ЗАЖИМНОЕ СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЯЖКИ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ МУФТ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 2013 года по МПК F16L23/10 F16L3/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к зажимному соединительному устройству для стяжки соединительных муфт трубопроводов, содержащему две части стяжного кольца, которые на одном конце соединены с помощью шарнирного устройства с возможностью поворота вокруг него между раздвинутыми положениями и приближенными друг к другу положениями стяжки, и расположенное на противоположном от шарнирного устройства конце частей стяжного кольца стяжное устройство со стяжным винтом, который выполнен с возможностью поворота из рабочего положения, в котором он для создания зажимного усилия, стягивающего части стяжного кольца в стянутые положения, взаимодействует с ними, в откинутое положение освобождения.

Уровень техники

Зажимные соединительные устройства такого типа известны. Так, например, согласно стандарту DIN 32676 (DIN - германский промышленный стандарт) зажимные соединения с такими зажимными соединительными устройствами предписаны стандартом для трубопроводной арматуры в пищевой, химической и фармацевтической промышленности для относительно широкого диапазона номинальных внутренних диаметров трубопроводов. В таких зажимных соединениях части стяжного кольца взаимодействуют с зажимными муфтами, которые, например, в качестве приваренных муфт могут соединяться с соответствующими концами труб. Это взаимодействие осуществляется таким образом, что осевое усилие для стяжки муфт создается посредством радиального зажимного усилия, оказываемого на них через поверхности, расположенные с наклоном относительно продольной оси трубопровода.

Поскольку такое зажимное соединительное устройство в соответствии с действующими нормами может использоваться также для больших номинальных внутренних диаметров и для давлений до 16 бар, особые требования должны предъявляться к их эксплуатационной безопасности.

Раскрытие изобретения

В данном аспекте задачей изобретения является создание зажимного соединительного устройства указанного типа, в обращении с которым обеспечивается особенно высокая степень эксплуатационной безопасности, в особенности когда дело касается повышенного уровня давления.

В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается в зажимном соединительном устройстве, обладающем совокупностью признаков по пункту 1 формулы изобретения.

Согласно этому пункту существенная особенность изобретения состоит в том, что стяжное устройство снабжено запорным устройством, которое действует как предохранительное устройство и допускает откидывание стяжного винта только тогда, когда при рабочей операции разъединения зажимного соединения части стяжного кольца вначале раздвигаются из положения стяжки на предварительно заданный угол раскрытия. Благодаря этому устраняется риск того, что уже небольшое ослабление винтового соединения на стяжном винте может привести к откидыванию стяжного винта из рабочего положения, вследствие чего могло бы произойти внезапное отсоединение под давлением с соответствующими опасными последствиями.

В особенно предпочтительных примерах выполнения конструкция может быть выполнена такой, что стяжной винт, который шарнирно связан одним из своих концов с первой частью стяжного кольца посредством шарнира откидывания, содержит на концевой стороне резьбовой участок и увеличенный по диаметру по сравнению с ним поясок вблизи шарнира откидывания, а вторая часть стяжного кольца содержит проход, через который проходит находящийся в рабочем положении стяжной винт, и выходную прорезь для стяжного винта, допускающую его откидывание, причем ширина выходной прорези, по меньшей мере, в ближней к первой части стяжного кольца области меньше диаметра пояска и больше диаметра резьбового участка стяжного винта. Согласно этому решению принцип действия запорного устройства заключается просто в том, что стяжной винт для своего движения откидывания может выйти из выходной прорези только тогда, когда достигнут угол раскрытия, при котором расширенный поясок стяжного винта может выйти из выходной прорези, после чего резьбовой участок меньшего диаметра может быть откинут из этой выходной прорези. Такое выполнение запорного устройства отличается особенно простой конструкцией.

Особенно высокая степень эксплуатационной безопасности достигается в примерах выполнения, в которых на второй части стяжного кольца имеются части поверхности, которые перекрывают ответные им части поверхности находящейся на резьбовом участке стяжного винта стяжной гайки таким образом, что отвинчивание стяжной гайки вызывает раздвижку частей стяжного кольца. В такой конструкции при отвинчивании стяжной гайки части стяжного кольца принудительно раздвигаются. За счет этого устраняется риск того, что в тех случаях, когда при отвинчивании стяжной гайки части стяжного кольца заклиниваются в положении стяжки и не следуют за движением стяжной гайки, может произойти резкое движение раскрытия под давлением. За счет принудительного движения раскрытия, вызываемого отвинчиванием стяжной гайки, обеспечивается контролируемая раздвижка и, соответственно, контролируемый сброс давления перед откидыванием стяжного винта.

