Муфтовое соединение для труб из синтетического материала

 

Использование: для соединения труб. Сущность изобретения: в муфтовом соединении для труб корпус выполнен из синтетического материала, внутренний слой из полиуретана нанесен на внутреннюю поверхность корпуса заливкой. Внутренний диаметр корпуса муфты уменьшается к середине, по меньшей мере с одной стороны. На участке стыка соединяемых труб внутренний диаметр муфты по меньшей мере равен наибольшему диаметру муфты на ее концах. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение касается соединения двух труб, используют муфты. В качестве муфт могут служить цилиндрические участки труб, в которые с каждой стороны ввинчивают или вставляют и каким-либо образом закрепляют по одному концу трубы. Однако также является возможным снабжать один конец трубы при изготовлении служащим в качестве муфты расширением, в которое затем вставляют нерасширенный конец таким же образом выполненной трубы. Оба этих способа известны также в случае труб из синтетического материала. Известными являются, далее, преимущества, а также недостатки обоих этих видов муфт.

Для обеспечения плотного соединения между трубой и втулкой можно снабжать трубу или муфту уплотняющими средствами. Является известным предусматривание вблизи от конца трубы канавки, в которую помещают уплотняющее средство, как, например, кольцо круглого сечения или что-либо аналогичное. Так как за счет этого ослабляется по толщине стенка трубы, что, в частности, для труб, прокладываемых в грунте по способу прессования, является нежелательным и поэтому не должно допускаться, известны также муфты, состоящие из упругой, снабженной в крайнем случае фасками внутренней части и помещенной на ней оболочки из жесткого материала. Такого рода муфты могут изготавливаться лишь с большими затратами и являются поэтому более дорогими.

Муфта в соответствии с изобретением не имеет названных выше недостатков, так как она выполнена таким образом, что благодаря ее внутренним уплотняющим средствам может плотно надвигаться на свободный от уплотняющего средства конец трубы и в случае необходимости закрепляться на ней, так что в нее плотно, но тем не менее разъемным образом можно вставлять следующую трубу.

Муфта, согласно изобретению, специально пригодная для соединения двух свободных от уплотнения, армированных стекловолокном труб из синтетического материала, отличается тем, что она имеет в основном цилиндрический наружный слой из армированного стекловолокном синтетического материала, а также по меньшей мере в зоне одного края внутренний слой, состоящий из литого полиуретана, с уменьшающимся к внутренней зоне муфты внутренним диаметром, причем этот диаметр на одном участке между обоими краями имеет по меньшей мере такую же величину, что и на краю с большим внутренним диаметром.

Возможны различные формы осуществления, а именно такие, которые служат для соединения двух труб, имеющих цилиндрический концевой участок с уменьшенным по сравнению с остальной частью трубы диаметром и за счет этого обеспечивающих возможность изготовления трубопровода с постоянным наружным диаметром, следовательно, трубопровода без наружных утолщений или ребер, а также такие формы осуществления, которые могут применяться для свободных от уступов труб, следовательно, труб, имеющих по всей длине одинаковый наружный диаметр. Различные возможные формы осуществления являются предметом зависимых пп. 2-5 формулы изобретения. Предметом изобретения является, далее, способ изготовления таких муфт, а также применяемые для осуществления этого способа инструменты.

На фиг.1 изображен продольный разрез муфты согласно изобретению, а также обоих концов соединяемых друг с другом труб, на фиг.2 вертикальный разрез инструмента для изготовления этой муфты согласно изобретению, на фиг.3 - продольный разрез другого осуществления муфты согласно изобретению, а также обоих концов соединяемых друг с другом труб, на фиг.4 вырез из продольного разреза инструмента для изготовления изображенной на фиг.3 муфты.

