СБОРНЫЙ УЗЕЛ С УПЛОТНЕНИЕМ СО СТОПОРНЫМИ ВСТАВКАМИ Российский патент 2016 года по МПК F16L21/03 

Настоящее изобретение относится к герметичному и застопоренному сборному узлу, содержащему ровный конец первого элемента трубопровода, раструбный конец второго элемента трубопровода и композитное уплотнение для герметичного и застопоренного сборного узла между ровным концом и раструбным концом, уплотнение содержит, с одной стороны, кольцо из эластичного материала, которое проходит вдоль центральной оси (X-X) и имеет корпус и анкерную пяту, и, с другой стороны, по меньшей мере, одну стопорную вставку, заглубленную, по крайней мере, частично в анкерную пяту,

при этом раструбный конец содержит кольцевой анкерный паз, анкерный паз ограничен наклонной поверхностью, расположенной аксиально и радиально между поверхностью основания и кольцевой фронтальной поверхностью,

стопорная вставка содержит

- головку, приспособленную для вставки в анкерный паз раструбного конца, и ножку,

головка содержит радиальный выступ, выполненный с возможностью прилегания к поверхности основания анкерного паза раструбного конца, и первый наклонный выступ, приспособленный для прилегания к наклонной поверхности анкерного паза.

Изобретение, в частности, относится к герметичным и застопоренным сборным узлам двух чугунных труб.

Документ ЕР-А-526 373 описывает композитное уплотнение, содержащее уплотнительное тело и анкерную пяту из эластичного материала, а также множество стопорных вставок из жесткого материала, заглубленных в анкерную пяту. Каждая вставка имеет анкерную головку, предназначенную для того, чтобы опираться на основание анкерного паза, выполненного в раструбном конце, а также зацепляющие зубцы, приспособленные для взаимодействия с внешней поверхностью ровного конца, чтобы предотвратить осевые движения, которые могли бы отделить ровный конец от раструбного конца под действием осевых сил, возникающих под действием давления текучей среды, циркулирующей через ровный конец и раструбный конец.

Наклон каждой стопорной вставки зависит от зазора между наружным диаметром ровного конца и внутренним диаметром раструбного конца. Зацепление вставки на ровном конце вызывает силу реакции, угол наклона которой в медианном направлении изменяется в зависимости от зазора между соединенными концами.

Чем больше угол реакции, измеренный относительно радиального направления, тем лучше стопорение выдерживает внутреннее давление текучей среды, циркулирующей через сборный узел. Напротив, зацепление вставок на наружной поверхности ровного конца тем лучше, чем меньше угол реакции. Действительно, если угол слишком велик, зубцы вставки могут не удержать ровный конец при повышенном давлении и скользить по ней, создавая недостаточное стопорение.

Риск, связанный с плохой стойкостью к давлению, имеет решающее значение для максимальных зазоров, где угол реакции естественно незначителен, в то время как риск, связанный с плохим зацеплением вставок имеет решающее значение для минимальных зазоров, где угол реакции естественно высокий.

Вследствие этого, положение стопорной вставки относительно ровного конца и раструбного конца должно быть определено для любого зазора, допускаемого производственными допусками, между анкерным пазом и ровным концом. Между тем, известное стопорное соединение ограничивает производственные допуски на вставки и анкерные пазы раструбного конца. В действительности, в зависимости от имеющегося зазора, стопорная вставка может принимать конфигурацию, в которой она лежит плоско на поверхности основания анкерного паза или на наклонной поверхности, соединяющей поверхность основания и фронтальную поверхность. В случае, если эти поверхности имеют шероховатости, ориентация вставки относительно раструбного конца нарушается, что приводит к плохому стопорению соединения. Удаление шероховатостей является, однако, дорогостоящим.

Задачей изобретения является, таким образом, создание стопорной вставки и соответствующего соединения, обеспечивающих хорошее зацепление в широком диапазоне зазоров, при этом с низкой стоимостью производства.

Другой задачей изобретения является оптимизация соотношения между надежностью зацепления вставки на ровном конце и стойкостью к давлению стопорения.

В связи с этим, объектом изобретения является указанный выше сборный узел, отличающийся тем, что головка включает, по меньшей мере, один фронтальный выступ, смещенный, в частности, радиально, от первого наклонного выступа и выполненный с возможностью прилегания к кольцевой фронтальной поверхности анкерного паза, кольцевая фронтальная поверхность и наклонная поверхность образуют между собой угол менее 180°.

