ВСТАВНАЯ МУФТА Российский патент 2006 года по МПК F16L37/92 

Настоящее изобретение относится к вставной муфте для соединения, по меньшей мере, одного трубного конца.

Из патентной заявки РСТ WO 00/75554 А1 известна вставная муфта, содержащая корпус муфты, кольцеобразный уплотнительный элемент, стяжное кольцо, а также соединяемый с корпусом муфты кольцевой элемент, причем с помощью стяжного кольца трубный конец, к которому плотно до степени герметичности прилегает уплотнительный элемент, может быть зажат в муфте, причем расположенный в кольцевом пазу корпуса муфты уплотнительный элемент имеет два уплотнительных выступа, которые прилегают к внутренней поверхности вставленного трубного конца, кольцевой паз корпуса муфты имеет направленный радиально наружу стопорный элемент, который входит в открытую радиально внутрь кольцевую канавку уплотнительного элемента.

Задача изобретения заключается в том, чтобы усовершенствовать вставную муфту вышеприведенного типа таким образом, чтобы при меньших затратах и с высокой функциональной надежностью можно было выполнить соединение, по меньшей мере, с одним концом трубы. Вставная муфта должна допускать при монтаже возможность манипулирования в соответствии с ее назначением и исключать опасность неправильного монтажа.

Вставная муфта и/или уплотнительный элемент должны иметь малую материалоемкость и требовать незначительного монтажного объема. Необходимо, чтобы муфта была пригодна в равной мере как для применения в трубах из различных материалов, таких как пластмасса или металл или композитный материал (трубы из пластмассы с промежуточным металлическим слоем), так и в трубах из сравнительно мягких материалов, таких как, в частности, полиэтилен, и обеспечивала в течение многих лет прочное и надежное соединение. Кроме того, муфта может найти применение в сантехнике, в частности для установок горячего и холодного водоснабжения, причем обусловленные, прежде всего, изменениями температуры рабочей среды изменения свойств материала, например, в отношении размеров или жесткости, должны надежно компенсироваться муфтой.

Задача изобретения решается тем, что в кольцеобразный уплотнительный элемент интегрированы два соединенных друг с другом как одно целое посредством соединительного участка О-кольца, радиальные наружные поверхности которых образуют названные уплотнительные выступы и плоскости поперечного сечения которых имеют в основном круговые наружные контуры, причем в основном цилиндрическая внутренняя поверхность уплотнительного элемента проходит, по меньшей мере, приблизительно тангенциально к наружным контурам и что кольцевая канавка уплотнительного элемента расположена за пределами кругового наружного контура первого О-кольца в зоне соединительного участка.

Предлагаемая вставная муфта характеризуется надежной в работе конструкцией и незначительными затратами на ее изготовление и монтаж. Корпус, частично входящий внутрь трубного конца, гарантирует надежную радиальную опору для трубного конца, благодаря чему и при переменных производственных условиях обеспечивается надежное восприятие и перенос зажимных усилий крепежных средств, а также надежное уплотнение. С корпусом муфты сопряжена гильза, ниже обозначаемая так же, как кольцевой элемент, или кожух, и радиально снаружи окружающая трубный конец, причем трубный конец зажат в кольцевом пространстве между корпусом муфты и упомянутой гильзой. Гильза, или кольцевой элемент, имеет предпочтительно коническую внутреннюю поверхность, причем между этой внутренней поверхностью гильзы и наружной поверхностью трубного конца расположено стягивающее кольцо, которое обеими сторонами контактирует с силовым и/или геометрическим замыканием как с внутренней поверхностью кольцевого элемента, так и с наружной поверхностью трубного конца. Уплотнительный элемент расположен предпочтительно на той части корпуса муфты, которая входит в трубный конец, и плотно до степени герметичности прилегает к внутренней поверхности трубного конца.

Уплотнительное кольцо предпочтительно содержит два направленных радиально наружу уплотнительных выступа, каждый из которых выполнен в виде О-кольца и/или ведет себя как О-кольцо. Уплотнительные выступы являются составными частями уплотнительных участков, имеющих в аксиальной плоскости, по меньшей мере, частично и/или, по меньшей мере, приближенно круговое поперечное сечение. Предпочтительно, по меньшей мере, один из двух уплотнительных выступов лежит на окружности, диаметр которой, по меньшей мере, приближенно равен радиальной толщине уплотнительного участка. Уплотнительные выступы или, по меньшей мере, выполненные приближенно в виде О-колец уплотнительные участки интегрированы, с образованием одного с ним целого, в уплотнительный элемент, причем предусмотрен аксиальный соединительный участок, имеющий сравнительно небольшую радиальную толщину. У вставных муфт, предназначенных для труб сравнительно малого диаметра или малого условного прохода, в частности от d16 до d25, передний в направлении вдвигания уплотнительный выступ целесообразно выполнить с наружным диаметром, меньшим на заданную величину в сравнении со вторым уплотнительным выступом, следующим за ним в направлении вдвигания. Для труб большего диаметра или большего условного прохода, в частности от d32 и выше, напротив, передний (первый) уплотнительный выступ предпочтительно имеет больший наружный диаметр в сравнении со вторым уплотнительным выступом. В плоскостях осевого сечения указанные уплотнительные выступы лежат, по меньшей мере, приближенно на круговых поперечных сечениях, радиус которых задан таким, что они, по меньшей мере, приближенно касаются внутренней поверхности уплотнительного кольца. Другими словами, уплотнительное кольцо содержит два уплотнительных участка, которые, по меньшей мере, приближенно выполнены в виде О-колец и которые соединены друг с другом через соединительный участок как одно целое. Этот соединительный участок имеет радиально меньший наружный диаметр в сравнении с указанными уплотнительными выступами, причем между уплотнительными выступами образовано деформационное пространство, которое, в частности, при узких трубных допусках воспринимает деформацию уплотнительных выступов с целью поддержания их сжатия ниже критических значений.

