СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2011 года по МПК F16L15/00 

Данное изобретение касается конструкции для соединения труб.

Известна обычная конструкция для соединения труб, в которой участок фиксатора, снабженный наружной резьбой, ввинчивают в конусный участок основного корпуса соединения, снабженный внутренней резьбой, обеспечивая сцепление наружных заостренных участков множества маленьких дисков, выступающих из внутренней периферийной поверхности фиксатора, с периферийной поверхностью трубы, не вытягивая ее наружу в осевом направлении (см. патент Японии №3122385).

При использовании такой обычной конструкции для соединения труб требуется очень большое усилие зажима, чтобы ввинтить фиксатор в основной корпус соединения, при этом производительность труда будет низкой, так как диски малого размера сцепляются с периферийной поверхностью трубы постепенно, по винтовой линии. Кроме того, если на трубу после подсоединения воздействует большое тяговое усилие, фиксатор может быть вытянут наружу, оставляя продольные царапины на периферийной поверхности трубы, или могут быть повреждены диски малого размера и труба выпадет, так как в этой конструкции вытягиванию препятствует множество дисков малого размера, сцепляющихся с периферийной поверхностью трубы.

Следовательно, задача настоящего изобретения заключается в обеспечении конструкции для соединения труб, при использовании которой подсоединение трубы выполняется закреплением без большого усилия, и труба гарантированно и прочно закрепляется, причем вытягиванию трубы противодействует большое тормозное усилие.

Эта задача решается согласно изобретению посредством трубного соединения, включающего признаки согласно пунктам 1 или 2 формулы изобретения. Дополнительные варианты осуществления более подробно описаны в зависимых пунктах 3, 4 и 5 формулы изобретения.

Настоящее изобретение будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - вид сбоку в разрезе, на котором показан вариант осуществления конструкции для соединения труб, относящейся к настоящему изобретению;

Фиг.2 - вид сбоку в разрезе;

Фиг.3 - увеличенный вид спереди, на котором показано стопорное кольцо;

Фиг.4 - увеличенный вид в разрезе по линии А-А на Фиг.3;

Фиг.5 - увеличенный вид сбоку, в частичном разрезе, на котором показана колпачковая гайка и стопорное кольцо;

Фиг.6 - увеличенный вид в разрезе по линии В-В на Фиг.5;

Фиг.7 - увеличенный вид в разрезе основного участка;

Фиг.8 - увеличенный вид в разрезе основного участка;

Фиг.9 - увеличенный вид в разрезе основного участка;

Фиг.10 - увеличенный вид спереди, на котором показан другой вариант осуществления стопорного кольца;

Фиг.11 - вид сбоку в разрезе, на котором показан принцип действия трубного соединения;

Фиг.12 - увеличенный вид спереди основного участка, на котором показано крепежное кольцо;

Фиг.13 - вид сбоку в разрезе, на котором показан еще один вариант осуществления трубного соединения, относящийся к изобретению;

Фиг.14 - вид сбоку в разрезе;

Фиг.15 - увеличенный вид сбоку в разрезе основного участка;

Фиг.16 - вид сбоку в разрезе, на котором показан еще один вариант осуществления стопорного кольца;

Фиг.17А - увеличенный вид сбоку в разрезе, видимый в направлении стрелок С-С на Фиг.16, на котором показан вариант осуществления; и

Фиг.17В - увеличенный вид сбоку в разрезе, видимый в направлении стрелок С-С на Фиг.16, на котором показан другой вариант осуществления.

Теперь будут описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На Фиг.1-9 показан вариант осуществления конструкции для соединения труб, относящейся к настоящему изобретению. Как показано на этих фигурах, конструкция для соединения труб (трубное соединение) С содержит корпус (основной корпус соединения) 13, имеющий участок 19 с наружной резьбой и колпачковой гайкой 5, привинчиваемой к участку 19 с наружной резьбой.

Более конкретно, колпачковая гайка 5 имеет отверстие 25, в которое вставляется труба 12 (подлежащая присоединению), участок с отверстием 25, который вмещает участок вставки с отверстием 27, выполненным на задней стороне 25а колпачковой гайки 5, в который вставляется труба 12, участок 21 кольцевой удерживающей канавки, выполненный посередине между передним и задним участками, участка вставки с отверстием 27 и удерживающий уплотнительный элемент 17, прилегающий к периферийной поверхности 12а трубы 12, конусный участок 6, выполненный таким образом, что он увеличивается в диаметре по направлению вперед от участка вставки с отверстием 27, и участок 18 с внутренней резьбой, выполненный на передней стороне 25b, участка с отверстием 25 и привинченный на участке 19 с наружной резьбой основного корпуса 13 соединения.

Направление по оси L трубы 12, в котором колпачковая гайка 5 привинчивается к основному корпусу 13 соединения, определяется как переднее направление F.

Труба 12 изготовлена из пластически-деформируемого материала, такого как нержавеющая сталь или другие металлы.

Далее, основной корпус 13 соединения имеет наружный охватывающий цилиндрический участок 38 и вставляемый цилиндрический участок 36, в которые концевой участок 12b трубы 12 вставляется и удерживается снаружи и изнутри.