Согласно частным вариантам осуществления сборный узел содержит один или несколько из следующих признаков:

- головка содержит, по меньшей мере, второй наклонный выступ, смещенный, в частности, радиально, от первого наклонного выступа и фронтального выступа и выполненный с возможностью прилегания к наклонной поверхности анкерного паза;

- первый и второй наклонные выступы являются, на виде сбоку, соединенными посредством вогнутого или прямолинейного профиля;

- фронтальный выступ и наклонный выступ, прилегающий к фронтальному выступу являются, на виде сбоку, соединенными посредством вогнутого или прямолинейного профиля;

- на виде сбоку, ножка вставки содержит, по меньшей мере, один зацепляющий зубец, выполненный для зацепления на наружной поверхности ровного конца;

- фронтальный выступ и ближайший зацепляющий зубец являются, на виде сбоку, соединенными между собой посредством вогнутого или прямолинейного профиля;

- на виде сбоку, головка содержит зацепляющий носик, первую прямую линию, проходящую от радиального выступа к зацепляющему зубцу, и вторую прямую линию, соединяющую фронтальный выступ с первым наклонным выступом, а угол между этими двумя прямыми линиями составляет от 60° до 120° и предпочтительно менее чем 90°;

- головка является радиально внешней головкой, заглубленной, по меньшей мере, частично в анкерную пяту и предназначенной для прилегания в анкерном пазу раструбного конца, а ножка является радиально внутренней и предназначена для прилегания к ровному концу;

- поверхность основания, которая ограничивает кольцевой анкерный паз, является цилиндрической поверхностью, в частности, проходящей коаксиально относительно центральной оси (X-X), и кольцевая фронтальная поверхность образована входным буртиком раструбного конца, кольцевая фронтальная поверхность проходит под углом, по меньшей мере, 80° к центральной оси (X-X), и

- наклонная поверхность имеет наклон между 30° и 60° относительно центральной оси (X-X);

- все выступы расположены таким образом, что для любого диаметра поверхности основания раструбного конца и наружной поверхности ровного конца в диапазоне допусков и, по виду в меридианном сечении, стопорная вставка опирается одновременно максимум в трех или двух местах анкерного паза раструбного конца.

Лучше понять изобретение позволит следующее описание, приведенное исключительно в качестве примера и со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

- фиг.1-3 - вид половины меридианного сечения сборного узла двух труб и композитное уплотнение между ними соответственно до, во время и после выполнения застопоренной сборки в соответствии с изобретением;

- фиг.4 и 5 представляют собой увеличенный вид в меридианном сечении части сборного узла согласно изобретению на различных этапах сборки, раструбный конец и ровный конец образуют между собой минимальный зазор;

- фиг.6 и 7 представляют собой увеличенный вид в меридианном сечении части сборного узла согласно изобретению на различных этапах сборки, раструбный конец и ровный конец образуют между собой максимальный зазор;

- фиг.8 представляет собой вид в меридианном сечении стопорной вставки сборного узла, приведенного на фиг.1-7;

- фиг.9 и 10 вид половины меридианного сечения сборного узла двух труб и композитное уплотнение между ними после выполнения застопоренного сборного узла в соответствии с одним из вариантов изобретения; и

- фиг.11 представляет собой меридианный вид стопорной вставки в соответствии с вариантом изобретения, показанным на фиг.9 и 10.

На фиг.1-3 показан герметичный застопоренный сборный узел в соответствии с изобретением, обозначенный позицией 2.

Герметичный сборный узел 2 содержит ровный конец 4 или охватываемый соединяемый конец первой трубы 6, раструбный конец, или охватывающий соединяемый конец 8 второй трубы, 10 и уплотнение 12.

Сборный узел 2 проходит вдоль центральной оси Х-Х. В дальнейшем термины "радиально", "аксиально", "по окружности" и "меридианный" будут использоваться применительно к этой оси.

Уплотнение 12 содержит, в меридианном сечении, эластичное кольцо 14 из мягкого или упругого материала, например эластомера, которое проходит вдоль центральной оси Х-Х, в которое углублены множество стопорных вставок 20.

