Неразъемное соединение трубопроводов из разнопородных материалов и способ его сборки

 

1. Неразъемное соединение трубопроводов из разнородных материалов, содержащее фланец на конце одного.из трубопроводов, на наружной цилинJцpической-поверхности которого образованы кольцевые углубления, в которые обжата трубчатая часть охватывакедего трубопровода, от личаюме.е ся тем, что, с целью покушения герметиуности соединения, внешний торец фланца выполнен коническим, на конце охватывающего трубопровода изготовлен внутренний радиальный кольцевой выступ , а между последним и фланцем внутреннего трубопровода разменян уплотнительный элемент, образованный, например, вдавленным в трубопровод из более мягкохчэ материала кольцевым осевым выступом, изготовленным на трубопроводе из более прочного материала .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.5(5п В 21 0 26/14

«1 . °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (2 1 ) 300 9667/25-2 7 (22) 28. 11. 80 ,(46) 07.04.83; Бюл. Р 13 (72) В.Ю.Астапов, В.В.Шикера, N.H.Ãîðбунов, и В.A.Ïîëîâöåâ (71) Московский авиацйонный технологический институт им.К.Э.Циолковского (53) 621.98.44(088.8) (56) 1. Каракозов Э.С, Сапрыгин В.Д.

Холодная сварка труб. N., "Металлургия", 1978, с. 30-31.

2. Беляков И.Г., Борисов tO.Ä. Технология в космосе. N. "Иаииностроение", 1974, с. 229-230 (прототип). (54) НЕРАЗЬЕИНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУ-

БОПРОВОДОВ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ NATEPHAJIOB

И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ. (S7) 1. Неразъемное соединение трубопроводов из разнородных материалов,.

„.,Я0„„,1 009570 А содержащее 4ланец на конце одного из трубопроводов, на наружной цилинцрической-поверхности которого образованы кольцевые углубления, в которые обжата трубчатая часть охватывающего трубопровода, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью повышения герметичности соединения, внешний торец фланца выполнен коническим, на конце-охватывающего трубопровода изготовлен внутренний радиальный кольцевой выступ, а между последним и фланцем внутреннего трубопровода размещен уплотнительный элемент, образованный, например, вдавленным в трубопровод из более мягкого материала кольцевым д осевым выступом, изготовленным на трубопроводе из более прочного материала.

2. Способ магнитно-импульсной сборки неразъемного соединения трубопроводов из разнородных материалов по и. 1, заключающийся в обжиме магнитно-импульсным полем наружного . трубопровода в кольцевые углубления на фланце внутреннего трубопровода, с

1009570 отличающийся тем,что перед обжимом собираете трубопроводы сжимают осевым усилием, а обжим осуществляют последовательно по участкам в направлении от конического торца фланца к уплотнительному элементу между трубопроводами..

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может найти применение при изготовлении биметаллических трубчатых соединений металлов, разнородных по своим свойствам, методом магнитно-импульсной обработки металлов.

Известно соединение трубных заготовок из разнородных металлов, когда в качестве опоры при изготовлении переходников используют более прочную охватываемую заготовку„ например, из стали 12 18 Н10Т или титана ВТ10, которая имеет кольцевые канавки и бурт, а охватывающая заготовка, например, из сплавов ЛИГ или

АМЦ, выполняется в форме колокола с двумя заходными конусами по наружному диаметру. Сборка соединяемых заготовок осуществляется их совместным деформированием обжимным конус.ным кольцом 1 1 .

Однако процесс низкопроизводитеt лен, возрастает вес соединения из-з а применения специального обжимного конусного кольца, кроме того „невозможно осуществить сборку биметаллических трубных переходников иэ разнородных .металлов непосредственно на изделиях, выносной инструмент в этом случае получается очень тяжелым, громоздким.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является нераэъемное соединение трубопроводов из разнородных материалов, содержащее фланец на конце одного из трубопроводов, на наружной цилиндрической поверхности которого образованы кольцевые углубления, в которые обжата трубчатая часть охватывающего трубопровода и способ

его сборки, заключающийся в обжиме магнитно-импульсным полем наружного трУбопровода в кольцевые углубления на фланце внутреннего трубопрово- .да 2).

