ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ХОМУТ Российский патент 2011 года по МПК F16L17/00 

Изобретение относится к соединительным хомутам для ремонта трубопроводов из различных материалов с трещинами и утечками в случаях, когда необходим быстрый качественный ремонт для исключения потерь жидких сред, в том числе при возможности загрязнения окружающей среды вследствие таких утечек.

Известен гидравлический хомут, содержащий корпус в виде металлической обечайки, выполненный с возможностью зажима вокруг трубы, и закрепленное в корпусе уплотнительное кольцо и уплотнитель из эластичного материала, включающий на внутренней поверхности два выступа, расположенных у краев боковых его сторон, и две уплотнительные гибкие кромки в виде полосок-плавников, отогнутых на указанных сторонах с возможностью наложения их свободных краев на соответствующие выступы в сжатом состоянии с образованием полости (см. патент США №5280969, кл. F16L 17/03, публ. 25.01.1994).

Сложность конструкции и недостаточная степень уплотнения ограничивает область применения известного устройства.

Известен гидравлический хомут, содержащий корпус в виде металлической обечайки, выполненный с возможностью зажима вокруг трубы, и закрепленные в корпусе уплотнительное кольцо и уплотнитель из эластичного материала, включающий два выступа, расположенных на внутренней поверхности у краев боковых его сторон вдоль соответствующих протяженных углублений, и две уплотнительные гибкие кромки в виде полосок-плавников с выемками, отогнутых на указанных сторонах с возможностью наложения их свободных краев на соответствующие выступы для образования в сжатом состоянии (рабочем положении) полостей в области выполнения указанных углублений и выемок (см. патент GB №2393769, кл. F16L 21/02, публ. 07.04.2004).

В известном соединительном устройстве не обеспечена высокая степень уплотнения труб больших диаметров. Хомут сложен, что удорожает его производство.

Наиболее близким к предлагаемому хомуту является гидравлический хомут, содержащий корпус в виде металлической С-образной обечайки, выполненный с возможностью зажима вокруг трубы, и закрепленные внутри корпуса пружину, кольцо и уплотнитель из эластичного материала, включающий на внутренней поверхности два выступа с вершиной округлой формы, выполненных с каналами в виде сквозных наклонных отверстий и расположенных у краев боковых его сторон вдоль соответствующих протяженных углублений, имеющих гидравлическое сообщение с отверстиями, и две уплотнительные гибкие кромки в виде полосок-плавников, отогнутых на указанных сторонах с возможностью наложения их свободного края на соответствующий выступ для образования в сжатом состоянии (рабочем положении) полостей в области выполнения углублений (см. патент США №3877733, кл. F16L 17/00, публ. 15.04.1975 - прототип).

Хомут сложен, имеет большую номенклатуру сборочных элементов, удорожающих его производство. Для затягивания обечайки, вызывающей нажатие уплотнителя на трубу, необходимы большие усилия зажима. При затягивании возникают силы натяжения, проходящие не только в окружном направлении, а также силы, действующие в радиальном направлении, которые оказывают отрицательное воздействие на безупречное затягивание обечайки и тем самым на симметричную установку уплотнителя на трубе. Округлая поверхность выступов при этом способствует скольжению полосок-плавников, что приводит к большему нарушению симметричности установки уплотнителя. Таким образом, известное соединительное устройство для ремонта трещин и утечек в трубопроводах не гарантирует высокую степень уплотнения различных труб, в том числе труб больших диаметров. Кроме того, устройство технологически сложно из-за необходимости выполнения наклонных отверстий в выступах для связи с углублениями под полосками-плавниками.

Общим недостатком известных хомутов является их низкая эксплуатационная возможность, характеризующаяся незначительной герметичностью при высоких и повышенных рабочих давлениях.

Задачей настоящего изобретения является создание новой конструкции хомута, лишенного приведенных выше недостатков.

Технический результат изобретения: создание простого универсального механически прочного, надежного и недорогого в производстве хомута, работающего в любых климатических и аварийных ситуациях, повышение герметичности при высоких давлениях рабочей среды за счет снижения вероятности перекосов уплотнителя при установке хомута, обеспечение быстродействия и удобства обращения, легкости и низкой трудоемкости установки на трубы. Время установки хомута в зависимости от диаметра труб от 5 до 20 минут.

