Устройство для сварки фитинга с трубой из полимерного материала

 

Использование: изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к устройству для сварки пластмассовых трубчатых элементов, в частности фитинга и трубы, и может найти применение в системах распределения воды или других жидких материалов, например, в нагревательных, охлаждающих или ирригационных установках. Сущность изобретения: в устройстве для сварки фитинга с трубой из полимерного материала наружная поверхность первого сварочного элемента выполнена в сечении в форме эллипса. Рабочая поверхность этого элемента, лежащая на малой оси эллипса, расположена выше рабочей поверхности, лежащей на его большей оси. Рабочая поверхность первого сварочного элемента, лежащая на малой оси эллипса имеет меньшую толщину стенки. Центральный элемент первого сварочного элемента выполнен из непроводящего материала. Кроме того, сварочные элементы выполнены из стали или алюминия. Сварочные элементы покрыты инертным материалом типа тефлона. Центральный элемент, расположенный в первом сварочном элементе, выполнен из керамического материала. Центральный элемент завинчен внутри первого сварочного элемента. В металлической плите просверлено отверстие соосное центральному элементу. Второй сварочный элемент выполнен с резьбовым отверстием. Средство для соединения первого и второго сварочных элементов с плитой выполнено в виде винта. Винт проходит через опорную плоскую поверхность первого сварочного элемента, через отверстие в металлической плите и резьбовое отверстие во втором сварочном элементе. 5 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к устройствам для сварки пластмассовых трубчатых элементов, в частности фитинга и трубы, и может найти применение в системах распределения воды или других жидких материалов, например в нагревательных, охлаждающих или ирригационных установках.

Известно устройство для сварки фитинга с трубой из полимерного материала, содержащее металлическую плиту с плоскими параллельными стенками, снабженную средствами ее нагрева, первый и второй сварочные элементы из теплопроводного материала для оплавления соответственно трубы и фитинга, снабженные средством для соединения их с металлической плитой и выполненные с опорной поверхностью для контакта с плоскими стенками плиты и с рабочей поверхностью, соответствующей оплавляемым поверхностям трубы и фитинга, свариваемого встык вокруг отверстия в трубе, при этом первый сварочный элемент снабжен расположенным в нем центральным элементом, выполненным с диаметром, соответствующим диаметру отверстия в трубе (патент США N 3723229, кл. В 29 С 27/02, 1973).

Однако известное устройство не позволяет получить сварное соединение трубы с фитинга с контактной поверхностью постоянной ширины.

Техническим результатом изобретения является обеспечение равнопрочного сварного шва по всей поверхности соединения трубы и фитинга.

Для достижения технического результата в устройстве для сварки фитинга с трубой из полимерного материала, содержащем металлическую плиту с плоскими параллельными стенками, снабженную средствами ее нагрева, первый и второй сварочные элементы из теплопроводного материала для оплавления соответственно трубы и фитинга, снабженные средством для соединения их с металлической плитой и выполненные с опорной поверхностью для контакта с плоскими стенками плиты и с рабочей поверхностью, соответствующей оплавляемым поверхностям трубы и фитинга, свариваемого встык вокруг отверстия в трубе, при этом первый сварочный элемент снабжен расположенным в нем центральным элементом, выполненным с диаметром, соответствующим диаметру отверстия в трубе, согласно изобретению наружная поверхность первого сварочного элемента выполнена в сечении в форме эллипса, при этом его рабочая поверхность, лежащая на малой оси эллипса, расположена выше рабочей поверхности, лежащей на его большей оси, и имеет меньшую толщину стенки, а центральный элемент первого сварочного элемента выполнен из непроводящего материала.

Кроме того, сварочные элементы выполнены из стали или алюминия. Сварочные элементы покрыты инертным материалом типа тефлона. Центральный элемент, расположенный в первом сварочном элементе, выполнен из керамического материала. Центральный элемент завинчен внутри первого сварочного элемента. В металлической плите просверлено отверстие, соосное центральному элементу, а второй сварочный элемент выполнен с резьбовым отверстием, при этом средство для соединения первого и второго сварочных элементов с плитой выполнено в виде винта, проходящего через опорную плоскую поверхность первого сварочного элемента, через отверстие в металлической плите и резьбовое отверстие во втором сварочном элементе.

Описываемое устройство позволяет получать равнопрочный сварочный шов между трубой и фитингом с постоянной шириной зоны контакта и приваривать фитинг с максимальной толщиной стенки в точках, соответствующих зоне максимального напряжения.

На фиг. 1 изображена металлическая плита с первым сварочным элементом, в разрезе; на фиг. 2 первый сварочный элемент с центральным элементом, в аксонометрии; на фиг. 3 второй сварочный элемент в аксонометрии; на фиг. 4 центральный элемент, вид сбоку; на фиг. 5 то же, вид в плане; на фиг. 6 вид сбоку первого сварочного элемента; на фиг. 7 вид сбоку второго сварочного элемента; на фиг. 8 вид сбоку плиты со вторым сварочным элементом; на фиг. 9 труба с фитингом, получаемая при использовании устройства; на фиг. 10 первый привариваемый фитинг, вертикальный разрез в одной плоскости; на фиг. 11 то же, вертикальный разрез во второй плоскости; на фиг. 12 то же, вид в плане; на фиг. 13 второй привариваемый фитинг, вертикальный разрез в одной плоскости; на фиг. 14 то же, вертикальный разрез во второй плоскости; на фиг. 15 то же, вид в плане; на фиг. 16 сварной шов между трубой и фитингом в разрезе.