Более конкретно, периферийная поверхность 37 вставляемого цилиндрического участка 36 содержит участок 37а вставки, выполненный на задней стороне и немного сужающийся, чтобы облегчить вставку трубы 12, окружную канавку 37b, выполненную на переднем конце участка 37а вставки и определяющую внутреннюю периферийную поверхность 12с трубы 12, когда на трубе 12 путем упругой деформации выполняется окружная вогнутая канавка 4 в диаметральном направлении внутрь (как описано далее), и препятствующий вращению конусный участок 37с, проходящий с небольшим сужением вперед с окружным ступенчатым участком 40 на переднем конце окружной канавки 37b.

Кроме того, между участком 37а вставки и окружной канавкой 37b на периферийной поверхности 37 выполнена кольцевая удерживающая канавка 20, и в удерживающей канавке 20 размещен уплотнительный элемент 17, прилегающий к внутренней периферийной поверхности 12 с трубы 12.

Или, хотя это не показано на чертежах, окружная канавка 37b может быть более глубокой (чем показанная на фигурах), вместо удерживающей канавки 20, а уплотнительный элемент 17 может удерживаться на заднем конце окружной выемки 37b. В этом случае уплотнительный элемент контактирует со ступенчатым участком стенки, соединяющим участок вокруг заднего конца окружной выемки 37b и участок вокруг переднего конца участка 37а вставки.

Далее, наружный установочный цилиндрический участок 38 имеет конусный участок 38а наружной поверхности, который контактирует с конусным участком 6 колпачковой гайки 5, когда завершается привинчивание колпачковой гайки на периферийной поверхности, и нажимной задний торец 38b, расположенный под прямыми углами к оси L трубы 12, на заднем конце конусного участка 38а наружной поверхности. И периферийная поверхность 38с образована впереди от внутреннего периферийного торца нажимного торца поверхности 38b, и внутренняя периферийная поверхность 38с образует зазор 10, в котором концевой участок 12b может деформироваться в конусный участок 15, расширяющийся по направлению вперед концевого участка 12b трубы 12. Нажимной задний торец 38b, расположенный в месте, соответствующем средней части окружной выемки 37b периферийной поверхности 37 вставки цилиндрического участка 36, контактирует со стопорным кольцом 1 (как описано далее).

Кроме того, на переднем участке конусного участка 38а наружного охватывающего цилиндрического участка 38а выполнена кольцевая удерживающая канавка 24, и уплотнительный элемент 17, прилегающий к участку с отверстием 25 колпачковой гайки, когда она завинчена, размещается в участке 24 удерживающей канавки.

И, хотя показана лишь часть основного корпуса 13 соединения (Фиг.1 и 2), весь основной корпус 13 соединения может быть различных типов, таких как прямой, коленчатый, тройник, раструб и т.д. Кроме того (как описано далее в отношении Фиг.11 и 12), другое соединение аналогичной конструкции может быть прикреплено разъемным образом к другому торцу (переднего направления торца F), лежащему за пределами чертежей, в направлении, противоположном направлению оси L.

Основной корпус 13 соединения и колпачковая гайка 5 изготовлены из нержавеющей стали и т.п.

Кроме того, трубное соединение С снабжено С-образным стопорным кольцом 1, имеющим в своей периферии промежуток 1а и расположенным в конусном участке 6 отверстия 25 колпачковой гайки 5. Периферийная поверхность 1b стопорного кольца 1 выполнена сужающейся (уменьшающейся от передней стороны к задней стороне) под тем же углом наклона, что и конусный участок 6 колпачковой гайки 5.

Стопорное кольцо 1 предпочтительно выполнено из материала, который не вызывает электрокоррозии при контакте с вставленной трубой 12, основным корпусом 13 соединения и колпачковой гайкой 5, такого как САС406С (бронзовый сплав, пушечная бронза).

В стопорном кольце 1 первый удерживающий охватывающий участок 31 выполнен вблизи края 2 промежутка 1а, а второй удерживающий охватывающий участок 31 выполнен симметрично первому удерживающему охватывающему участку 31 относительно воображаемого центра О стопорного кольца 1. Передней стороной, когда стопорное кольцо 1 завинчено вокруг трубы 12, как указано стрелкой M₁, является край 2, а противоположной стороной - другой край 22.

Более конкретно, удерживающий охватываемый участок 31 состоит из большого дисковидного отдельного участка 31а, выполненного посередине стопорного кольца 1 в виде выемки, проходящий от внутренней периферийной поверхности 1с до периферийной поверхности 1b, и малого участка с отверстием 31b, выполненным в стопорном кольце насквозь, в направлении оси L₃₁, параллельной оси L трубы 12, и присоединенным к большому отдельному участку 31а.

Внутри каждого удерживающего охватывающего участка 31 стопорного кольца 1 размещен вращающийся элемент 32, который вращается вокруг оси L₃₁, параллельной оси L трубы 12.

Более конкретно, вращающийся элемент 32 состоит из осевого участка 32b в виде короткого цилиндра, размещенного в малом участке с отверстиеми 31b, и дискового участка 32а, расположенного в центре между задней и передней сторонами осевого участка 32b и размещенного с возможностью свободного вращения внутри большого отдельного участка 31а удерживающего охватывающего участка 31. Периферийный участок дискового участка 32а выполнен с полукруглым (изогнутым) продольным сечением, и выпуклый сцепной выступ 33 на внутренней периферийной поверхности 1с стопорного кольца гарантированно сцепляется с вогнутой канавкой 4, образованной на периферийной поверхности 12а трубы 12.