Технический результат достигается тем, что в гидравлическом хомуте, содержащем корпус, выполненный с возможностью зажима вокруг трубы, и закрепленный внутри корпуса уплотнитель из эластичного материала, включающий на внутренней поверхности два выступа, выполненных с каналами и расположенных у краев боковых его сторон вдоль соответствующих протяженных углублений, имеющих гидравлическое сообщение с каналами, и две уплотнительные гибкие кромки в виде полосок-плавников, отогнутых на указанных сторонах с возможностью наложения их свободного края на соответствующий выступ для образования в сжатом состоянии на трубе полостей в области выполнения углублений, в выступах каналы выполнены в виде пазов, причем внутренняя поверхность полосок-плавников является одной из стенок каждого канала в указанном сжатом состоянии.

Целесообразно в выступах иметь пазы шириной 2-3 миллиметра и глубиной 3-4 мм, расположенные равномерно на расстоянии 130-134 миллиметров друг от друга.

В уплотнителе выступы предпочтительно выполнить с трапецевидным поперечным сечением.

Предпочтительно иметь выступы высотой 4-6 миллиметров.

Полоски-плавники целесообразно расположить под углом 36-38 градусов к горизонтальной уплотнительной поверхности хомута в несжатом состоянии и выполнить их толщиной 3-5 миллиметров.

В уплотнителе протяженные углубления целесообразно выполнить желобообразными с плоским дном.

Уплотнитель и полоски-плавники целесообразно выполнить в виде одного целого.

Корпус предпочтительно выполнить цельным металлическим в виде С-образной обечайки.

Корпус целесообразно иметь с узлом зажима, выполненным с регулируемым усилием прижима уплотнителя к трубе.

Эластичный упругий материал уплотнителя предпочтительно выбрать из группы, в состав которой входят резина, вулканизированный каучук, термопластичный эластомер.

При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, а следовательно, предложенное решение соответствует критерию "новизна". Сущность изобретения не следует явным образом из известных решений, следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 изображен гидравлический хомут в рабочем положении (вид сбоку).

На фиг.2 изображен гидравлический хомут (вид сверху).

Фиг.3 изображает уплотнитель гидравлического хомута в увеличенном виде (вид на внутреннюю поверхность).

На фиг.4 показан разрез А-А на фиг.3.

На фиг.5 изображен в разрезе фрагмент гидравлического хомута в сжатом (рабочем) состоянии на трубе с дефектом.

Гидравлический хомут содержит (фиг.1) корпус 1, выполненный с узлом 2 зажима, обеспечивающим регулируемое усилие зажима уплотнителя 3 вокруг трубы. Закрепленный внутри корпуса 1 уплотнитель 3 (фиг.3, 4) из эластичного упругого материала включает на внутренней поверхности первый и второй выступы 4, 5, выполненные с соответствующими каналами в виде пазов 6 и расположенные у краев боковых его сторон вдоль первого, второго протяженных углублений 7, 8, имеющих соответствующее гидравлическое сообщение с указанными пазами 6 (каналами). Уплотнитель 3 имеет первую и вторую уплотнительные гибкие кромки в виде полосок-плавников 9, 10, отогнутых (фиг.4) на указанных сторонах под углом (α) с возможностью наложения их свободного края на соответствующий выступ 4, 5 для образования в сжатом состоянии на трубе полостей 13, 14 (фиг.5) в области выполнения первого и второго углублений 7, 8.

Первый и второй выступы 4, 5 выполнены с трапецевидным поперечным сечением (фиг.4) и имеют высоту (Н) 4-6 миллиметров. Пазы 6 выполнены шириной (К) 2-3 миллиметра, глубиной (h) 3-4 миллиметра и расположены равномерно на расстоянии (S) 130-134 миллиметров друг от друга (фиг.3).

Уплотнительная поверхность гидравлического хомута образована горизонтальной и наклонной уплотнительными поверхностями 15 и 16 (фиг.4). Для оптимальной герметизации трубы первая и вторая полоски-плавники 9, 10 расположены под углом (α) 36-38° к горизонтальной уплотнительной поверхности 15 хомута в несжатом состоянии и выполнены толщиной (d) 3-5 миллиметров. Уплотнитель 3, первую и вторую полоски-плавники 9,10 целесообразно выполнить в виде одного целого. Внутренняя поверхность полосок-плавников 9, 10 является одной из стенок каждого паза 6 (канала) в сжатом (рабочем) состоянии на трубе.