Уплотнительный элемент имеет открытую радиально внутрь кольцевую канавку, предназначенную для того, чтобы препятствовать выскальзыванию уплотнительного элемента из кольцевого паза корпуса муфты, для каковой цели в корпусе муфты выполнен входящий в кольцевую канавку уплотнительного элемента и корреспондирующий с ней, предпочтительно кольцевой, предохранительный или стопорный элемент. Кроме того, в качестве дополнительного предохранения против выскальзывания уплотнительного элемента из кольцевого паза корпуса муфты уплотнительный элемент снабжен на одном своем конце упором, который при приложении давления прилегает к кольцевому или уплотнительному пазу корпуса муфты. Стяжное кольцо предпочтительно содержит по одному когтевому фиксатору, обращенному радиально внутрь и соответственно радиально наружу, причем когтевой фиксатор впрессовывается в наружную поверхность трубного конца, соответственно во внутреннюю поверхность названного кольцевого элемента, благодаря чему обеспечивается высокая функциональная надежность аксиальной фиксации трубного конца относительно муфты.

На переднем свободном конце гильза содержит удлинение с внутренним, предпочтительно цилиндрическим направляющим участком, имеющим заданную аксиальную длину. Благодаря удлинению, соответственно направляющему участку трубный конец при его введении в муфту ориентируется в основном коаксиально относительно продольной оси. Установка трубы, соответственно трубного конца под углом при введении в муфту сводится тем самым к минимуму и, следовательно, на уплотнительный элемент действуют только аксиальные силы. Практически исключается перекос трубного конца при введении в муфту и тем самым весьма просто и с высокой функциональной надежностью предотвращается опасность выдавливания или смятия уплотнительного элемента. В контексте настоящего изобретения корпус муфты, в качестве дополнения или альтернативы, также может иметь на переднем конце перед уплотнительным элементом удлинение с направляющим участком для центрирования, соответственно для коаксиальной ориентации трубного конца при его введении в муфту. В частности, корпус муфты содержит на выступающем радиально наружу пояске торцевую или опорную поверхность, в которую своей торцевой поверхностью упирается вставляемый в муфту трубный конец после его полного введения в муфту. Кольцевой паз, в котором размещается уплотнительный элемент, в частности его передняя концевая поверхность, отстоит от названной торцевой или опорной поверхности на сравнительно большом расстоянии. Это расстояние, по меньшей мере, приближенно равно или больше внутреннего диаметра гильзы и/или направляющего участка, причем внутренний диаметр в основном равен наружному диаметру названного трубного конца. Далее, стяжное кольцо у предлагаемой вставной муфты аксиально расположено между участком кольцевого паза с уплотнительным элементом и названной торцевой или опорной поверхностью. Кроме того, в одном из предпочтительных вариантов изобретения предусматривается, что расположенная на удалении от свободного конца корпуса муфты стенка кольцевого паза, в котором размещается уплотнительный элемент, выполнена с задним разрезом, в который зажимается уплотнительный элемент при введении трубного конца. Такое выполнение позволяет исключить выдавливание уплотнительного элемента из кольцевого паза при введении трубного конца в муфту.

Необходимо особо подчеркнуть, что предлагаемая согласно изобретению вставная муфта может быть составной частью фитинга для соединения двух или нескольких труб, например в форме угла, тройника или двойной муфты с коаксиальной ориентацией соединяемых частей. Кроме того, муфта может быть составной частью фитинга или кожуха арматуры для присоединения только одного трубного конца или составной частью переходника между трубами из различных материалов или т.п. При выполнении в качестве фитинга или двойной муфты для соединения двух или более труб их оси могут иметь любые угловые положения относительно друг друга. Следует также помнить, что вставная муфта пригодна для труб, в частности, из различных материалов и/или с различными свойствами материалов.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения и их модификации указаны в зависимых пунктах формулы изобретении, а также раскрыты в нижеследующем описании.

Ниже изобретение подробнее поясняется на примерах его осуществления, не ограничивающих объем изобретения, со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые показывают:

Фиг.1 осевой продольный разрез вставной муфты для соединения двух трубных концов,

Фиг.2 осевой продольный разрез части вставной муфты, причем изображена только часть корпуса муфты и соединенная с ним гильза,

Фиг.3 осевой продольный разрез удлиненного корпуса муфты (частично),

Фиг.4 разрез уплотнительного элемента в осевой плоскости (в увеличенном масштабе и частично),

Фиг.5 осевой продольный разрез корпуса муфты в особом исполнении,

Фиг.6 особое исполнение трубного конца.

