Трубная муфта

 

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение для соединения трубопроводов или трубчатых элементов. Сущность изобретения заключается в том, что трубная муфта с уплотнительной манжетой из эластомера, охваченной кольцеобразным корпусом с продольным осевым разрезом, выполненным с возможностью стягивания при монтаже посредством зажимного приспособления, снабжена стяжными элементами, изогнутые поверхности которых ориентированы в сторону, противоположную продольному разрезу и выполнены с U-образным поперечным сечением, а стяжной болт установлен в стяжных элементах с зазором и с возможностью взаимодействия своей головкой и навинченной на него гайкой с изогнутыми поверхностями стяжных элементов. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение касается трубной муфты.

Из выложенной заявки ФРГ N 2428101 (или соответствующей выложенной заявки США N 3877733), а также выложенной заявки на Европейский патент N 0447955 (или соответствующей выложенной заявки США N 5137305) известны трубные муфты такого типа, в которых зажимное приспособление для корпуса имеет две параллельные друг другу шпильки, проходящие через две цилиндрические стяжные шпильки. Последние проходят в стяжных накладках, установленных с обеих сторон зазора корпуса, перекрытого прокладкой, на корпусе, и снабженных сквозными отверстиями, во внутреннюю резьбу которых завинчены шпильки.

Цилиндрические, снабженные внутренним шестигранником головки шпилек доходят до наполнения на стяжной шпильке.

Для затягивания корпуса, вызывающего нажатие уплотнительной манжеты на концы труб, необходимы большие силы натяжение. Кроме того, при монтаже трубной муфты шпильки и тем самым также стяжные накладки должны пройти друг на друге относительно длинный путь. Следствие этого является то, что через стяжные шпильки на завинченные в них шпильки переносятся довольно значительные изгибающие усилия, которые могут привести к изгибу шпилек. Затем при натяжении возникают силы натяжения, проходящие не только в окружном направлении, а также силы, действующие в радиальном направлении, которое оказывает отрицательное воздействие на безупречное затягивание корпуса и тем самым на симметричную установку уплотнительной манжеты на концы труб.

В патенте США N 3565468 описан аварийный хомутик для стягивания разрыва трубы, с помощью которого уплотнитель, охватывающий негерметичное место трубопровода, плотно прижимается к трубопроводу. В случае с этим известным аварийным хомутиком для стягивания разрыва трубы на корпусе, разделенном в продольном направлении, с обеих сторон зазора корпуса установлены накладки, через которые проходят цилиндрические стяжные шпильки. Последние снабжены зазором стяжных болтов, имеющих гайку, опирающуюся на другую стяжную шпильку. Относительно большой зазор корпуса закрывается прокладкой.

В основу настоящего изобретения положена задача создать трубную муфту вышеуказанного типа, в которой стяжной болт является по возможности свободным от нежелательных и мешающих воздействий изгибающего усилия и в которой действующие на корпус силы натяжения в значительной степени действуют лишь в окружном направлении корпуса и по возможности могут проходить вблизи корпуса.

Эта задача решается, согласно изобретению, с помощью признаков отличительной части п.1 формулы изобретения.

Зазор между стержнем стяжного болта и стяжными элементами позволяет выполнять относительное движение между последними и стержнем болта поперек направлению стяжки, т. е. поперек продольной оси болта. При таком поперечном движении, которое наступает при закручивании болта и обусловленного этим затягивания стяжных элементов, может происходить обкатывание как головки болта, так и гайки по присоединенной изогнутой опорной поверхности U-образных в поперечном сечении натяжных элементов. Таким образом, это поперечное движение не встречает препятствий со стороны деталей (головка и гайка), расположенных на стяжных элементах. Поэтому стяжной болт при натяжении подвергается в основном только силе натяжения. Это позволяет выбирать меньшие размеры стяжных болтов и соответственно также стяжных элементов, благодаря чему может осуществляться экономия материала и веса.

При закручивании стяжного болта силы натяжения, действующие в основном в направлении их продольных осей, переносятся через U-образные в поперечном сечении стяжные элементы на корпус таким образом, что они действуют в основном в окружном направлении и проходят вблизи окружности корпуса. Последнее достигается в частности, предпочтительно, в вариантах выполнения, описанных в пп. 2 и 4 формулы изобретения.

Пример выполнения предмета изобретения более подробно поясняется ниже с помощью чертежей, на которых схематически изображено: фиг. 1 трубная муфта, вид спереди; фиг. 2 вид муфты согласно фиг. 1 в направлении стрелки А, причем нижняя половина муфты представлена в разрезе; фиг. 3 изображение, соответствующее фиг. 1 в увеличенном по сравнению с последним масштабе, участка корпуса муфты с зажимным приспособлением в затянутом состоянии; фиг. 4 стяжной элемент в перспективном изображении.

