Герметичное соединение для двух труб Советский патент 1988 года по МПК F16L37/02 

7

Nni.

СО

W

ы

Изобретение относится к армату- роетроению, а именно к соединению, герметичному для внешних сред, для двух чугунных труб с узким концом .и раструбом, и может быть применено для труб, предназначенных для транспортировки горячей воды, имеющих на большей части своей длины внешнее покрытие, состоящее из теплоизоляционного слоя, ограниченного с внешней стороны внешним защитным не проницаемым для сред покрытием, при чем узкие концы и раструбы каждой трубы лишёны этого внешнего покрытия. Цель изобретения - повьшдение герметичности соединения за счет обеспечения возможности теплового расширения внешнего изоляционного покрытия и трубы и углового отклонения центра соединяемых труб с минимальными потерями тепла и при небольшом Внешнем покрытии. Одно из уплотни- тельных колец закрывает кольцевое пространство между чугунной трубой 3 и ее внешней защитной оболочкой 11 на одном конце теплоизоляционного слоя одной из составных труб и имеет анкерный выступ, которьш опирается g

фуг.

на внешнюю поверхность раструба 5 и радиально зажат между раструбом и защитным кожухом, а также кольцо геметичности в осевом продолжении анкерного выступа и перекрывающий пояс 16, При транспортировке горячей воды происходит расширение слоя 10 изоляционного материала, защитной оболочки 11 и чугунной трубы 3. При этом происходит осевое сжатие про

1

Изобретение относится к соединению, герметичному для внешних сред, для двух чугунных труб с узким концом и с раструбом и может быть применено для труб, предназначенных для транспортировки горячей воды, имеющих на большей части своей длины внешнее покрытие, состоящее из теплоизоляционного слоя, ограниченного с внешней стороны внешним защитным не проницаемым для сред покрытием, причем узкие концы и раструбы каждой трубы лишены этого внешнего покрытия

Целью изобретения является повышение герметичности за счет обеспечения возможности теплового расширения внешнего изоляционного покрытия и трубы и углового отклонения центра соединяемых труб с минимальными потерями тепла.

На фиг. 1 изображена теплоизоляционная труба с уплотняющим кольцом, продольньш разрез; на фиг. 2 - герметичное соединение, продольный разрез j на фиг. 3 - уплотняющее кольцо разрез; на фиг. 4 - монтаж соединения, разрез-, на фиг. 5 - герметичное соединение при максимальном смещении центра и максимальном угловом смещении одной соединяемой трубы относительно другой трубы, продольный разрез.

Герметичное соединение для двух теплоизоляционных составных труб 1 и 2, соединяемых по оси Х-Х, вьшолнен- ных из чугунных труб 3 с узким концом 4 и с раструбом 5, включает в себя прокладку 6 герметичности известного типа радиально зажатую между узким концом 4 и раструбом 5 двух

кладки 7 между концевым упругим кольцом 12 и краем раструба 5, При остановке циртсуляции воды слой 10, оболочка. 11 и труба 3 сжимаются в продольном направлении, а прокладка 7 принимает свои первоначальные размеры. Благодаря прокладке 7 пространство между концевой деталью и концом раструба 5 всегда заполнено изоляционным материалом. 4 з.п. ф-лы. Зил

0

5

0

0

труб и имеющую анкерный выступ в раструбе 5 одной трубы 3, прокладку 7 между трубой 3 и внешним кожухом или оболочкой, уплотняющее кольцо 8 из эластомера, например, с твердостью по Шору 60-70 для обеспечения герметичного соединения внешних кожухов теплоизоляционных слоев, покрывающих трубы 3, и зажимное кольцо 9 уплот- нительного кольца 8 на внешнем кожухе.

Каждая теплоизоляционная составная труба 1 и 2 предназначена для транспортировки горячей воды или, аналогичной среды, температура которой может достигать 130°С. Чугунная труба 3 покрыта внешним теплоизоляционным слоем 10с внешним диаметром D из изоляционного материала, например пено- , полиуретана, причем этот слой охвачен внешней защитной оболочкой 11, не проницаемой для сред, например в виде высокоплотного полиэтиленового кожуха с внутренним диаметром D , соответст5 вующим внешнему диаметру D слоя 10 изоляционного материала. Защитная . оболочка .11, как и слой 10, заканчивается около каждого из концов собранных труб 3, на заходе за них, Кро0 ме того, защитная оболочка 11 имеет длину L меньше длины L, каждой чу- гунной трубы 3 трубы 1, 2, но больше длины Ьэ слоя 10 изоляционного материала и заходит за уплотняющее пере- крьшающее кольцо 12 (между трубой 3 и защитной оболочкой 11) на длинуh со стороны узкого конца 4 чугунной трубы 3 по оси слоя 10 изоляционного материала. Таким образом, оболочка 11 перекрывает уплотняющее кольцо 12. Слой 10 изоляционного материала ог5

