ТРУБНАЯ КОНСТРУКЦИЯ Российский патент 2012 года по МПК E04H15/60 

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию трубного соединения, предназначенного для соединения различных труб, чтобы образовать самоподдерживающуюся (автономную независимую) трубную конструкцию, такую как, например, шатровая (палаточная) конструкция и конструкция выставочного здания.

В области шатровых конструкций и трубных конструкций внутри выставочного здания существуют различные способы соединения труб этих конструкций. Самым простым из этих способов является способ введения конца трубы меньшего диаметра в соответствующий конец другой трубы большего диаметра. Однако этот способ имеет различные ограничения, связанные с профилем концов труб, и не может одновременно гарантировать прочное соединение и простой легкий демонтаж конструкции. Кроме того, если трубы являются гибкими, такое соединение не является надежным, так как трубы могут самопроизвольно выходить из взаимного соединения.

Известны также трубные соединения, которые вводят между двумя трубами для удержания двух труб вместе за счет трения. Недостатком этих обычно удлиненных соединений является то, что они также не могут гарантировать надежное и прочное соединение и, кроме того, они не могут предотвратить скручивание труб относительно друг друга, создающее эффект среза.

В связи с изложенным задачей настоящего изобретения является создание трубного соединения для конструкции, аналогичной трубной конструкции, которое позволяет получить очень прочное, надежное, но достаточно простое соединение труб и которое также предотвращает скручивание труб относительно друг друга.

Эта задача решена в соответствии с настоящим изобретением за счет использования цилиндрического трубного соединения, содержащего кольцевой фланец, который действует как осевая опорная поверхность для наконечников двух труб и имеет на каждой стороне по меньшей мере один выступ, входящий в соответствующий вырез наконечника трубы, чтобы предотвращать скручивание труб относительно друг друга. Прочность соединения гарантирована за счет того, что предусмотрены гибкие концевые детали, полученные за счет использования зазоров, предусмотренных в наконечниках концевых деталей, Каждая из концевых деталей содержит радиальное отверстие, в которое вводят винт. Для зажима трубного соединения внутри труб эти винты можно ввинчивать через отверстия в цилиндрической поверхности трубы, чтобы раздвинуть друг от друга гибкие концевые детали. Винты также могут быть слегка вывинчены для закрепления трубного соединения в цилиндрической стенке (соответствующей трубы).

Основным преимуществом настоящего изобретения является то, что трубное соединение может быть использовано легко и быстро, при этом получают очень прочное и надежное соединение между самими трубами и трубным соединением. Кроме того, трубное соединение может быть легко извлечено из труб после ввинчивания или вывинчивания винта.

Другим преимуществом настоящего изобретения является расширение различных возможных применений предлагаемого трубного соединения. Более того, предлагаемое трубное соединение может быть изготовлено из различных материалов и может иметь различные размеры. Например, если трубы, которые соединяют при помощи трубного соединения, являются гибкими, и если вся конструкция должна быть гибкой, тогда можно изготовить трубное соединение из гибкого пластика. Это позволяет гарантировать гибкость всей конструкции. С другой стороны, в случае очень прочных конструкций, таких как стеллажи или другие аналогичные конструкции и строительные леса, трубные соединения преимущественно изготавливают из металла или из упрочненной волокном пластмассы.

Указанные ранее и другие характеристики и преимущества изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 схематично показан вид в перспективе трубного соединения в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.2 схематично показан вид сбоку трубного соединения в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.3 схематично показан вид в перспективе, где можно видеть, как трубное соединение соединяет две трубы в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.4 схематично показан вид в перспективе для иллюстрации возможного использования множества трубных соединений в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию трубного соединения 10, обеспечивающего простое, быстрое и надежное соединение труб 20, 20', полых стержней или главным образом удлиненных полых конструктивных элементов. Для упрощения трубы, стержни или главным образом удлиненные полые конструктивные элементы далее будут именоваться трубами 20, 20'. Настоящее изобретение особенно хорошо подходит для соединения двух полых труб для больших палаток, когда множество труб 20, 20' соединяют при помощи множества трубных соединений, чтобы построить самоподдерживающуюся (автономную) конструкцию 30 (см., например, фиг.4). В соответствии с настоящим изобретением предлагаются неразъемные (выполненные в виде одной детали) элементы (преимущественно пластмассовые или металлические элементы), которые действуют как трубные соединения 10.