В предпочтительных примерах выполнения стяжная гайка содержит входящий в проход второй части стяжного кольца при рабочем положении стяжного винта продольный участок, на котором имеются поверхности, создающие усилие раздвижки при отвинчивании гайки, а также поверхности, через которые при затягивании гайки передается зажимное усилие на ступенчатые поверхности прохода.

При этом устройство может быть выполнено таким, что гайка в своей входящей в проход области содержит круглый стержневой участок и радиально выступающий от него кольцевой буртик по типу фланца, причем одна его фланцевая поверхность образует конец стержневой части и поверхность, передающую зажимное усилие, а другая фланцевая поверхность образует поверхность, передающую усилие раздвижки.

При таком выполнении стяжной гайки проход и его выходная прорезь во второй части стяжного кольца могут быть выполнены ступенчатыми таким образом, что кольцевой буртик может проходить в проход и из него через расширенный участок выходной прорези, а на конце расширенного участка образованы проходящие в проход ступенчатые поверхности, которые передают зажимное усилие прилегающих фланцевых поверхностей кольцевого буртика гайки.

Для того чтобы при отвинчивании гайки передавать усилие раздвижки, действующее на вторую часть стяжного кольца, расширенный участок выходной прорези может быть образован выполненными в обеих боковых стенках прорези пазами, боковые стенки которых образуют направляющий канал для кольцевого буртика стяжной гайки при перекидывании в рабочее положение и откидывании в положение освобождения, при этом боковые стенки пазов образуют ступенчатые поверхности, передающие зажимное усилие, а также части поверхности, передающие усилие раздвижки.

Краткий перечень чертежей

Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будет подробно описан пример осуществления изобретения.

На чертежах:

фиг.1 изображает в перспективе примерно в реальных размерах зажимное соединительное устройство по изобретению в активном положении эксплуатации, в котором оно образует зажимное соединение между приваренными трубными муфтами, из которых видна одна муфта,

фиг.2 изображает устройство по фиг.1 в продольном разрезе, показывая зажимное соединение трубных муфт,

фиг.3 изображает, вид в перспективе, подобный виду по фиг.1, причем показаны изнутри части стяжного кольца без трубных муфт,

фиг.4 изображает вид в перспективе, соответствующий виду по фиг.3, причем компоненты устройства показаны в положении, допускающем откидывание стяжного винта.

Осуществление изобретения

На фиг.1 и 2 зажимное соединительное устройство показано в активном положении функционирования, причем первая часть 1 стяжного кольца и вторая часть 3 стяжного кольца находятся в приближенном друг к другу стянутом положении, в котором приваренные зажимные муфты 5, из которых на фиг.1 видна только одна, стянуты и прижаты друг к другу. Как показано на фиг.2, между муфтами 5 находится дисковое кольцевое уплотнение 7. Это уплотнение выполнено из совместимого с находящейся в трубопроводной системе средой синтетического материала, например, из этилен-пропилен-диенового каучука (ЭПДМ) или другого подходящего синтетического материала. Как лучше всего видно на фиг.2, на торцевых фланцах одинаковых трубных муфт 5 имеются наклонные поверхности 9. При их взаимодействии с соответствующими наклонными поверхностями на внутренних сторонах частей 1 и 3 стяжного кольца радиальные зажимные усилия, прилагаемые частями 1 и 3 стяжного кольца, создают осевое усилие для взаимной стяжки трубных муфт 5.

Части 1 и 3 стяжного кольца, соединенные друг с другом шарнирным устройством 11, выполнены одинаковыми по ходу от шарнирного устройства 11 до места вблизи противоположных концов, то есть в своей средней части они имеют форму дуги окружности. Шарнирное устройство 11 содержит соединительную серьгу 13 (см. фиг.4), которая, как и части 13 стяжного кольца, изготовлена из инструментальной стали и имеет форму плоской удлиненной планки. Эта соединительная серьга 13 на своих двух концах шарнирно соединена с частями 1 и 3 стяжного кольца с помощью шарнирных цапф.

На противоположном шарнирному устройству 11 переднем приводном конце частей 1 и 3 стяжного кольца расположено стяжное устройство для создания зажимного усилия. Как видно на чертежах, на соответствующем конце первой части 1 стяжного кольца с помощью шарнира 17 откидывания укреплен стяжной винт 19 таким образом, что он может быть откинут из рабочего положения по фиг.1 и 3 в положение освобождения, то есть повернут вокруг оси, параллельной продольной оси трубы (фиг.2), как это показано на фиг.4.

