ПРЕСС-ФИТИНГ Российский патент 2007 года по МПК F16L13/14 

Изобретение касается пресс-фитинга для производства неразъемного герметичного соединения труб, имеющих гладкие концы, по меньшей мере, с одним муфтообразным участком и, по меньшей мере, одним гофром, предусмотренным почти на конце муфтообразного участка, который принимает, по меньшей мере, один кольцеобразный, резиноэластичный уплотнительный элемент.

Такой пресс-фитинг известен, к примеру, из DE 10118956 C1. Также такой пресс-фитинг известен из DE 19722935 C1. Уплотнение вставленных соответствующим концом в фитинг труб с гладкими концами достигается посредством того, что за счет пластичной деформации снабженного выступом конца пресс-фитинга упруго деформируется прокладочное кольцо, чтобы на определенной части периметра поперечного сечения по линии и/или по плоскости обеспечить контакт с окружающими его поверхностными областями трубы и снабженного выступом конца фитинга. Для восприятия возникающих при соответствующем внутреннем давлении продольных усилий прилегающий к гофру цилиндрический или тороидальный участок фитинга пластично деформируется вместе с трубой.

После производства соединения труб посредством фитингов и труб оно подвергается, как правило, пробному гидравлическому испытанию. При таком испытании должна быть определена возможная утечка в области соединения. Чтобы гарантировать это в каждом случае, известно, что нужно выполнять либо фитинг, т.е. гофр фитинга, либо прокладочное кольцо таким образом, чтобы они были негерметичны в несжатом состоянии. Это можно осуществлять либо выбором размеров прокладочного кольца и/или гофра, либо соответствующим выполнением поверхности прокладочного кольца.

В DE 10118956 C1 предлагается, к примеру, снабжать прокладочное кольцо или, соответственно, уплотнительный элемент множеством слегка выступающих утолщений, так что поверхность уплотнительного элемента в несжатом состоянии только частично прилегает к вставленной в пресс-фитинг стенке трубы. Таким образом, в несжатом состоянии обеспечивается проницаемость прокладочного кольца в осевом направлении.

Сравнимое решение уже предлагалось раньше в DE 19722935 C1. Там уплотнительный элемент снабжен несколькими расположенными в окружном направлении участками, которые снабжены поперечным сечением, отличающимся от исходного поперечного сечения, в форме выпуклости, проходящей по окружности и в плоскости поперечного сечения, и обращенной к вставленной трубе выемкой, проходящей радиально в поперечном сечении уплотнительного элемента, причем объем выпуклости по сравнению с исходным поперечным сечением, по меньшей мере, настолько же велик, что и отсутствующий в исходном поперечном сечении объем выемки, причем, при рассмотрении в поперечном сечении и перед сжатием, выемка уплотнительного элемента образует проходное отверстие в осевом направлении.

Уплотнительный элемент, согласно этому решению, относительно затратный в изготовлении и требует самого точного соблюдения производственных допусков.

В решении, согласно DE 10118956, опасность состоит в том, что тонкие утолщения на наружной поверхности уплотнительного элемента при сдвигах концов труб стираются или повреждаются.

Поэтому в основе изобретения лежит задача улучшения пресс-фитинга или, соответственно, уплотнительного элемента упомянутого в начале типа так, чтобы избежать описанных выше недостатков.

Для этого, в соответствии с изобретением, предлагается несколько решений.

Лежащая в основе изобретения задача решается прежде всего тем, что поверхность уплотнительного элемента, по меньшей мере, на отдельных областях пересекается желобообразными каналами, которые сообщаются друг с другом подобно лабиринту в несжатом состоянии уплотнительного элемента, причем прерванные каналами уплотнительные поверхности прижаты друг к другу в сжатом состоянии, замыкая каналы.

Особенно предпочтительным это решение оказалось, когда уплотнительные поверхности уплотнительного элемента образуют наибольшую часть поверхности уплотнительного элемента.

Альтернативно, в соответствии с изобретением предложен пресс-фитинг согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, который отличается тем, что уплотнительный элемент имеет, по меньшей мере, одно утолщение, которое пронизано, по меньшей мере, одним отверстием.

