Способ соединения трубопроводов Советский патент 1992 года по МПК F16L13/14 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к соединениям и способам выполнения соединений, выполняемым посредством пластической деформации материала труб, и может быть использовано в трубопроводной арматуре и присоединительных элементах в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение надежности соединения трубопроводов, упрощение и ускорение процесса выполнения сборки соединения.

На фиг. 1 и 2 представлены (два варианта уже подготовленного к сборке, т. е. пластическому деформированию посредством воздействия сжимающей нагрузки) соединения (соответственно вариант выполнения соединения без дополнительного соединительного элемента и вариант выполнения соединения с применением охватывающего соединяемые трубопроводы соединительного элемента в виде муфты), сечение; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 и 5 - два указанных вариантов уже окончательно собранного посредством воздействия осевой сжимающей нагрузки (условно показано стрелками) соединения (соответственно вариант выполнения без дополнительного со- единительного элемента и вариант выполнения с применением соединительного элемента в виде муфты), сечение; на фиг. 6 - еще один вариант конструктивного выполнения соединения (слева - в исходном, подготовленном к деформированию, состоянии справа - уже в деформированном состоянии, когда охватываемая деталь являJ

О 00

ел о

ется соединительным элементом между двумя секциями трубопроводов,разрез; на фиг. 7 - стадии деформирования сечения каждого участка (или цилиндрической канавки) охватываемой детали, расположенного соответственно между соседними кольцевыми выступами (увеличено).

Данное соединение трубопроводов, выполняемое предлагаемым способом (фиг. 1, 3, 6), содержит охватывающую деталь 1, выполненную, в частности, в виде муфты и снабженную внутренним кольцевым выступом-упором 2, охватываемую деталь 3 и торцовый участок 4, который взаимодействует с выступом-упором 2 охватывающей детали 1. На наружной поверхности охватываемой детали 3 выполнены кольцевые канавки 5- 10 с равномерно расположенными между ними выступами 11, Наружный диаметр последних не меньше внутреннего диаметра (или меньше на заданную величину зазора) охватывающей детали 1. При этом участки 5-10 поверхности охватываемой детали 3 между выступами 11 (собственно кольцевые канавки охватываемой детали) выполнены с глубиной, постепенно уменьшающейся от торца 4 детали. Т. е. толщина стенки под канавками в детали 3 постепенно увеличивается от торца, причем минимальную толщину имеет участок 5, прилегающий к торцовому выступу 4 детали 3, а последующие участки 6-10 имеют каждый свою постоянную, но все большую толщину. Например, достаточно задать приращение толщины каждого участка 6-10 (соответственно относительно толщины предыдущего участка всего в несколько десятых долей миллиметра, что необходимо для обеспечения заданной последовательности деформирования указанных участков при монтаже соединения. Кроме того, соединение снабжено уплотнительными элементами в виде колец (фиг. 3), которые могут быть выполнены в виде эластично-упругих колец 12, расположенных в кольцевых канавках 5-10 и примыкающих с обеих сторон к выступам 11 детали 3 (фиг. 3 а), или в виде эластично-упругих колец 13, полностью покрывающих собой (фиг. 3 б) канавки 5-10. В случае необходимости соединение трубопроводов может быть снабжено эластично- упругой прокладкой 14 в виде втулки, расположенной между охватываемой 3 и охватывающей 1 деталями. Кроме того, охватываемая деталь 3 при необходимости для удобства выполнения монтажа соединения может быть снабжена дополнительным упором 15 (фиг. 1, 2 и 6), выполненным в виде кольцевого выступа на наружной поверхности детали, а в случае значительной толщины детали 3 - в виде дополнительной кольцевой канавки 15, т. е. также уступа 15 на наружной поверхности детали 3.

Способ соединения трубопроводов осу5 ществляют следующим образом.

Сначала обычными известными методами выполняются охватывающая деталь 1 с выступом-упором 2 и эластично-упругие кольца 12 или 13 и прокладка 14 в виде

0 втулки, размещаемые впоследствии по месту. Охватываемая деталь 3 выполняется обычными методами из пластичных сталей и сплавов. Затем на ее наружной поверхности известными методами токарной обра5 ботки быстро и просто выполняются кольцевые канавки 5-10, при этом указанные участки детали 3 (по месту канавок) выполняются соответственно с постепенно увеличиваемой от торца детали толщиной.

0 Варианты выполнения охватываемой детали 3, представленные на фиг. 1 и 2 (фиг. 4 и 5 соответственно), отличаются друг от друга только видом выполнения ее торцового выступа 4, выполняемого также токарной

5 обработкой либо коническим (фиг. 1, 4, 6), либо цилиндрическим (фиг. 2, 5) соответственно для обеспечения максимально возможного прилегания поверхностей соединяемых деталей друг к другу.

0 Затем производится сборка соединения в следующем порядке. На охватываемую деталь 3 по месту канавок 5 и 6 и других надевают уплотнительные элементы 12 или 13, затем (в случае ее применения) надевают

5 эластичную втулку 14, после чего охватываемую деталь 3 вставляют торцом 4 до упира- ния последнего в выступ-упор 2 в охватывающую деталь 1 (фиг. 1, 2 и 6). После этого либо к торцам соединяемых элемен0 тов 1 и 2 (фиг. 4), либо к выступу (или уступу) 15 детали 3 и выступу 2 детали 1 (противоположному торцу муфты 1, фиг. 5 и 6) прикладывают осевое (вдоль продольной оси соединения) сжимающее усилие (условно

5 показано стрелками на фиг. 4-6).