Вращающийся элемент 32 предпочтительно состоит из материала, который не вызывает электрокоррозии при взаимодействии со стопорным кольцом 1 и трубой 12 и обладает высокой прочностью.

Кроме того, в стопорном кольце 1 выпуклый сцепной выступ 33 для сцепления с вогнутой канавкой в периферийной поверхности 12а трубы 12 выполнен от края 2 до другого края 22 на внутренней периферийной поверхности 1с (в продольном направлении по центру). Внутренний периферийный участок выпуклого сцепного выступа 33 в продольном сечении представляет собой прямоугольный выступ.

На Фиг.10 показан модифицированный вариант стопорного кольца 1, в котором стопорное кольцо 1 имеет три удерживающих охватывающих участка 31, и вращательный элемент 32 размещен в каждом из удерживающих охватывающих участков 31. Более конкретно, три удерживающих охватывающих участка 31 расположены между краем 2 и другим краем 22 стопорного кольца 1 с одинаковыми промежутками в окружном направлении. Конструктивное исполнение удерживающих охватывающих участков 31 и вращающегося элемента 32 аналогично описанному в отношении Фиг.1-9. Кроме того, хотя это не показано на чертежах, на периферии могут быть расположены четыре или более удерживающих охватывающих участков 31 на одинаковом расстоянии друг от друга в окружном направлении, и в каждом из удерживающих охватывающих участков 31 может быть размещен вращающийся элемент.

И, как показано на Фиг.11 и 12, два трубных соединения С объединены в пару, причем вставляемые в трубу участки 11 размещены противоположно друг другу.

Более конкретно, основной корпус 13 каждого из трубных соединений С имеет наружный фланцевый участок 8, и плоский сопрягаемый торец 9, расположенный под прямыми углами к оси L трубы 12, выполнен на стороне, противоположной участку 11 вставки (состоящему из цилиндрического участка 36 вставки и наружного охватывающего цилиндрического участка 38).

И наружные фланцевые участки 8 одной пары основных корпусов 13А и 13В трубного соединения разъемным образом скреплены с помощью крепежного кольца 7 с плотным прилеганием друг к другу сопрягаемых торцевых поверхностей 9.

Более конкретно, крепежное кольцо 7 состоит из одной пары полуколец 43 полукруглой формы, причем в сопрягаемых поверхностях 48 с обоих концов каждого из полуколец 43 установлено два болта 45, вставленных в резьбовые отверстия 47, и гаечных участков 46, выполненных на обоих концах одного из полуколец 43, в которые завинчиваются болты 45, проходящие сквозь резьбовые отверстия 47.

Вогнутая крепежная канавка 44 для размещения наружного фланцевого участка 8 выполнена на внутренней периферийной поверхности каждого из полуколец 43, и полукольцо 43 имеет сопрягаемую поверхность 48 на обоих торцах.

Крепежное кольцо 7 изготовлено из нержавеющей стали и т.п.

Хотя это не показано на чертежах, один конец каждого из полуколец 43 может быть закреплен неразъемным образом, а другой конец каждого из полуколец 43 может быть присоединен к другому полукольцу болтом и гайкой с целью образования кольцевого крепления.

Участок 26 кольцевой удерживающей канавки выполнен в сопрягаемом торце 9 основного корпуса 13А соединения, и уплотнительный элемент 16, прилегающий к сопрягаемому торцу 9 другого основного корпуса 13В, размещен в участке 26 удерживающей канавки.

Далее, на Фиг.13, 14 и 15 показан еще один вариант осуществления трубного соединения согласно изобретению. Это трубное соединение С содержит основной корпус 13 соединения, имеющий участок 19 с наружной резьбой и колпачковую гайку 5, привинченную к участку 19 с наружной резьбой, причем колпачковая гайка 5 отличается от колпачковой гайки трубного соединения С, показанного на Фиг.1-9, тем, что в участке с отверстием 27 для вставки трубы нет кольцевой удерживающей канавки 27 (следовательно, нет также вышеупомянутого уплотнительного элемента 17).

Более конкретно, основной корпус 13 соединения имеет участок 3 с отверстием, в которое вставляется труба 12, и на участке 3 с отверстием выполнен участок 29 удерживающей канавки, в котором размещен уплотнительный элемент 39, такой как уплотнительное кольцо. И основной корпус 13 соединения имеет на своей задней периферийной поверхности конусную периферийную поверхность 23, которая контактирует с конусным участком 6 колпачковой гайки 5, когда привинчивание завершено.

Кроме того, в участке 3 с отверстием на внутреннем участке 3а выполнен периферийный ступенчатый участок 30, который контактирует с концевым (передним концевым) участком 12b вставленной трубы 12.

Стопорное кольцо 1 и вращающийся элемент 32 аналогичны применяемым в трубном соединении, показанном на Фиг.1-9.