Изображенная на фиг.1 и обозначенная в целом позицией 1 муфты для соединения обеих армированных стекловолокном труб из синтетического материала 2 и 3 имеет такой же наружный диаметр D₁, что и обе трубы 2 и 3. Для того чтобы она могла надвигаться на трубы, эти трубы снабжены цилиндрическим концевым участком 4, диаметр D₂ которого меньше, чем диаметр D₁ остальной части трубы. Сама муфта 1 состоит из цилиндрического наружного слоя 5 из армированного стекловолокном синтетического материала и из состоящего из литого полиуретана внутреннего слоя 7, который, однако, проходит не по всей внутренней поверхности, а лишь по области, начинающейся на краю и распространяющейся до 30-50% от длины муфты, тогда как остальная внутренняя поверхность 6 муфты 1 является свободной от полиуретана. Слой полиуретана 7 имеет на краю муфты внутренний диаметр D₃, совпадающий с наружным диаметром D₂ цилиндрического концевого участка трубы 4 или самое большее на 0,5% больший, чем этот участок. При увеличении расстояния от края трубы этот диаметр становится меньше, причем контур внутренней поверхности может соответствовать изображению на чертеже или также быть выполненным по-другому, следовательно, например, может быть закругленным. Существенным является то, чтобы внутренний диаметр полиуретанового слоя уменьшался к внутренней зоне муфты. Свободный от полиуретана участок 6 в изображенном примере осуществления ограничивается проходящей в основном радиально поверхностью 8, которая, однако, также могла бы иметь отличающуюся от этого форму. Длина муфты приблизительно соответствует двойной длине цилиндрического концевого участка. С помощью этой конструкции обеспечивается то, что участок трубопровода, составленный из такого рода труб и муфт, имеет снаружи единообразную поверхность, так что такой трубопровод может прокладываться по способу прессования. Если длина муфты несколько меньше, чем удвоенная длина цилиндрического участка, то отдельные трубы могут непосредственно стыковаться друг с другом, что является предпочтительным для передачи усилий при проходке. При использовании изображенную муфту 1 надвигают на находящуюся слева от нее трубу из синтетического материала 2 и неподвижно соединяют с трубой с помощью нанесенного до надвигания муфты клея 9. Толщина этого клеевого слоя должна по меньшей мере соответствовать половине разности между внутренним диаметром муфты 1 и наружным диаметром D₂ концевого участка трубы 4. Затем вставляют расположенную справа трубу. Без дополнительных мероприятий можно использовать трубы, концевые участки 4 у которых на обоих концевых участках имеют неодинаковый диаметр, а именно больший, на котором закрепляют муфту с помощью клея, и меньший, который может вставляться в муфту и в случае необходимости также вновь может выниматься из нее. Как можно видеть, при этой конструкции также возможно прокладывать трубы 2 и 3 не только соосно одна другой, то также так, что их оси образуют малый угол друг с другом, причем за счет полиуретанового слоя во всех положениях обеспечивается необходимая плотность соединения.

Такую муфту, как описывается далее с помощью фиг.2, можно изготавливать очень простым образом. Используемый для изготовления инструмент состоит из плиты основания 10, а также соединенного или соединяемого с ней профильного кольца 11, причем плита основания 10 имеет средства позиционирования 12 для того, чтобы устанавливать армированный стекловолокном полый цилиндр из синтетического материала 5 соосно профильному кольцу 11 на плиту. В случае этих средств позиционирования речь может идти о кольце или как-либо иначе выполненных выступающих ввеpх элементах, например о штифтах, неподвижно или разъемным образом соединенных с плитой основания 10. После установки полого цилиндра заливают промежуточную полость между ним и профильным кольцом 11 полиуретаном, за счет чего образуется неподвижно соединенный с кольцом внутренний слой 7. Для этого, естественно, является необходимым таким образом обработать поверхности кольца из синтетического материала известным самим по себе способом, чтобы было обеспечено долговечное соединение внутреннего слоя 7 с наружным слоем 5. После отверждения этого внутреннего слоя полый цилиндр 5 можно перевернуть и на его другом конце также снабдить полиуретановым слоем в том случае, если муфта не должна соединяться с одним концом трубы неразъемным образом.

На фиг.3 изображен второй пример осуществления изобретения. Обозначенная здесь в целом позицией 21 муфта также имеет в основном цилиндрический наружный слой 22 из армированного стекловолокном синтетического материала, а также обозначенный позицией 23 и состоящий из полиуретана внутренний слой. Этот внутренний слой имеет приблизительно в середине между обоими концами муфты 21а и 21в ребро 26, 36 является несколько большим по сравнению с внутренним диаметром D₄ цилиндрического участка 33. Этот диаметр в основном совпадает с внутренним диаметром D₅ на противолежащем конце муфты, а он, в особенности тогда, когда цилиндрическая часть 33 снабжена скосом 34, может быть немного меньшим по сравнению с диаметром D₅ на свободном конце конического участка 27. Также этот конец муфты 21в предназначен для вставления трубы 25 с наружным диаметром D₆, причем размеры преимущественно выбирают таким образом, чтобы D₆≅D₄≅1,005 D₆, то есть внутренний диаметр D₄ цилиндрического участка 33 был таким же по величине или на величину до 0,5% больше, чем наружный диаметр D₆ трубы 25, тогда как диаметр n канавки 36 был на величину 2-5% больше, чем наружный диаметр D₆ этой трубы. Однако в отличие от этого внутренний диаметр S ребра 35 в форме зуба пилы на величину 5-10% меньше, чем наружный диаметр D₆ трубы 25. Имеется, следовательно, Эти размеры на правой стороне муфты обеспечивают возможность легкого вхождения трубы 25 в муфту, гарантируют плотное замыкание за счет ребра 35 в форме зуба пилы, которое при вставлении трубы 25 деформируется, то есть сжимается, а также несколько перегибается, и делают возможным за счет канавки 36 то, что ось 30 муфты 21 может образовывать с осью 37 трубы 25 малый угол до 5^o.