В качестве устройства для создания осевой, соосной продольной оси соединения, сжимающей нагрузки на зафиксированное перед сборкой соединение может

0 быть использован домкрат или силовой гидроцилиндр с выдвижным штоком, снабженным упором, взаимодействующим с определенным местом (выступом или торцом) выполняемого соединения. Вследст5 вие воздействия осевой сжимающей нагрузки начинается последовательная деформация участков 5-10 охватываемой детали 3, так как они выполнены с различной постепенно увеличиваемой от зафиксиро- ванного торца детали 3 толщиной, а, следовательно, и различной силой сопротивления деформированию каждый. Вначале происходит потеря устойчивости (фиг. 7, стадия I и верхний участок фотографии) цилиндрического участка 5, расположенного между тор- цовым кольцевым выступом 4, взаимодействующим с упором 2 охватывающей детали 1, и выступом 11, и имеющего наименьшую толщину стенки. Затем происходит пластическое осесимметричное выпу- чивание материала данного участка 5, который, уменьшаясь по высоте, увеличивается в радиальном направлении (фиг. 7, стадия II, представленная в промежуточном и завершающем моментах, и второй сверху участок фотографии). В конечном счете участок 5 охватываемой детали 3 (фиг. 7, стадия III и нижние участки фотографии) оказывается полностью зажат между прилегающими к нему выступами и 11, упираясь при этом своим средним петлеобразным участком, т. е. вновь образованным уже кольцевым выступом, во внутреннюю поверхность охватывающей детали 1 (фиг. 4-6) с заданной силой прижатия. При этом эластично- упругие уплотнительные кольца 12 или 13 и эластично-упругая втулка 14 оказываются зажатыми между сопрягаемыми поверхностями соединяемых деталей 1 и 3. Далее последовательно происходит потеря устой- чивости цилиндрического участка 6, расположенного между кольцевыми выступами 11, у которого толщина стенки выполнена несколько большей, и его пластическое осесимметричное выпучивание и зажимание между выступами. Затем последовательно деформируются участки 7-9. В последнюю очередь теряет устойчивость и пластически деформируется участок 10, имеющий наибольшую толщину стенки. После деформи- рования последнего участка охватываемой

детали 3 соединение оказывается (фиг. 4-6) полностью собранным. В том случае, когда соединение трубопроводов выполняют через муфту 2 (фиг. 5), или, когда охватываемая деталь 3 является (фиг. 6) соединительным элементом между двумя охватывающими ее секциями 1 трубопровода, для ускорения монтажа соединения осевое сжимающее усилие можно прикладывать одновременно к двум выступам 15 разных охватываемых деталей 3 или к двум выступам 2 двух охватывающих деталей 1, в результате чего происходит параллельно одновременное деформирование двух участков, что значительно ускоряет процесс выполнения соединения.

Формула изобретения

1.Способ соединения трубопроводов, заключающийся в установке внутри охватывающей детали охватываемой, фиксации ее и пластическом деформировании посредством осевой сжимающей нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности соединения, перед установкой охватываемой детали на ее наружной поверхности выполняют кольцевые канавки глубиной, постепенно уменьшающейся от ее торца детали, с равномерно расположенными между канавками кольцевыми выступами, а после приложения осевой нагрузки участки стенки охватываемой детали под канавками деформируют.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что на наружной поверхности охватываемом детали выполняют дополнительный выступ, а поверх кольцевых канавок надевают упл отн ител ьн ые эл еме нты в виде кол ьце- вых эластично-упругих прокладок, деформируют вместе с участками стенки охватываемой детали.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к соединениям трубопроводов, выполняемым посредством пластической деформации материала труб, и может найти применение в трубопроводной арматуре и присоединительных элементах в различных отраслях промышленности. Цель изобретения-повышение надежности соединэния. Соединение трубопроводов включает охратывающую деталь, выполненную с внутренним упором, и охватываемую деталь, взаимодействующую своим торцом с упором 2 охватывающей детали. На наружной поверхности охватываемой детали выполнены кольцевые канавки с равномерно расположенными между ними и обращенными наружу кольцевыми выступами, диаметр которых не меньше внутреннего диаметра охватывающей детали. Кольцевые канавки выполнены глубиной, уменьшающейся от торца детали, т. е. толщина участков стенки под канавками в охватываемой детали постепенно увеличивается. При этом канавки после приложения осевой нагрузки деформируются. Охватываемая деталь может быть снабжена дополнительным упором, выполненным в виде кольцевого выступа на наружной поверхности. В кольцевых канавках могут быть установлены уп- лотнительные элементы. 1 з. п. ф-лы, 7 ил. (Л С

Рог1

Фм 2

I

фиг.З

2 1

пЛ / /ЪтУ/тт.

J 15

Ж

T/VVTZ

MSJ5c&