БЫСТРОУСТАНАВЛИВАЕМЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ Российский патент 2014 года по МПК F16L37/91 

Изобретение относится к быстроустанавливаемому соединителю для труб.

При присоединении труб для подачи жидких сред к электрическим устройствам, например нагревательному и инженерному оборудованию, широко используются быстроустанавливаемые соединители, т.е. соединители, не требующие специального инструмента для их крепления к трубе.

Соединители такого типа известны как «вставные» или «раструбные», в которых подающая труба обычно вставляется в соединитель и остается в таком положении без необходимости выполнения последующих действий.

Однако известные соединители имеют множество недостатков.

В частности, известные соединители создают проблемы их пространственного размещения и немало проблем при проектировании и установке. Кроме того, известные соединители образуют, как правило, неразъемные соединения между трубой и соединителем.

В результате, когда труба должна быть отсоединена от соответствующего соединителя, например, для технического обслуживания системы, участок трубы должен быть отрезан до или после соединителя.

Таким образом, при каждой операции технического обслуживания теряется значительный участок трубы и вскоре возникает необходимость замены всей трубы в системах, на которых часто выполняется техническое обслуживание.

Задачей изобретения является устранение проблем, возникающих при использовании известных устройств, в частности на устранение указанных выше проблем.

Поставленная задача решается в соединителе по п.1 формулы изобретения. В зависимых пунктах описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения. Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 показан соединитель согласно настоящему изобретению, соединенный с трубой, вид сбоку;

на фиг.2 - разрез по II-II на фиг.1;

на фиг.2а - участок, обозначенный на фиг.2, в увеличенном масштабе;

на фиг.3 - корпус соединителя, показанного на фиг.1;

на фиг.3а - участок, обозначенный на фиг.3, в увеличенном масштабе;

на фиг.4 - узел согласно настоящему изобретению, содержащий соединитель, приспособленный для двустороннего соединения труб;

на фиг.5 - разрез по V-V на фиг.4.

Быстроустанавливаемый соединитель 1 содержит корпус 2 с по меньшей мере одной центрирующей втулкой 4, проходящий вокруг продольной оси X и предназначенный для по меньшей мере частичного вставления в трубу 6.

Труба 6 содержит стенку 34, которая образует часть трубы 32, предназначенную для по меньшей мере частичного размещения в ней центрирующей втулки 4.

Предпочтительно соединитель 1 имеет проход 36 для среды, который в различных вариантах выполнения может иметь как постоянное поперечное сечение в продольном направлении (фиг.5), так и переменное (фиг.2 и 3).

Предпочтительно центрирующая втулка 4 вставляется в трубу 6 вдоль продольной оси X, так что в соединенном состоянии стенка 34 трубы проходит вокруг оси, по существу параллельной продольной оси X.

Предпочтительно наружный диаметр центрирующей втулки 4 плотно совмещается с внутренним диаметром трубы 6, на по меньшей мере входной части трубы.

Предпочтительно свободный конец 4' центрирующей втулки 4 имеет по меньшей мере один участок 44, выступающий радиально наружу относительно остальной внешней поверхности центрирующей втулки 4.

Форма его поверхности представляет собой, например, усеченный конус или плавные утолщения.

В таком варианте выполнения радиально направленный крайний участок 44 способствует уплотнения трубы 6.

Преимущественно свободный конец 4′ центрирующей втулки 4 для облегчения установки трубы 6 имеет снаружи закругленный профиль.

Фактически, как показано на фиг.2а, свободный конец 4′ центрирующей втулки 4 имеет максимальное закругление с наружной стороны, чтобы значительно упростить установку трубы 6 на центрирующую втулку 4.

Радиально выступающий крайний участок 44 центрирующей втулки 4 своим выпуклым закругленным концом 4' способствует точной установке трубы 6 на начальных этапах ее надвигания на центрирующую втулку 4.

Кроме того, в наружной поверхности центрирующей втулки 4 предпочтительно выполнены по меньшей мере две кольцевые канавки 18 и 20, расположенные в осевом направлении на некотором расстоянии друг от друга. Каждая из этих канавок предназначена для удержания по меньшей мере одного уплотнительного элемента 22′ и 22′′, преимущественно выполненного в виде уплотнительного кольца или прокладки.