В рабочем положении стяжной винт 19 проходит насквозь через проход 23 (фиг.4), выполненный на приводном конце второй части 3 стяжного кольца. Этот проход 23 открыт вперед выходной прорезью 25, так что для перевода стяжного устройства в положение освобождения стяжной винт 19 может быть откинут наружу через прорезь 25, а для перевода в рабочее положение он может быть задвинут в проход 23 через выходную прорезь 25.

За счет специальной конструкции стяжного винта 19 и выходной прорези 25 стяжное устройство снабжено запорным устройством, которое допускает откидывание стяжного винта 19 из рабочего положения по фиг.1 и 3 только при выполнении условий, связанных с безопасностью. Как показано на фиг.1, 3 и 4 и особенно наглядно на фиг.4, на ближнем к шарниру 17 откидывания конце стяжного винта 19 имеется поясок 27, диаметр которого больше примыкающего к нему резьбового участка 29. Упомянутое запорное устройство образовано за счет того, что диаметр пояска 27 больше ширины выходной прорези 25, в то время как наружный диаметр резьбового участка 29 меньше ширины выходной прорези 25. Благодаря этому простым и надежным образом обеспечивается то, что при нахождении стяжного винта 19 в рабочем положении в проходе 23 предотвращается его движение выхода через выходную прорезь 25, так как диаметр пояска 27 препятствует этому выходу через выходную прорезь 25.

Для создания зажимного усилия с резьбовым участком 29 стяжного винта 19 находится в зацеплении стяжная гайка 31. Когда для освобождения стяжного устройства эту стяжную гайку 31 отвинчивают до положения по фиг.4, при котором части 1, 3 стяжного кольца раздвигаются на угол раскрытия, поясок 27 стяжного винта 19 может отойти от выходной прорези 25, и запорное устройство переводится в положение освобождения, так как теперь резьбовой участок 29 меньшего диаметра может пройти через выходную прорезь 25. Другими словами, перекидывание стяжного винта 19 в проход 23 и его откидывание для освобождения частей 1 и 3 стяжного винта возможно только в зависимости от предварительно заданного угла раскрытия частей 1 и 3 стяжного кольца.

Кроме того, на чертежах видно, что проход 23 и выходная прорезь 25 выполнены ступенчатыми определенным образом. В комбинации со специальным выполнением стяжной гайки 31 стяжное устройство снабжено не только запорным устройством, которое препятствует нежелательному откидыванию стяжного винта, но также образует устройство, которое при отвинчивании стяжной гайки обеспечивает принудительное раскрытие частей 1 и 3 стяжного кольца. Для этого стяжная гайка 31 на конце круглого стержневого участка 33 снабжена радиально выступающим кольцевым буртиком 35 по типу фланца. В качестве направляющего канала для прохода кольцевого буртика 35 при перекидывании стяжного винта 19 в проход 23 и его откидывании в выходной прорези 25 в ее верхней оконечной области образован расширенный участок 37. На этом расширенном участке 37 в обеих боковых стенках прорези 25 выполнены пазы 39. Боковые стенки пазов 39 не только образуют направляющий канал для прохода кольцевого буртика 35 при перекидывании стяжного винта 19 и его откидывании, но также образуют расположенные напротив друг друга ступенчатые поверхности. При затягивании стяжной гайки 31 через нижние ступенчатые торцевые поверхности пазов 39 передается зажимное усилие от ответной торцевой поверхности кольцевого буртика 35. С другой стороны, при отвинчивании стяжной гайки 31 верхняя торцевая поверхность кольцевого буртика 35 передает на перекрывающие ее ответные поверхности пазов 39 усилие раздвижки, за счет которого при отвинчивании стяжной гайки создается принудительное движение раскрытия частей 1 и 3 стяжного кольца. Благодаря этому устраняется риск значительного отвинчивания стяжной гайки 31 без соответствующего движения раскрытия частей 1 и 3 стяжного кольца. Тем самым устраняется риск того, что в случаях заклинивания частей 1 и 3 стяжного кольца при полном отвинчивании стяжной гайки 31 под действием внутреннего давления может произойти резкая раздвижка частей 1 и 3 стяжного кольца с соответствующими опасными последствиями. В противоположность этому в решении по изобретению при отвинчивании стяжной гайки надежно обеспечивается соответствующее контролируемое движение раскрытия частей 1 и 3 стяжного кольца.