Задачей настоящего изобретения является создание трубного соединения 30 по меньшей мере с двумя трубами 20, 20' и удлиненным трехмерным цилиндрическим элементом, причем трубное соединение 10 выполнено с возможностью его введения внутрь труб 20, 20'. Трубное соединение 10 соединяет две трубы 20, 20' за счет того, что его вводят между двумя трубами 20, 20' внутрь наконечников 21, 21' труб и затем при помощи средств, описанных далее, закрепляют трубное соединение внутри наконечников 21, 21'.

На фиг.1 показан предпочтительный вариант трубного соединения. Как это показано на фиг.1, трубное соединение 10 содержит в средней секции кольцевой фланец 1. Этот фланец 1 имеет преимущественно высоту (d1-d2)/2, которая ориентировочно равна толщине цилиндрической стенки 26 (толщине стенки трубы 20 или 20'), причем диаметр d2 ориентировочно представляет собой внешний диаметр труб 20, 20'. Это является предпочтительным для того, чтобы сделать возможным бесшовный переход между трубами 20 и 20'. В том случае, когда две соединяемые трубы 20 и 20' имеют различные диаметры, используют дополнительный вариант трубного соединения, который не является симметричным, то есть содержит два цилиндрических участка 5, 5', которые имеют различные диаметры d2. В этом случае используют конический центральный кольцевой фланец 1, причем диаметр на первой стороне фланца 1 соответствует диаметру первой трубы 20, а диаметр на другой стороне фланца 1 соответствует диаметру второй трубы 20'. В этом случае трубное соединение 10 также может быть использовано в качестве переходного элемента между двумя различными трубами 20, 20'.

Фланец также действует как осевая опорная поверхность для наконечников 21, 21' труб 20, 20', при этом боковые стороны фланца должны быть точно подогнаны к сторонам наконечников 21, 21'. В соответствии с предпочтительным вариантом трубного соединения 10, по меньшей мере один, а преимущественно два выступа 3 предусмотрены на каждой стороне фланца 1. Эти выступы 3 непосредственно соединены с фланцем 1 и преимущественно имеют такую же высоту (толщину), что и фланец 1. Эти выступы 3 выполнены с возможностью входа в соответствующие вырезы 22 в наконечниках 21, 21' соответствующих труб 20, 20'. Эта специфическая характеристика является очень важной, так как она позволяет решить одну из задач настоящего изобретения. За счет входа выступов 3 в вырезы 22 предотвращено скручивание труб 20, 20' относительно друг друга. Вырезы 3 имеют осевую длину, соответствующую длине выступов фланца 1, которые входят в соответствующие вырезы 22. Если указанные выступы 3 являются достаточно длинными и прочными и не могут двигаться в вырезах 22, тогда невозможно скручивание труб 20, 20' относительно самого трубного соединения.

В наиболее общем варианте осуществления настоящего изобретения, который показан на фиг.1, трубное соединение 10 выполнено симметричным относительно кольцевого фланца 1, то есть трубное соединение 10 имеет цилиндрический участок 5, 5' на каждой стороне фланца 1. Эти цилиндрические участки 5, 5' выполнены с возможностью ввода внутрь соответствующих труб 20 и 20', то есть диаметр d2 цилиндрических участков 5, 5' ориентировочно соответствует внутреннему диаметру труб 20, 20'. Для того чтобы легко вводить цилиндрические участки 5, 5' внутрь труб 20, 20', диаметр d2 должен быть выбран немного меньше внутреннего диаметра труб 20, 20'.

В том случае, когда две соединяемые трубы 20 и 20' имеют различные внутренние диаметры, два цилиндрических участка 5, 5' не являются симметричными, то есть они также имеют различные диаметры d2, так чтобы каждый цилиндрический участок 5, 5' мог войти в соответствующую трубу 20, 20'.

Для того чтобы обеспечить прочное соединение между трубами 20, 20', длина 11 преимущественно должна быть равна удвоенному диаметру d2. Чем длиннее цилиндрический участок 5, 5', тем меньше вероятность изгиба/перемещения в трубе 20, 20' цилиндрического участка 5, 5' трубного соединения 10.