Недостатками известного соединения являются увеличение веса соединения иэ-за наличия дополнительных газов, а также недостаточная герметичность соединения в условиях переменных нагрузок.

Цель изобретения — повышение герметичности соединения. °

Поставленная цель достигается тем, что в неразъемном соединении трубопроводов из разнородных материалов, содержащем фланец на конце одного из трубопроводов, на наружной цилиндрической поверхности которого образованы кольцевые углубления, в которые обжата трубчатая часть охватывающего трубопровода, внешний торец фланца выполнен коническим, на конце охватывающегЬ трубопровода изготовлен внутренний радиальный кольцевой выступ, а между последним и фланцем внутреннего трубопровода размещен уплотнительный элемент, образован. ный, н апример, вдавленным в трубопровод из более мягкого материала коль20 цевым осевым выступом, изготовленным на трубопроводе иэ более прочного материала. В способе магнитно-им1На одной из труб 1, изготовленной иэ более мягкого материала, чем другая труба, кольцевой выступ направлен внутрь трубы, а,на трубе 2 образован фланец. сланец, образованный на трубе 2, устанавливаемой внутри соединения, имеет сложную форму: на его поверхности, обращенной дальше от проходного отверстия

50 пульсной сборки нераэъемного соединения трубопроводов из разнородных материалов, заключающемся в обжиме магнитно-импульсным полем наружного трубопровода в кольцевые углубления на фланце внутреннего трубопровода, перед обжимом собираемые трубопроводы сжимают осевым усилием, а обжим

З0 осуществляют последовательно по участкам в направлении от конического торца фланца к уплотнительному элементу между трубопроводами.

На фиг.1 изображено неразъемное

З5 соединение трубопроводов из разнородных материалов до сборки и после нее, на фиг.2 — последовательность .магнитноимпульсной сборки предлагаемого соединения.

40 Соединение состоит из двух труб

1 и 2, вставленных друг в друга и обжатых давлением магнитного поля.

1009570 трубы, выполняются две кольцевые " навки 3 и 4, образованные на фланце канавки 3 и 4, на торце фланца, об- трубы 2. Соединение только с вдавлеи ращенном к продолжению трубы 2, ным кольцевым выступом само может образован уплотнительный элемент в обеспечивать герметичность до несвиде осевого кольцевого треугольного кольких десятков сотен атмосфер. остроконечного выступа 5, а на дру- 5. Если необходимо соединить материroM торце этого фланца выполняется алы однородные или с близкими по коническая поверхность 6. Внутренний своим прочностным характеристикам кольцевой радиальный выступ трубы 1 данные то в качестве кольцевого выможно изготовить .точением из толсто- ступа можно использовать специальную стенных трубчатых заготовок или чтобы 0 кольцевую деталь, имеющую в сечении повысить коэффициент использования форму ромба с большой диагональю металла осадкой труб с дифференциро- вдоль оси вращения и изготовленную ванным нагревом с последующей механи- из более прочного, чем соединяемые ческой обработкой фланца трубы 2 или трубы, металла, например пружинной его калибровкой. Для выступа, образо-15 стали. В этом случае металл кольца ванного на трубе 1, обычно после внедрится в оба торца и высокая геросадки и набора материала последующей метичность также будет обеспечена. доработки не требуется ° После изготовления трубы вставляются друг в ОДнако осевого УсилиЯ, котоРое друга таким образом, чтобы одна из 2ð РазвиваетсЯ при обжатии наРУжной них, например труба 1, охватывала трубы по конической части фланца не фланец, второй 2 и осевой выступ 5 всегда хватает для достаточного последней контактировки с внутренним внедрения кольцевого выступа, поэтоторцом кольцевого радиального выступа му возникает необходимость увеличить трубы. его. Этого можно добиться, если в