Вставная муфта согласно Фиг.1 выполнена симметричной относительно средней плоскости 2 и служит для соединения двух схематически показанных трубных концов 4, 5. Эта муфта содержит, таким образом, две расположенные слева, соответственно, справа от средней плоскости 2 части, которые собственно и образуют вставную муфту согласно изобретению. Последующие пояснения относятся соответственно к обеим симметричным частям изображенной двойной муфты. Вставная муфта содержит корпус 6 муфты, который частично вставлен в оба трубных конца 4, 5, причем концевые участки 8, 9 корпуса 6 предпочтительно выполнены в виде конических расширений, которые идут от свободных концов корпуса 6 муфты радиально наружу в направлении внутренних поверхностей 10, 11 соответствующего трубного конца 4, 5. К соответствующей внутренней поверхности 10, 11 муфты плотно до степени герметичности прилегает уплотнительный элемент 12, который расположен в кольцевом пазу 13 наружной поверхности корпуса 6 муфты. Кольцевой паз 13 имеет переднюю концевую поверхность 14, расположенную в непосредственной близости к концевому участку 8, 9 корпуса 6 муфты. Корпус 6 муфты имеет, далее, первый выступающий радиально наружу поясок, или буртик, 15 с передней торцевой или упорной поверхностью 16, служащей упором для торцевой поверхности вставленного в муфту трубного конца 4, 5. Поясок, или буртик, 15 выполнен предпочтительно в отношении к продольной оси 18, в виде замкнутого кольца вокруг корпуса, однако поясок 15 может быть также разделен на некоторое число сегментов. Передняя концевая поверхность 14 расположена на расстоянии 17 от торцевой поверхности 16 пояска, или буртика, 15.

Далее предусмотрена гильза или кольцевой элемент 20, который окружает снаружи соответствующий трубный конец 4, 5. Кольцевой элемент 20 содержит внутри предпочтительно коническую зажимную поверхность 22, внутренний диаметр которой уменьшается к свободному концу 24 соответствующего кольцевого элемента 20. Гильза, соответственно кольцевой элемент, 20 содержит, кроме того, соединительный элемент 26, находящийся в зацеплении с первым пояском 15. Поясок 15 тем самым выполняет двойную функцию, а именно функцию упора для трубного конца и функцию крепления кольцевого элемента 20. Внутри соединительного элемента 26 предусмотрен кольцевой паз 28, в который своим радиально наружным краем 30 входит первый поясок 15. Кольцевой элемент 20, в частности его соединительный элемент 26, заходит в осевом направлении, а именно на противоположной от свободного конца 32 стороне, за торцевую поверхность вставленного в него трубного конца и далее, в частности кольцеобразно, охватывает наружный край первого пояска 15. По меньшей мере, соединительный элемент 26 выполнен таким образом, что он способен к упруго-эластичной деформации и, следовательно, он может быть при монтаже надвинут за пределы наружного края 30 первого пояска 15 и занять показанное на чертеже фиксированное положение относительно корпуса 6 муфты. Гильза, соответственно кольцевой элемент, 20 имеет в зоне соединительного элемента 26 увеличенный наружный диаметр, соответственно, радиальное расширение 31. Благодаря этому обеспечивается возможность более высокой механической нагрузки, и опасность схода или соскакивания гильзы с выполненного в виде буртика первого пояска 15 корпуса 6 муфты уменьшается. Это радиальное расширение 31 служит для усиления заднего участка гильзы 20. Монтаж, т.е. создание соединения кольцевого элемента 20 с корпусом 6 муфты, наиболее целесообразно осуществлять в заводских условиях, благодаря чему между радиально внутренним корпусом 6 муфты и радиально наружным кольцевым элементом 20 еще до введения трубного конца 4, 5 уже имеется кольцевая щель 33, в которую затем, при создании соединения муфты с трубным концом 4, 5, аксиально вводится этот трубный конец 4, 5.

Гильза 20 имеет удлинение 34, выходящее за концевой участок 8 корпуса 6 муфты, с внутренним, предпочтительно цилиндрическим направляющим участком 35, имеющим внутренний диаметр 36. Внутренний диаметр 36 в основном равен наружному диаметру вставленного трубного конца 4, 5. Передний конец 24 удлинения 34 и тем самым гильзы 20 расположен на заданном расстоянии 38 от передней концевой поверхности 14 кольцевого паза 13 с уплотнительным элементом 12. Таким образом, удлинение 34, соответственно его внутренний направляющий участок 35 имеет относительно передней концевой поверхности 14 кольцевого паза 13 аксиальную длину 38. Согласно изобретению эта длина 38 составляет от 30 до 60%, предпочтительно от 40 до 50% внутреннего диаметра 36. Это предпочтительно, так как гарантирует коаксиальную ориентацию и коаксиальное направление трубного конца при его введении в муфту. Максимальное значение аксиальной длины 38 в контексте настоящего изобретения задано таким, чтобы потребление материала было гарантированно небольшим и также гарантированно небольшим был конструкционный объем, при этом одновременно обеспечивается также оптимальное положение трубного конца относительно продольной оси при его введении.

В показанном варианте выполнения кольцевой элемент 20 соединен посредством соединительных элементов 26 прочно и неразъемно с корпусом 6. В контексте настоящего изобретения соединение может быть выполнено в качестве альтернативы также разъемным, причем соединительный элемент или соединительные элементы имеют, в частности, внутреннюю резьбу, которая входит в зацепление с соответствующей ей наружной резьбой корпуса муфты. Кроме того, в контексте настоящего изобретения могут быть предусмотрены и другие соединения кольцевого элемента с корпусом муфты, например, по типу штыкового затвора.