Уплотнительный элемент может иметь в направлении своей протяженности несколько утолщений, расположенных, преимущественно, на одинаковых расстояниях друг от друга.

Преимущественно, отверстия проходят аксиально.

Утолщения могут быть выполнены в виде тороидальных выступов.

В этом варианте соответствующего изобретению пресс-фитинга проходящие аксиально, т.е. в продольном направлении фитинга, отверстия в несжатом состоянии образуют аксиальные проходы или, соответственно, места протечек. Как только деталь сжата, отверстия закрываются, за счет выполнения прокладочного кольца вокруг отверстий более объемным, чем в остальных областях.

Согласно следующему решению изложенной выше задачи, предусмотрен пресс-фитинг согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, который отличается тем, что уплотнительный элемент на всей своей протяженности имеет одинаковое, не вращательно-симметричное поперечное сечение, которое по ходу уплотнительного элемента, соответственно, занимает другое угловое положение относительно оси симметрии, проведенной через геометрический центр тяжести. Поперечное сечение уплотнительного элемента скручено по ходу уплотнительного элемента, так что в несжатом состоянии между утолщением фитинга и уплотнительным элементом возникают зазоры, также как и между вставленной трубой и уплотнительным элементом. Если фитинг сжимается, то происходит выравнивание объема. При этом прокладочное кольцо уплотняется как относительно утолщения фитинга или, соответственно, гофра, так и относительно вставленной трубы. Это решение является как технологически, так и по принципу действия уплотнительного элемента особенно элегантным.

Существует относительно большая свобода при выборе поперечного сечения уплотнительного элемента, что также выгодно технологически.

Уплотнительный элемент может иметь, к примеру, многоугольное поперечное сечение, которое скручено по ходу уплотнительного элемента. Альтернативно этому, уплотнительный элемент может иметь эллиптическое поперечное сечение, которое, само собой разумеется, также скручено в направлении его хода.

Понятие «скручен» в смысле изобретения нужно понимать не так, что уплотнительный шнур является перекрученным под напряжением, а скорее таким образом, что уплотнительный элемент имеет ранее описанную геометрию в лишенном напряжений и несжатом состоянии.

Далее изобретение поясняется посредством нескольких представленных на чертежах примеров изготовления.

На чертежах представлено:

Фиг.1 - схематическое поперечное сечение трубного соединения, согласно изобретению.

Фиг.2 - схематический вид трубного соединения, согласно изобретению, в альтернативном выполнении пресс-фитинга.

Фиг.3 - вид первого варианта уплотнительного элемента, согласно изобретению, в перспективе.

Фиг.4 - вид сверху в перспективе уплотнительного элемента, согласно второму варианту осуществления изобретения.

Фиг.5 - вид сбоку представленного на фиг.4 уплотнительного элемента в перспективе.

Фиг.6 - вид сверху в перспективе уплотнительного элемента, согласно третьему варианту осуществления изобретения.

Фиг.7 - вид сбоку представленного на фиг.6 уплотнительного элемента.

Фиг.8 - схематическое представление уплотнительного элемента, согласно изобретению, по четвертому варианту осуществления, частично - в разрезе.

Фиг.9 - схематический вид сверху уплотнительного элемента, согласно пятому варианту осуществления изобретения, частично - в разрезе.

Фиг.10 - вид сбоку представленного на фиг.9 уплотнительного элемента, частично - в разрезе.

