Соединение гладких труб

 

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры и может быть использовано в сантехнических и промышленных системах, работающих под давлением, для герметичного соединения трубопроводов и агрегатов, в том числе при их ремонте и восстановлении. Соединение состоит из резьбового штуцера, выполненного с одной или двумя внутренними проточками для размещения одной или двух уплотняющих втулок, гайки, шайбы, упругого элемента, выполненного в виде тарельчатой пружины и размещенного между шайбой и нажимной гайкой. Упругий элемент в форме тарельчатой пружины обеспечивает наиболее эффективное поджатие уплотняющего элемента при различных внешних условиях работы трубы и в широком диапазоне температур и давлений внутри трубы. На поверхности шайбы, обращенной к уплотняющей втулке, выполнен буртик с внутренним конусом, причем на уплотняющей втулке выполнена конусообразная сопрягаемая поверхность с конусностью, равной конусности на буртике. Выполнение буртика на шайбе обеспечивает равномерное распределение усилий на торцевую поверхность уплотняющей втулки для равномерной ее деформации и плотного обжатия трубы втулкой. Изобретение повышает надежность соединения труб. 5 ил.

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры и может быть использовано в сантехнических и промышленных системах, работающих под давлением, для герметичного соединения трубопроводов и агрегатов, в том числе при их ремонте и восстановлении.

Известны соединения гладких труб, включающие резьбовой штуцер, выполненный с внутренней проточкой, нажимную гайку и установленную между ними эластичную уплотняющую втулку и детали, обеспечивающие фиксацию соединяемых труб и направленную деформацию уплотняющей втулки (авторское свидетельство СССР 1714276, кл. 5 F 16 L 21/06). В большинстве известных соединений функции уплотнения соединяемых труб выполняют эластичные, значительно объемно-деформирумые детали, выполненные, например, из резины. Такое исполнение требует значительных размеров соединения для выполнения больших деформаций элемента и не обеспечивает надежной герметичности при изменении давления внутри трубопроводов и геометрических размеров элементов соединения при больших изменениях температуры внутри труб.

Наиболее близким к предлагаемому соединению трубопроводов является соединение, в котором эластичный элемент уплотняется путем его деформации путем воздействия на его торцевую поверхность нажимной гайкой через разрезное фиксирующее кольцо (патент Российской Федерации 2073163, кл. 6 F 16 L 19/06).

В этом соединении функции уплотнения выполняет эластичный уплотняющий элемент при воздействии на него определенных усилий со стороны фиксирующего кольца, причем эти усилия должны быть достаточны также и для деформации фиксирующего кольца с врезанием его острых кромок в трубу и гайку. Такое условие требует точной калибровки фиксирующего кольца треугольной формы в основном или с выполнением внешней поверхности, образованной вращением вокруг кольца отрезка кривой на конкретное давление, необходимое для надежного уплотнения. Изготовление такого кольца достаточно сложно и требует специальных материалов.

Задачей изобретения является повышение надежности соединения труб.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом изобретении между шайбой и нажимной гайкой расположен упругий элемент, выполненный в виде тарельчатой пружины, который передает на уплотняющую втулку необходимое для уплотнения и фиксации усилие со стороны нажимной гайки, а на поверхности шайбы, обращенной к уплотняющей втулке, выполнен буртик с внутренним конусом, причем на уплотняющей втулке выполнена конусообразная сопрягаемая поверхность с конусностью, равной конусности на буртике.

На фиг. 1 показан продольный разрез соединения, состоящего из штуцера, гайки, шайбы, уплотняющей втулки, упругого элемента, причем штуцер является общим для такого же соединения (основное исполнение, в частности для соединения двух труб); на фиг.2 - продольный разрез варианта исполнения, в котором штуцер приварен, например, к емкости или трубопроводу большого диаметра; на фиг.3 показан вариант соединения труб большого диаметра, при котором гайка и штуцер снабжены фланцами, стягиваемыми соответственно болтами; на фиг. 4 показан вариант соединения при разветвлении трубопровода на четыре стороны (аналогично выполняется соединение при разветвлении трубопровода на три стороны); на фиг.5 показан вариант соединения, в котором оно состоит из штуцера, уплотняющей втулки, шайбы, упругого элемента и нажимной гайки.

Соединение состоит из резьбового штуцера 1, выполненного с одной или двумя внутренними проточками для размещения одной или двух уплотняющих втулок 2, гайки 3, шайбы 4, упругого элемента 5, выполненного в виде тарельчатой пружины и размещенного между шайбой 4 и нажимной гайкой 3. Упругий элемент 5 в форме тарельчатой пружины обеспечивает наиболее эффективное поджатие уплотняющего элемента 2 при различных внешних условиях работы трубы 6 и в широком диапазоне температур и давлений внутри трубы 6. На поверхности шайбы 4, обращенной к уплотняющей втулке 2, выполнен буртик 7 с внутренним конусом, причем на уплотняющей втулке выполнена конусообразная сопрягаемая поверхность с конусностью, равной конусности на буртике 7.

Выполнение буртика 7 на шайбе 4 обеспечивает равномерное распределение усилий на торцевую поверхность уплотняющей втулки 3 для равномерной ее деформации и плотного обжатия трубы 6 втулкой 3. Выполнение упругого элемента 5 в виде тарельчатой пружины обеспечивает сохранение определенного диапазона давления на уплотняющую втулку 3 при широком изменении как внешних условий эксплуатации трубы 6, так и изменении температур и давлений внутри трубы 6.

Сборка соединения осуществляется, например, следующим образом.

В предварительно собранный и незатянутый комплект соединения вдвигают свободный конец трубы 6 на величину полной длины соединения до середины штуцера 1. Затяжкой гайки 3 обеспечивают радиальное и осевое обжатие вокруг трубы 6 уплотняющей втулки 2 и осевое сжатие упругого элемента 5. При этом необходимое удельное давление уплотняющей втулки 3 на трубу 6 обеспечивается рациональным выбором размеров внешней поверхности втулки 3 и размеров соответствующей поверхности штуцера 1. Если штуцер приварен к емкости или к другой трубе, то сборка на этом закончена.

В случае соединения двух и более (3 или 4) труб 6 штуцер 1 имеет две, три или четыре цилиндрических части с соответствующими внутренними проточками. Сборка соединения на каждой такой части штуцера 1 осуществляется аналогично.

Разборка соединения осуществляется в обратном порядке.

Практическое применение изобретения обеспечивает герметичность соединения труб, а также упрощение ремонта и реконструкции эксплуатируемых трубопроводных сетей без применения сварки или нарезки резьбы. При этом следует учесть, что сварка пожароопасна, а в некоторых случаях невозможна или связана с огромными затратами при осуществлении ремонта в детских, лечебных и других учреждениях, в старых деревянных зданиях и кирпичных зданиях с деревянными перекрытиями, деревянными лестницами. Нарезка резьбы при ремонте труб, расположенных вдоль стен зданий или в трудно доступных местах, зачастую невозможна.

Формула изобретения

Соединение гладких труб, включающее нажимную гайку и резьбовой штуцер, выполненный с внутренней проточкой, установленные между ними уплотняющую втулку с наружной конической поверхностью и опорное кольцо, поджимаемые к штуцеру нажимной гайкой, отличающееся тем, что между шайбой и нажимной гайкой расположен упругий элемент, выполненный в виде тарельчатой пружины, а на поверхности шайбы, обращенной к уплотняющей втулке, выполнен буртик с внутренним конусом, причем на уплотняющей втулке выполнена конусообразная сопрягаемая поверхность с конусностью, равной конусности на буртике.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5