Эластичное кольцо 14 содержит цельный кольцевой корпус 16, обращенный к основанию раструба, а также со стороны входа в раструб анкерную пяту 18, выступающую радиально наружу и круговую герметичную губку 26, выступающую радиально внутрь.

Корпус 16 и пята 18 отделены друг от друга периферийным заплечиком 22.

Губка 26 проходит по существу радиально к оси Х-Х в непосредственной близости от минимального внутреннего диаметра корпуса 16. Вставки 20 равномерно распределены по всей окружности кольца 14. Каждая стопорная вставка 20 выполнена из материала с высокой твердостью, например, из твердого металлического сплава или из керамики.

Каждая вставка 20 содержит, в меридианном сечении, радиально внешнюю головку 30, и радиально внутреннюю ножку 32. Головка 30 проходит по существу радиально относительно оси Х-Х, а ножка 32 наклонена относительно этой оси таким образом, что она сближается с осью Х-X в направлении введения I ровного конца 4 в раструбный конец 8. Вставка 20, таким образом, представляет собой изогнутый профиль.

Каждая вставка 20 частично заглублена в анкерную пяту 18 уплотнения 12 частично перекрывается эластичным материалом пяты 18. Тем не менее, пята 18 имеет выемки 36 в правой части вставок 20. Выемки 36 открыты радиально наружу таким образом, что радиально внешнее окончание головки 30 практически освобождено от эластичного материала. Выемки 36 также открыты по оси в направлении введения I.

Кроме того, уплотнение 12 имеет выемки 38, радиально открытые внутрь и расположенные в месте расположения вставок 20 так, что радиально внутреннее окончание ножки 32 освобождено от эластичного материала.

Как показано более детально на фиг.6, головка 30 включает на своем радиально внешнем окончании профиль, образующий радиальный выступ 40. Головка 30 дополнительно содержит удерживающий носик 48 с острым краем, направленным по оси в направлении I. Носик 48 практически освобожден от эластичного материала за счет выемки 36.

Головка 30 дополнительно содержит наклонный выступ 50, проходящий под углом к центральной оси Х-Х.

В этом случае два выступа 40, 50 образованы профилем в виде дуги окружности стопорной вставки, в меридианном сечении.

Головка 30 дополнительно содержит фронтальный выступ 52, радиально смещенный от выступа 50, наклоненного к оси Х-Х.

По существу плоская поверхность S1 проходит между радиальным выступом 40 и удерживающим носиком 48, и по существу плоская поверхность S2 проходит между двумя выступами наклонным 50 и фронтальным 52. Эти поверхности S1, S2 образуют между собой угол α меньше 90°.

Кроме того, ножка 32 содержит на своем радиально внутреннем окончании три зацепляющих зубца 56, 58, 60, смещенных в осевом направлении, которые приспособлены для зацепления к наружной поверхности 70 ровного конца 4 (см. ниже), и когда уплотнение находится в состоянии покоя, они проходят снаружи эластичного кольца 14. В меридианном сечении зубцы 56, 58, 60 проходят по выпуклой кривой. Кроме того, ножка 32 имеет с осевой стороны, противоположной головке 30, зацепляющий упор 62, заглубленный в корпус 16. Зацепляющий упор 62 имеет, в меридианном сечении, профиль, скругленный по сравнению с профилем зацепляющих зубцов 56, 58, 60.

Зацепляющий упор 62, задачей которого является ограничение проникновения вставки 20 в ровный конец 4 с тем, чтобы его не повредить, представляет собой, предпочтительно, закругленную или выпуклую форму для облегчения "течения" эластомера при соединении в раструб ровного конца 4, чтобы избежать концентрации напряжений, которые могли бы вызвать разрывы в эластомере.

Как показано на фиг.1, ровный конец 4 включает наружную цилиндрическую поверхность 70 диаметром d, снабженную фаской 72. Ровный конец 4 изготовлен с диаметральными допусками, так что фактический диаметр d может находиться между внешним максимальным диаметром d_max и внешним минимальным диаметром d_min. Диаметры d_max и d_min показаны пунктирными линиями на фиг.1.

Раструбный конец 8 содержит, последовательно в осевом направлении от входа раструба вглубь, входной буртик 80, кольцевой анкерный паз 82, служащий для вмещения анкерной пяты 18 уплотнения, ступенчатый участок 84, внутреннее утолщение 86 и приемную полость 88 для свободного приема окончания соединяемого конца 4.