раничивается на своем конце со стороны узкого конца 4 чугунной трубы 3 трубы 1, 2 уплотнительным концевым кольцом 12 из эластомера с внешним диаметром Вис радиальной тол- .щиной Е, соответствук1П1ей радиальной толщине слоя 10 изоляционного материала на этом участке, причем кольцо 12 им-еет плоскую концевую поверх- ность 13, а его осевая длина h меньше длины h,,

Каждая составная труба 1, 2 имеет на своем конце со стороны раструба 5 уплотняющее кольцо 8, установ- ленное между раструбом 5 и внешней защитной оболочкой 11 на одном конце теплоизоляционного слоя 10.

Уплотнительное кольцо 8 выполнено в виде корпуса 14 трапециевидно- го меридионального сечения, с которым выполнены заодно в осевом направлении и по обе стороны этого корпуса 14 анкерный выступ 15 и пояс 16.Корпус 14 ограничен внешней цилиндри- ческой поверхностью 17 по оси Х-Х диаметром D, двумя плоскими сторо- нами или заплечиками 18 и 19, перпендикулярными оси Х-Х, и внутренней поверхностью 20, которая может быть цилиндрической или в форме усеченного конуса, или другой формы, но профиль которой соответствует профилю Ьнешней концевой поверхности 21 или закраине раструба 5.

Диаметр Dg поверхности 17 превышает или равен внешнему диаметру защитной оболочки 11, а радиальная высота стороны 19 превышает или равна толщине 1 защитной оболочки 11, причем внутренний диаметр поверхност 17 соответствует внутреннему диаметру защитной оболочки 11. От внутренней поверхности 20 корпуса 14 отходит анкерный выступ 15 ограничен- ный в осевом направлении внутренней поверхностью 22 в форме усеченного конуса, соединяющейся с поверхностью 20, и концевой пов ерхностью 23, которая может иметь прямое или наклонное меридиональное сечение. Профиль внутренней поверхности 22 соответствует профилю расширяющейся внешней поверхности 24 раструба 5.

Кроме того, анкерный выступ 15 радиально ограничен внешней 25 и внутренней 26 поверхностями. Внешняя цилиндрическая поверхность 25 по оси Х-Х соединяется со стороной 19 корпу

Q

15

20 5 зо ,

Q

5

са 14 и имеет диаметр П соответствующий внутреннему диаметру запщтной оболочки 11. На внешней поверхности 25 имеется один или несколько зубьев 27 треугольного меридионального сечения, внешний диаметр вершин которых превьш ает диаметр D поверхности 25.

Внутренняя поверхность 26 имеет общий профиль в форме усеченного конуса, соответствующий профилю внешней расширяющейся поверхности 28 раструба 5, и треугольные в форме лестничных ступенек выступы 29.

Внешние выступы зубьев 27 и внутренние выступы 29 имеют предпочтительно со стороны корпуса 14, а не стороны концевого среза поверхности 23 одну -сторону, перпендикулярную оси Х-Х.

Кроме того, внешняя поверхность 17 корпуса 14 продолжена в осевом направлении и в направлении, противоположном анкерному выступу 15, и образует внешнюю поверхность перекрывающего пояса 16. Пояс 16 с внутренней стороны ограничен цилиндрической поверхностью 30 по оси Х-Х, соединяющейся с поперечной поверхностью или заплечиком 18 корпуса 14. Внутренняя поверхность 30 имеет на своем конце, наиболее удаленном от запле- чик а 18 и корпуса 14, кольцевые выступы 31 треугольного меридионального сечения.

Внутренний диаметр D пояса 16, т.е. диаметр поверхности 30, меньше внешнего диаметра d, равного D+21 защитной оболочки 11.

Соединение собирается и работает следующим образом.