И хотя на Фиг.13 и 14 показана лишь часть основного корпуса 13 соединения, весь корпус 13 соединения может быть различных типов, таких как прямой, коленчатый, тройник, раструб и т.п. И, хотя это не показано на чертежах, трубное соединение С может быть выполнено в соответствии с описанным в отношении Фиг.11 и 12, пара трубных соединений С может быть объединена и разъемным образом скреплена крепежным кольцом 7.

На Фиг.16-17В показан другой модифицированный вариант стопорного кольца 1. Это стопорное кольцо 1 отличается от показанного на Фиг.1-9 тем, что удерживающий охватывающий участок 31 состоит только из большого отдельного участка 31а и не имеет малого участка 31b с отверстием, и вращающийся элемент 32 состоит только из дискового участка 32а и не имеет осевого участка 32b.

Более конкретно, стопорное кольцо 1 и вращательный элемент 32, в соответствии с показанным на Фиг.17А, большой отдельный участок 31а выполнен в виде незначительно изогнутого выступа (другими словами, участки обеих стенок стопорного кольца 1, образующие отдельные участки 31а, выполнены в виде незначительно вогнутых поверхностей небольшой кривизны). И оба участка стенок дискового участка 32а вращающегося элемента 32 выполнены в виде выступов небольшой кривизны, причем вращательный элемент с усилием запрессовывается в большой отдельный участок 31а удерживающего охватывающего участка 31 стопорного кольца 1 и удерживается с возможностью вращения вокруг оси L₃₁, параллельной оси L трубы 12, без внезапного выпадения.

Или, в отличие от Фиг.17А, удерживающий охватывающий участок 31, показанный на Фиг 17В, имеет пару вогнутых вращательных участков 31с на обоих участках стенок стопорного кольца 1, образующих отдельный участок 31а и расположенных в направлении оси L₃₁, параллельной оси L трубы 12. Кроме того, вращательный элемент 32 имеет пару выпуклых вращательных участков 32с, выступающих из обеих сторон дискового участка 32а и удерживаемых вращательными вогнутыми участками 31с удерживающего охватывающего участка 31.

В том случае, если применяемая труба 12 изготовлена из мягкого металла, такого как алюминий, или в случае составной трубы, в которой чередуются слои мягкого металла и синтетической пластмассы, как стопорное кольцо 1, так и вращающийся элемент 32 предпочтительно изготавливать из синтетической пластмассы. Естественно, является возможным использовать те же материалы, что упомянуты в отношении Фиг.1-9.

Хотя это не показано на чертежах, стопорное кольцо 1 и вращающийся элемент 32 может свободно подвергаться модификациям. То есть вращающийся элемент 32, отличный от показанного на Фиг.1-9, может иметь два дисковых участка 32а - передний и задний, а стопорное кольцо 1 может иметь одну пару больших отдельных участков 31а - передний и задний и два выпуклых сцепных выступа 33 - передний и задний.

Далее разъясняется способ сборки и функционирование описанного выше трубного соединения.

В соответствии с Фиг.1, 5, 6 и 7 сначала стопорное кольцо 1 размещается в конусном участке 6 участка 25 с отверстием колпачковой гайки, чтобы привести дисковый участок 32а вращающегося элемента 32 в контакт с конусным участком 6 (см. Фиг.5 и 6).

Затем труба 12, прилегающая к уплотнительному элементу 17 колпачковой гайки 5, вставляется в участок 27 с отверстием для вставки и внутреннюю периферийную поверхность 1с стопорного кольца 1. Затем труба 12, удерживаемая прилегающей к уплотнительному элементу 17, вставляется в участок 37а вставки периферийной поверхности 37 цилиндрического участка 36 вставки основного корпуса 13 соединения, а затем - на препятствующий вращению конусный участок 37с, с которым она сцепляется (см. Фиг.1 и 7).

Затем к сопрягаемому торцу 9 основного корпуса 13 соединения (см. Фиг.11) прикрепляется защитная крышка (не показанная на чертежах) из пластмассы, такой как полипропилен, и ударяют по защитной крышке молотком, назад по направлению оси L, чтобы прочно установить концевой участок 12b трубы 12 и обеспечить его сцепление с препятствующим вращению конусным участком 37с основного корпуса 13 соединения. Это действие обеспечивает прочное сцепление трубы 12 с основным корпусом 13 соединения, и на внутреннюю периферийную поверхность 12с трубы 12 действует большое усилие сцепления, показанное стрелкой F₁, со стороны препятствующего вращению конусного участка 37с. Это усилие сцепления F₁ прочно удерживает трубу 12 от вращения в основном корпусе 13 соединения, когда начинается завинчивание колпачковой гайки.

Хотя концевой участок 12b трубы 12 вставляется до середины препятствующего вращению конусного участка 37с в продольном направлении, как показано на Фиг.1 и 7, концевой участок 12b можно вставить и дальше, до контакта с участком 41 внутренней стенки (которая является продолжением препятствующего вращению конусного участка 37с и переднего концевого участка внутренней периферийной поверхности 38с наружного охватывающего цилиндрического участка 38) основного корпуса 13 соединения.