Входной буртик 80 ограничивает входную поверхность 81, которая является цилиндрической и имеет диаметр DISE (см. фиг.4).

Анкерный кольцевой паз 82 ограничен кольцевой фронтальной поверхностью 90 входного буртика 80, наклонной поверхностью 91, цилиндрической поверхностью основания 92 с круговым сечением оси Х-Х, а также фронтальной поверхностью 94 ступенчатого участка 84.

В общем, фронтальная поверхность 90 расположена под углом, по меньшей мере, 80° по отношению к центральной оси Х-Х и имеет осевую составляющую, направленную в направлении I. Предпочтительно, фронтальная поверхность 90 образует угол, по меньшей мере, 85° с осью Х-Х. Фронтальная поверхность 90 проходит от входной поверхности 81 к наклонной поверхности 91.

Наклонная поверхность 91 расположена под углом между 30° и 60° по отношению к центральной оси Х-Х и имеет осевую составляющую, направленную в направлении I. Наклонная поверхность 91, таким образом, расположена в радиальном и осевом направлении между поверхностью основания 92 и фронтальной поверхностью 90.

Кроме того, фронтальная кольцевая поверхность 90 непосредственно соединяется с наклонной поверхностью 91, которая соединяется непосредственно с поверхностью основания 92. В меридианном сечении, фронтальная кольцевая поверхность 90 соединяется с наклонной поверхностью 91 в соединительную точку PR. Эта соединительная точка находится на расстоянии DPRSE от входной поверхности 81, это расстояние составляет между 10% и 90% от разности между диаметром входной поверхности DISE и диаметром D поверхности основания 92. Предпочтительно, чтобы расстояние DPRSE составляло между 40% и 60% от этой разности или между 45% и 55% от этой разницы.

Угол γ, заключенный между фронтальной 90 и наклонной 91 поверхностями, составляет менее 180°, в частности, между 110 и 160°.

Для любого зазора между поверхностями 70 и 92 в допускаемых пределах, вставка 20 прилегает одновременно, с одной стороны, к поверхности основания 92 и, с другой стороны, к наклонной поверхности 91, и/или к фронтальной поверхности 90, когда трубы подвергаются внутреннему давлению текучей среды, которую они передают.

В частности, для заданного давления, когда зазор между поверхностями 70 и 92 находится в пределах первого диапазона зазоров, ограниченного минимальным зазором J1 (фиг.4 и 5) и средним зазором, стопорная вставка 20 прилегает к поверхности основания 92 и к наклонной поверхности 91, когда давление установлено, но не прилегает к фронтальной поверхности 90.

Когда зазор между поверхностями 70 и 92 находится во втором диапазоне зазоров, ограниченном максимальным зазором J2 (фиг.6 и 7) и средним зазором, стопорная вставка 20 прилегает к поверхности основания 92 и фронтальной поверхности 90, когда давление установлено, но не к наклонной поверхности 91. Следует отметить, что в этом случае при повышенном давлении и до достижения окончательной конфигурации опоры, вставка 20 сначала проходит через конфигурацию, в которой она прилегает к поверхности основания 92 и наклонной поверхности 91, далее через промежуточную конфигурацию, в которой она прилегает одновременно к поверхности основания 92, наклонной поверхности 91 и фронтальной поверхности 90.

Фронтальная поверхность 94 направлена к входному буртику 80 в направлении I.

Как показано на фиг.3, поверхность основания 92 также зависит от производственных допусков так, что его действительный диаметр D может изменяться между максимальным диаметром D_max и минимальным диаметром D_min.

Следует отметить, что максимальный диаметр d_max поверхности 70 меньше, чем диаметр DISE поверхности 81.

Монтаж сборного узла согласно изобретению осуществляется следующим образом.

Уплотнение 12 сначала вставляют в раструбный конец 8, корпус 16 прилегает к ступенчатой части 84 и к анкерной пяте 18, размещаясь в кольцевом анкерном пазу 82, так, что ось уплотнения 12 совпадает с осью раструбного конца.

Затем ровный конец 4 совмещается с раструбным концом, который вставляется через уплотнение 12 в направлении I, отгибая сначала губку 26, которая прилегает с определенным давлением к внешней поверхности 70. Когда ровный конец 4 выходит за пределы вставок 20, они отклоняются под углом к корпусу 16. Введение ровного конца 4 продолжают до тех пор, пока его фаска 72 не приблизится к основанию полости 88.