Изображенная на фиг. 1 3 трубная муфта имеет кольцеобразный корпус 1, разделенный в направлении своей продольной оси 1а. Корпус 1 имеет цилиндрическую рубашку 2 и вогнутые внутрь боковые стены 3, 4. Продольный разрез корпуса 1б (фиг. 3) перекрыт с помощью прокладки из листового металла 5 известным способом.

Корпус 1 охватывает в поперечном сечении С-образную уплотнительную манжету 6 из эластомера известной конструкции. Эта уплотнительная манжета 6 имеет расположенную на рубашке 2 корпуса 1 перегородку 7, от которой отходят направленные внутрь и расположенные друг против друга уплотнительные язычки 8, 9 (фиг. 2). Сбоку уплотнительная манжета 6 расположена на пластинчатом анкерном кольце 10, опирающемся на боковые стенки 3, 4 корпуса 1. Корпус 1 можно сжать с помощью зажимного приспособления 11, чтобы таким образом уменьшить его диаметр. Это зажимное приспособление 11 имеет две, расположенные сбоку зазора 5 корпуса стяжные накладки 12, 13, выполненные в виде петель. Эти стяжные накладки 12, 13 создаются с помощью части материала, представляющей единое целое с рубашкой 2 и загнутой назад, которая своим концом в месте, обозначенном цифрой 14, приварена к рубашке 2. Каждая стяжка накладка 12, 13 имеет примерно радиально проходящий, преимущественно, гладкий участок стенки 12а или 13а. Эти два участка стенки 12а, 13а расположены напротив друг друга. Каждая стяжная накладка 12, 13 снабжена сквозным отверстием 15, которое в данном примере выполнения имеет форму продольного паза (см. фиг. 2). Каждая стяжка накладка 12, 13 охватывает в поперечном сечении U-образный стяжной элемент 16 или 17, кромки которого 18, 19 связаны друг с другом через изогнутую часть 20. На концевых участках, обозначенных на фиг. 4 буквой "с", эти кромки 18 и 19 являются, преимущественно, гладкими. Стяжные элементы 16, 17 концевыми частями боковых кромок 18а, 19а опираются на гладкие участки стенок 12а или 13а стяжных элементов 12, 13, как показано на фиг. 1 и 3. В каждом стяжном элементе 16, 17 выполнено сквозное отверстие 21 (фиг. 4), через которое проходит стержень 23 стяжного болта 22. Это сквозное отверстие 21 является при этом, по меньшей мере, по окружности соответствующего стяжного элемента 16, 17 больше, чем наружный диаметр Д (фиг. 3) болтового стержня 23. Это означает, что болтовой стержень 23 проходит эти сквозные отверстия 21 с радиальным зазором, так что между болтовым стержнем 23 и стяжными элементами 16, 17 возможно относительное движение. Цилиндрическая головка болта 24 в данном примере выполнения расположена на изогнутой наружной поверхности 20а стяжного элемента 17, в то время как гайка 25 навинченная на стержень 23 болта опирается на изогнутую наружную поверхность 20а противоположного стяжного элемента 16. Как показывает фиг. 2, предпочтительной при этом является ширина "а" сквозного отверстия 15 примерно равная раствору ключа "в" гайки 25, так чтобы гайка 25 удерживалась от проворачивания в отверстии 15. Затягивание стяжного болта 22 осуществляется с помощью инструмента, который может быть использован на внутреннем шестиграннике головки 24 болта, не представленном на чертеже. Как известно, уплотнительная манжета 6 по сравнению с наружным диаметром присоединяемых труб имеет большие размеры. Муфту в предварительно смонтированном состоянии устанавливают на трубы и после укладки труб перемещают по стыковому зазору. Путем вращения стяжного болта 22 корпус 1 стягивается по окружности при уменьшении диаметра. При этом уплотнительная манжета 6, как известно в таких трубных муфтах, плотно прижимается к наружной стороне присоединяемых труб.