Кольцевой элемент 20 содержит, по меньшей мере, в области пояска 16, соответственно, упора для трубного конца 4, 5 смотровое окно 39 и/или прозрачный участок, такой, что расположенная радиально внутри торцевая поверхность, соответственно, примыкающая к ней часть трубного конца 4, 5 видна снаружи. Тем самым создается возможность визуального контроля, который позволяет без труда распознать факт неполного введения трубного конца 4, 5 при монтаже или, что не исключено при последующей эксплуатации, частичного выхода трубного конца 4, 5 из его позиции. Целесообразно выполнить некоторое число таких смотровых окон, распределенных по окружности кольцевого элемента 20, в частности в виде радиальных проемов или отверстий, или предусмотреть некоторое число прозрачных участков так, чтобы можно было без проблем проводить визуальный контроль с каждой стороны муфты. В альтернативном варианте выполнения весь кольцевой элемент 20 изготовлен из прозрачного материала, в частности из пластмассы. Согласно изобретению смотровое окно 39 (или прозрачный участок) предусмотрено за пределами уплотненной с помощью уплотнительного элемента внутренней зоны муфты. Дальше от свободного конца 32 корпуса 6 муфты предусмотрены для соединения кольцевого элемента 20 с корпусом 6 один или несколько соединительных элементов 26, аксиально примыкающих к смотровому окну или смотровым окнам, соответственно к прозрачным участкам 39. Корпус 6 муфты, кроме того, имеет второй поясок 40, расположенный на некотором расстоянии по оси от первого пояска 15 так, что крючкообразный, направленный радиально внутрь выступ 41 кольцевого элемента 20 входит в кольцевое пространство 42 между поясками 16, 38, расположенными на некотором расстоянии друг от друга по оси, и таким образом фиксирует кольцевой элемент 20 на корпусе 6. Второй радиальный поясок 40 служит в качестве ограничителя надвига для кольцевого элемента 20 при монтаже на корпусе 6 муфты. В показанном на чертеже варианте выполнения в виде двойной муфты между обоими вторыми поясками 40, расположенными на некотором расстоянии один от другого, имеется кольцевой паз 44 корпуса 6 муфты. Этот кольцевой паз 44 может быть использован как шестигранник для инструмента при создании соединения с кольцевым элементом 20 и/или трубным концом 4, 5.

Как видно из чертежа, кольцевой элемент 20 содержит участок 46 аксиальной длины 48, примыкающий к удлинению 34 в направлении к средней плоскости 2, причем внутри этого участка 46 в основном полностью или, по меньшей мере, частично расположен уплотнительный элемент 12. Названным участком 46, а также удлинительным участком 34 кольцевой элемент 20 прилегает, по меньшей мере, приближенно к наружной поверхности соответствующего вставленного трубного конца 4, 5. Внутренняя поверхность кольцевого элемента 20 на названном участке предпочтительно является цилиндрической и обеспечивает тем самым надежную радиальную опору для вставленного трубного конца 4, 5 и, следовательно, надежное его уплотнение с помощью расположенного радиально внутри уплотнительного элемента 12.

К цилиндрическому участку 46 кольцевого элемента 20 аксиально примыкает вышеупомянутая, предпочтительно коническая зажимная поверхность 22 для стяжного кольца 50. Стяжное кольцо 50 содержит, по меньшей мере один, первый внутренний когтевой фиксатор 52, который выполнен, в частности, кольцеобразным и впрессован в наружную поверхность трубного конца 4, 5. Согласно изобретению, стяжное кольцо 50 аксиально расположено между пояском 15, соответственно его передней торцевой поверхностью 16, и кольцевым пазом 13, в котором находится уплотнительный элемент 12. Тем самым задано четкое функциональное разделение двух участков, а именно участка с стяжным кольцом 50 и участка 24, относящегося к уплотнительному элементу, так что определение и назначение размеров, с одной стороны, для зажимания и, с другой стороны, для уплотнения вставленного трубного конца 4, 5 может производиться независимо одно от другого, что, в частности, имеет значение для труб из сравнительно мягких материалов. В предпочтительном варианте стяжное кольцо 50 далее имеет, по меньшей мере, один радиально наружный когтевой фиксатор 54, впрессованный в зажимную поверхность 22 кольцевого элемента 20. Предпочтительно кольцеобразный когтевой фиксатор, соответственно когтевые фиксаторы 52, 54, благодаря в основном линейному контакту с трубным концом 4, 5 и/или с внутренней зажимной поверхностью 22 кольцевого элемента 20, создают высокое удельное давление и в конечном итоге гарантируют надежную фиксацию трубного конца 4, 5, предотвращающую его извлечение под действием аксиальных сил из муфты. Как видно из чертежа, стяжное кольцо 50 у предлагаемой муфты аксиально расположено между кольцевым пазом 14 с уплотнительным элементом 12 и первым пояском 16, соответственно концом кольцевой щели 34. Следовательно, стяжное кольцо 50 аксиально расположено на некотором расстоянии от уплотнительного участка с кольцевым уплотнительным элементом 12, так что значения зажимных усилий, с одной стороны, и уплотняющих усилий, с другой стороны, могут быть определены и заданы независимо друг от друга путем определения и выбора размеров относящегося к стяжному кольцу 50 участка кольцевого элемента 20 и участка корпуса 6 муфты, с одной стороны, и уплотнительного участка с уплотнительным элементом 12, с другой стороны. Согласно изобретению в зоне стяжного кольца 50 корпус 6 муфты имеет предпочтительно цилиндрический участок, благодаря чему зажимные усилия воспринимаются функционально-надежно этим радиально внутренним участком корпуса 6.