Изобретение относится к зажимным соединительным устройствам. Зажимное соединительное устройство для стяжки соединительных муфт на трубопроводах содержит две части стяжного кольца, которые на одном конце соединены с помощью шарнирного устройства с возможностью поворота вокруг него между раздвинутыми положениями и приближенными друг к другу положениями стяжки, и расположенное на противоположном от шарнирного устройства конце частей стяжного кольца стяжное устройство со стяжным винтом, который выполнен с возможностью поворота из рабочего положения, в котором он для создания зажимного усилия, стягивающего части стяжного кольца в стянутые положения, взаимодействует с ними, в откинутое от него положение освобождения, в котором части стяжного кольца освобождены. Стяжное устройство содержит запорное устройство, которое в своем рабочем положении препятствует откидыванию стяжного винта в положение освобождения и в зависимости от раздвижки частей стяжного кольца на предварительно заданный угол раскрытия переходит из рабочего состояния в состояние освобождения, допускающее откидывание стяжного винта. Изобретение повышает надежность соединения. 6 з.п. ф-лы., 4 ил.

1. Зажимное соединительное устройство для стяжки соединительных муфт (5) на трубопроводах, содержащее две части (1, 3) стяжного кольца, которые на одном конце соединены с помощью шарнирного устройства (11) с возможностью поворота вокруг него между раздвинутым положением и положением стягивания, в котором они приближены друг к другу, и расположенное на противоположном от шарнирного устройства (11) конце частей (1, 3) стяжного кольца стяжное устройство со стяжным винтом (19), который выполнен с возможностью поворота из рабочего положения, в котором он для создания зажимного усилия, стягивающего части (1, 3) стяжного кольца в стянутые положения, взаимодействует с ними, в откинутое от него положение освобождения, в котором части (1, 3) стяжного кольца освобождены, отличающееся тем, что стяжное устройство содержит запорное устройство (25, 27), которое в своем рабочем положении препятствует откидыванию стяжного винта (19) в положение освобождения и в зависимости от раздвижки частей (1,3) стяжного кольца на предварительно заданный угол раскрытия переходит из рабочего состояния в состояние освобождения, допускающее откидывание стяжного винта (19).

2. Зажимное соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что стяжной винт (19), который шарнирно связан одним из своих концов с первой частью (1) стяжного кольца посредством шарнира (17) откидывания, содержит на концевой стороне резьбовой участок (29) и увеличенный по диаметру по сравнению с ним поясок (27) вблизи шарнира (17) откидывания, а вторая часть (3) стяжного кольца содержит проход (23), через который проходит находящийся в рабочем положении стяжной винт (19), и выходную прорезь (25) для стяжного винта (19), допускающую его откидывание, причем ширина выходной прорези (25), по меньшей мере, в ближней к первой части (1) стяжного кольца области меньше диаметра пояска (27) и больше диаметра резьбового участка (29) стяжного винта (19).

3. Зажимное соединительное устройство по п.2, отличающееся тем, что на второй части (3) стяжного кольца имеются части (39) поверхности, которые перекрывают ответные им части поверхности находящейся на резьбовом участке (39) стяжного винта (19) стяжной гайки (31) таким образом, что отвинчивание стяжной гайки (31) вызывает раздвижку частей (1, 3) стяжного кольца.

4. Зажимное соединительное устройство по п.3, отличающееся тем, что стяжная гайка (31) содержит входящий в проход (23) второй части (3) стяжного кольца при рабочем положении стяжного винта (19) стержневой участок (33), на котором имеются поверхности, создающие усилие раздвижки при отвинчивании гайки (31), а также поверхности, через которые при затягивании гайки (31) передается зажимное усилие на ступенчатые поверхности прохода (23).

5. Зажимное соединительное устройство по п.4, отличающееся тем, что гайка (31) в своей входящей в проход (23) области содержит круглый стержневой участок (33) и радиально выступающий от него кольцевой буртик (35) по типу фланца, причем одна его фланцевая поверхность образует конец стержневой части (33) и поверхность, передающую зажимное усилие, а другая фланцевая поверхность образует поверхность, передающую усилие раздвижки.

6. Зажимное соединительное устройство по п.5, отличающееся тем, что проход (23) и его выходная прорезь (25) во второй части (3) стяжного кольца выполнены ступенчатыми таким образом, что кольцевой буртик (35) может проходить в проход (23) и из него через расширенный участок (37) выходной прорези (25), а на конце расширенного участка (37) образованы проходящие в проход (23) ступенчатые поверхности, которые передают зажимное усилие прилегающих фланцевых поверхностей кольцевого буртика (35) гайки (31).

7. Зажимное соединительное устройство по п.6, отличающееся тем, что расширенный участок (37) выходной прорези (25) образован выполненными в обеих боковых стенках прорези (25) пазами (39), боковые стенки которых образуют направляющий канал для кольцевого буртика (35) стяжной гайки (31) при перекидывании в рабочее положение и откидывании в положение освобождения, при этом боковые стенки пазов (39) образуют ступенчатые поверхности, передающие зажимное усилие, а также части поверхности, передающие усилие раздвижки.