Устройство для сварки фитинга с трубой из полимерного материала содержит металлическую плиту 1, имеющую две плоские параллельные поверхности 2 и 3 и снабженную средствами ее нагрева, в частности встроенными в нее электрическими сопротивлениями (на чертеже не показаны), которые нагревают поверхности 2 и 3 до требуемой температуры.

Устройство содержит также первый 4 и второй 5 сварочные элементы из теплопроводного материала, например, стали или алюминия, для оплавления соответственно трубы и фитинга.

Первый сварочный элемент 4 выполнен с рабочей поверхностью 6, соответствующей оплавляемой поверхности трубы, и с опорной поверхностью 7 для контакта с плоской поверхностью 2 плиты. Внутри сварочного элемента 4 выполнено отверстие 8 под головку винта (на чертеже не показан), который проходит через отверстие 9 элемента 4 и входит в отверстие 10, просверленное в плите 1.

Во внутренней полости первого сварочного элемента 4 расположен центральный элемент 11, выступающий над поверхностью 6 элемента 5. Центральный элемент 11 выполнен с диаметром, соответствующим диаметру отверстия в трубе, вокруг которого должен привариваться фитинг. Центральный элемент 11 выполнен из непроводящего, в частности, керамического материала и позволяет точно устанавливать зону сварки на трубе. Второй сварочный элемент 5 имеет рабочую поверхность 12, соответствующую оплавляемой поверхности фитинга, и опорную поверхность 13 для контакта с плоской поверхностью 3 плиты 1. Элемент 5 выполнен с резьбовым отверстием 14 под винт. Винт является средством для соединения сварочных элементов 4, 5 и завинчен в них. Наружная поверхность первого сварочного элемента 4 выполнена в сечении в форме эллипса, при этом его рабочая поверхность, лежащая на малой оси эллипса, расположена выше рабочей поверхности, лежащей на его большей оси, и имеет меньшую толщину стенки. Сварочные элементы покрыты инертным материалом типа тефлона. Отверстие 10 в плите 1 расположено соосно центральному элементу 11.

Устройство работает следующим образом.

После сборки всех элементов устройства осуществляют нагрев сварочных элементов электрическими сопротивлениями, размещенными в плите 1.

В трубе 15 предварительно просверливают отверстие 16, зону соединения вокруг которого обрабатывают посредством скребкового приспособления (на чертеже не показано). Соединяемую поверхность трубы 15 приводят в контакт с рабочей поверхностью 6 первого сварочного элемента 4, а поверхность привариваемого фитинга 17 с рабочей поверхностью 2 второго сварочного элемента 5. После достижения проплавления обеих соединяемых поверхностей их приводят в контакт друг с другом, и прилагают давление, достаточное для получения качественного сварного шва. В результате фитинг 17 приваривают встык вокруг отверстия 16 в трубе 15.

К трубе 15 может быть приварено два фитинга (фиг.9), один из которых 17 прямого типа, а другой 18 изогнутый. Фитинги 17, 18 прямого и изогнутого типа (фиг. 10-15) могут быть изготовлены литьем под давлением с использованием пресс-форм соответствующей конфигурации. Наружная стенка первого отрезка фитингов 17, 18, начиная от зоны сварки, имеет толщину, изменяющуюся вдоль контура. Фитинги 17 и 18 имеют стенку, ограниченную двумя соосными цилиндрическими поверхностями, причем внутренняя поверхность имеет круглое сечение, а наружная эллиптическое сечение, соответствующее поверхности трубы, к которой должен привариваться фитинг. Таким образом, в результате получают максимальную толщину стенки в точке, соответствующей зоне максимальных механических напряжений в сварном шве, и минимальную толщину в зоне, где поверхность контакта имеет ширину, превышающую толщину фитинга. При этом, контактная поверхность между фитингом 17 или 18 и трубой 15 имеет по-существу постоянную ширину. Свободный торец фитинга 17 или 18 имеет круглое сечение, поэтому его можно приваривать посредством стыковой сварки к змеевику (на чертеже не показан).

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ФИТИНГА С ТРУБОЙ ИЗ ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА, содержащее металлическую плиту с плоскими параллельными стенками, снабженную средствами ее нагрева, первый и второй сварочные элементы из теплопроводного материала для оплавления соответственно трубы и фитинга, снабженные средством для соединения их с металлической плитой и выполненные с опорной поверхностью для контакта с плоскими стенками плиты и с рабочей поверхностью, соответствующей оплавляемым поверхностям трубы и фитинга, свариваемого встык вокруг отверстия в трубе, при этом первый сварочный элемент снабжен расположенным в нем центральным элементом, выполненным диаметром, соответствующим диаметру отверстия в трубе, отличающееся тем, что наружная поверхность первого сварочного элемента выполнена в сечении в форме эллипса, при этом его рабочая поверхность, лежащая на малой оси эллипса, расположена выше рабочей поверхности, лежащей на его большей оси, и имеет меньшую толщину стенки, а центральный элемент первого сварочного элемента выполнен из непроводящего материала.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сварочные элементы выполнены из стали или алюминия.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что сварочные элементы покрыты инертным материалом типа тефлона.

4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что центральный элемент, расположенный в первом сварочном элементе, выполнен из керамического материала.

5. Устройство по пп.1-4, отличающееся тем, что центральный элемент завинчен внутри первого сварочного элемента.

6. Устройство по пп. 1-5, отличающееся тем, что в металлической плите просверлено отверстие, соосное с центральным элементом, а второй сварочный элемент выполнен с резьбовым отверстием, при этом средство для соединения первого и второго сварочных элементов с плитой выполнено в виде винта, проходящего через опорную плоскую поверхность первого сварочного элемента, через отверстие в металлической плите и резьбовое отверстие во втором сварочном элементе.