Уплотнительное кольцо 8 помещается напротив раструба 5, в этом случае внутренние поверхности 20, 22 н 26 кольца 8 вступают в опорный контакт с соответствующими внешними поверхностями 21, 24 и 28 раструба 5. Затем после установки концевого уплотни- тельного кольца 12 прижимают внутреннюю поверхность защитной оболочки 11 к внешней поверхности 25 анкерного выступа 15 кольца 8 и к внешней цилиндрической поверхности концевого уплотнительного кольца 12, при этом конец защитной оболочки 11 контактирует с поперечной поверхностью корпуса 14 кольца 8 В этом случае внешние зубья 27 и внутренние выступы 29

анкерного выступа 15 соответственно прижимаются к внутренней поверхности защитной оболочки 11 и к внешней поверхности раструба 5 (радиальное ежа тие анкерного выступа 15 между раструбом 5 и оболочкой 11), что позволяет .одновременно обеспечить герметичность между нанесенным слоем 10 и оболочкой 11 и между раструбом 5 и слоем 10, а такжеэффективное противодействие возможному вырыванию анкерного выступа 15 из составной трубы 1, 2 благодаря перпендикулярным . сторонам выступов 29 и зубьев 27 по оси Х-Х. Затем после выполнения от- в,ерстия в защитной оболочке 11 заполняют пространство между защитной оболочкой 11 и чугунной трубой 3 теплоизоляционным материалом - слоем 10 через упомянутое отверстие, которое закрывают герметичной пробкой. После этого составная труба. 1, 2 может подаваться на участок. Прокладка 7,состоящая из двух полураковин или из целого разрезанного или неразрезанного кольца; устанавливается напротив единого конца 4 в контакте со стороны поверхности 13 концевого уплотнительного кольца 12 слоя 10 изоляционного материала. Прокладка 7 выполнена из теплоизоляционного материала, например пенонитрила или пепопеопрена. Внутренний и внешний диаметры прокладки 7 такие, что она заполняет кольцевое пространство между узким концом 4 чугунной трубы 3 и внешней оболочкой 11. Прокладка 7 имеет при1«1ерно такую же толщину, что и теплоизоляционный слой 10. Одновременно отгибается наружу пояс 16 в направлении защитной оболочки 11 трубы 2 (фиг. 4) для последующего прижатия к .указанной оболочке 11. Затем, вводят трубу 1 в трубу 2 после установки на место уплоунитель- ной прокладки 6 в ее гнездо, выполненное внутри раструба 5. Узкий ко- . нец 4 чугунной трубы 3 трубы 1 проходит внутри раструба 5 чугунной трубы 3 трубы 2, пока прокладка 7 своей -еще свободной боковой стороной находится в контакте с концом раструба 5, в которьш она упирается, В этом слугше обе трубы 1, и 2 оказываются на своем месте и можно ото- гнуть пояс I6j прижимая его внутреннюю поверхность 30- к внешней поверхности защитной оболочки 11 трубы 1,

0

5 0 5

0

5

0

5

и, таким образом, перекрыть ее. Можно нанести замазку между внешней поверхностью оболочки 11 и внутренней поверхностью 30 пояса 16„ При прижатии пояса 16 выступы 31 сжимаются. Затем для заверщения прижатия пояса 16 к защитной оболочке 11 скрепляют конец этого пояса в месте выступов 31 зажимным кольцом 9, например резиновым браслетом, диаметр которого меньше внешнего диаметра защитной оболочки 11. В этом случае монтаж соединения закончен.

Транспортировка горячей воды по системе каналов, состоящей из составных труб 1, 2, приводит к продольному расширению слоя 10 изоляционного материала, защитной оболочки 1 1 и чугунной трубы 3, что в свою очередь, приводит к новому сжатию прокладки 7. И наоборот, при остановке циркуляции горячей воды в системе каналов или же при опорожнении системы теплоизоляционный слой 10, оболочка 11 и чугунная труба 3 сжимаются в продольном направлении, а прокладка 7, которая больше не сжи- .мается в осевом направлении, принимает свои первоначальные размеры, оставаясь прижатой к -концу раструба 5 и к стороне поверхности 13 концевого кольца 12. Благодаря прокладке 7 пространство между стороной поверхности 13 концевого кольца 12 и концо1 1 раструба 5 всегда заполнено изоляционным материалом.

Так как герметичность системы относительно внешних сред обеспечивается посредством радиального контакта уплотнительного кольца 8 с продольными в форме усеченного конуса поверхностями 21, 24 и 28 труб, 1,2, а не с плоскими перпендикулярными оси Х-Х .поверхностями, то обеспечивается -радиальное прижатие внутренних поверхностей 20, 22 и 26 этого кольца 8 к соответствующим внешним поверхностям 21, 24 и 28,раструба 5 чугунной трубы 3 каждой соответствующей трубы 1, 2 в отличие от тех случаев, когда герметичность обеспечивается посредством простого контакта или осевого прижимания перпендикулярных поверхностей по оси Х-Х.