В уплотнителе 3 первое и второе углубления 7, 8 целесообразно выполнить желобообразными с плоским дном.

Корпус 1 выполнен цельным металлическим без сварных соединений в виде С-образной обечайки. Узел 2 зажима (фиг.1) концов С-образной обечайки выполнен с регулируемым усилием прижима уплотнителя 3 к трубе и может включать, в частности, первую и вторую проставки 17, 18, болты 19, первую и вторую планки 20, 21, гайки 22, замок 23 (фиг.2).

Для достижения полной герметичности поврежденной области трубы 24 с дефектом 25, например, в виде трещины (фиг.5), используется эластичный упругий материал уплотнителя 3 из группы, в состав которой входят резина, вулканизированный каучук, термопластичный эластомер.

Уплотнитель 3 в виде прокладки имеет тонкую поверхность и легко приспосабливается к неровностям, ямкам трубы 24, что обеспечивает эффективное уплотнение по ее поверхности. Защищенный от коррозии корпус 1 охватывает уплотнитель 3 заподлицо для предотвращения образования складок в стыковой области, обеспечивая давление прижима на уплотнитель во всех точках по всей окружности трубы 24.

Ремонтные гидравлические хомуты обеспечивают экстремально быстрый и недорогой ремонт стальных, чугунных или пластиковых труб в случае появления в них различных трещин, течей или свищей, которые приводят к разгерметизации трубопроводов.

Работает ремонтный гидравлический хомут следующим образом.

Ремонт производится путем наложения хомута на поврежденный участок трубы 24 с последующим прочным стягиванием концов корпуса 1, выполненного в виде С-образной обечайки. Для наложения хомута ослабляют гайки 22 (не снимая их) в узле 2 зажима. Слегка сжав узел 2 зажима, передвигают по второй проставке 18 первую планку 20 из гнезда вверх и разворачивают хомут, при этом вторая планка 21 остается на первой проставке 17. Устанавливают хомут на трубе 24, предварительно очистив поверхность последней от грязи и ржавчины и по возможности сделав метки, показывающие определенные расстояния от трещины или места утечки и облегчающие правильную установку хомута. Хомут располагают, например, прямо над дефектом 25 (трещиной или местом утечки). После того как корпус 1 хомута охватит трубу 24, закрывают узел 2 зажима, накинув его первую планку 20 на противоположную вторую проставку 18 так, чтобы болты 19 вошли в соответствующие прорези проставки 18. Сдвиг первой планки 20 вперед и вниз до двойного щелчка означает, что замок 23 встал на место. Поврежденный участок трубы 24 должен находиться «внутри» хомута под уплотнителем 3. Затягиваются гайки 22. В узле 2 зажима хомутов шириной 140 мм используется 2 болта (фиг.2), 210 мм - 3 болта и 280 мм - 4 болта (не показано). Затяжка гаек 22 ведется от центральных болтов 19 к крайним. Регулировка затяжки обеспечивает ее равномерность. Для удобства установки хомут предпочтительно располагать ниже уровня груди, а болты 19 узла 2 зажима направить от человека. В этом случае с установкой хомута легко справляется один человек.

В сжатом состоянии первая и вторая полоски-плавники 9, 10 прижимаются внутренней поверхностью к плоским вершинам соответствующих выступов 4, 5, образуя замкнутые каналы для прохода воды в первое и второе углубления 7, 8 по пазам 6. Наклонная поверхность 16 при этом принимает горизонтальное положение и прижата к трубе 24 под действием воды, попадающей через пазы 6 в первое и второе протяженные углубления 7, 8. При этом образуются полости 13, 14 (фиг.5) с водой и прижатая к трубе 24 этой водой удлиненная уплотнительная поверхность, состоящая из поджатой поверхности 16 первой и второй полосок-плавников 9, 10 и горизонтально расположенной уплотнительной поверхностью 15 уплотнителя 3. Наличие пазов 6 препятствует скольжению указанных полосок-плавников 9, 10 на плоской поверхности первого и второго выступов 4, 5 с трапецевидным поперечным сечением, что снижает вероятность перекосов уплотнителя 3 во время установки хомута на трубу 24. Хомут обеспечивает создание качественного уплотнения вокруг трубы. Стоимость хомутов в среднем в два раза ниже зарубежных аналогов. Возможно применение хомута в качестве муфты.