Затем, как показано на Фиг.1, 6 и 7, колпачковая гайка 5 привинчивается к основному корпусу 13 соединения по направлению стрелки M₅ (вправо), причем стопорное кольцо 1, касаясь нажимной задней торцевой поверхности 38b наружного охватывающего цилиндрического участка 38, вращается в заданном месте на периферийной поверхности 12а трубы 12 в направлении стрелки M₁, совпадающем с направлением стрелки M₅. Одновременно с этим дисковый участок 32а вращающегося элемента 32, вращающийся в направлении стрелки М₃₂, совпадающем с направлением стрелки M₅, поворачивается со скольжением по конусному участку 6 колпачковой гайки 5 в сторону уменьшения (назад). Скорость вращения стопорного кольца 1 меньше скорости вращения колпачковой гайки 5, что показано длиной стрелок M₁ и M₅.

Во время завинчивания труба 12 не вращается относительно основного корпуса 13 соединения, удерживаемая усилием F₁ сцепления.

Стопорное кольцо 1, вращаясь в заданном месте вокруг трубы 12 в направлении стрелки M₁, постепенно уменьшается в диаметре, и вращающийся элемент 32, вращаясь вокруг оси L₃₁ в направлении стрелки М₃₂, образует расположенную в заданном месте на периферийной поверхности 12а трубы 12 окружную вогнутую канавку 4, плавно деформируя концевой участок 12b, придавая ему расширяющуюся форму.

Затем, как показано на Фиг.2, 8 и 9, концевой участок 12b отделяется от препятствующего вращению конусного участка 37с вставляемого цилиндрического участка 36, и в процессе деформации и придания расширяющейся формы усилие сцепления F₁ уменьшается, прекращая функционирование данного участка как препятствующего вращению. Перед отделением внутренняя периферийная поверхность 12с трубы 12 крепко прижимается к передней концевой периферийной поверхности 50 вставляемого в трубу участка 37а вставляемого участка 36 трубы путем закрепления вращающегося элемента 32, и внутренняя периферийная поверхность 12с трубы 12 подвергается воздействию усилия, показанного стрелкой F₂, со стороны передней концевой периферийной поверхности 50.

Как описано выше, при завинчивании колпачковой гайки 5 усилие F₂ сцепления возрастает, и на этом участке осуществляется сильное препятствование вращению.

Следовательно, труба 12 всегда удерживается от вращения относительно основного корпуса 13 соединения, от начала и до конца завинчивания колпачковой гайки 5.

Кроме того, труба 12 плавно уменьшается в диаметре вследствие пластической деформации, так как внутренняя периферийная поверхность 12с трубы 12 не контактирует с вставляемым цилиндрическим участком 36 благодаря периферийной выемке 37b во вставляемом цилиндрическом участке 36 основного корпуса 13 соединения.

Торцевой участок 12b трубы 12 плавно деформируется, преобразуясь в конусный участок 15, не касаясь внутренней периферийной поверхности 38с, благодаря зазору 10, образованному между концевым участком 12b трубы 12 и внутренней периферийной поверхностью 38с наружного охватывающего цилиндрического участка 38.

Вышеописанное завинчивание можно выполнять вручную или с помощью инструмента, такого как трубный ключ.

Итак, завинчивание считается завершенным, когда колпачковая гайка 5 плотно привинчена к основному корпусу 13 соединения. В этом случае выпуклый сцепной выступ 33 стопорного кольца 1 входит в вогнутую канавку 4 трубы 12, сцепляясь с ней (см. Фиг.9).

Труба 12 прочно присоединена к трубному соединению С и не может быть извлечена тяговым усилием, так как выпуклый сцепной выступ 33 (или прямоугольный внутренний периферийный выступ) гарантированно сцепляется с вогнутой канавкой 4, продольное сечение которой имеет полукруглую форму, соответствующую дисковому участку 32а вращающегося элемента 32, и концевой участок 12b трубы 12 преобразуется посредством деформации в конусный участок 15.

Стопорное кольцо 1 контактирует с задней торцевой стенкой 14 конусного участка 6 колпачковой гайки 5 и не скользит относительно основного корпуса 13 соединения и колпачковой гайки 5, и труба 12 не может неожиданно начать скользить относительно трубного соединения С в направлении оси L.

Кроме того, для стопорного кольца 1, показанного на Фиг.10, гарантированно образована вогнутая канавка 4 на периферийной поверхности 12а трубы, стопорное кольцо 1 равномерно уменьшается в диаметре, и завинчивание колпачковой гайки 5 осуществляется очень плавно, так как три вращающихся элемента 32 контактируют с отверстием 25 колпачковой гайки 5 и периферийной поверхностью 12а трубы 12.

В примере сборочного процесса, показанном на Фиг.11 и 12, трубы 12 вставляют в пару трубных соединений С, к сопрягаемому торцу 9 основного патрубка 13 соединения, прикрепляют защитную крышку и ударяют по ней молотком, чтобы обеспечить прочное сцепление трубы 12 с препятствующим вращению конусным участком 37с вставляемого цилиндрического участка 36, как описано в отношении Фиг.1, 5, 6 и 7.

Затем защитная крышка снимается, сопрягаемые торцы 9 основных корпусов 13А и 13В соединений приводят в контакт и скрепляют наружные фланцевые участки 8 крепежным кольцом 7.