В предпочтительном варианте выполнения задняя концевая поверхность 55 кольцевого паза 13, расположенная на удалении от переднего концевого участка 8, 9 корпуса 6 муфты, расположена наискось по отношению к продольной оси 18 таким образом, что образуется направленный внутрь срез 56. В этот внутренний срез 56, при введении трубного конца в муфту, одновременно вдавливается и уплотнительный элемент 12, благодаря чему уплотнительный элемент 12 удерживается в кольцевом пазу 13 с высокой функциональной надежностью и тем самым предотвращается выдавливание или смятие уплотнительного элемента 12. Кольцевой паз 13 далее содержит направленный радиально наружу стопорный элемент 57, входящий в соответствующую кольцевую канавку 58 на внутренней поверхности уплотнительного элемента 12. Благодаря этому достигается аксиальное крепление уплотнительного элемента 12 и его фиксация против выскальзывания из кольцевого паза 14 корпуса 6 муфты.

Вблизи концевого участка 8 уплотнительный элемент 12 снабжен первым уплотнительным выступом 60 и вторым уплотнительным выступом 62, направленными радиально наружу, что обеспечивает двукратное уплотнение и высокую функциональную надежность в течение длительного, на многие годы и десятилетия, срока службы. В зоне первого уплотнительного выступа 60 предпочтительно цилиндрическая внутренняя поверхность уплотнительного элемента 12 имеет внутренний радиус 64, а в зоне второго уплотнительного выступа 62 внутренняя поверхность уплотнительного элемента 12 имеет внутренний радиус 66. Внутренние радиусы 64, 66 в основном соответствуют радиусам предусмотренных для них донных поверхностей кольцевого паза 13. Зоны уплотнительных выступов соединены друг с другом как одно целое посредством аксиального соединительного участка 68. Далее первый уплотнительный выступ 60 имеет наружный радиус 70, а второй уплотнительный выступ 62 имеет наружный радиус 72. Уплотнительная геометрия уплотнительного элемента 12 с обоими кольцевыми уплотнительными выступами 60, 62 задается таким образом, что эти выступы ведут себя как два О-кольца. Как уже указывалось вначале, у показанной на чертеже вставной муфты, предусмотренной для сравнительно малых условных проходов, наружный радиус 70 первого уплотнительного выступа 60 выполнен на меньшем в сравнении с наружным радиусом 72 второго уплотнительного выступа 62. Уплотнительный элемент 12 предпочтительно имеет на стороне, обращенной к концевому участку 8, 9, соответственно к свободному концу 32 корпуса 6 муфты, скошенную поверхность 74. Скошенная, в основном коническая, поверхность 74 образует с продольной осью 18 конический угол 76, открывающийся в противоположную от концевого участка 8, 9 сторону и составляющий предпочтительно от 40 до 50°. Обеспечиваемое скошенной поверхностью 74 преимущество заключается в снижении усилий, необходимых для введения трубного конца 4, 5 в муфту. Аксиально, между двумя уплотнительными выступами 60 и 62, образовано деформационное пространство 78, которое, в частности, при узких трубных допусках воспринимает деформацию обоих уплотнительных выступов 60, 62, так что обеспечивается функционально надежное сжатие уплотнительных выступов и/или это сжатие остается ниже критического значения. Соединительный участок 68 уплотнительного элемента 12 между обоими уплотнительными выступами 60, 62 радиально снаружи окружен кольцеобразным деформационным пространством 78. Зоны уплотнения с уплотнительными выступами 60, 62 и соединительный участок 68 являются неотъемлемыми составными частями выполненного как одно целое уплотнительного элемента 12.

На Фиг.2 показана гильза 20, которая своим удлинением 34 заходит за передний концевой участок 8 корпуса 6 муфты. Передний конец 24 гильзы 20 отстоит от передней концевой поверхности 14 кольцевого паза 13 корпуса 6 муфты на расстояние 38. Согласно изобретению это расстояние 38 лежит в пределах от 30 до 50% от внутреннего диаметра 36 гильзы 20, соответственно удлинения 35. Кроме того, следует помнить, что передняя концевая поверхность 14 кольцевого паза 13 расположена относительно торцевой или опорной поверхности 16 первого пояска 15 на расстоянии 17. Это расстояние 17 находится в пределах от 50 до 130%, предпочтительно от 60 до 120%, в частности от 70 до 110% от внутреннего диаметра 36.

На Фиг.3 показан предпочтительный вариант выполнения корпуса 6 муфты с удлинением 37. Удлиненный таким образом корпус 6 может быть предусмотрен в дополнение или в качестве альтернативы к вышеописанной удлиненной гильзе. Передний конец 8 удлиненного таким образом корпуса 6 муфты отстоит от передней концевой поверхности 14 кольцевого паза 13 на расстоянии 38'. Удлинение 37 содержит радиально наружный направляющий участок 35' для центрирования, соответственно коаксиальной ориентации вставляемого в муфту трубного конца. Это расстояние 38' находится в пределах от 30 до 60%, предпочтительно от 40 до 50% от вышеназванного внутреннего диаметра гильзы на участке удлинения. Кроме того, в контексте настоящего изобретения аксиальная длина 38' составляет от 30 до 60%, предпочтительно от 40 до 50% расстояния 17 между передней концевой поверхностью 14 кольцевого паза 13 и передней опорной, соответственно торцевой поверхностью 16 первого пояска 15.