На фиг. 1 изображена трубная муфта в раскрытом состоянии, в то время как фиг. 3 изображает корпус 1 муфты после законченного монтажа. Во время затягивания корпуса 1 стяжные элементы 16, 17 движутся друг к другу. При этом движении стяжные элементы 16, 17 изменяют свое положение относительно стяжного болта 22, как это можно заметить при сравнении обоих на фиг. 1 и 3. Возникшее при этом относительное движение между стяжными элементами 16, 17 и стержнем 23 болта, как упомянуто ранее, не встречает препятствий потому, что стержень 23 болта проходит через сквозные отверстия 21 стяжных элементов 16, 17 с зазором. Так как при этом как головка 24 болта, так и гайка 25 могут обкатываться по изогнутой наружной поверхности 20а стяжных элементов 16, 17, то это согласующее движение между стержнем 23 болта и опорными элементами 16, 17 не оказывает влияния. Стержень 23 болта подвергается, преимущественно, только растяжению и не должен воспринимать или воспринимает лишь очень незначительные изгибающие усилия. Соответственно этому стержень 23 болта может также иметь меньшие размеры. Силы, оказывающие давление от головки 24 болта и гайки 25 на присоединенные стяжные элементы 16, 17, переносятся от последних на гладкие участки стенок 12а, 13а стяжных накладок 12, 13, которые, как упомянуто, проходят радиально. Благодаря этому обеспечивается действие сил натяжения преимущественно по окружности корпуса 1. Действие сил натяжения может осуществляться вблизи окружности корпуса 1.

Ширина зазора корпуса 1в в готовом смонтированном состоянии муфты может быть меньше, чем в известных трубных муфтах этого типа. Это означает, что прокладка из листового металла 5, перекрывающая зазор 1в корпуса, может иметь соответственно меньший размер.

Стяжные элементы могут быть выполнены также в виде цилиндра из нескольких частей с цилиндрической поверхностью, служащей в качестве опорной поверхности для головки 24 болта или гайки 25, и гладкой поверхностью, прилегающей к гладким поверхностям 12а, 13а стяжных накладок 12, 13. Подразумевается, что эти цилиндры могут быть снабжены также сквозным отверстием для стержня 23 болта, которое является больше наружного диаметра Д стержня 23 болта. Однако, такая форма выполнения по сравнению с указанной формой стяжных элементов 16, 17 в виде U-образно изогнутых элементов имеет тот недостаток, что приложение силы к корпусу 1 является менее благоприятным. Кроме того, в стяжных элементах, выполненных в виде цилиндров, состоящих из нескольких частей, предпочтительно, полуцилиндров, сквозное отверстие при заданном диаметре Д стержня 23 болта должно быть значительно больше, чем в стяжных элементах 16, 17, U-образных в поперечном сечении, для того чтобы обеспечить относительное движение между стержнем 23 болта и стяжными элементами. Путем увеличения ширины диапазона С боковой кромки можно значительно повысить изгибную жесткость U-образных стяжных элементов 16, 17.

Формула изобретения

1. Трубная муфта с уплотнительной манжетой из эластомера, перед монтажом превосходящей по размеру наружный диаметр соединяемых труб и охваченной кольцеобразным корпусом с продольным осевым разрезом, выполненным с возможностью стягивания по окружности при установке уплотнительной манжеты посредством зажимного приспособления, имеющего по меньшей мере один направленный тангенциально корпусу стяжной болт, проходящий через два стяжных элемента с изогнутой наружной поверхностью, размещенных по обе стороны продольного разреза корпуса, и расположенный своей головкой на изогнутой наружной поверхности стяжного элемента, отличающаяся тем, что стяжные элементы установлены своими изогнутыми поверхностями в сторону, противоположную продольному разрезу, и выполнены с U-образным поперечным сечением, стяжной болт установлен в стяжных элементах с зазором и с возможностью взаимодействия своей головкой и навинченной на него гайкой с изогнутыми поверхностями стяжных элементов.

2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что на корпусе с обеих сторон от разреза установлены выполненные со сквозным отверстием для стяжного болта стяжные накладки, к которым прилегают своими боковыми кромками стяжные элементы.

3. Муфта по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере один стяжной элемент выполнен со сквозным отверстием, внутренний размер которого в направлении окружности стяжных элементов больше, чем наружный диаметр стержня стяжного болта.

4. Муфта по п. 2, отличающаяся тем, что стяжные накладки, выполненные в виде петель, имеют участок стойки, обращенный к продольному разрезу корпуса, являющийся преимущественно плоским, проходящим предпочтительно в радиальном направлении и служащим в качестве опорной поверхности для соответственно размещенных в них стяжных элементов.

5. Муфта по п. 2, отличающаяся тем, что ширина сквозного отверстия по меньшей мере одной стяжной накладки равна раствору ключа гайки стяжного болта.

6. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что уплотнительная манжета выполнена с С-образным поперечным сечением и противоположно расположенными уплотнительными язычками, герметично устанавливаемыми соответственно на конце каждой из соединяемых труб.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4