Кроме того, для завершения операции соединения каждая из колпачковых гаек 5 завинчивается для присоединения трубы 12 таким образом, чтобы она не выпадала из трубного соединения С. На Фиг.11 показано положение, в котором колпачковая гайка 5 полностью завинчена только с одной стороны (справа).

В отношении трубного соединения согласно настоящему изобретению было проведено практическое исследование операции соединения. Измеренный крутящий момент при закреплении колпачковой гайки 5 (стопорного кольца 1) составляет 350-430 кг/см.

Кроме того, усилие, препятствующее вытягиванию трубы 12 (тяговому усилию), в трубном соединении С по завершении соединения составляет около 62 кН, что соответствует значению давления воды от 215 до 235 кг/см².

При крутящем моменте закрепления, который меньше, чем в обычном трубном соединении, описанном в патенте Японии №3122385, трубное соединение устойчиво закреплено резьбовым соединением и в два или более раз более устойчиво к давлению воды.

Далее описан способ сборки (и функционирование) трубного соединения С, показанного на Фиг.13-15.

Сначала стопорное кольцо 1 размещается в конусном участке 6 участка 25 с отверстием колпачковой гайки 5, труба 12 последовательно вставляется в отверстие участка 27 колпачковой гайки 5, внутреннюю периферийную поверхность 1b стопорного кольца 1 и участок 3 с отверстием основного корпуса 13 соединения, и концевой участок 12b трубы 12 вводится в контакт со ступенчатым упорным участком 30 участка 3 с отверстием основного корпуса 13 соединения, чтобы получить положение, показанное на Фиг.13.

Затем колпачковая гайка 5 привинчивается к основному корпусу 13 соединения (вправо) по направлению стрелки M₅ (см. Фиг.6). Как описано в отношении Фиг.1-9, стопорное кольцо 1 вращается в заданном месте на трубе 12 в направлении стрелки M₁ и постепенно уменьшается в диаметре, и вращающийся элемент 32, вращаясь вокруг оси L₃₁ в направлении стрелки М₃₂, образует окружную вогнутую канавку 4 на периферийной поверхности 12а трубы 12 путем пластической деформации.

Затем, как показано на Фиг.14 и 15, колпачковая гайка 5 завинчивается до тех пор, пока стопорное кольцо 1 не войдет в контакт со ступенчатым периферийным участком 28 (выполненным на переднем конце участка 27 с отверстием для вставки) колпачковой гайки 5, завершая завинчивание. В этом случае стопорное кольцо уменьшается в диаметре, и сцепной выступ 33 входит в вогнутую канавку 4 на трубе 12. Кроме того, стопорное кольцо 1 прочно удерживается ступенчатым участком 28 колпачковой гайки 5 и задней торцевой поверхностью 13а основного корпуса 13 соединения.

Следовательно, труба 12 прочно присоединяется к трубному соединению С и исключается возможность извлечения ее тяговым усилием.

В случае применения стопорного кольца 1, показанного на Фиг.16 и 17, вращающийся элемент 32 плавно вращается, не выпадая из стопорного кольца 1, и соединение с трубой 12 осуществляется аналогично стопорному кольцу 1, описанному выше.

Как описано выше, когда колпачковая гайка 5 привинчивается к основному корпусу 13 соединения, стопорное кольцо 1 уменьшается в диаметре, и сцепной выступ 33 входит в вогнутую канавку 4, образованную вращающимся элементом 32, и гарантированно сцепляется с ней, так как конструкция для соединения труб, относящаяся к настоящему изобретению, снабжена основным корпусом 13 соединения, имеющим участок 19 с наружной резьбой, и колпачковой гайкой 5, привинченной к участку 19 с наружной резьбой, обеспечено С-образное стопорное кольцо 1, имеющее промежуток 1а на периферии и расположенное в конусном участке 6 участка 25 с отверстием колпачковой гайки 5, причем стопорное кольцо 1 содержит удерживающий охватывающий участок 31, выполненный во внутренней периферийной поверхности 1с и периферийной поверхности 1b, причем обеспечен вращающийся элемент 32, размещенный и вращающийся в удерживающем охватывающем участке 31, касаясь конусного участка 6 участка 25 с отверстием для вставки колпачковой гайки 5 и образуя окружную вогнутую канавку 4 на периферийной поверхности 12а присоединенной трубы 12 путем пластической деформации, и стопорное кольцо 1 имеет сцепной выступ 33, сцепляющийся с окружной вогнутой канавкой 4 на внутренней периферийной поверхности 1с.

Следовательно, происходит гарантированное присоединение трубы 12 к трубному соединению, усилие, препятствующее вытягиванию, очень велико, и устранена опасность внезапного выпадения после соединения.

Крутящий момент колпачковой гайки 5 очень мал, так как вращательный элемент 32 контактирует с конусным участком 6 участка 25 с отверстием колпачковой гайки 5 и катится (вращается) во время завинчивания. Следовательно, стопорное кольцо 1 легко прикрепляется к колпачковой гайке 5 без дополнительных процедур, и соединение с помощью завинчивания выполняется быстро и плавно.

Кроме того, вогнутая канавка 4 выполнена пластической деформацией, от трубы 12 не остается отходов, колпачковая гайка 5 плавно завинчивается, и соединение трубопроводов может быть легко осуществлено в различных местах проведения работ.