При вставлении очень большой и соответственно тяжелой трубы, следовательно, трубы с диаметром, равным 1 м и более, между цилиндрической внутренней поверхностью 33 муфты и наружной поверхностью трубы 25 уже не будет образовываться зазор равномерной ширины, а труба будет лежать внизу на цилиндрической поверхности 33 и между трубой 25 и верхней частью цилиндрической поверхности в зависимости от размеров возникнет отверстие зазора величиной до 0,5% от диаметра трубы. Однако при этом сохраняется гарантия плотного присоединения трубы 25 в муфте 21, так как внутренний диаметр ребра 35 в форме зуба пилы по меньшей мере на 0,35% меньше, чем диаметр D₆ трубы 5.

Для изготовления описанной выше муфты 21 используют инструмент, изображенный на фиг.4 и обозначенный в целом позицией 40. Он состоит из трех отдельных частей, а именно первой металлической части 41 с втулкой 42, замыкающей тарелкой 43 и удерживающим кольцом 44, второй металлической втулки 45 и разбираемого на отдельные сегменты кольца из синтетического материала 46.

Втулка 42 имеет снаружи участок 42а для формообразования конического участка 27 муфты, вслед за тем участок 42в для формообразования одной боковой поверхности ребра 26 и участок 42с для формообразования торцевой поверхности этого ребра 26. На конце втулки 42, удаленном от цилиндрической поверхности 42с, отформована замыкающая тарелка 43, снабженная на ее наружном конце удерживающим кольцом 44, служащим для того, чтобы зафиксировать предварительно изготовленное, армированное стекловолокном кольцо или полый цилиндр 21 соосно по отношению к втулке 42.

Металлическая втулка 45 имеет на ее наружной поверхности три различных участка: снаружи цилиндрический участок 45а для образования цилиндрической поверхности 33, вслед за тем конический участок 45в для образования боковой стороны зуба пилы 35 и примыкающий участок меньшего диаметра для приема кольца из синтетического материала 46, которое, например, может состоять из силиконам и разделено таким образом, что после изготовления состоящего из полиуретана внутреннего слоя 23 муфты 21 оно может выниматься из этой муфты. Для того чтобы обе части 41 и 45 были соосно состыковываемыми, торцевая поверхность втулки 42 имеет углубление 41, диаметр которого совпадает с диаметром примыкающей в этом месте торцевой поверхности втулки 45.

На основании приведенного выше описания инструмента также можно видеть его применение, то есть способ изготовления втулки 21 согласно изобретению. Берут цилиндр 22 из армированного стекловолокном синтетического материала, устанавливают его в форму 40 и заполняют полость, ограниченную полым цилиндром 22, втулкой 42, кольцом 46 и втулкой 45, жидким полиуретаном, а после отверждения удаляют сначала профильную часть 41, затем втулку 45 и, наконец, силиконовое кольцо 46, при этом, как известно мире специалистов, внутренняя поверхность армированного стекловолокном кольца из синтетического материала выполнена таким образом, что полиуретан прочно соединяется с ним, тогда как профильные детали инструмента обрабатывают таким образом, что твердый полиуретан может легко освобождаться от них.

Формула изобретения

1. Муфтовое соединение для труб из синтетического материала, содержащее корпус муфты с внутренним синтетическим слоем с уплотняющими утолщениями на концах и ребром в средней части на его внутренней поверхности и трубы, расположенные внутри и упирающиеся в ребро, отличающееся тем, что корпус выполнен из синтетического материала, внутренний слой из полиуретана нанесен на внутреннюю поверхность корпуса заливкой таким образом, что внутренний диаметр корпуса муфты уменьшается к середине по меньшей мере с одной стороны, при этом на участке стыка соединяемых труб внутренний диаметр муфты по меньшей мере равен наибольшему диаметру муфты на ее концах.

2. Соединение по п. 1, отличающееся тем, что муфта выполнена длиной, равной удвоенной длине цилиндрического концевого участка труб и наружным диаметром, равным наружному диаметру труб, при этом полиуретановый слой выполнен на одном конце муфты на длину 30 50% длины муфты.

3. Соединение по п. 2, отличающееся тем, что внутренний диаметр полиуретанового слоя на конце муфты равен наружному диаметру цилиндрического концевого участка трубы или не более чем на 0,5% превышает этот диаметр, и что минимальный внутренний диаметр полиуретанового слоя на 0,35 1,5% меньше, чем диаметр цилиндрического концевого участка трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4