Кроме того, герметичность cиcтe ы относительно внешних сред обеспечивается простым уплотнительным кольцом 8 из эластомера, корпус 14 которого нигде жестко не связан с внешней стороны и не покрыт внешней оболочкой 11 и, таким образом, может играть роль упругого шарнира на сгибание. Это дает возможность углового

смещения на несколько градусов между соединяемыми трубами 1 и 2, а также максимального смещения центров этих труб, причем это смещение воздействует только на корпус кольца 8, не изменяя герметичного соединения анкерного выступа 15 с раструбом 5 и оболочкой 11 и перекрывающего пояса 1 6 с оболочкой 11.

Благодаря прокладке 7, играющей роль осевого клина между кольцом 12 и концом раструба 5, проникновение трубы 1 в трубу 2 ограничивается в осевом направлении, что .исключает возможность контакта конца внешней оболочки 11 с кольцом 8, следовательHo, исключается ее осевое сжатие, образование складок или разрушение.

Таким образом, благодаря гер метич- 25 мента к концу внешней защитной трубности между стороной поверхности 25 корпуса анкерного выступа 15 и внутренней поверхностью оболочки .11 и между поверхностью 30 пояса 16 и внешней поверхностью оболочки 11 влага из окружающей систему среды не может вступить в контакт с кольцом 8

30

чатой оболочки смежной трубы.

2, Соединение по п. 1, о т л и - чающееся тем, что уплотни- тельный корпус уплотнительного кол1- ца вьшолнен с внешней- цилиндричесгсой поверхностью, соприкасающейся с внешней поверхностью защитной оболочки, и внешним заплечиком с радиальной высотой, соответствующей толщине зашрт- ной оболочки, торец которой уперт в заплечик, при этом заплечик нен с внешней цилиндр гческой поверх- ностью уплотнительного корпуса и внешней цилиндрической поверхностью анкерного выступа, а уплотнительньш корпус и анкерный выступ выполнены с внутренней поверхностью в форме усеченного конуса в продолжении друг друга, соответствующей внешним по- верхностям раструба, с которым они контактирзпот.

и.

следовательно,

не может проникруть внутрь теплоизоляционного слоя 10 через его концевые участки.

Формула изобретения

динения за счет обеспечения возможности теплового расшрфения внешнего изоляционного покрытия и трубы и углового отклонения центра соединяемых труб с минимальными потерями тепла, одно из уплотнительных колец, закрывающее кольцевое пространство между чугунной трубой и ее зашртной

|0 оболочкой на одном конце теплоизоляционного слоя одной из труб, вьшол- нено с уплотнительным корпусом, перекрывающим поясом и анкерным выступом,, опирающимся на внешнюю поверхность раструба и радиально зажатым между раструбом и защитной оболочкой, при этом анкерный выступ в осевом направлении переходит в уплотнитель- ный корпус, при;катый к раструбу на

20 уровне внешнего диаметра защитной оболочки,, и уплотнительньй в осевом направлении переходит в пере- крьтаюш1Ий пояс, з пруго прижатый с затяжкой посредством обжимного эле15

30

35

40

45

чатой оболочки смежной трубы.

2, Соединение по п. 1, о т л и - чающееся тем, что уплотни- тельный корпус уплотнительного кол1- ца вьшолнен с внешней- цилиндричесгсой поверхностью, соприкасающейся с внешней поверхностью защитной оболочки, и внешним заплечиком с радиальной высотой, соответствующей толщине зашрт- ной оболочки, торец которой уперт в заплечик, при этом заплечик нен с внешней цилиндр гческой поверх- ностью уплотнительного корпуса и внешней цилиндрической поверхностью анкерного выступа, а уплотнительньш корпус и анкерный выступ выполнены с внутренней поверхностью в форме усеченного конуса в продолжении друг друга, соответствующей внешним по- верхностям раструба, с которым они контактирзпот.

1, о .т л и - что на внеш0

5

4, Соединение по п. 1, отличающееся тем, что на внутренней поверхности перекрывающегося пояса: уплотнительного кольца выполнены треугольные кольцевые выступы, расположенные со стороны свободного конца.

38604210

1,2

Фиг. 2

физ.З

% 27 27 Ж.Х.

23

r