Внутрь соединения вставляется оп- процессе обжима наружной трубы имравка 7, которая выполняет сразу две пульсным магнитным полем фланцы сжифункции:.предотвращает внутреннюю по мать осевым усилием. верхность трубопровода 2 от искажения при сборке и служит элементом Трубу с кольцевым осевым выступом фор обраэов ия при обжатии редней г вставлЯ в ТРУбУ с фланцем 2 до

30 части и конца трубы 1. соприкосновения по всему кольцу. При изготовлении фланца внутренней трубы

После установки в положение сборки 1 коническую часть выполняют так, осуществляют обжатие наружной трубы чтобы на торце осталась часть повеРхизготовленной из более мягкого для 35 ности а, перпендикулярной оси враданной пары материала например .щщу щения заготовки. Для сжатия осевым дщр, д1б и других металлов. При обжа Усилием можно пРименять УстРойство, тии необходимо использовать импульс- состоящее из оправки 7 с кольцевым ный источник энергии, так как прило- -. выступом в сереДине, ДиаметР котоРожение статического давления в данном 40 го на соединении не приведет к желаемому ра оправки и резьбой на конце упора

РеэулЬтату, а из импульсных источни- 8 и гайки 9. ОпРавка .7 устанавливаков здесь наиболее приемлема магнит ется внутрь трубопровода 1 до упора но-импульсная обработка, позволяющая своим выступом в поверхность а фланлокализовать.значительные давления 45 ца. УпоР 8 Устанавливается до прилена небольшой зоне обрабатываемого гания к торцу фланца трубопровода 2. участка, юто нужно в случае деформи Наворачиванием гайки 9 обеспечиваетрования толстостенных наружных труб. сЯ сжатие деталей 1 и 2 силамио и внедрение кольцевого выступа в меВ силу инерции, приобретенной ох- талл фланца охватывающего трубопроватывающей трубой 1 под действием вода.; В том случае, когда соединяютдавления импульсного магнитного по- ся детали с диаметром более 0,15 м, ля, ее материал деформируется до со- можно ОсевОе сжатие производить на прикосновения с оцравкой 7. При об- прессах, а гайкой фиксировать положиме наружной трубы 1 по конической жение, так как усилие, создаваемое поверхности б внутренней трубы 2 55 при наворачивании гайки, может окавозникают осевые силы, стремящие- заться недостаточно. После создания ся сблизить торцы фланца и кольце- усилия, достаточного для внедрения вого радиального выступа и вдавлива- выступа, производится обжатие наружной ющие уплотнительннй элемент в виде трубы в зоне 1 давлением импульсного треугольного кольцевого выступа на, 60 магнитного поля,обеспечивающее фиксифланце трубы из более прочного мате- рование осевого усилия деформированием. риала в торец выступа (фланца) на- по конической части фланца и формоизружной трубы из мягкого материала 1. менением части охватывающего трубоОдновременно металл наружной трубы провода 2 в зоне fl, завальцовывая

1 завальцовывается в кольцевые ка- g5 часть трубы в выполненные на фланце

1009570

Фала Р

Составитель И.Лац

Редактор С.Титова Техред Т.Маточка

Корректор А.Тяско

Заказ 2557/б Тираж 814 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4 . 6» внутреннего трубопровода 1 кольцевые канавки.

После разборки устройства, создающего предварительное осевое сжатие неразъемное соединение трубопроводов из разнородных или однородных ме- галлов предлагаемой конструкции и, собранное предложенным способом готово к эксплуатации.

На фиг.2 пунктиром показано положение трубы 2 после сборки.

Герметичность неразъемного соединения обеспечивается завальцовкой металла охватывающей трубы в кольцевые канавки, внедрением кольцевого выступа во фланец наружной трубы и поджимом выступа силой, возникающей при обжиге внешней трубы по конической части фланца внутренней трубы, а в процессе работы соединения производится самоуплотнение контактирующего с фланцем выступа за счет растягивающих трубопровод усилий.

Таким образом, предлагаемое неразьемное соединение позволит повысить герметичность по-сравнению с базовым о бъектом.