На Фиг.4 в увеличенном масштабе частично показан в аксиальной плоскости сечения уплотнительный элемент 12 с первым, передним уплотнительным выступом 60 и аксиально отстоящим от него вторым уплотнительным выступом 62. Следует помнить, что уплотнительный элемент 12 и тем самым уплотнительные выступы 60, 62 выполнены кольцеобразными, соответственно в виде тороида и расположены в основном коаксиально с продольной осью вставной муфты. В аксиальной плоскости сечения оба уплотнительных выступа 60, 62 лежат, по меньшей мере, приближенно на окружностях 80, 82, которые показаны штриховыми линиями. Далее необходимо указать на то, что относительно продольной оси в окружном направлении площади поперечного сечения, расположенные в аксиальных продольных плоскостях, совпадают и/или равны. Уплотнительный элемент 12 содержит первую цилиндрическую внутреннюю поверхность 84 и вторую цилиндрическую внутреннюю поверхность 86, проходящие, по меньшей мере, приближенно тангенциально к названным окружностям 80, соответственно 82. Каждая окружность 80, 82 соответствует, по меньшей мере приближенно, наружному контуру своего О-кольца. Между обоими уплотнительными выступами 60, 62 и/или названными О-кольцами имеется соединительный участок 68 уплотнительного элемента 12. Соединительный участок 68 ограничен радиально с внутренней стороны второй цилиндрической внутренней поверхностью 86, а радиально с наружной стороны - в основном коаксиальной с продольной осью наружной поверхностью 88, которая окружена уже упомянутым деформационным пространством 78. Радиальный соединительный участок 68 имеет толщину 89 в радиальном направлении, которая меньше радиальных толщин 90, 92 уплотнительного элемента 12 в зоне обоих уплотнительных выступов 60, 62. Радиальные толщины 90, 92 соответствуют диаметрам упомянутых окружностей 80, 82 и/или названных интегрированных в уплотнительный элемент 12 О-колец. Радиальные толщины 90, 92, соответственно диаметры обоих образованных таким образом О-колец в основном равны друг другу. Так как радиальная толщина 89 соединительного участка 68 существенно меньше, чем радиальная толщина 90, 92 в зоне обоих уплотнительных выступов 60, 62, то уплотнительный элемент 12 в зоне уплотнительных выступов 60, 62 ведет себя, по меньшей мере, приближенно, как О-кольцо.

Штрихпунктирной линией отмечена внутренняя поверхность 10 уже упомянутого трубного конца. При введении трубного конца, как и в случае отдельных О-колец, возможна деформация обоих кольцеобразных уплотнительных выступов 60, 62 в направлении стрелок 94. Так как внутренняя поверхность уплотнительного элемента выполнена ступенчатой, причем на участке первого уплотнительного выступа 60, соответственно О-кольца внутренний радиус 64 меньше внутреннего радиуса 66 на участке второго уплотнительного выступа 62, соответственно О-кольца, то при введении трубного конца первый уплотнительный выступ 60 деформируется меньше, чем второй уплотнительный выступ 62, в результате чего сопротивление введению соответственно снижается. Комбинация с вышеописанной, скошенной на конус поверхностью 74 позволяет еще больше уменьшить это сопротивление. Целесообразно, чтобы радиальная толщина 89 была в пределах от 40 до 70%, предпочтительно от 50 до 60% радиальной толщины 90 и/или 92 в зоне уплотнительных выступов 60, соответственно 62. Соединительный участок 68 имеет, измеренную от кругового контура 80 до кругового контура 82, аксиальную длину 96, которая, по меньшей мере, приближенно равна радиальной толщине 90, 92. Эта аксиальная длина 96 предпочтительно на заданную величину больше радиальной толщины 90, соответственно 92 обоих уплотнительных выступов 60, 62. В частности, аксиальная длина 96 лежит в пределах от 100 до 130%, предпочтительно от 110 до 120% радиальной толщины 90 и/или 92.

Как видно далее из чертежа, кольцевая канавка 58, в которую входит предусмотренный для нее стопорный элемент корпуса 6 муфты, находится в зоне соединительного участка 68. Согласно изобретению кольцевая канавка 58 расположена за пределами кругового контура 80 первого уплотнительного выступа, или соответствующего О-кольца, так что при введении трубного конца, как в случае отдельно выполненного О-кольца, уплотнительный элемент 12 целиком укладывается в упомянутый кольцевой паз корпуса 6 муфты и прочно удерживается в нем. Принцип работы переднего уплотнительного участка с первым, обращенным радиально наружу уплотнительным выступом 60 соответствует, таким образом, полностью принципу работы О-кольца.

