Фланцевое соединение трубопроводов

 

Изобретение относится к гидравлическому машиностроению, а именно к соединениям трубопроводов. Фланцевое соединение включает стыкуемые трубопроводы с установленными на их концах фланцами, сопряженными между собой по выполненным на их торцах сферическим поверхностям, внешней (выпуклой) на одном из фланцев и внутренней (вогнутой) на другом (ответном), и уплотнительное кольцо из эластичного материала, например резины. Кольцо размещено в кольцевом пазу на внешней сферической поверхности одного фланца и взаимодействует с внутренней сферической поверхностью ответного фланца. Соосно ответному фланцу на его внутренней сферической поверхности выполнена кольцевая проточка. В проточке установлено опорное кольцо, например, прямоугольного профиля из твердого пластически деформируемого материала, например алюминия, выступающее относительно сферической поверхности этого фланца и охватывающее в сборе уплотнительное кольцо. Изобретение позволяет повысить эффективность герметизации при высоком давлении в трубопроводе, например 100 МПа. 2 ил.

Изобретение относится к области гидравлического машиностроения, а именно к соединениям трубопроводов.

Известно шарнирное трубопроводное соединение (заявка ФРГ N 3039911 от 23.10.80, N P3039911.2-12, опубл. 13.05.82, кл. F 16 L 27/06), содержащее концевые участки двух трубопроводов, развальцованные под сферу, между которыми установлено промежуточное кольцо с осевых отверстием и наружной сферической поверхностью, взаимодействующей с концевыми участками трубопроводов. На сферической поверхности кольца выполнены кольцевые канавки, в которых размещены уплотнительные кольца. Кольцевые участки трубопроводов и промежуточное кольцо охватываются двумя полускобами, скрепляемыми болтами. Конструкция рекомендована для тонкостенных труб диаметром до 150 мм на давление до 10 МПа.

Недостатком конструкции являются ограниченная область применения, в частности невозможность использования для трубопроводов, работающих под давлением порядка 100 МПа, а также технологические сложности формирования сферических участков труб, соответствующих по размерам сфере промежуточного кольца.

Известно также фланцевое соединение трубопроводов (прототип), содержащее один фланец, установленный на трубопроводе с упором в приваренный ниппель, на котором выполнена наружная сферическая поверхность. Аналогичная сферическая поверхность образована другим комбинированным составным фланцем второго трубопровода. В кольцевой канавке, выполненной на внутренней сферической поверхности, размещено эластичное уплотнительное кольцо круглого поперечного сечения (См. патент N 4530526, США оп. 23.07.85, кл. F 16 L 27/06).

Недостатком указанного соединения является невысокая надежность герметизации в связи с необходимостью размещения между деталями комбинированного фланца дополнительных уплотнений.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является устранение отмеченных недостатков, усовершенствование конструкции фланцевого соединения.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности герметизации при высоком давлении в трубопроводе, например 100 МПа.

Средство достижения указанного технического результата состоит в том, что в известном устройстве, включающем стыкуемые трубопроводы с установленными на их концах фланцами, сопряженными между собой по выполненным на их торцах сферических поверхностях, внешней (выпуклой) на одном из фланцев и внутренней (вогнутой) на другом (ответном), и уплотнительное кольцо из эластичного материала, например резины, размещенное в кольцевом пазу на внешней сферической поверхности одного фланца и взаимодействующее с внутренней сферической поверхностью ответного фланца, соосно ответному фланцу из его внутренней сферической поверхности выполнена кольцевая проточка, в которой установлено опорное кольцо, например, прямоугольного профиля из твердого пластически деформируемого материала, например алюминия, выступающее относительно сферической поверхности этого фланца и охватывающее в сборе уплотнительное кольцо.

Конструкция устройства представлена на фиг. 1 (до сборки) и фиг. 2 (после сборки), продольные сечения.

Устройство состоит из участков двух трубопроводов (на фиг. 1 и 2 не показаны), каждый из которых заканчивается фланцами 1 и 2, сопряженными между собой (фиг. 2) по выполненным на их торцах сферическим поверхностям 3 и 4. На внешней сферической поверхности 3 фланца 1 выполнен кольцевой соосный паз 5, в котором размещено уплотнительное кольцо 6 из эластичного материала, например резины. На внутренней сферической поверхности 4 фланца 2 выполнена кольцевая соосная проточка 7. В проточке 7 установлено выступающее относительно поверхности 4 опорное кольцо 8 из твердого пластически деформируемого материала (алюминий, медь, свинец и др. металлы или сплавы, а также полимерные материалы типа фторопластов и др.). Диаметральные размеры проточки 7 и опорного кольца 8 таковы, что кольцо 8 в сборе (фиг. 2) охватывает уплотнительное кольцо 6. При больших механических нагрузках (например, при давлении рабочей среды 100 МПа) выполнение проточки 7 и размещение кольца 8 непосредственно за уплотнительным кольцом 6 на поверхности 3 невозможно вследствие снижения прочности фланца 1 двумя проточками и его деформации под нагрузкой.