Еще более предпочтительно по меньшей мере один участок уплотнительного кольца или прокладки выступает радиально наружу из кольцевой канавки 18, 20.

Другими словами, размеры кольцевых канавок 18 и 20 позволяют только частично размещать в них уплотнительные элементы 22′ и 22′′.

Фактически, в вариантах осуществления, где имеются две кольцевые канавки 18 и 20, а диаметр центрирующей втулки 4 по существу совпадает с внутренним диаметром трубы 6, эффект уплотнения увеличивается за счет деформации или сжатия уплотнительного кольца с одной стороны в самой канавке и с другой стороны - у внутренней поверхности стенки 34 трубы.

Корпус 2 может содержать соединительную часть 30, обращенную в осевом направлении от корпуса 2 в сторону, противоположную центрирующему выступу 4, например завинчивающуюся часть или часть с резьбой.

Другими словами, корпус 2 с одной стороны содержит центрирующий выступ 4, а с противоположной стороны - соединительную часть 30.

Согласно другому варианту осуществления изобретения корпус 2 может содержать более одной центрирующей втулки, например две, три или четыре. В этом случае соединитель 1 пригоден для взаимного соединения труб или секций труб, как показано, например, на фиг.4 и 5.

Например, вышеуказанные соединения могут быть выполнены с помощью Y-образного и Т-образного тройников, L-образного или крестообразного отводов или, в общем случае, с любым количеством отводов, даже если они не лежат в одной плоскости.

Предпочтительно промежуточная часть 38 корпуса 2, расположенная между центрирующей втулкой 4 и соединительной частью 30, имеет форму, приспособленную для взаимодействия с инструментом.

Например, промежуточная часть 38, показанная на фиг.1, имеет форму шестиугольника в сечении плоскостью, перпендикулярной оси X, для зацепления с гаечным ключом.

Соединитель 1 также содержит блокирующий элемент 8, предназначенный для установки с наружной стороны трубы 6 и взаимодействия с корпусом 2 для удержания центрирующей втулки в трубе 6.

Преимущественно корпус 2 содержит трубчатую часть 12, соосную с центрирующей втулкой 4 и имеющую диаметр, превышающий диаметр центрирующей втулки. Наружная поверхность трубчатой части 12 предназначена для удержания блокирующего элемента 8.

Эта наружная поверхность, например, представляет собой резьбу.

Предпочтительно центрирующая втулка 4 и трубчатая часть 12 образуют между собой кольцевую камеру 14 для размещения в ней трубы 6.

В результате, во время сборки трубы 6 с корпусом 2 обращенные друг к другу поверхности центрирующей втулки 4 и трубчатой части 12 действуют как направляющие для перемещения трубы в кольцевой камере 14.

Согласно другому варианту осуществления изобретения центрирующая втулка 4 и трубчатая часть 12 выступают в осевом направлении от одной и той же соединительной поверхности 16 корпуса 2.

Преимущественно соединительная поверхность 16 является опорной поверхностью для трубы 6, когда труба установлена на центрирующую втулку 4.

Соединитель 1 может содержать элемент для механического разделения, опирающийся на соединительную поверхность 16 внутри кольцевой камеры 14.

Таким образом, элемент для механического разделения образует механическое разделение между материалом, из которого изготовлен соединитель, и металлической сердцевиной некоторых так называемых многослойных труб. В результате устраняется электрическая проводимость между сердцевиной трубы и соединителем и предотвращается коррозия, вызываемая паразитными токами.

Предпочтительно центрирующая втулка 4 и трубчатая часть 12 выполнены за одно целое с корпусом 2.

Преимущественно корпус 2 и блокирующий элемент 8 изготавливаются из одинакового материала, предпочтительно из металла, более предпочтительно - из латуни.

Блокирующий элемент 8 содержит по меньшей мере одну кольцевую блокирующую часть 10, которая определяет проходную секцию для трубы 6 и которая содержит блокирующие зубцы 10′ и 10′′, выступающие радиально внутрь и контактирующие с трубой 6.

В результате блокирующие зубцы 10′ и 10′′ сужают проходное сечение, ограниченное кольцевой частью 10, и воздействуют на стенку 34 трубы.