Предлагаемая конструкция хомутов обеспечивает быстрое, экономичное средство восстановления разрывов, дыр, трещин или других видов ущерба труб из стали, ПВХ и других типов жестких труб, в том числе больших канализационных, водопроводных. Ремонтные хомуты также можно использовать для соединения стальных, чугунных и пластиковых труб одинакового диаметра.

Гидравлический хомут прост, имеет высокую надежность, прочность и долговечность соединения, не требует разборки при повторном использовании, соединяет трубы как муфта, ремонтирует трубы как хомут.

Предлагаемый хомут позволяет по сравнению с прототипом:

- значительно снизить трудоемкость и стоимость изготовления хомута;

- повысить производительность труда;

- упростить конструкцию технологической оснастки;

- расширить область применения хомутов за счет возможности варьирования упругими характеристиками выступов и конструктивными параметрами пазов, углублений.

Основные преимущества ремонтных хомутов:

- низкая цена;

- простота установки и крепления;

- надежность и долгий срок службы.

Универсальность предлагаемого гидравлического хомута, высокая производительность и простота установки делают его уникальным продуктом для соединения труб или ремонта. Широкий спектр возможностей, более совершенная конструкция отличают его от известных конструкций и делают его лучшим ремонтным хомутом по доступной стоимости.

Изобретение относится к соединительным хомутам для ремонта трубопроводов из различных материалов с трещинами и утечками. Гидравлический хомут содержит корпус с узлом зажима и уплотнитель из эластичного упругого материала с двумя выступами с трапецевидным поперечным сечением. Каналы выступов выполнены в виде пазов. Протяженные углубления гидравлически сообщены с пазами. Уплотнитель имеет две отогнутые уплотнительные гибкие кромки в виде полосок-плавников, выполненные с возможностью наложения их свободного края на соответствующий выступ для образования в сжатом состоянии на трубе полостей. Изобретение повышает надежность соединения и снижает вероятность перекосов уплотнителя при установке хомута. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Гидравлический хомут, содержащий корпус, выполненный с возможностью зажима вокруг трубы, и закрепленный внутри корпуса уплотнитель из эластичного упругого материала, включающий на внутренней поверхности два выступа, выполненных с каналами и расположенных у краев боковых его сторон вдоль соответствующих протяженных углублений, имеющих гидравлическое сообщение с каналами, и две уплотнительные гибкие кромки в виде полосок-плавников, отогнутых на указанных сторонах с возможностью наложения их свободного края на соответствующий выступ для образования в сжатом состоянии на трубе полостей в области выполнения углублений, отличающийся тем, что в выступах каналы выполнены в виде пазов, причем внутренняя поверхность полосок-плавников является одной из стенок каждого канала в указанном сжатом состоянии.

2. Хомут по п.1, отличающийся тем, что в выступах пазы имеют ширину 2-3 мм и глубину 3-4 мм и расположены равномерно на расстоянии 130-134 мм друг от друга.

3. Хомут по п.1, отличающийся тем, что выступы выполнены с трапециевидным поперечным сечением.

4. Хомут по п.1, отличающийся тем, что выступы имеют высоту 4-6 мм.

5. Хомут по п.1, отличающийся тем, что полоски-плавники расположены под углом 36-38° к горизонтальной уплотнительной поверхности хомута в несжатом состоянии и имеют толщину 3-5 мм.

6. Хомут по п.1, отличающийся тем, что в уплотнителе углубления выполнены желобообразными с плоским дном.

7. Хомут по п.1, отличающийся тем, что уплотнитель и полоски-плавники выполнены в виде одного целого.

8. Хомут по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен цельным металлическим в виде С-образной обечайки.

9. Хомут по п.1, отличающийся тем, что корпус снабжен узлом зажима, выполненным с регулируемым усилием прижима уплотнителя к трубе.

10. Хомут по п.1, отличающийся тем, что эластичный упругий материал уплотнителя выбран из группы, в состав которой входят резина, вулканизированный каучук, термопластичный эластомер.