Конструкция для соединения труб, относящаяся к настоящему изобретению, снабжена основным соединительным корпусом 13, имеющим участок 19 с наружной резьбой, и колпачковая гайка 5 привинчивается к участку 19 с наружной резьбой, и наружный охватывающий цилиндрический участок 38 и вставляемый цилиндрический участок 36 основного патрубка 13 соединения удерживают концевой участок 12b поддающейся пластической деформации присоединяемой трубы 12 снаружи и изнутри, обеспечено С-образное стопорное кольцо 1, имеющее промежуток 1а на периферии и расположенное в конусном участке 6 участка 25 с отверстием колпачковой гайки 5, причем стопорное кольцо 1 имеет удерживающий охватывающий участок 31, выполненный во внутренней периферийной поверхности 1с и в периферийной поверхности 1b, обеспечен вращающийся элемент 32, размещенный и вращающийся в удерживающем охватывающем участке 31, причем вращающийся элемент касается конусного участка 6 отверстия 25 колпачковой гайки 5, образуя в периферийной поверхности 12а трубы 12 окружную вогнутую канавку 4 путем пластической деформации и преобразуя концевой участок 12b трубы 12 в расширяющийся конусный участок 15, причем между периферийной поверхностью 38с наружного охватывающего цилиндрического участка 38 и концевым участком 12b трубы 12 образован зазор, позволяющий преобразование концевого участка 12b путем пластической деформации в расширяющийся участок 15, и периферийная поверхность 37 вставляемого цилиндрического участка 36 имеет окружную выемку 37b, согласованную с окружной вогнутой канавкой 4, позволяющую уменьшение диаметра внутренней периферийной поверхности 12с трубы при образовании окружной вогнутой канавки 4 путем пластической деформации. Вследствие синергетического эффекта этих признаков усилие сцепления стопорного кольца 1 с вогнутой канавкой 4 трубы 12 становится очень большим.

Следовательно, труба 12 гарантированно присоединяется к трубному соединению, усилие, препятствующее вытягиванию, очень велико и устранена опасность внезапного выпадения после присоединения.

Крутящий момент колпачковой гайки 5 очень мал, так как вращающийся элемент 32 контактирует с конусным участком 6 участка 25 с отверстием колпачковой гайки 5 и катится (вращается) во время завинчивания колпачковой гайки 5.

Кроме того, концевой участок 12b трубы 12 не контактирует с периферийной поверхностью 37 вставляемого цилиндрического участка 36 и внутренней периферийной поверхностью 38с наружного цилиндрического участка 38, от начала и до конца пластической деформации, и плавно деформируется, образуя конусный участок 15. Крутящий момент колпачковой гайки 5, таким образом, дополнительно уменьшается.

Как описано выше, операция соединения посредством завинчивания осуществляется быстро и плавно.

Вогнутая канавка 4 образуется путем пластической деформации, от трубы 12 не остается отходов, колпачковая гайка 5 плавно завинчивается, и соединение трубопроводов можно легко осуществлять в различных местах проведения работ.

Усилие сцепления стопорного кольца 1, сцепляемого с вогнутым участком 4 трубы 12, становится очень большим, так как стопорное кольцо 1 имеет сцепной выступ 33 на внутренней периферийной поверхности 1с, сцепляющийся с окружной вогнутой канавкой 4, и вращающийся элемент 32 и сцепной выступ 33 входят в вогнутую канавку 4, образованную на трубе 12 путем пластической деформации. Следовательно, возможность вытягивания трубы 12 из трубного соединения надежно ограничена.

Утечка воды, проходящей по трубе 12, из вставляемого цилиндрического участка 36 гарантированно предотвращается, так как кольцевая удерживающая канавка 20 выполнена на периферийной поверхности 37 вставляемого цилиндрического участка 36 основного корпуса 13 соединения, и уплотнительный элемент 17, размещенный в удерживающей канавке 20, касается внутренней периферийной поверхности 12с трубы 12. Кроме того, когда завинчивается колпачковая гайка, вращающийся элемент 32 закрепляет трубу 12, внутренняя периферийная поверхность 12с плотно прилегает к уплотнительному элементу 17, тем самым осуществляя дополнительную защиту от утечки воды.

Две трубы 12, составляющие пару, можно легко и прочно соединить благодаря тому, что обеспечивается пара основных корпусов 13А и 13В соединений, каждый из которых, соответственно, имеет наружный фланцевый участок 8, на каждом из которых со стороны, противоположной вставляемому в трубу участку 11, под прямым углом к оси L трубы 12 выполнен сопрягаемый фланцевый участок 9; и разъемное крепежное кольцо 7, имеющее вогнутую крепежную канавку 44 для размещения наружных фланцевых участков 8 таким образом, чтобы сопрягаемые торцы 9 пары соединительных корпусов 13А и 13В плотно прилегали друг к другу.

Трубные соединения можно соединять и разъединять в направлении, перпендикулярном оси L, и, например, легко можно вырезать и заменить участок трубы из середины на новую трубу.