Перед участком первого уплотнительного выступа 60, или первого О-кольца, уплотнительный элемент 12 содержит, соответствующий окружности 80, передний аксиальный концевой элемент 98, аксиальная длина 100 которого меньше радиальной толщины 90. Аксиальная длина 100 находится в пределах от 10 до 40%, предпочтительно от 15 до 30% радиальной толщины 90 и составляет, по меньшей мере, приближенно 20%. Далее уплотнительный элемент 12 содержит задний аксиальный концевой элемент 102 с аксиальной длиной 104, примыкающий в осевом направлении к участку второго уплотнительного выступа 62, соответственно второго О-кольца. Аксиальная длина 104 на заданную величину и/или существенно меньше радиальной толщины 92 участка второго уплотнительного выступа 62, соответственно второго О-кольца, и находится в пределах от 30 до 60%, предпочтительно от 40 до 50%. Задний аксиальный концевой элемент 102 имеет опорную или концевую поверхность 106. Концевая поверхность 106 предпочтительно лежит в основном в радиальной плоскости. При приложении давления и/или при введении трубного конца концевая поверхность 106 входит в контакт с соответствующей стенкой кольцевого паза корпуса муфты и таким образом служит в качестве упора.

Штрихпунктирной линией отмечены передняя концевая поверхность 14 названного кольцевого паза, а также расположенный радиально снаружи направляющий участок 35' корпуса 6 муфты. Особое значение имеет то обстоятельство, что кольцевой паз 13 имеет такую глубину, что в нем помещается максимально большая часть уплотнительного элемента.

Наружный диаметр расположенного радиально снаружи направляющего участка 35' корпуса 6 муфты в основном равен внутреннему диаметру вставляемого в муфту трубного конца. Таким образом, из кольцевого паза корпуса 6 муфты выступает сравнительно небольшая часть уплотнительного элемента, и опасность выскальзывания уплотнительного элемента при введении трубного конца в муфту, благодаря оптимальному помещению уплотнительного элемента паз, минимизируется.

На Фиг.5 показан аксиальный продольный разрез корпуса 6 муфты с увеличенным кольцевым пазом 13, глубина которого обозначена позицией 108.

На Фиг.6 показан еще один вариант выполнения трубного конца 4, соединяемого с вставной муфтой. Трубный конец имеет внутреннюю фаску 110, выполненную под углом 112 к продольной оси 18. Этот угол 112 составляет предпочтительно от 15 до 35°, в частности от 20 до 30°. Наличие фаски, выполненной под указанным углом, уменьшает силы, действующие в аксиальном направлении на уплотнительный элемент при введении трубы в муфту. Силы, действующие в направлении дна кольцевой щели между корпусом и гильзой, увеличиваются, что в результате снижает опасность выпадения уплотнения из продольного паза корпуса.

Перечень позиций2Средняя плоскость4, 5Трубный конец6Корпус муфты8, 9Концевой участок корпуса 6 муфты10, 11Внутренняя поверхность трубного конца 4, 512Уплотнительный элемент13Кольцевой паз корпуса 6 муфты14Передняя концевая поверхность кольцевого паза 1315Первый поясок/буртик16Передняя торцевая поверхность первого пояска/буртика 1517Расстояние между поверхностями 14 и 1618Продольная ось20Кольцевой элемент/гильза22Зажимная поверхность24Передний свободный конец кольцевого элемента/гильзы 2026Соединительный элемент28Кольцевой паз соединительного элемента 2630Край передней торцевой поверхности 16 первого пояска/буртика31Радиальное расширение у кольцевого элемента/гильзы 2032Свободный конец корпуса 6 муфты33Кольцевая щель34Удлинение у кольцевого элемента/гильзы 2035Внутренний направляющий участок удлинения 3435'Радиально наружный направляющий участок удлинения 3736Внутренний диаметр направляющего участка 3537Удлинение корпуса 6 муфты38Длина детали 34, соответственно 3538'Длина детали 37, соответственно детали 35'39Смотровое окно/прозрачный участок40Второй поясок41Радиальный упор42Кольцевое пространство44Кольцевой паз в корпусе 6 муфты46Участок переднего свободного конца 24 кольцевого элемента/гильзы48Аксиальная длина детали 4650Стяжное кольцо52Первый, внутренний когтевой фиксатор стяжного кольца 5054Второй, наружный когтевой фиксатор стяжного кольца 5055Внутренняя концевая поверхность кольцевого паза 1356Поднутрение у кольцевого паза 1357Стопорный элемент58Внутренняя кольцевая канавка уплотнительного элемента 1260Первый уплотнительный выступ62Второй уплотнительный выступ64Внутренний радиус первого уплотнительного выступа 6066Внутренний радиус второго уплотнительного выступа 6268Соединительный участок70Наружный радиус первого уплотнительного выступа 6072Наружный радиус второго уплотнительного выступа 6274Скошенная поверхность76Угол78Деформационное пространство80, 82Круг84Первая цилиндрическая внутренняя поверхность элемента 1286Вторая цилиндрическая внутренняя поверхность элемента 1288Наружная поверхность89Радиальная толщина соединительного участка 6890, 92Радиальная толщина уплотнительного выступа 60, 6294Стрелка96Аксиальная длина соединительного участка 6898Передняя аксиальная концевая часть100Аксиальная длина передней аксиальной концевой части 98102Задняя аксиальная концевая часть104Аксиальная длина задней аксиальной концевой части 102106Концевая поверхность задней аксиальной концевой части 102108Глубина соединительного паза 13110Фаска на трубе112Угол фаски

