Устройство для соединения труб Советский патент 1982 года по МПК F16J15/32 

внутренних шестигранных болтов 9 или 1 проходят сквозь отверстия 13 и 14 в пластине 5. Примыкающая к головкам 11 и 12 часть болтов 9 и 1О с небольшим люфтом проходит сквозь поперечные от верстия в стяжном пальце 7, сквозь неизображенные отверстия в месте перегиб пластгапл 5, а затем, таокже с зазором через отверст11я 15 и 16 в месте перегиба пластины 6 и входят в снабженные внутренней резьбой поперечные отверстий в стяжном пальце 8. Из указанного следует, что при затяжке болтов 9 и 1О камера 1 может затягиваться наподобие зажимному мостику или муфте. Камера 1 между фланцами 3 и 4 содержит С-образную в поперечном сечении открьюающуюся внутрь, выполненную из синтетической резины уплотнительную ман жету 17, перемычка 18 которой своей наружной стороной под прокладкой из стальной ленты 19 плотно прилегает к цилиндрической внутренней поверхности 20 кожуха 2 камеры. Прокладка из стально ленты 19, помимо прочего, служит для 17ерекрытия зазора 21 в месте перегиба пластин 5 и 6 (фиг. 1). К перемычке 18 уплотнительной манжеты 17 с обеих сторон прилегают к-онцы вьшолненные в виде уплотняйщих губок 22 и 23. На свободных концах уплотняющие губки имеют острые уплотнительные канты 24 и 25, которые при затяжке камеры 1 плотно прилегают к боковой поверхности соединяемых устройством коН цов труб 26 и 27. На обращенной к перемычке 18 стороне уплотняющих губок 22 к 23 имеются обращенные наружу кольцеобразные канавки 28 и 29, в которых размещено практически замкнутое в себе кольцо винтовой пружины ЗО или 31. Это слегка распрямленное кольцо по своему наружному периметру поддерживает, предпочтительно, тонкостенный участок 3,2 и 33 перемычки и, в свою очередь, опирается на него. Между кольцевыми канавками 28 и 29 и основанием 34 и 35 уплотняющих губок имеется кольцеобразное полое пространство 36 и 37, которое через витки кольца винтовой пружины 30 и 31 между внутренней стороной перемычки 18 и наружной стороной концов труб 26 и 27 соединяется с пространством 38. Кольца винтовой пружины 30 .и 31 выполняют, главным образом, четьфе функции. Во-первых, благодаря тому, что они снаружи оприаются на внутреннюю сторону ЗОНЫ 32 или. 33 перемычки 18, при затяжке корпуса они обеспечивают немедленное прижатие к наружной поверхности концов труб 26 и 27 уплотняющих губок 22 и 23 с радиально направленным усилием, превосходящим собственную эластичность. Во-вторых, благодаря свойству свободно распрямлятЕзСя, они обеспечивают равномерное распределение внутреннего давления в трубах, которое через стык труб передается пространству 38, по всей длине обращенных к перемычке 18 сторон уплотняющей губки 22 или 23, включая полые пространства 36 и 37, благодаря чему уплотняющие губки по всему наружному периметру испытьшают действие гидростатического направленного внутрь усилия. В-третьих, особенно при недостаточной эластичности материала уплотнительной манжеты, вследствие износа или многократной и длительной термической нагрузки, обеспечивается неизменно плот ное прижатие уплотняющих губок 22 или 23 по всему наружному периметру концов соединяемых труб 26 и 27 даже при незначительном внутреннем давлении в трубах. Одновременно кольца винтовой пружины ЗО и 31 предотвращают отход тонкостенных участков 32 и 33 перемычки 18 манжеты от прокладки 19, причем такой отход может наступить в результате практически неизбежного старения резинового материала в условиях высоких 5-ермических нагрузок и исчезновения внутреннего давления в соединяемых трубах. С учетом последнего явления профилируется внутренняя сторона, расположенная между уплотняющими губками 22 и 23 от резка перемычки 18. На этом отрезке перегородка не имеет постоянной толщины, а на определенном расстоянии в осевом направлении здесь расположены округлые направленные внутрь утолщения 39, которые придают внутренней стороне волнообразный профиль. Этот профиль (фиг. 1) отмечен пунктирной линией 40. Утолщения 39 служат в качестве ребер жесткости с радиально направленным наружУ .усилием, которые предотвращают отход перемычки 18 от прокладки 19, если материал манжеты уплотняется под воздействием термических нагрузок. Устройство работает следующим образом. Уплотняющие губки перед монтажом соединения имеют больший диаметр, чем подлежащая уплотнению труба. При напряжении охватетающей перемычку уплотняю щей манжеты камеры эта камера с-ц ямает ся до меньшего диаметра, и за счет этог уплотнительная манжета сжимается в объеме. Это .