Изобретение относится к соединениям труб. Соединение труб содержит патрубок с участком с наружной резьбой и колпачковую гайку, привинченную к участку с наружной резьбой патрубка, а также имеется наружный охватывающий цилиндрический участок и вставляемый цилиндрический участок, удерживающие концевой участок присоединенной трубы, поддающейся упругой деформации изнутри и снаружи. В соединение установлено С-образное стопорное кольцо, имеющее на периферии промежуток и расположенное в конусном участке участка с отверстием для вставки колпачковой гайки. Стопорное кольцо имеет удерживающий охватывающий участок, выполненный на внутренней периферийной поверхности и периферийной поверхности стопорного кольца. При этом вращающийся элемент размещен в удерживающем охватывающем участке с возможностью вращения и касается конусного участка, участка с отверстием для вставки колпачковой гайки, образуя путем упругой деформации окружную вогнутую канавку на периферийной поверхности трубы и путем деформации преобразуя концевой участок трубы в конусный участок с возрастающим диаметром. Изобретение повышает надежность соединения труб. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Соединение труб, имеющее корпус (13) с участком (19) с наружной резьбой и колпачковую гайку (5), привинченную к участку (19) с наружной резьбой, содержащее С-образное стопорное кольцо (1), имеющее на периферии промежуток (1а) и расположенное в конусном участке (6) участка (25) с отверстием для вставки колпачковой гайки (5), причем стопорное кольцо (1) содержит удерживающий охватывающий участок (31), выполненный на внутренней периферийной поверхности (1с) и периферийной поверхности (1b), вращающийся элемент (32), размещенный и вращающийся в удерживающем охватывающем участке (31), касающийся конусного участка (6) участка (25) с отверстием для вставки колпачковой гайки (5) и образующий путем пластической деформации окружную вогнутую канавку (4) на периферийной поверхности (12а) присоединенной трубы (12), причем стопорное кольцо (1) имеет сцепной выступ (33), сцепляющийся с окружной вогнутой канавкой (4) на внутренней периферийной поверхности (1с).

2. Соединение труб по п.1, содержащее пару основных корпусов (13А, 13В) соединений, каждый из которых, соответственно, имеет наружный фланцевый участок (8), в каждом из которых со стороны, противоположной вставляемому в трубу участку (11), под прямыми углами к оси (L) трубы (12) выполнен плоский сопрягаемый торец (9), и разъемное крепежное кольцо (7), имеющее крепежную вогнутую канавку (44) для удерживания наружных фланцевых участков (8) таким образом, чтобы сопрягаемые торцы (9) пары основных корпусов соединений (13А, 13В) плотно прилегали друг к другу.

3. Соединение труб, имеющее корпус (13) с участком (19) с наружной резьбой и колпачковую гайку (5), привинченную к участку (19) с наружной резьбой, причем корпус (13) имеет наружный охватывающий цилиндрический участок (38) и вставляемый цилиндрический участок (36), удерживающие концевой участок (12b) поддающейся пластической деформации присоединенной трубы (12) снаружи и изнутри, содержащее С-образное стопорное кольцо (1), имеющее на периферии промежуток (1а) и расположенное в конусном участке (6) участка (25) с отверстием для вставки колпачковой гайки 5, стопорное кольцо (1) содержит удерживающий охватывающий участок (31), выполненный на внутренней периферийной поверхности (1с) и периферийной поверхности (1b), вращающийся элемент (32), размещенный и вращающийся в удерживающем охватывающем участке (31), касающийся конусного участка (6) участка (25) с отверстием для вставки колпачковой гайки (5) и образующий путем пластической деформации окружную вогнутую канавку (4) на периферийной поверхности (12а) присоединенной трубы (12), причем между внутренней периферийной поверхностью (38с) наружного охватывающего цилиндрического участка (38) и концевым участком трубы (12b) образован зазор (10), позволяющий преобразование концевого участка трубы в конусный участок (15) путем деформации, и периферийная поверхность (37) вставляемого цилиндрического участка (36) имеет окружную выемку (37b), согласованную с окружной вогнутой канавкой (4), обеспечивающую уменьшение внутренней периферийной поверхности (12с) трубы (12) в диаметре по всей окружности, когда путем пластической деформации образуется окружная вогнутая канавка (4).

4. Соединение труб по п.3, в котором стопорное кольцо (1) имеет на внутренней периферийной поверхности (1с) сцепной выступ (33), сцепляющийся с окружной вогнутой канавкой (4).

5. Соединение труб по п.3 или 4, в котором на периферийной поверхности (37) вставляемого цилиндрического участка (36) корпуса (13) выполнена окружная удерживающая канавка (20) и обеспечен уплотнительный элемент (17), размещенный внутри удерживающей канавки (20) и касающийся внутренней периферийной поверхности (12с) трубы (12).

6. Соединение труб по п.3 или 4, содержащее пару основных корпусов (13А, 13В) соединений, каждый из которых, соответственно, имеет наружный фланцевый участок (8), в каждом из которых со стороны, противоположной вставляемому в трубу участку (11), под прямыми углами к оси (L) трубы (12) выполнен плоский сопрягаемый торец (9), и разъемное крепежное кольцо (7), имеющее крепежную вогнутую канавку (44) для удерживания наружных фланцевых участков (8) таким образом, чтобы сопрягаемые торцы (9) пары основных корпусов соединений (13А, 13В) плотно прилегали друг к другу.