ФЛАНЕЦ ДЛЯ ТРУБ, СНАБЖЕННЫХ НА КОНЦАХ БУРТАМИ Российский патент 2005 года по МПК F16L23/00 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для соединения трубопроводов, снабженных на концах буртами. В качестве буртов трубопроводы на соединительных участках могут иметь приварные небольшие фланцы (фланцевые кольца) или отбортованные торцы самих трубопроводов.

Изобретение может найти применение в машиностроении, судостроении, газовой промышленности, криогенной технике и в других областях, где используются трубопроводная арматура и ее соединение.

Известно фланцевое соединение трубопроводов [1], содержащее соединяемые трубопроводы с фланцами, в торцевой поверхности которых имеется кольцеобразная канавка с уплотнительным кольцом.

Недостатком известного фланцевого соединения является невозможность повторного использования фланцев в случае выхода из строя самих трубопроводов,

Известно фланцевое соединение трубопроводов [2], содержащее соединяемые трубопровод с фланцевым поясом и поворотное кольцо, на внутренней поверхности которого образован опорный пояс с противоположно расположенными на нем вырезами.

Недостатком известного фланцевого соединения является то, что опорный пояс поворотного кольца не сплошной (имеет противоположно расположенные на нем вырезы), и поэтому фланцевое соединение трубопроводов, особенно с отбортовкой на соединяемых торцах, имеет низкую надежность, из-за невозможности прижима отбортовок в местах противоположных вырезов опорного пояса поворотного кольца.

Известно фланцевое соединение трубопроводов [3], содержащее трубопровод с фланцем (фланцевым поясом) и (поворотное) прижимное кольцо с внутренним вырезом, выполненным в виде сочетания двух усеченных эллипсов, имеющих общую ось и общий центр.

Недостатком известного устройства является то, что опорный пояс (поворотного) прижимного кольца не сплошной (имеет вырез, выполненный в виде сочетания двух усеченных эллипсов имеющих общую ось и общий центр), и поэтому фланцевое соединение трубопроводов, особенно с отбортовкой на соединяемых торцах, имеет низкую надежность из-за невозможности прижима отбортовок торцов трубопроводов в местах фигурных эллипсных вырезов прижимного кольца (или опорного пояса прижимного кольца).

Известно выполнение прижимной втулки (фланца) уплотнения [4], в виде двух взаимозаменяемых деталей с центральным отверстием и периферийными отверстиями под стяжные болты. Вместе детали втулки (фланца) удерживаются внешней направляющей втулкой уплотнителя и сложными профильными направляющими, выполненными перпендикулярно разрезу втулки (фланца). Стяжные болты (резьбовые соединения) служат как для зажима уплотнителя во втулке, так и для удержания вместе деталей втулки (наряду со втулкой и профильными направляющими).

Недостатком известного устройства является то, что оно предназначено для удержания в рабочем состоянии уплотнителя и его быстрой смены (без разборки оборудования), и это не позволяет применять его для фланцевого соединения трубопроводов. Кроме того, известное устройство материалоемко и требует значительных материальных и временных затрат для своего изготовления (из-за сложности своей конструкции и, особенно, профильных направляющих).

Наиболее близким аналогом - прототипом заявляемому изобретению, является “Фланец для труб, снабженных на концах буртами” [5], содержащий две взаимозаменяемые шайбы с центральными отверстиями, и периферийными отверстиями под стяжные болты, причем каждая шайба снабжена отверстием, очерченным по кривой, образованной сопряжением дуги, описанной из центра шайбы радиусом, равным наружному радиусу трубы, и эксцентричной с ней дуги, радиус которой примерно равен радиусу бурта трубы, что дает возможность завести бурт в отверстие шайбы и плотно охватить каждой шайбой трубу на половине ее окружности. Причем одна половина каждой из составляющей фланца шайб имеет вдвое меньшую толщину, чем вторая половина для того, чтобы выступающая часть одной шайбы (более толстая) была при сборке сопряжена со впадиной (тонкой частью) второй шайбы.

Недостатком прототипа - “фланца для труб, снабженных на концах буртами”, является его сложность и, как следствие, дороговизна изготовления. Кроме того, при изготовлении шайб фланца (что возможно на режущих металлообрабатывающих станках), будут происходить большие потери материала шайб (в отходы). Также недостатком прототипа является затрудненный его монтаж в стесненных условиях.

Указанные недостатки ставят задачу упрощения конструкции устройства, технологии ее изготовления и снижения потери материалов в отходы, а также задачу упрощения технологии (и повышения удобства) монтажа - демонтажа заявляемого фланца на соединяемых трубопроводах.

Поставленная задача решается тем, что фланец для труб, снабженных на концах буртами, содержащий в себя две взаимозаменяемые шайбы с центральными отверстиями, и периферийными отверстиями под стяжные болты, причем каждая шайба фланца содержит радиально вырезанный участок по параллельным касательным к центральному внутреннему отверстию, а с противоположной стороны выреза шайба имеет утолщение в виде вырезанного участка шайбы, повернутого на 180°, а утолщение шайбы выполнено из прикрепленного к ней сваркой вырезанного участка шайбы.

Введение в шайбах фланца для труб, снабженных на концах буртами радиально вырезанного участка по параллельным касательным к центральному внутреннему отверстию необходимо для того, чтобы обеспечить возможность монтажа шайб на трубопроводы, без демонтажа труб, что особенно важно для стесненных условий (чаще всего встречающихся в практике). Кроме того, это решает задачу упрощения конструкции и технологии изготовления, так как участок шайбы вырезается двумя прямыми параллельными разрезами.