Предпочтительно блокирующие зубцы 10′ и 10′′ наклонены относительно продольной оси X, как показано, например, на фиг.2а, и, в частности, наклонены в направлении вставления трубы 6 в соединитель 1, которое показано на фиг.2 стрелкой 42.

Более предпочтительно блокирующие зубцы 10′ и 10′′ имеют по меньшей мере одну гибкую часть для облегчения вставления трубы 6 в центрирующий выступ 4.

В наиболее преимущественном варианте выполнения свободный конец 40 блокирующих зубцов 10′ и 10′′ выровнен и/или закруглен в боковом направлении с передней стороны, так чтобы во время перемещения трубы в направлении, противоположном направлению вставления, например, под действием внутреннего давления, блокирующие зубцы 10′ и 10′′ врезались в поверхность трубы 6 и противодействовали выходу трубы 6 из центрирующей втулки 4 без проникновения в трубу 6, не повреждая ее.

Предпочтительно кольцевая блокирующая часть 10 удерживается блокирующим элементом 8 и предпочтительно размещена внутри этого блокирующего элемента.

Кроме того, блокирующий элемент 8 может сниматься с корпуса 2.

Соединение трубы 6 с соединителем 1 является обратимым за счет простого демонтажа блокирующего элемента 8 с корпуса 2 соединителя 1, так что выполняемые на системе работы не приводят к потерям от расходования материала или трубы или соединителя даже в случае, когда такие работы выполняются часто или повторно.

Предпочтительно корпус 2 и блокирующий элемент 8 могут быть разъединены посредством отвинчивания вокруг оси, параллельной продольной оси X, преимущественно вручную.

Таким образом, не только сборка трубы 6 с соединителем 1 не требует использования специального инструмента, но также и разборка.

Кроме того, при соединении блокирующего элемента 8 с корпусом 2 центрирующая втулка 4 выступает в осевом направлении за блокирующий элемент 8.

Таким образом, поверхность контакта между центрирующей втулкой 4 и трубой 6 увеличивается, обеспечивая уплотнение, предотвращающее утечки из соединителя согласно настоящему изобретению.

Блокирующий элемент 8 также имеет проем 28 для обслуживания, обеспечивающий доступ к его внутренней части со стороны, противоположной концу 8', связанному с корпусом 2. При этом проем 28 имеет направленный внутрь вход в виде раструба.

Этот направленный внутрь вход в виде раструба дополнительно облегчает сборку трубы 6 с соединителем 1.

Преимущественно в вариантах осуществления изобретения, согласно которым центрирующая втулка 4 выступает в осевом направлении за блокирующий элемент и по усмотрению имеет наружный закругленный выпуклый свободный конец 4′ и радиально направленный крайний участок 44, а также блокирующий элемент 8 с направленным внутрь входом в виде раструба или вогнутым входом, соединитель 1 действует также как калибратор, т.е. устанавливает исходные размеры, которым должна соответствовать толщина стенки 34 трубы 6 с целью использования с конкретным соединителем, тем самым предотвращая повреждение уплотнительных колец, смещающихся из своих канавок во время установки трубы, и, в конечном счете, потерю герметичности.

Распространенным недостатком существующих соединителей является необходимость калибровки труб, часто с помощью инструментов, перед их вставлением в соединитель для восстановления диаметра и цилиндричности свободного конца трубы с целью ее соединения с соединителем.

Такая операция осуществляется при использовании соединителя согласно настоящему изобретению.

Предпочтительно блокирующий элемент 8 имеет по меньшей мере одно сквозное окно 24. Когда блокирующий элемент 8 соединяется с корпусом 2, окно 24 радиально выравнивается с кольцевой канавкой 18, наиболее удаленной от свободного конца 4′ центрирующей втулки 4, и/или с кольцевой блокирующей частью 10.

Другими словами, окно 24 может быть радиально выровнено с кольцевой канавкой 18 рядом с промежуточной частью 38, и пользователь преимущественно находится в наилучшем положении и может убедиться, что труба 6 была достаточно насажена на центрирующую втулку 4, т.е. пара уплотнительных элементов 22′ и 22′′ образует двойной барьер для жидкости.

Аналогичным образом, окно 24 может быть радиально выровнено с кольцевой блокирующей частью 10, так чтобы перед сборкой можно было легко определить, был ли такой элемент соединен с блокирующим элементом 8, или это случайно не было выполнено.