Затем ровный конец 4 возвращается аксиально назад так, чтобы вызвать разворот вставки 20. Вставки 20 изменяют угол наклона относительно оси Х-Х угловым отклонением в обратном направлении малой амплитуды. В ходе этого отклонения, по меньшей мере, один из зубцов 56, 58, 60 входит в зацепление с внешней поверхностью 70 ровного конца 4, и таким образом обеспечивает существенное сопротивление продолжению осевого движения к выходу ровного конца 4. Таким образом, достигается стопорение сборного узла.

Далее со ссылками на фиг.4-7 будет описана работа уплотнения согласно изобретению в зависимости от диаметральных допусков на диаметры d и D под действием текучей среды под давлением. На этих фигурах кольцо 14 не приведено для более наглядного отображения.

После упомянутого углового отклонения вставок 20 в ходе сборки труб 6 и 10 каждая вставка 20 занимает наклонное положение, которое изменяется в зависимости от зазора между диаметрами d и D.

На фиг.4 показано положение вставки 20 при зацеплении ровного конца 4 при повышенном давлении в случае, когда зазор между трубами является минимальным J1. С этой целью раструбный конец 8 содержит анкерный паз 82, диаметр которого D соответствует минимальному диаметру D_min, а ровный конец 4 имеет внешнюю поверхность 70, внешний диаметр d которой соответствует максимальному диаметру d_max. Оба диаметра D_min и d_max определяют, таким образом, минимальный зазор J1 между двумя поверхностями 92 и 70.

На фигуре видно, что в ходе зацепления на ровном конце 4 вставка 20 прилегает в двух точках к пазу 82, с одной стороны радиальным выступом 40 к поверхности основания 92, а с другой стороны наклонным выступом 50 к наклонной поверхности 91. Кроме того, только зацепляющий зубец 56, ближайший ко входу раструба, прилегает к внешней поверхности 70 ровного конца.

Вставка 20 наклоняется в соответствии с углом сопротивления, который определяется следующим образом. В меридианном сечении, две линии L1, L2, которые проходят перпендикулярно поверхностям 92, 91 в месте прилегания соответствующих выступов 40, 50 вставки 20 в пазу 82, пересекаются в точке P. Точка прилегания зубца 56 на поверхности 70 образует точку P с третьей линией L3, к которой прилагается сила сопротивления вставки 20. Угол β1, измеренный между линией L3 и плоскостью, перпендикулярной оси Х-Х, называется "углом сопротивления" зацеплению.

Зацепление вставки 20 тем лучше, чем меньше угол сопротивления. Благодаря наличию радиального выступа 40 и наклонной поверхности 91, точка Р находится в положении, которое в осевом направлении относительно близко к зубцу 56, таким образом, что угол β1 мал для данного зазора J1, это способствует зацеплению стопорной вставки 20 на поверхности 70.

На фиг.5 представлена часть сборного узла, показанного на фиг.4, когда давление установлено.

На фигуре видно, что после зацепления вставки 20, она повернулась по часовой стрелке по сравнению с фиг.4, и три зацепляющих зубца 56, 58, 60 проникают теперь в материал ровного конца 4.

Как и ранее, стопорная вставка 20 прилегает радиальным выступом 40 к поверхности основания 92 и выступом 50 к наклонной поверхности 91.

Точка Р снова является точкой пересечения линий L1, L2, нормалей к поверхностям 92, 91 в месте расположения выступов 40, 50. Напротив, сборка определяет линию L3, которая проходит между точкой P и точкой М, расположенной, по существу, на полпути в осевом направлении между зацепляющими зубцами 56 и 60.

Линия L3 определяет с плоскостью, перпендикулярной оси Х-Х, угол сопротивления β2 под установленным давлением, который, таким образом, относительно большой для данного зазора J1, что приводит к хорошей устойчивости к давлению застопоренного сборного узла.

Следует отметить, что при повороте вставки 20 при повышенном давлении, удержание контакта на радиальном выступе 40, а также зацепление зубцов, смещенных аксиально в направлении I от зубца 56, ближайшего ко входу раструба, позволяет увеличить угол сопротивления, и кроме того, компенсировать, таким образом, уменьшение угла сопротивления, полученного в результате поворота вставки по часовой стрелке; это приводит к тому, что угол β2 достаточно большой, чтобы обеспечить хорошую устойчивость к давлению.

