, имеющий кольцевой элемент уплотнения 9, вводят во впуск 7. Наружный резьбовой участок кольцевого элемента уплотнения ввинчивают во внутреннюю резьбовую секцию впуска 7, причем кольцевой элемент уплотнения 9 вращают до тех пор, пока уплотнительное кольцо 17 не будет зажато между кольцевым элементом уплотнения и впуском 7. В этом положении уплотнительное кольцо 21 образует надежное уплотняющее зацепление с трубным элементом 11.

На фиг.2 показано это же самое сочленение, однако трубный элемент 11 изображен в другом осевом положении относительно принимающего трубу фитинга 3. На фиг.1 и 2 показан полный диапазон взаимных осевых положений между трубным элементом 11 и фитингом 3, облегчающий установку сочленения и позволяющий выбирать различные относительные положения между трубой и радиатором, к которому она должны быть подключена.

Следует иметь в виду, что использование описанного выше сочленения позволяет поворачивать радиатор центрального отопления относительно труб, к которым он подключен, так как фитинг 3 в кольцевом элементе уплотнения 9 может вращаться относительно трубного элемента 11. Следовательно, если предусмотреть такие сочленения между двумя совмещенными по оси вентилями радиатора, то радиатор может быть поднят и шарнирно опущен для обеспечения доступа к стене позади него для проведения ее обработки и отделки, без необходимости использования инструментов или потерь в водопроводном соединении.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.3, на которой показан второй вариант сочленения в соответствии с настоящим изобретением, аналогичный показанному на фиг.1 и 2, но с основным отличием, которое состоит в том, что кольцевой элемент уплотнения 71 имеет внутреннюю резьбовую секцию 73. Трубчатый впуск 75 имеет обращенную наружу резьбовую секцию 77, предназначенную для входа в зацепление с секцией 73 кольцевого элемента 71.

Обратимся к рассмотрению фиг.4, на которой показан простой инструмент для деформирования или опрессовки конца трубы, который можно использовать при одном из описанных выше сочленений в соответствии с настоящим изобретением. В случае ручного инструмента типа ножниц он содержит две ручки 76 и 77, шарнирно соединенные друг с другом, от которых отходят верхняя и нижняя губки 78 и 79. На верхней губке 78 предусмотрено выступающее вниз ребро или шип 80. На нижней губке 79 предусмотрена соответствующая выемка 81, в которую заходит ребро или шип 80 при смыкании губок инструмента.

После установки конца трубы между губками 78 и 79 инструмента губки вручную могут быть сжаты при приложении давления к ручкам, что приводит к деформированию трубы вблизи от ее конца за счет ребра или шипа 80 с образованием отгиба наружу на конце трубы. Деформирование может быть произведено в единственной точке, в ряде смещенных друг от друга по окружности точек, а также может быть непрерывным при проходе инструмента вокруг конца трубы.

На фиг.5 показан альтернативный вариант инструмента, изображенного на фиг.7. В этом варианте инструмент 83 приводится в действие при помощи зажимного приспособления, причем усилие прикладывают путем вращения резьбового средства 82. Нижняя прижимная поверхность 84 имеет выступы 86 и 87 в то время, как верхняя прижимная поверхность 85 имеет соответствующие выемки 88 и 89. Выступ 87 является достаточно острым для того, чтобы создать существенное деформирование трубы при ее зажиме, достаточное для образования ребра необходимого размера для надежного упора в конец кольцевого элемента уплотнения и для предотвращения выхода трубы из зацепления с сочленением. Выступ 86 имеет меньшие размеры и предназначен для создания на трубе менее выступающего ребра при ее зажиме.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.6, на которой показан вариант сочленения в соответствии с настоящим изобретением, который имеет кольцевой элемент уплотнения 90 с внутренней резьбовой секцией 91. Здесь предусмотрен участок с выемкой 92 на самой внутренней поверхности кольцевого элемента уплотнения, которая находится в контакте с трубой 93 и близко к концу резьбовой секции 91.