Фиг.1 и 2 показывают соответствующее продольное сечение через трубное соединение 1 с пресс-фитингом 2, согласно изобретению. Пресс-фитинг 2 состоит из муфтообразной области 3, которая является либо цилиндрической, либо тороидальной, в зависимости от того, идет ли речь о колене трубопровода или о прямолинейно проходящем фитинге. На соответствующем конце муфтообразной области пресс-фитинг 2 имеет окружной гофр 4, который, в свою очередь, принимает кольцеобразный уплотнительный элемент 5 из резиноэластичного материала. Пресс-фитинг 2 принимает гладкостенный конец 6 трубы, который вставляется в него до упора 7. Упор 7 может образовываться либо сужением поперечного сечения муфтообразной области 3, либо отдельными углублениями, которые выступают в его внутреннее поперечное сечение. В случае представленного на фиг.1 и 2 трубного соединения 1 упор 7, соответственно, образуется сужением поперечного сечения муфтообразной области 3. Пресс-фитинги 2, согласно фиг.1 и фиг.2, отличаются вследствие того, что в случае представленного на фиг.1 варианта осуществления гофр 4 образован не торцевым присоединением пресс-фитинга 2, а так, что с двух сторон гофра 4 проходит соответствующий участок муфтообразной области 3. В представленном на фиг.2 варианте осуществления, напротив, гофр 4 образует торцевое присоединение пресс-фитинга 2.

Фиг.1 и 2 показывают трубное соединение 1 в несжатом состоянии. Как правило, выполненная в виде выступа область пресс-фитинга 2, т.е. гофр 4, и непосредственно примыкающая к ней область тела фитинга сжимаются в диапазоне пластичной деформации посредством прессового штампа, имеющего прессовочные губки. При этом уплотнительный элемент 5 радиально сжимается, так что он линейно прилегает к внешней стенке трубы 6. Уплотнительный элемент 5 может прилегать также уже в несжатом состоянии пресс-фитинга 2 к внешней стенке трубы 6.

Как уже описано выше, при гидравлическом испытании трубного соединения может случаться, что даже при несжатом трубном соединении отсутствуют протечки, что нежелательно. Протечки используются для того, чтобы, при необходимости, обнаруживать несжатые трубные соединения. Таким образом, может случаться, что протечка возникает только при ударном гидравлическом нагружении трубопровода. Эта гидравлическая ударная нагрузка относительно высока, к примеру, при применении ручной смесительной рычажной арматуры.

Для этого соответствующий изобретению уплотнительный элемент 5 выполнен так, что в несжатом состоянии трубного соединения 1 создается аксиальный проход между уплотнительным элементом 5 и внешней стенкой трубы 6. Конструкция уплотнительного элемента 5 проиллюстрирована на фиг.3-10. Фиг.3 показывает первый вариант уплотнительного элемента, в котором уплотнительная поверхность 8 уплотнительного элемента 5 выполняется подобно профилю шины, с образованными в виде лабиринта и сообщающимися друг с другом каналами 9. Каналы 9 образуют аксиальные проходы между внешней стенкой вставленной трубы 6 и уплотнительным элементом 5 в несжатом состоянии трубного соединения 1.

Как только трубное соединение 1 сжимается, то уплотнительный элемент 5 радиально сдавливается настолько, что каналы 9 сжимаются и возникает связная уплотнительная поверхность 8.

Фиг.4 и 5 показывают второй вариант уплотнительного элемента 5, в котором каналы 9 проходят через уплотнительную поверхность 8 только на части периметра уплотнительного элемента 5. Здесь каналы 9 разделены или, соответственно, прерваны, например, на прилегающей в монтажном положении к внешней стенке трубы 6 стороне уплотнительного элемента, т.е. радиально внутри.

Альтернативно этому, уплотнительный элемент 5 может быть выполнен, как представлено на фиг.6 и 7. Уплотнительный элемент 5 выполнен как уплотнительный шнур с круглым поперечным сечением, причем с угловым интервалом 120° на периферии уплотнительного элемента 5 предусмотрены тороидальные утолщения 10, которые, соответственно, пронизаны аксиальными отверстиями 11. «Аксиальным» в этой связи называется направление продольной протяженности пресс-фитинга 2. Это означает, что в этом направлении создаются аксиальные проходы, которые будут замыкаться ввиду объемной концентрации в области утолщений 10, в сжатом состоянии.

Для специалиста само собой разумеется, что для изобретения количество предусмотренных утолщений и количество предусмотренных в них отверстий играют второстепенную роль.