В случае минимального зазора J1, фронтальный выступ 52 не контактирует с фронтальной поверхностью 90, как при введении ровного конца 4 в раструбный конец 8, так и во время и после повышения давления.

Объяснения со ссылкой на фиг.4 и 5 справедливы для любого зазора, расположенного в первом диапазоне зазоров.

На фиг.6 показан сборный узел, аналогичный сборному узлу, приведенному на фиг.4 со следующими различиями.

Поверхность 92 имеет диаметр D_max, а поверхность 70 имеет диаметр d_min, так что эти две поверхности образуют между собой зазор J2, который больше, чем зазор J1. Этот зазор J2 является максимально допустимым производственным зазором для ровного конца 4 и раструбного конца 8.

На фигуре видно, что при зацеплении на ровном конце 4 при повышенном давлении вставка 20 прилегает в двух точках к пазу 82, с одной стороны, радиальным выступом 40 к поверхности основания 92, и, с другой стороны, наклонным выступом 50 к наклонной поверхности 91. Фронтальный выступ 52 не контактирует с фронтальной поверхностью 90. Кроме того, только зацепляющий зубец 60, самый удаленный от входа раструба, прилегает к внешней поверхности 70 ровного конца.

Полученный угол сопротивления зацеплению β3 измеряется между радиальным направлением и линией, проходящей через точку P, по существу идентичной точке сборного узла, приведенного на фиг.5, и через точку контакта между поверхностью 70 и зубцом 60. Этот угол β3 мал и поэтому соответствует хорошему зацеплению вставки 20.

На фиг.7 представлен сборный узел, показанный на фиг.6, после того, как давление установлено, и следовательно после зацепления вставки 20 и после ее поворота по часовой стрелке, приведенного на фигурах.

В результате этого отклонения вставка 20 прилегает только радиальным выступом 40 к поверхности основания 92, и только фронтальным выступом 52 к фронтальной поверхности 90, а другой выступ 50 не контактирует с поверхностью 91. Кроме того, только промежуточный зубец 58 и зубец 60, самый удаленный от входа раструба, прилегают к поверхности 70 ровного конца 4.

При максимальном зазоре J2 контакт в зоне переднего выступа 52 увеличивает угол сопротивления и компенсирует уменьшение угла сопротивления, полученного в результате поворота вставки по часовой стрелке при повышенном давлении. Таким образом, за счет этого выступа 52, который формирует точку Р, расположенную вблизи оси Х-Х, окончательный угол сопротивления β4 при установленном давлении достаточно большой, чтобы обеспечить хорошую устойчивость к давлению застопоренного сборного узла.

Объяснения со ссылками на фиг.6 и 7 справедливы для любого зазора во втором диапазоне зазоров.

Для всех допустимых зазоров между поверхностями 70 и 92, вставка 20 прилегает, в меридианном сечении, к поверхности основания 92, к наклонной поверхности 91 и/или к фронтальной поверхности 90 в любом месте контакта, при точечном контакте, но не нелинейном. Таким образом, производственные допуски вставки и поверхностей 90, 91, 92 могут быть значительными.

На фиг.8 представлена вставка 20 в увеличенном виде.

Следующие пояснения приведены для меридианного сечения, и следовательно, сбоку от стопорной вставки 20.

Стопорная вставка 20 имеет скругленный дугообразный профиль 100, который образует выступы 40 и 50. Этот скругленный профиль 100 охватывает угловой диапазон более 90°.

Между скругленным профилем 100 и зацепляющим носиком 48 проходит прямолинейный профиль 102. Этот профиль 102 соединяется по касательной с профилем 100 и образует поверхность S1.

Между скругленным профилем 100 или наклонным выступом 50, и фронтальным выступом 52 проходит другой прямолинейный профиль 104. Этот профиль 104 соединен по касательной с профилем 100 и образует поверхность S2.

Фронтальный выступ 52 образован скругленным профилем, предпочтительно дугообразным, охватывающим угловой диапазон более 90°.

Фронтальный выступ 52 и зацепляющий зубец 56 соединены между собой посредством вогнутого профиля 106. Этот вогнутый профиль 106 формирует углубление зубца 56 и содержит профиль частично прямолинейный 108, который отходит от фронтального выступа 52.