Вставная муфта предназначена для использования в области трубопроводной арматуры. Вставная муфта содержит корпус и кольцеобразный уплотнительный элемент. В последний интегрированы два соединенных друг с другом как одно целое посредством соединительного участка О-кольца. Радиальные наружные поверхности последних образуют уплотнительные выступы. Плоскости поперечного сечения О-колец имеют в основном круговые наружные контуры. Цилиндрическая внутренняя поверхность уплотнительного элемента проходит тангенциально к наружным контурам. Кольцевая канавка уплотнительного элемента расположена за пределами кругового наружного контура первого О-кольца в зоне соединительного участка. Стопорный элемент кольцевого паза выполнен кольцеобразным. Кольцевой элемент и/или корпус муфты имеют примыкающее к уплотнительному элементу удлинение в направлении переднего конца с направляющим участком. Последний обеспечивает в основном коаксиальную с продольной осью муфты ориентацию вставляемого в муфту трубного конца. Обеспечивается малая материалоемкость, надежность и прочность соединения. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Вставная муфта, содержащая корпус (6) муфты, кольцеобразный уплотнительный элемент (12), стяжное кольцо (50), а также соединяемый с корпусом (6) муфты кольцевой элемент (20), причем с помощью стяжного кольца (50) трубный конец (4, 5), к которому плотно до степени герметичности прилегает уплотнительный элемент (12), может быть зажат в муфте, причем расположенный в кольцевом пазу (14) корпуса (6) муфты уплотнительный элемент (12) имеет два уплотнительных выступа, которые прилегают к внутренней поверхности вставленного трубного конца (4, 5), и причем кольцевой паз (14) корпуса (6) муфты имеет направленный радиально наружу стопорный элемент (57), который входит в открытую радиально внутрь кольцевую канавку (58) уплотнительного элемента (12), отличающаяся тем, что в кольцеобразный уплотнительный элемент (12) интегрированы два соединенных друг с другом как одно целое посредством соединительного участка (68) О-кольца (60, 62), радиальные наружные поверхности которых образуют названные уплотнительные выступы и плоскости поперечного сечения которых имеют в основном круговые наружные контуры (80, 82), причем в основном цилиндрическая внутренняя поверхность (84, 86) уплотнительного элемента (12) проходит, по меньшей мере, приближенно тангенциально к наружным контурам (80, 82) и что кольцевая канавка (58) уплотнительного элемента (12) расположена за пределами кругового наружного контура (80) первого О-кольца (60) в зоне соединительного участка (68).2. Вставная муфта по п.1, отличающаяся тем, что деформационное пространство (78) окружает соединительный участок (68) уплотнительного элемента (12).3. Вставная муфта по п.1 или 2, отличающаяся тем, что соединительный участок (68) имеет радиальную толщину (89), которая составляет от 40 до 70%, предпочтительно от 50 до 60% от радиальной толщины (90, 92) первого и/или второго О-кольца (60, 62).4. Вставная муфта по п.1, отличающаяся тем, что стопорный элемент (57) кольцевого паза (14) выполнен кольцеобразным.5. Вставная муфта по п.1, отличающаяся тем, что уплотнительный элемент (12) аксиально перед первым О-кольцом (60) имеет переднюю аксиальную концевую часть (98), аксиальная длина (100) которой составляет от 10 до 40%, предпочтительно от 15 до 30% от радиальной толщины (90) первого О-кольца (60).6. Вставная муфта по п.1, отличающаяся тем, что к второму О-кольцу (62) аксиально примыкает задняя аксиальная концевая часть (102) с аксиальной длиной (104), которая составляет предпочтительно от 30 до 60%, в частности от 40 до 50% от радиальной толщины (92) второго О-кольца (62).7. Вставная муфта по п.1, отличающаяся тем, что кольцевой элемент (20) или корпус (6) муфты имеют примыкающее к уплотнительному элементу (12) удлинение (34, 37) в направлении переднего конца с направляющим участком (34, 35), обеспечивающее в основном коаксиальную с продольной осью (18) муфты ориентацию вставляемого в муфту трубного конца (4, 5).8. Вставная муфта по п.1, отличающаяся тем, что уплотнительный элемент (12) расположен в кольцевом пазу (13) с передней концевой поверхностью (14), находящейся на расстоянии (17) от пояска (15) или опорной или торцевой поверхности (16) корпуса (6) муфты, причем это расстояние (17), по меньшей мере, приближенно равно или больше внутреннего диаметра (36) внутреннего направляющего участка (34) кольцевого элемента (20) или это расстояние (17) составляет от 60 до 130%, предпочтительно от 60 до 120%, в частности от 70 до 110% от названного внутреннего диаметра (36).9. Вставная муфта по п.7 или 8, отличающаяся тем, что удлинение (34) или внутренний направляющий участок (35) кольцевого элемента (20) имеет аксиальную длину (38), которая составляет от 30 до 60%, предпочтительно от 40 до 60% от названного внутреннего диаметра (36).10. Вставная муфта по п.7 или 8, отличающаяся тем, что корпус (6) муфты имеет удлинение (37) или радиально наружный направляющий участок (35) с аксиальной длиной (38), составляющей от 30 до 60%, предпочтительно от 40 до 60% от названного внутреннего диаметра (36) кольцевого элемента (20).11. Вставная муфта по п.9, отличающаяся тем, что корпус (6) муфты имеет удлинение (37) или радиально наружный направляющий участок (35) с аксиальной длиной (38), составляющей от 30 до 60%, предпочтительно от 40 до 60% от названного внутреннего диаметра (36) кольцевого элемента (20).