Устройство работает следующим образом.

Как известно, при взаимодействии сферических поверхностей 3 и 4 между ними имеет место зазор 9 (фиг. 2) даже при строгих допусках на радиусы сфер, что обусловлено технологическими трудностями их изготовления. При высоком давлении рабочей среды в трубопроводе (например, 100 МПа) уплотнительное кольцо 6 вытесняется в зазор 9 и частично срезается кромкой 10 паза 5, что приводит к разгерметизации соединения трубопроводов. Этому может способствовать агрессивная рабочая среда и ее температура.

В предлагаемой конструкции при сборке кольцо 8 контактирует с поверхностью 3 фланца 1, деформируется и полностью перекрывает зазор 9, например, так, как изображено на фиг. 2. При этом кольцо 5 не защемляется в зазоре 9, не разрушается и обеспечивает высокую степень герметичности соединения.

Формула изобретения

Фланцевое соединение трубопроводов, включающее стыкуемые трубопроводы с установленными на их концах фланцами, сопряженными между собой по выполненным на их торцах сферическим поверхностям, внешней (выпуклой) на одном из фланцев и внутренней (вогнутой) на другом (ответном), и уплотнительное кольцо из эластичного материала, например резины, размещенное в кольцевом пазу на внешней сферической поверхности одного фланца и взаимодействующее с внутренней сферической поверхностью ответного фланца, отличающееся тем, что соосно ответному фланцу на его внутренней сферической поверхности выполнена кольцевая проточка, в которой установлено опорное кольцо, например, прямоугольного профиля, из твердого пластически деформируемого материала, например алюминия, выступающее относительно сферической поверхности этого фланца и охватывающее в сборе уплотнительное кольцо.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гидромашиностроению, и может быть использовано в гидротурбиностроении для соединения валов гидротурбин с валами гидрогенераторов и с рабочими колесами гидротурбин

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к погружным центробежным насосам, а также к сборке фланцевых соединений

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано в гидротранспорте, тепло- и газоснабжении

Изобретение относится к устройству и способу присоединения соединительного элемента к трубе сложной конфигурации

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано во фланцевых соединениях корпусных или трубных деталей, находящихся под внутренним давлением жидких сред, например в нагнетательных арматурах

Изобретение относится к области машиностроения

Изобретение относится к машиностроению, а именно к раструбным соединениям, и может быть использовано в высоконапорных нефтегазопроводах, в системах по транспортировке гидроабразивных и сыпучих сред, а также в системах пароводоснабжения городов и промышленных предприятий

Изобретение относится к технике трубопроводостроения в газовой, нефтяной, химической и др

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкции судовых, магистральных нефтяных и газовых трубопроводов; мачтах-антеннах, опорах и стойках, консольно прикрепленных к основанию, высоковольтных выключателях и т.п

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к уплотнительным устройствам трубопроводов, и может быть использовано в трубопроводах, работающих при больших давлениях, в нефтяной и газовой промышленности, в частности в системах поддержания пластового давления

Изобретение относится к средствам соединения трубопроводов

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в гидротурбиностроении для соединения валов гидротурбин с валами гидрогенераторов и с рабочими колесами гидротурбин

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к погружным центробежным насосам и трубопроводному арматуростроению

Изобретение относится к фланцевым соединениям трубопроводов и может быть использовано в машиностроении, преимущественно в разъемных соединениях трубопроводов с арматурой и агрегатами, например в составе газораспределительных станций

Изобретение относится к замковым соединениям, предназначенным для соединения труб, в частности, металлических

Изобретение относится к машиностроению, в частности к фланцевым соединениям деталей машин, и может быть использовано для соединительных муфт валов электроприводов и трубопроводной арматуры

Изобретение относится к машиностроению, касается раструбных соединений и может быть использовано в системах водоснабжения городов и промышленных объектов

Изобретение относится к разъемным соединениям трубопроводов и оборудования, работающих под давлением в химической, нефтехимической, энергетической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к средствам для соединения труб, в частности к соединению труб различного диаметра друг с другом
Наверх