На фиг.9-11 показан вариант изобретения, который отличается от вышеуказанного способа осуществления лишь следующим. Аналогичные элементы ссылок совпадают.

На фиг.9 показан сборный узел со средним зазором.

На фиг.10 показан сборный узел с максимальным зазором J2.

Стопорная вставка 20 содержит второй наклонный выступ 54, смещенный радиально от первого наклонного выступа 50. Этот наклонный выступ 54 выполнен с возможностью прилегания к наклонной поверхности 91 анкерного паза.

В меридианном сечении, и следовательно на виде сбоку, прямолинейный профиль 104 проходит между фронтальным выступом 52 и вторым наклонным выступом 54, а второй наклонный выступ 54 и первый наклонный выступ 50 отделены друг от друга вогнутым профилем 110. Прямая линия, которая соединяет два наклонных выступа 50, 54 образует с прямолинейным профилем 104 угол δ, который отличается от угла γ между двумя поверхностями фронтальной 90 и наклонной 91, и предпочтительно, меньше этого угла. Таким образом, число точек и протяженность зоны контакта между стопорной вставкой 20 и поверхностями 90, 91 незначительны.

Угол δ составляет менее 180°.

Кроме того, вогнутый профиль 110 способствует уменьшению зоны контакта между стопорной вставкой 20 и наклонной поверхностью 91.

В непоказанном варианте, два наклонных выступа 50, 54 разделены прямолинейным профилем.

Кроме того, в непоказанном варианте, фронтальный выступ 52 и наклонный выступ, смежный с фронтальным выступом, который является выступом 54 на фиг.11, соединены между собой вогнутым профилем.

За счет геометрических характеристик вставок 20 и поверхностей 90, 91, уплотнение приводит к разумному компромиссу между зацеплением вставки на ровном конце и устойчивостью к давлению, независимо от фактически существующего зазора между поверхностями 70 и 92.

Кроме того, выемки 36 повышают надежность опоры вставок 20 в минимальных зазорах, уменьшая усилие раструбного соединения ровного конца 4 и избегая сжимающих напряжений в эластомере, которые могут привести к неправильному расположению вставок 20 за счет отклонения в направлении увеличения угла сопротивления (и тем самым препятствовать хорошему зацеплению вставок 20 при минимальном зазоре). Кроме того, выемки 36 способствуют общей деформации кольца 14 при установлении уплотнения в раструбном конце.

Изобретение может также включать в себя следующие признаки:

- Ножка 32 содержит зацепляющий упор 62, который заглублен в корпус 16 и расположен в осевом направлении с противоположной стороны головки 30.

- Зацепляющий упор 62 имеет, по виду в меридианном сечении, вдоль центральной оси Х-Х, профиль, который является более округлыми, чем профиль зацепляющих зубцов 56, 58, 60.

- Кольцо 14 содержит, по меньшей мере, одну выемку 36 справа от стопорной вставки 20 и выемка 36 открыта радиально наружу так, что радиальное окончание головки 30 почти освобождено от эластичного материала.

- Зацепляющие зубцы выходят за пределы кольца 14.

- Головка 30 каждой стопорной вставки 20 содержит удерживающий носик 48, направленный аксиально в противоположную сторону от первого наклонного выступа 50, и выемка 36 открыта в осевом направлении так, что удерживающий носик 48 практически освобожден от эластичного материала.

- Анкерная пята 18 и корпус 16 разделены, по меньшей мере, углублением, в частности, периферийным пазом или выемками, выстроенными по окружности вставками 20.

- Фронтальная поверхность 90 находится у входной стороны раструбного конца.

