Способ соединения трубопроводов

 

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 уплотнительные элементы. 1 з. п. ф-лы, 7 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 1 13/14

ГОСУДАР СТ В Е HHbl Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816894/29 (22) 23.04.90 (46) 15.06,92. Бюл. ¹ 22 (72) А;А. Краснов и Ю .И. Гарбуз (53) 621.643(088.8) (56) Патент США № 4482174, кл. F 16 1 13/14, 1984. (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ (57) 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 соединения. Соединение трубопроводов включает охРатывающую деталь, выполненИзобретение 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 (оответственно вариант выполнения соединения без дополнительного соедини» Ж,, 1740850 А1 ную 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 уплотнительные элементы. 1 з. и. ф-лы, 7 ил, тельного элемента и вариант выполнения соединения с применением охватывающего соединяемые трубопроводы соединительного элемента в виде муфты), сечение; на фиг. 3 — узел! 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 соединительного 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,а справа — уже в деформированном состоянии, когда охватываемая деталь явля1740850 ется соединительным элементом между ны детали 3 — в виде дополнительной кольдвумя секциями трубопроводов, разрез; на цевой канавки 15, т. е. также уступа 15 на фиг, 7 — стадии деформирования сечения наружной поверхности детали 3. каждого участка (или цилиндрической ка- Способ соединения трубопроводов осунавки) охватываемой детали, расположен- 5 ществляют следующим образом. ного соответственно между соседними Сначала обычными известными методакольцевыми выступами (увеличено). ми выполняются охватывающая деталь 1 с

Данноесоединениетрубопроводов, вы- выступом-упором 2 и эластично-упругие полняемое предлагаемым способом(фиг.1, кольца 12 или 13 и прокладка 14 в виде

3, 6), содержит охватывающую деталь 1, вы- 10 втулки, размещаемые впоследствии по месполненную, в частности, в виде муфты и ту. Охватываемая деталь 3 выполняется снабженную внутренним кольцевым высту- обычными методами из пластичных сталей пом-упором 2, охватываемую деталь 3 и тор- и сплавов. Затем на ее наружной поверхноцовый участок 4, который взаимодействует сти известными методами токарной обрас выступом-упором2охватывающейдетали 15 ботки быстро и просто выполняются

1. На наружной поверхности охватываемой кольцевые канавки 5 — 10, при этом указандетали 3 выполнены кольцевые канавки 5- ные участки детали 3 (по месту канавок) вы10 с равномерно расположенными между полняются соответственно с постепенно ними выступами 11. Наружный диаметр по- увеличиваемой от торца детали толщиной. следних не меньше внутреннего диаметра 20 Варианты выполнения охваты ваемой (или меньше на заданную величину зазора) детали 3, представленные на фиг. 1 и 2 (фиг. охватывающей детали 1. При этом участки 4 и 5 соответственно), отличаются друг от

5 — 10 поверхности охватываемой детали 3 друга только видом выполнения ееторцовомежду выступами 11 (собственно кольцевые ro выступа 4, выполняемого также токарной канавки охватываемой детали) выполнены с 25 обработкой либо коническим (фиг. 1, 4, 6), глубиной, постепенно уменьшающейся от либо цилиндрическим (фиг. 2, 5) соответстторца 4 детали. Т. е. толщина стенки под венно для обеспечения максимально возканавками в детали 3 постепенно увеличи- можного прилегания поверхностей вается от торца, причем минимальную тол- соединяемых деталей друг к другу. щину имеет участок 5, прилегающий к 30 Затем производится сборка соединеторцовому выступу 4 детали 3, а последую- ния в следующем порядке. На охватываещие участки 6 — 10 имеют каждый свою по- муюдеталь3поместуканавок5ибидругих стоянную, но все большую толщину. надеваютуплотнительные элементы 12 или

Например, достаточно задать приращение 13, затем (в случае ее применения) надевают толщины каждого участка 6-10 (соответст- 35 эластичную втулку 14, после чего охватывавенно относительно толщины предыдущего емую деталь 3 вставляют торцом 4 до упираучастка всего в несколько десятых долей ния последнего в выступ-упор 2 в миллиметра, что необходимо для обеспече- охватывающую деталь 1 (фиг. 1, 2 и 6). После ния заданной последовательности дефор- этого либо к торцам соединяемых элеменмирования указанных участков при 40 тов1 и 2(фиг.4), либо к выступу(или уступу) монтаже соединения. Кроме того, соедине- 15 детали 3 и выступу 2 детали 1 (противоние снабжено уплотнительными элемента- положному торцу муфты 1, фиг. 5 и 6) прими в виде колец (фиг. 3), которые могут быть кладывают осевое (вдоль продольной оси выполнены в виде эластично-упругих колец соединения) сжимающее усилие (условно

12, асположенных в кольцевых канавках 45 показано стрелками на фиг. 4-6).

В качестве устройства для создания ступам 11 детали 3 (фиг. 3 а), или в виде осевой, соосной продольной оси соединеэластично-упругих колец 13, полностью по- ния, сжимающей нагрузки на зафиксирокрывающих собой (фиг. 3 б) канавки 5 — 10. В ванное перед сборкой соединение может случае необходимости соединение трубоп- 50 быть использован домкрат или силовой гидроводов может быть снабжено эластично- роцилиндр с выдвижным штоком, снабженупругой прокладкой 14 в виде втулки, ным упором, взаимодействующим с расположенной между охватываемой 3 и ох- определенным местом (выступом или торватывающей 1 деталями. Кроме того, охва- цом) выполняемого соединения. Вследсттываемая деталь 3 при необходимости для 55 вие воздействия осевой сжимающей удобства выполнения монтажа соединения нагрузки начинается последовательная деможет быть снабжена дополнительным упо- формация участков 5-10 охватываемой дером 15 (фиг. 1, 2 и 6), выполненным в виде тали 3, так как они выполнены с различной кольцевого выступа на наружной поверхно- постепенно увеличиваемой от зафиксирости детали, а в сл ч случае значительной толщи- ванного торца детали 3 толщиной, а, следо1740850

1д

1/

У

Ю

Ю

/2

/1 гГ

/4 .У

f1

3 вательно, и различной силой сопротивления деформированию каждый. Вначале происходит потеря устойчивости (фиг. 7, стадия I и верхний участок фотографии) цилиндрического участка 5, расположенного между торцовым кольцевым выступом 4, взаимодействующим с упором 2 охватывающей детали 1, и выступом 11, и имеющего наименьшую толщину стенки. Затем происходит пластическое осесимметричное выпучивание 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 охваты ваемой детали 3 (фиг. 7, стадия

1П и нижние участки фотографии) оказывается полностью зажат между прилегающими к нему выступами4 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 эластичноупругие уплотнительные кольца 12 или 13 и эластично-упругая втулка 14 оказываются зажатыми между сопрягаемыми поверхностями соединяемых деталей 1 и 3. Далее последовательно происходит потеря устойчивости 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 деформирования последнего участка охватываемой

30 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, а 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, о т л и ч аю шийся 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 и, 1, отличающийся тем, что на наружной поверхности охватываемой детали выполняют дополнительный выступ, а поверх кольцевых канавок надевают уплотнительные элементы в виде кольцевых эластично-упругих прокладок, деформируют вместе с участками стенки охватываемой детали.

1740850 У 15

Составитель А. Семенов

Техред M. Моргентал Корректор С, Шевкун

Редактор M. Петрова

Заказ 2072 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям.и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издатеаьскии комбинат "Патент", г. Ужгород, уа.Гагарина, 101

74

7J

У

Ф

У

7 д

1f ф