Фланцевое соединение трубопроводов Советский патент 1982 года по МПК F16L33/02 F16L23/02 

(54) ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно для соединения тонкостенных деталей и трубопроводов там, где требуется высокая надежность конструкций, испытывающих повышенные вибрационные нагрузки.

Известно фланцевое соединение трубопроводов, содержащее фланцы и охватывающий их хомут с выступами, скрепленными с помощью крепежного элемента 1.

Наиболее близким по технической сущ- ю ности к предлагаемому является фланцевое соединение трубопроводов, содержащее фланцы и охватывающий их хомут, состоящий из щарнирно соединенных между собой звеньев, скрепленный посредством рычажного натяжного устройства 2.

Недостатком известных устройств является сложность их конструкций.

Цель изобретения - повышение надежности соединения.

Указанная цель достигается тем, что по 20 боковым сторонам звеньев равномерно по окружности выполнены выступы, взаимодействующие с фланцами, причем каждая пара соседних выступов выполнена с противоположно направленными наклонными поверхностями.

На фиг. 1 изображено фланцевое соединение; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант выполнения дугообразного элемента; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 1.

Фланцевое соединение содержит два трубопровода 1 и 2 с фланцами 3 и 4 соответственно, охватывающий фланцы 3 и 4, взаимодействующий с ними хомут 5, и устройство для перемещения хомута 5.

Хомут 5 выполнен в виде шарнирно связанных посредством цилиндрических щарниров 6 между собой дугообразных элементов 7 с равномерно расположенными по окружности на их внутренней поверхности 8 выступами 9 и 10. Каждая пара соседних выступов 9 и 10 имеет на противоположных боковых сторонах 11 - 14 клиновые поверхности 15 и 16, между которыми расположены фланцы 3 и 4. Длина хомута 5 меньще длины окружности наружной цилиндрической поверхности фланцев 3 и 4. Устройство для перемещения хомута 5 выполнено в виде быстродействующего, преимущественно рычажного запора, взаимодействующие друг с другом элементы 17-19 установлены на концах 20 и 21 хомута 5 с возможностью их соединения с натягом. Дугообразные элементы 7 могут быть выполнены в виде круговых участков кольца (фнг. 3), либо в виде стержней 22, жестко связанных между собой под определенным углом (фиг. 1), причем выступы 9 и 10 размещены в местах соединения этих стержней 22 и жестко связаны с последними. Элемент 17 замка выполнен в виде рукоятки, установленной на конце 20 хомута 5 на неподвижной оси 23. Элемент 18 выполнен в виде кольца, шарнирно установленного на элементе 17 (рукоятке). Элемент 19 выполнен в виде крючка и жестко связан с концом 21 дугообразного элемента 7. Клиновые поверхности 15 на выступах 9и клиновые поверхности 16 на выступах 10выполнены симметрично относительно плоскости, в которой расположены фланцы 3 и 4 и которая перпендикулярна оси трубопроводов 1 и 2. Клиновые поверхности 15 и 16 расположены под углами, равными по абсолютной величине, но имеющими разные знаки. Выполненные описанным выше образом выступы 9 и 10 чередуются между собой по всей длине хомута 5. Жесткость на изгиб выступов 9 и 10 превышает жесткость на изгиб фланцев 3 и 4. Сборка производится следующим образом. Фланцы 3 и 4 соединяемых трубопроводов 1 и 2 устанавливают соосно друг другу. На фланцы 3 и 4 надевают хомут 5 так, чтобы выступы 9 оказались с одной стороны фланцев 3 и 4, а выступы 10 - с другой. После этого элемент 18 (кольцо), расположенный на конце 20 хомута 5, набрасывают на элемент 19, размещенный на другом конце 21 хомута 5 и вращением рукоятки 17 вокруг оси 23 стягивают концы 20 и 21 хомута 5. Расстояние между концами 20 и 21 хомута 5 сокращается, при этом уменьщается суммарная длина хомута 5 и устройства для перемещения хомута 5, следовательно, уменьшается радиус, на котором расположены выступы 9 и 10. Последние при стягивании концов 20 и 21 хомута 5 перемещаются в радиальном направлении к оси трубопроводов 1 и 2 и своими клиновыми поверхностями воздействуют на фланцы 3 и 4. Возникающие на клиновых поверхностях 15 и 16 двух любых соседних выступов 9 и 10 составляющие усилий, параллельные оси трубопроводов 1 и 2 и направленные в противоположные стороны, деформируют фланцы 3 и 4 поочередно в разных направлениях, вызывая местный изгиб (депланацию) фланцев 3 и 4 в местах контакта с ними выступов 9 и 10. Изменение плоской формы фланцев 3 и 4 в гофрирование на их периферии происходит в пределах упругих деформаций (закона Гука) и после снятия хомута 5 фланцы 3 и 4 восстанавливают свою плоскую первоначальную форму за счет внутренних сил упругости материала фланцев 3 и 4. Упругая деформация краев фланцев 3 и 4 при стягивании концов 20 и 21 хомута 5 приводит к растяжению (в пределах закона Гука) периферийной зоны фланцев 3 и 4, более надежному прилеганию их. Угол наклона клиновых поверхностей и количество выступов подбирается либо расчетным, либо экспериментальным путем и зависит от диаметра фланцев 3 и 4, толщины последних, физико-механических свойств материала, из которого изготовлены фланцы 3 и 4 и хомут 5 и т. д. Фланцы 3 и 4 могут быть выполнены тонкостенными: металлическими, пластмассовыми, резиновыми и т. д., и в зависимости от перечисленных выще факторов могут обеспечить герметичность соединения без дополнительных уплотнительных прокладок. В случае необходимости между фланцами 3 и 4 может быть установлена уплотнительная прокладка (не показана). Жесткость выступов 9 и 10, а также жесткость дугообразных элементов 7 выще суммарной жесткости фланцев 3 и 4 на изгиб. Для повыщения надежности соединения рукоятка 17 может быть законтрена любым известным способом. Например с помощью проущины и контровочной проволоки. Технико-экономическая эффективность изобретения достигается посредством повыщения надежности соединения. Формула изобретения Фланцевое соединение трубопроводов, содержащее фланцы и охватывающий их хомут, состоящий из щарнирно соединенных между собой звеньев, скрепленный посредством рычажного натяжного устройства, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности соединения, по боковым сторонам звеньев равномерно по окружности выполнены выступы, взаимодействующие с фланцами, причем каждая пара соседних выступов выполнена с противоположно направленными наклонными поверхностями. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 2675253, кл. 285-408, опублик. 1954. 2.Патент США № 2706648, кл. 285-409, опублик. 1955. 22 5

12

Вид 6 повернуто

17