Другой вариант соответствующего изобретению уплотнительного элемента 5 представлен на фиг.8, 9 и 10. Уплотнительный элемент 5 имеет по всему своему периметру постоянное поперечное сечение, в случае фиг.8 - восьмиугольное поперечное сечение, как видно из представленного на чертеже вида поперечного сечения, обозначенного позицией VIII. Это не являющееся вращательно-симметричным относительно проходящей в окружном направлении уплотнительного элемента 5 его средней оси поперечное сечение скручено по ходу уплотнительного элемента 5, так что в несжатом состоянии возникают зазоры между гофром 4 и уплотнительным элементом 5, а также зазоры между уплотнительным элементом 5 и внешней поверхностью трубы 6. Как выше уже упоминалось, уплотнительный элемент 5 не является скрученным под напряжением, а имеет стабильную форму в лишенном напряжения и несжатом состоянии, как представлено на фиг.5.

Альтернатива ранее описанному принципу решения представлена на фиг.9 и 10. Здесь также уплотнительный элемент 5 на протяжении всего своего хода имеет постоянное поперечное сечение, которое на отдельных областях занимает другое угловое положение относительно оси симметрии через геометрический центр тяжести или, соответственно, относительно окружной оси уплотнительного элемента 5. В представленном варианте осуществления поперечное сечение является эллиптическим, а уплотнительный элемент 5 разделен на всей своей протяженности на восемь дуговых сегментов, причем в каждом из дуговых сегментов поперечное сечение уплотнительного элемента 5, соответственно, расположено с поворотом на 90°.

Перечень основных обозначений

1 - трубное соединение

2 - пресс-фитинг

3 - муфтообразная область

4 - гофр

5 - уплотнительный элемент

6 - труба

7 - упор

8 - уплотнительная поверхность

9 - каналы

10 - утолщение

11 - отверстия

12 - дуговой сегмент

Изобретение касается пресс-фитинга для изготовления неразъемного герметичного соединения труб, имеющих гладкие концы, по меньшей мере, с одним муфтообразным участком, по меньшей мере, с одним гофром, предусмотренным почти на конце муфтообразного участка, который принимает, по меньшей мере, один кольцеобразный, резиноэластичный уплотнительный элемент. Поверхность уплотнительного элемента, по меньшей мере, на отдельных областях пересекается желобообразными каналами, которые в несжатом состоянии уплотнительного элемента сообщаются друг с другом подобно лабиринту, причем прерванные каналами уплотнительные поверхности в сжатом состоянии прижаты одна к другой, замыкая каналы. Описаны варианты выполнения пресс-фитинга. Изобретение повышает надежность устройства. 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Пресс-фитинг для изготовления неразъемного герметичного соединения труб, имеющих гладкие концы, по меньшей мере, с одним муфтообразным участком и, по меньшей мере, с одним гофром, предусмотренным почти на конце муфтообразного участка и принимающим, по меньшей мере, один кольцеобразный, резиноэластичный уплотнительный элемент, отличающийся тем, что поверхность уплотнительного элемента (5), по меньшей мере, на отдельных областях пересекается желобообразными каналами (9), которые в несжатом состоянии уплотнительного элемента (5) сообщаются друг с другом подобно лабиринту, причем прерванные каналами (9) уплотнительные поверхности (8) в сжатом состоянии прижаты одна к другой, замыкая каналы (9).2. Пресс-фитинг по п.1, отличающийся тем, что уплотнительные поверхности (8) уплотнительного элемента (5) образуют наибольшую часть поверхности уплотнительного элемента (5).3. Пресс-фитинг согласно ограничительной части п.1, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (5) на всей своей протяженности имеет одно и то же невращательно-симметричное поперечное сечение, которое соответственно занимает другое угловое положение по ходу уплотнительного элемента (5) относительно оси симметрии через геометрический центр тяжести.4. Пресс-фитинг по п.3, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (5) имеет многоугольное поперечное сечение, которое скручено по ходу уплотнительного элемента (5).5. Пресс-фитинг по п.3, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (5) имеет эллиптическое поперечное сечение.6. Кольцеобразный, резиноэластичный уплотнительный элемент (5) по п.1.7. Кольцеобразный, резиноэластичный уплотнительный элемент (5) по п.3.