Согласно этим вариантам осуществления изобретения окно 24 предназначено для визуальной проверки наличия уплотнительного элемента 22' в кольцевой канавке 18, наличия кольцевой блокирующей части 10 и/или визуальной проверки того, что труба была достаточно насажена на центрирующую втулку 4.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения соединитель 1 также содержит упорную втулку 26, которая может быть установлена между блокирующим элементом 8 и трубой 6 для упора в кольцевую блокирующую часть 10.

Такая упорная втулка преимущественно выполняет две функции.

Прежде всего, упорная втулка 26 способствует удержанию кольцевой блокирующей части 10 в требуемом положении при сборке и предотвращению ее наклона или смещения из требуемого положения.

Кроме того, поскольку втулка 26 способна по меньшей мере частично, а предпочтительно - полностью, перекрывать окно 24, она обеспечивает защиту от попадания грязи внутрь камеры блокирующего элемента.

Предпочтительно упорная втулка 26 изготовлена, по меньшей мере частично, из прозрачного материала.

В вариантах осуществления изобретения, согласно которым втулка 26 является по меньшей мере частично прозрачной, эта втулка 26 позволяет наблюдать за кольцевой канавкой 18, наиболее удаленной от свободного конца 4' центрирующей втулки 4, и/или за кольцевой блокирующей частью 10.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения упорная втулка 26 имеет по меньшей мере одно окно, которое по меньшей мере частично совмещается с окном 24 блокирующего элемента 8.

Другими словами, окно втулки и окно 24 блокирующего элемента 8 имеют по меньшей мере частично совмещенные, предпочтительно радиально, отверстия для обеспечения видимости внутри блокирующего элемента.

Такой вариант особенно предпочтителен в случаях, когда для обеспечения достаточного сопротивления упорной втулки 26 осевому сжатию должны быть выбраны такая толщина или такой материал, которые не позволяют видеть внутри вышеуказанной камеры.

Согласно другому варианту осуществления изобретения окно втулки содержит по меньшей мере частично прозрачный участок.

Преимущественно упорная втулка 26 по меньшей мере частично содержит такой же материал, как и корпус 2 и/или блокирующий элемент 8.

Соединение трубы 6 с соединителем согласно настоящему изобретению является обратимым, так что выполняемые на системе работы не требуют расхода участков трубы или замены всего соединителя, даже в случае, когда такие работы выполняются часто или повторно.

Преимущественно соединение трубы с соединителем имеет большую протяженность поверхности, при этом между ними создается трение, поэтому уплотнение в соединителе согласно настоящему изобретению улучшено.

Преимущественно сборка соединения согласно настоящему изобретению является несложной, поскольку благодаря имеющимся в соединителе пазам и направляющим средствам не требует использования специальных инструментов, а также из-за осуществления функции калибровки соединителя.

Преимущественно соединитель согласно настоящему изобретению может изготавливаться посредством экономически выгодного процесса, например путем непосредственной механической обработки прутков или путем горячей штамповки и последующей обработки для удаления заусенцев, обычно используемой для сплавов на основе железа.

Преимущественно правильная сборка трубы с соединителем согласно настоящему изобретению проверяется визуально с учетом особенностей блокирующего элемента.

Преимущественно соединитель согласно настоящему изобретению имеет небольшие размеры, поэтому пространство, необходимое для его надлежащей установки, будет меньше пространства, необходимого для соединителей других типов при таком же количестве операций по установке, и, соответственно, эта установка будет более простой и качественной.

Что касается вышеприведенных вариантов выполнения соединителя, специалисты в данной области техники могут выполнить модификации или замены элементов другими функционально эквивалентными элементами с соблюдением соответствующих требований.

Такие изменения также должны соответствовать объему изобретения, определенному приведенной ниже формулой.

Кроме того, каждое изменение, описанное как относящееся к возможному варианту осуществления, может выполняться независимо от других описанных изменений.