означает, что резиновая манжета также занимает меньший диаметр. За счет сжатия камеры до меньшего диа- метра уплотняющая манжета сжимается в объеме, так что диаметры перемычки винтового пружинного кольда и уплотняющей губки уменьшаются. Вследствие этого уменьшения диаметра уплотняющая губка прилегает затем к наружной поверхности трубы и за счет дальнейшего натягивания камеры перемычка манжеты через винтовое пружинное кольцо, а также уплотняюшая губка подвергаются еще более сильному давлению, причем материал резины уплотняющей губки проникает в поры, рис ки, швы или другие неплосксстности необработанной наружной поверхности трубы Торцовые стороны уплотни тельной ман- жеты 17 разделены на две, в основном конические плоскости 41 и 42 или 43 и 44. Радиально наружные конические -поверхности 41 и 43 прилегают к изогнутым внутрь боковым краям 45 и 46 прокладки 19, причем ее концы должны находиться один от другого на расстоянии, равном расстоянию между местами изгиба пластин 5 и 6, причем эти концы проклад ки 19 должны располагаться в месте, диаметрально противоположном зазору 21 Внутренние конические плоскости 42 и 44 торцовой стороны манжеты 17 плот но прилегают, соответственно, к имеющим форму усеченного конуса зажимным кольцам 47 и 48. Эти вьшолненные из высокопрочной стали, зажимные кольца состоят из ленты, конически загнутой в виде витка с перекрывающимися концами. В точке наибольшего диаметра зажимные колыи 47 и 48 аксиально крепятся в корпусе в выемках 49 и 5О между кожухом корпуса 2 и фланцем 4 или 3. На отрезке меньшего диаметра зажимные кол ца снабжены большим количеством у ° разных вырезов, образующих пластины 51 выступающие из конусообразной поверхнос ти зажимного кольца таким образом, что накрывают одна другую наподобие чешуи. Свободный конец каждой такой пластины 51 образует таким образом захват 52, предназначенный для врезания в боковую поверхность концов соединяемых труб и закрепления на этой поверхности. Если камеру над концами труб 26 и 27 (фиг. 2) затянуть, то захваты 52 на концах пластинок 51 зажимных колец 47 и 48 сразу же врежутся в наружную поверхность концов труб. Это произойдет потому, что зажимные кольца 47 и 48 в точках их наибольшего диаметра, т. е. во впадинах 5О или 49, затянуты обоймой, охватывающей их по наружному и внутреннему периметрам. Эта обойма с одной стороны состоит из наружного массивного распорного кольца 53. Распорное кольцо 53 имеет цилиндрическую наружную поверхность 54, плотно прилегающую к внутренней стороне 2О кожуха 2 камеры в месте расположения выемок 49 и 50 ; первую коническую плоскость 55, плотно , прилегающую к боковому краю 45 или 46 и, тем самым, к конической поверхности 41 и 43 торцовой стороны манжеты 17, и вторую коническую поверхность 56, плотно прилегающую к наружной боковой поверхности зажимных колец 47 и 48. Концы распорного кольца 53 расположены один от другого на расстоянии, максимально равном расстоянию между точками перегиба пластин 5 и 6, так, что при затяжке камеры 1 они образуют плотное соединение, и распорное кольцо 53 приобретает форму замкнутого кольца. С другой стороны обойма пластинчатого зажимного кольца имеет следующее, соприкасающееся с его внутренней боковой поверхностью, распорное кольцо 57, имеющее, в соответствии с представленной на фиг. 1-2 формой исполнения, круглое поперечное сечение. Это распорное кольцо 57 опирается на внутреннюю сторону фланца 3 или 4. Концы распорного кольца 57 (при незатянутой камере 1) находятся на расстоянии один от другого, примерно равном расстоянию между концами распорного кольца 53, и приходят в плотное соприкосновение. Благодаря распорным кольцам 53 и 57 обоймы зажимных колец 48 и 47, вопреки эластичности материала манжеты 17, при затяжке камеры 1 обеспечивается немедленная подача захватов 52 и наружной поверхности концов соединяв- мых труб 26 и 27 и зацепление их с этой повехрностью даже при отсутствии в полости 38 гидростатического давления, которое передавалось бы через несжимаемую манжету 17 и вызывало бы аналогичное 5тление. Технике-экономическая эффективность соединительного устройства заключается в обеспечении не только плотного, но и равноценного геометрическому замыкания в осевом направлении, а также в направлении скручивания соединения концов труб немедленно после затяжки камеры. Это соединение имеет практически неограниченный срок эксплуатации, даже если рабочие температуры приближаются к максимально допустимым. Формула изобрете.ния Устройство для соединения труб, содержащее незамкнутую камеру, в. которой расположена С-образная в поперечном сеченив манжета из материала типа резины представляющая собой перемычку, соединяющую направленные одна к другой уплотняклцие губки, отличающее98 с я тем, что, с целью обеспечения плот ности соединения труб независимо от переменных термических нагрузок и старения материала манжеты, внутренний диаметр уплотняющих губок больше диаметра концов соединяемых труб, причем между наружной поверхностью уплотняющих губок и внутренней поверхностью перемычки враспор установлена предварительно напряженная винтовая пружина. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СЩА № 3680874, кл. 277-153, 1972.

f 53 П fib 55 iO W J7JJJ/ / / / / / / / / j W гц W

Фие. t 1 n / / / 0 хУ( f f