Каждый цилиндрический участок 5, 5' имеет осевой зазор 7, который идет от лицевой поверхности цилиндрического участка 5, 5' в направлении средней секции. За счет этого зазора 7 может быть создана первая гибкая концевая деталь 9А и вторая гибкая концевая деталь 9В выше и ниже зазора 7 соответственно.

В первой гибкой концевой детали 9А выполнено радиальное отверстие 11. Через это радиальное отверстие 11 может быть ввинчен винт 13. Существуют две различные возможности зажима трубного соединения 10 в трубе 20 или 20':

- а) в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения винт 13 ввинчивают так глубоко в радиальное отверстие, что он прижимается к поверхности 16 второй гибкой концевой детали 9В. Оказываемое винтом давление раздвигает концевые детали 9А и 9В друг от друга, за счет чего увеличивается эффективный второй диаметр d2. Если приложенное к поверхности 16 второй гибкой концевой детали 9В давление винта является достаточно высоким и эффективный диаметр d2 достаточно возрастает, то тогда трубное соединение 10 будет прочно зажато внутри трубы 20, 20'. Жесткость материала, из которого изготовлено трубное соединение 10, определяет длину l1 и высоту h1 зазора 7. Таким образом, эти параметры, а именно жесткость материала, длина l1 и высота h₁, определяют гибкость гибких концевых деталей 9А, 9В и, следовательно, увеличение второго диаметра d1. Внешняя поверхность цилиндрических участков 5, 5' и внутренняя поверхность цилиндрических стенок 26 также оказывает влияние на прочность соединения. Чем более жесткими являются эти поверхности, тем прочнее соединение между трубами 20, 20' и трубным соединением 10;

- b) в соответствии с дополнительным вариантом настоящего изобретения после ввода цилиндрических участков 5, 5' внутрь труб 20, 20' винт 13 вывинчивают для того, чтобы закрепить его в цилиндрической стенке 26. Для обеспечения прочного соединения в этом случае отверстие 24 может иметь резьбу.

В качестве вспомогательного средства, в том случае когда жесткость внутренней поверхности цилиндрической стенки 26 является недостаточной, вторая гибкая концевая деталь 9В может быть снабжена выступом 19, который зажимается в соответствующем углублении трубы 20 или 20'. Однако этот выступ 19 концевой детали 9В не должен быть слишком высоким, чтобы не мешать введению цилиндрических участков 5 или 5' внутрь труб 20 или 20', то есть размер d2 вместе с этим выступом 19 не должен превышать внутренний диаметр трубы 20, 20', а если он имеет превышение, то тогда гибкость концевых деталей 9А, 9В должна компенсировать эту разность диаметров.

На фиг.2 показан предпочтительный вариант настоящего изобретения, в соответствии с которым первая гибкая концевая деталь 9А содержит канавку 15, в которую входит гайка 17. Винт 13 может быть ввинчен в эту гайку 17. Эта дополнительная мера является особенно предпочтительной в том случае, когда трубное соединение 10 изготовлено из мягкого материала, не позволяющего получить прочное соединение. Эта гайка 17 также требуется в случаях многократного использования трубного соединения, когда необходимо сохранение резьбы.

На фиг.3 показано использование трубного соединения 10 после его введения в трубы 20, 20'. На левой стороне показан случай а), когда винт 13 ввинчен для увеличения эффективного диаметра d2 цилиндрического участка. На правой стороне показан случай b), когда винт 23 вывинчен для его закрепления в цилиндрической стенке 26.

На фиг.3 также показано, как выступы 3 входят в соответствующие вырезы 22 на наконечниках 21, 21' цилиндрических стенок 26 соответствующих труб 20, 20'. Эта характеристика не позволяет трубам 20, 20' скручиваться относительно друг друга и обеспечивает высокую прочность всей конструкции.

Особенно предпочтительное использование заявленного трубного соединения 10 показано на фиг.4. Здесь показано множество труб 20, 20', которые соединены при помощи множества трубных соединений 10 и образуют самоподдерживающуюся несущую нагрузку конструкцию 30. В соответствии с настоящим изобретением такие несущие нагрузку конструкции 30 могут быть использованы для возведения шатров, зонтов (тентов), павильонов, выставочных стендов или других конструкций с удлиненными опорными элементами, например таких, как помосты или строительные леса.