Изобретение относится к трубопроводному соединителю. Быстроустанавливаемый соединитель для труб содержит корпус с, по меньшей мере, одной центрирующей втулкой, проходящей вдоль продольной оси и предназначенной для, по меньшей мере, частичного вставления в трубу, и блокирующий элемент, предназначенный для установки снаружи трубы и взаимодействующий с корпусом для удержания центрирующего выступа в трубе. Блокирующий элемент содержит, по меньшей мере, одну кольцевую блокирующую часть, которая образует проходное сечение для трубы и содержит блокирующие зубцы, выступающие радиально внутрь и контактирующие с трубой. Кроме того, блокирующий элемент может демонтироваться с корпуса. Изобретение позволяет выполнять монтаж и демонтаж соединения без дополнительных операций технического обслуживания. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Быстроустанавливаемый соединитель (1) для труб, содержащий корпус (2) с по меньшей мере одной центрирующей втулкой (4) со свободным концом (4′), проходящий вокруг продольной оси (X) и предназначенный по меньшей мере для частичного вставления в трубу (6), при этом втулка (4) образует первую и вторую расположенные в осевом направлении на некотором расстоянии друг от друга кольцевые канавки (18, 20), выполненные на наружной поверхности втулки (4) , причем первая кольцевая канавка (18) является наиболее удаленной от свободного конца (4′) центрирующей втулки (4); первый и второй уплотнительные элементы (22′, 22′′), удерживаемые в первой и второй канавках (18, 20) соответственно; и блокирующий элемент (8), присоединяемый к корпусу (2) с возможностью демонтажа и предназначенный для установки снаружи трубы (6) и взаимодействия с корпусом (2) для удержания центрирующей втулки (4) в трубе (6), при этом блокирующий элемент (8) содержит по меньшей мере одну кольцевую блокирующую часть (10), образующую проходное сечение для трубы (6) и содержащую выступающие радиально внутрь и контактирующие с трубой (6) блокирующие зубцы (10′, 10′′), причем блокирующий элемент (8) образует смотровое окно (24), при этом, когда блокирующий элемент (8) соединен одним концом с корпусом (2), центрирующая втулка (4) выступает в осевом направлении за блокирующий элемент (8), и смотровое окно (24) блокирующего элемента (8) радиально выровнено с кольцевой канавкой (18).

2. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что корпус (2) и блокирующий элемент (8) выполнены с возможностью взаимного отвинчивания вокруг оси, параллельной продольной оси (X).

3. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что корпус (2) содержит трубчатую часть (12), соосную центрирующей втулке (4) и имеющую диаметр, превышающий диаметр центрирующей втулки, при этом наружная поверхность трубчатой части (12) предназначена для удержания блокирующего элемента (8).

4. Соединитель по п.3, отличающийся тем, что между центрирующей втулкой (4) и трубчатой частью (12) образована кольцевая камера (14), предназначенная для размещения в ней трубы (6).

5. Соединитель по п.3, отличающийся тем, что центрирующая втулка (4) и трубчатая часть (12) выступают в осевом направлении от одной и той же соединительной поверхности (16) корпуса (2).

6. Соединитель по п.3, отличающийся тем, что центрирующая втулка (4) и трубчатая часть (12) выполнены за одно целое с корпусом (2).

7. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что свободный конец (4′) центрирующей втулки (4) имеет направляющую с наружным закругленным профилем для облегчения установки трубы (6).

8. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что свободный конец (4′) центрирующей втулки (4) имеет по меньшей мере один участок (44), выступающий радиально наружу относительно остальной наружной поверхности центрирующей втулки (4), причем форма его поверхности представляет собой, например, усеченный конус или плавные утолщения, предназначенные для уплотнения трубы (6).

9. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что кольцевая блокирующая часть (10) удерживается в гнезде, выполненном в блокирующем элементе (8).

10. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит упорную втулку (26), установленную между блокирующим элементом (8) и трубой (6) и опирающуюся на кольцевую блокирующую часть (10).

11. Соединитель по п.10, отличающийся тем, что упорная втулка (26) по меньшей мере частично изготовлена из прозрачного материала.

12. Соединитель по п.10, отличающийся тем, что упорная втулка (26) имеет по меньшей мере одно окно, выполненное с возможностью по меньшей мере частичного перекрывания окна (24) блокирующего элемента (8).

13. Соединитель по п.10, отличающийся тем, что корпус (2), блокирующий элемент (8) и упорная втулка (26) изготовлены из одного и того же материала, например из латуни.