Изобретение относится к сборным узлам с уплотнением для соединения чугунных труб. Сборный узел между ровным концом и раструбным концом содержит уплотнение, имеющее стопорную вставку, содержащую головку и ножку. Головка содержит радиальный выступ, приспособленный для прилегания к поверхности основания анкерного паза раструбного конца, и первый наклонный выступ, приспособленный для прилегания к наклонной поверхности анкерного паза. Головка содержит также фронтальный выступ, смещенный от первого наклонного выступа и приспособленный для прилегания к кольцевой фронтальной поверхности анкерного паза. Изобретение повышает надежность соединения. 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Герметичный и застопоренный сборный узел, содержащий ровный конец (4) первого элемента трубопровода, раструбный конец (8) второго элемента трубопровода и композитное уплотнение (12) для герметичного и застопоренного сборного узла между ровным концом (4) и раструбным концом (8), уплотнение содержит, с одной стороны, кольцо (14) из эластичного материала, которое проходит вдоль центральной оси (Х-Х), и которое имеет корпус (16) и анкерную пяту (18), и, с другой стороны, по меньшей мере, одну стопорную вставку (20), заглубленную, по меньшей мере, частично в анкерную пяту (18),
при этом раструбный конец содержит кольцевой анкерный паз (82), анкерный паз (82) ограничен наклонной поверхностью (91), расположенной аксиально и радиально между поверхностью основания (92) и кольцевой фронтальной поверхностью (90),
стопорная вставка содержит
- головку (30), приспособленную для вставки в анкерный паз (82) раструбного конца, и ножку (32),
головка (30) содержит радиальный выступ (40), выполненный с возможностью прилегания к поверхности основания (92) анкерного паза (82) и первый наклонный выступ (50), приспособленный для прилегания к наклонной поверхности (91) анкерного паза (82),
отличающийся тем, что головка (30) содержит, по меньшей мере, один фронтальный выступ (52), смещенный, в частности, радиально, от первого наклонного выступа (50) и выполненный с возможностью прилегания к кольцевой фронтальной поверхности (90) анкерного паза (82), кольцевая фронтальная поверхность (90) и наклонная поверхность (91) образуют между собой угол (γ) менее 180°.

2. Сборный узел по п.1, отличающийся тем, что головка (30) содержит, по меньшей мере, второй наклонный выступ (54), смещенный, в частности, радиально, от первого наклонного выступа (50) и фронтального выступа (52) и выполненный с возможностью прилегания к наклонной поверхности (91) анкерного паза (82).

3. Сборный узел по п.2, отличающийся тем, что первый и второй наклонные выступы (50, 54) являются, на виде сбоку, соединенными посредством вогнутого (110) или прямолинейного профиля.

4. Сборный узел по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что фронтальный выступ (52) и наклонный выступ, смежный с фронтальным выступом (52), являются, на виде сбоку, соединенными посредством вогнутого или прямолинейного (104) профиля.

5. Сборный узел по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что, на виде сбоку, ножка (32) содержит, по меньшей мере, один зацепляющий зубец (56, 58, 60), выполненный с возможностью зацепления на внешней поверхности (70) ровного конца (4).

6. Сборный узел по п.5, отличающийся тем, что фронтальный выступ (52) и ближайший зацепляющий зубец (56) являются, на виде сбоку, соединенными посредством вогнутого (106) или прямолинейного профиля.

7. Сборный узел по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что, на виде сбоку, головка (30) содержит зацепляющий носик (48), первую прямую линию, проходящую от радиального выступа (40) к зацепляющему носику, и вторую прямую линию, соединяющую фронтальный выступ (52) с первым наклонным выступом (50), и тем, что угол (α) между этими двумя прямыми линиями составляет от 60° до 120° и предпочтительно менее 90°.

8. Сборный узел по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что головка (30) является радиально внешней головкой, заглубленной, по меньшей мере, частично в анкерную пяту (18) и предназначена для прилегания в анкерном пазу (82) раструбного конца (8), и тем, что ножка (32) является радиально внутренней ножкой, предназначенной для прилегания к ровному концу (4).

9. Сборный узел по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что поверхность основания (92), которая ограничивает кольцевой анкерный паз (82), представляет собой цилиндрическую поверхность, в частности, проходящую коаксиально относительно центральной оси (Х-Х), и тем, что кольцевая фронтальная поверхность (90) образована входным буртиком (80) раструбного конца (8), при этом кольцевая фронтальная поверхность (90) проходит под углом, по меньшей мере, 80° относительно центральной оси (Х-Х).

10. Сборный узел по п.9, отличающийся тем, что наклонная поверхность (91) имеет наклон между 30° и 60° относительно центральной оси (Х-Х).

11. Сборный узел по п.10, отличающийся тем, что все выступы (40, 50, 52) расположены таким образом, что для любого диаметра поверхности основания (92) раструбного конца и наружной поверхности (70) ровного конца в диапазоне допусков и по виду в меридианном сечении стопорная вставка (20) опирается одновременно максимум в трех или двух местах анкерного паза (82) раструбного конца.