Изобретение относится к области строительства, в частности к трубной конструкции, используемой в палатках и выставочных зданиях. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности трубчатой конструкции. Трубная конструкция включает по меньшей мере две трубы и разъемное трубное соединение, которое содержит фланец, служащий в качестве осевой опорной поверхности для наконечников двух труб. На каждой стороне фланца предусмотрен по меньшей мере один выступ, предназначенный для входа в соответствующий вырез в наконечнике соответствующей трубы. За счет входа выступов в вырезы предотвращается скручивание труб относительно друг друга. На каждой стороне фланца также предусмотрен цилиндрический участок, который может быть введен внутрь соответствующей трубы. Кроме того, каждый цилиндрический участок имеет осевой зазор, за счет чего получают гибкие концевые детали выше и ниже зазора. Первая гибкая концевая деталь имеет радиальное отверстие, в которое вводят винт для прочного зажима трубного соединения в трубе. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Трубная конструкция по меньшей мере с двумя трубами (20, 20') и разъемным трубным соединением (10), отличающаяся тем, что трубное соединение (10) представляет собой неразъемный элемент, который:
является удлиненным и цилиндрическим, содержит среднюю секцию с кольцевым фланцем (1), причем этот фланец (1) действует как осевая опорная поверхность для наконечников (21, 21') труб (20, 20'); при этом фланец (1) на каждой своей стороне содержит по меньшей мере один выступ (3), предназначенный для ввода в соответствующий вырез (22) в наконечнике (21, 21') соответствующей трубы (20, 20'), причем за счет ввода выступов (3) в вырезы (22) предотвращается скручивание труб (20, 20') относительно друг друга, причем на каждой стороне фланца (1) предусмотрен цилиндрический участок (5, 5'), который выполнен с возможностью ввода внутрь соответствующей трубы (20, 20'), при этом каждый цилиндрический участок (5, 5') имеет осевой зазор (7), который идет от лицевой поверхности соответствующего цилиндрического участка (5, 5') в направлении средней секции, за счет чего выше и ниже указанного зазора образуются соответственно первая гибкая концевая деталь (9А) и вторая гибкая концевая деталь (9В), причем первая гибкая концевая деталь (9А) содержит радиальное отверстие (11), в которое может быть введен винт (13) для зажима трубного соединения (10) в трубе (20, 20'), при этом винт (13) доступен через отверстие (24) в цилиндрической стенке (26) трубы (20, 20').

2. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что зазоры (7) идут параллельно продольной оси цилиндрических участков (5, 5').

3. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что кольцевой фланец (1) имеет первый диаметр (d1), а цилиндрические участки (5, 5') имеют второй диаметр (d2), причем первый диаметр (d1) больше, чем второй диаметр (d2).

4. Конструкция по п.3, отличающаяся тем, что первый диаметр (d1) ориентировочно равен внешнему диаметру одной из труб (20, 20'), а второй диаметр (d2) ориентировочно равен внутреннему диаметру одной из труб (20, 20'), причем разность между первым диаметром (d1) и вторым диаметром (d2) ориентировочно равна толщине цилиндрической стенки (26).

5. Конструкция по п.3, отличающаяся тем, что винт (13) при ввинчивании изгибает концевые детали (9А, 9В) и раздвигает их друг от друга, за счет чего увеличивается эффективный второй диаметр (d2), что позволяет зажимать трубное соединение (10) в трубе (20, 20').

6. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что винт (13) выходит из цилиндрического участка (5, 5') через отверстие (24) в цилиндрической стенке (24), что позволяет зажимать трубное соединение (10) в трубе (20, 20').

7. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что первая гибкая концевая деталь (9А) содержит канавку (15), в которую входит гайка (17), в которую ввинчивают винт (13).

8. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что вторая концевая деталь (9В) содержит выступ (19), который зажимают в соответствующем углублении трубы (20, 20').

9. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что множество труб (20, 20') соединяют при помощи трубных соединений (10), с получением самоподдерживающейся несущей нагрузку конструкции (30).

10. Шатер или строительные леса, возведенные с использованием по меньшей мере одной конструкции по одному из пп.1-7.