Введение на шайбе с противоположной стороны выреза утолщения в виде вырезанного участка шайбы повернутого на 180° необходимо для соединения двух шайб в единый (цельный) фланец, представляющий собой цилиндрическое кольцо (надетое на соединяемый трубопровод). Здесь также решается задача уменьшения отходов при изготовлении шайб фланца так, как вырезанный участок шайбы используют для выполнения утолщения участка шайбы, которое выполняют сваркой (приваркой) вырезанного участка повернутого на 180° к месту на шайбе, противоположному месту выреза участка.

Таким образом, выполнение фланца для труб, снабженных на концах буртами, кроме указанных выше задач дополнительно решает задачу повышения надежности разъемного фланцевого соединения из-за простоты конструкции, а также из-за обеспечения сплошного прижимного контакта, между буртом трубы и собранным фланцем.

На фиг.1 представлен фланец для труб, снабженных на концах буртами: вид монтажа двух взаимозаменяемых фигурных шайб в одно прижимное кольцо на соединяемом трубопроводе с буртом.

На фиг.2 - вид в трех проекциях одной из взаимозаменяемых шайб фланца.

На фиг.3 - схема соединения двух шайб во фланец для труб, снабженных на концах буртами.

На фиг.4 - вид выполнения (изготовления) одной шайбы фланца из плоской кольцеобразной шайбы: линии разреза (выреза участка шайбы по параллельным касательным центрального отверстия) и дополнительные технологические отверстия в вырезанном участке.

На фиг.5 - изготовленная сваркой взаимозаменяемая пластина фланца для труб, снабженных на концах буртами.

Фланец для труб, снабженных на концах буртами по фиг.1-5, содержит установленный на трубопроводе 1 с буртом 2 фланец 3.

Фланец 3 содержит две взаимозаменяемые шайбы 3-1 и 3-2 с центральными отверстиями 4 и периферийными отверстиями 5 под стяжные болты. Каждая шайба 3-1 и 3-2 фланца 3 содержит радиальный вырез 6 по параллельным касательным к центральному внутреннему отверстию 4. Вырезанный участок 7 шайбы 3-1 (3-2) по параллельным касательным к центральному внутреннему отверстию 4 повернут на 180° и приварен к шайбе 3-1 (3-2) в месте, противоположном месту выреза участка 7, в виде утолщения. Вырез участка 7 из шайбы 3-1 (3-2) осуществлен по линиям 8 (параллельным касательным к центральному внутреннему отверстию 4). Вырезанный участок 7 шайбы 3-1 (3-2) имеет два или более технологических отверстия 9, для осуществления его сварки и шайбой. При небольшой толщине шайбы 3-1 (3-2) может быть осуществлена ее точечная сварка с вырезанным участком 7 и при этом технологические отверстия 9 будут не нужны.

При большой толщине шайбы 3-1 (3-2) ее сварку с вырезанным участком 7 можно осуществить по сварным швам 10, представленным на фиг.5.

При применении предложенного изобретения (фиг.1 и 3) на торец трубопровода 1 с буртом (отбортовкой) 2 накладывают две шайбы 3-1 и 3-2 так, что они на торце трубопровода образуют фланец 3. На другом соединяемом торце трубопровода проделывают те же операции. Два торцевых участка трубопровода соединяют фланцами при помощи болтовых соединений.

Предложенное техническое решение является универсальным для своего класса и может использоваться в самых различных областях техники для соединения трубопроводов. Данный фланец для труб (трубопроводов), снабженных на концах буртами, возможно монтировать без демонтажа (рассоединения) их буртов, что дает дополнительный полезный эффект и позволяет применять сам фланец (и фланцевое соединение в целом) в различных стесненных условиях.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №329343, кл. F 16 L 23/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР №375864, кл. F 16 L 23/00, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР №974018, кл. F 16 L 23/00, 1982.

4. Патент США №1486708, 11.03.1924;

5. Прототип - авторское свидетельство СССР №61960, кл. F 16 L 23/02, 29.11.1940.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для соединения трубопроводов, снабженных на концах буртами. Фланец для труб содержит две взаимозаменяемые шайбы с центральными отверстиями и периферийными отверстиями под стяжные болты. Каждая шайба фланца содержит радиальный вырез по параллельным касательным к центральному внутреннему отверстию. Вырезанный участок шайбы по параллельным касательным к центральному внутреннему отверстию повернут на 180° и приварен к шайбе в месте, противоположном месту выреза участка, в виде утолщения. Технический результат - упрощение конструкции устройства и технологии ее изготовления. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Фланец для труб, снабженных на концах буртами, содержащий две взаимозаменяемые шайбы с центральными отверстиями и периферийными отверстиями под стяжные болты, отличающийся тем, что каждая шайба фланца содержит радиально вырезанный участок по параллельным касательным к центральному внутреннему отверстию, а с противоположной стороны выреза шайба имеет утолщение в виде вырезанного участка шайбы, повернутого на 180°.2. Фланец для труб, снабженных на концах буртами, по п.1, отличающийся тем, что утолщение шайбы выполнено из прикрепленного к ней вырезанного участка шайбы.3. Фланец для труб, снабженных на концах буртами, по п.2, отличающийся тем, что вырезанный участок шайбы прикреплен к ней при помощи сварки.