На фиг.7 и 8 показан инструмент 83 в соответствии с фиг.5, установленный на трубе у сочленения в соответствии с фиг.6, на первых стадиях процесса опрессовки, деформирования или образования канавки на трубе 93. Верхняя прижимная поверхность 85 наложена на внешнюю поверхность 94 трубы и прижимает конец трубы к внутренней поверхности 95 инструмента. После установки в заданное положение прикладывают зажимное усилие путем поворота резьбового средства 82. Зажимное усилие прикладывают непрерывно (фиг.8) до тех пор, пока два выступа на нижней прижимной поверхности инструмента не будут установлены в непосредственной близости напротив соответствующих выемок на верхней прижимной поверхности, в результате чего труба будет эффективно зажата между указанными поверхностями. При последующем приложении зажимного усилия труба деформируется соответствующим образом при помощи первого и второго выступов инструмента.

Приведенное описание позволяет понять, что сочленение и инструмент в соответствии с настоящим изобретением представляют собой новое и эффективное средство соединения трубы или иного трубного элемента с пустотелой конструкцией, такой как, например, водяной резервуар, имеющий трубчатый впуск. Предложено сочленение, которое легко может быть установлено и которое имеет некоторое относительное осевое перемещение, облегчающее эксплуатацию, с сохранением надежного и эффективного соединения.

Способ соединения предназначен для создания соединения трубы и других трубных элементов с пустотелой конструкцией. Способ соединения включает в себя установку кольцевого элемента уплотнения вокруг трубы. Кольцевой элемент уплотнения имеет резьбовой участок. Последний предназначен для входа в зацепление с резьбовым трубчатым впуском. Кольцевой элемент имеет первое и второе средства уплотнения. Первое средство уплотнения предназначено для создания уплотняющего зацепления между кольцевым элементом уплотнения и указанным впуском. Второе средство уплотнения предназначено для создания уплотняющего зацепления между кольцевым элементом уплотнения и внешней закругленной поверхностью конца трубы. Способ включает в себя деформирование конца трубы наружу вокруг по меньшей мере части ее окружности, а также включает осуществление резьбового соединения между кольцевым элементом уплотнения и трубчатым впуском. В результате последнего осуществляется ввод в зацепление с уплотнением между указанным элементом уплотнения и концом трубы в диапазоне множества относительных осевых положений между ними. Обеспечивается создание соединения с возможностью взаимного перемещения трубного элемента и пустотелой конструкции. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ соединения конца трубы (11), имеющего внешнюю закругленную поверхность, с пустотелой конструкцией (3), имеющей выполненный в ней резьбовой трубчатый впуск (7), включающий в себя установку кольцевого элемента уплотнения (9) вокруг трубы, при этом указанный кольцевой элемент уплотнения имеет резьбовой участок (12), предназначенный для входа в зацепление с резьбовым трубчатым впуском, а также первое и второе средства уплотнения, причем указанное первое средство уплотнения (17) предназначено для создания уплотняющего зацепления между кольцевым элементом уплотнения и указанным впуском, а указанное второе средство уплотнения (21) предназначено для создания уплотняющего зацепления между кольцевым элементом уплотнения и внешней закругленной поверхностью конца трубы, деформирование конца трубы наружу вокруг по меньшей мере части ее окружности и осуществление резьбового соединения между кольцевым элементом уплотнения и трубчатым впуском, в результате чего осуществляют вход в зацепление с уплотнением между указанным элементом уплотнения и концом трубы в диапазоне множества относительных осевых положений между ними.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кольцевой элемент уплотнения имеет выемку для размещения деформированного наружу участка конца трубы.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанная выемка идет главным образом непрерывно по окружности трубы.4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что кольцевой элемент уплотнения и труба выполнены с возможностью введения в зацепление с уплотнением друг с другом в диапазоне множества дискретных относительных осевых положений или в непрерывном диапазоне относительных положений.5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что труба имеет два удлиненных выступа, имеющих в направлении радиально и наружу.