Пластмассовая скользящая втулка, а также соединительный фитинг с такой скользящей втулкой
Группа изобретений относится к трубопроводной арматуре. Пластмассовая скользящая втулка служит для насаживания на соединительный патрубок и для зажимной фиксации концевого участка трубы на соединительном фитинге в положении зажима. Скользящая втулка имеет внутреннюю стенку, которая в положении зажима, по меньшей мере, частично прилегает к наружной стенке концевого участка трубы. Внутренняя стенка содержит, по меньшей мере, одно выступающее относительно остальной внутренней стенки внутрь окружное ребро, которое проходит, по меньшей мере, на одном участке внутренней окружности скользящей втулки. Изобретение позволяет устранить нежелательное относительное движение между скользящей втулкой, с одной стороны, и концевым участком трубы, с другой стороны, и упрощает процесс изготовления. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 13 ил.
Изобретение относится к пластмассовой скользящей втулке для соединительного патрубка, в частности, для герметичного соединения трубы с соединительным патрубком. Далее изобретение относится к соединительному фитингу с соединительным патрубком, а также такой скользящей втулкой.
Пластмассовая скользящая втулка для соединительного патрубка трубного соединения известна из-за повсеместного использования. Известный соединительный фитинг используется в экстремальных условиях при нежелательном относительном осевом движении между скользящей втулкой, с одной стороны, и запрессованным или зажатым концевым участком трубы, с другой стороны.
Задачей предлагаемого изобретения является дальнейшее усовершенствование пластмассовой скользящей втулки вышеназванного типа таким образом, чтобы исключить на практике такое нежелательное относительное движение.
Эта задача решается согласно изобретению за счет пластмассовой скользящей втулки с признаками, приведенными в п.1 формулы изобретения.
Согласно изобретению установлено, что выступающее относительно внутренней окружности скользящей втулки окружное ребро приводит к желательной фиксации, препятствующей относительному движению скользящей втулки относительно концевого участка трубы. Окружное ребро может быть выполнено в наружной стенке концевого участка трубы. Одновременно такое окружное ребро обеспечивает в дальнейшем изготовление скользящей втулки как детали, полученной литьем под давлением, причем для этого не требуется сложная конструкция пресс-формы для литья под давлением, так как окружное ребро может быть выполнено в зоне необходимой в любом случае плоскости разъема стержня пресс-формы для литья под давлением. При этом литьевая пресс-форма не требует поднутрения.
Это создает существенное преимущество в себестоимости изготовления по сравнению с внутренним профилированием скользящей втулки, требующим поднутрений, как это известно, например, из патентной публикации DE 3813815С2. Такое конструктивное выполнение пресс-формы для литья под давлением, в котором окружное ребро изготавливают за счет дополнительного снятия фасок на противоположных торцевых зонах во внутренней плоскости разъема половинок пресс-формы, позволяет даже увеличить срок службы пресс-формы для литья под давлением, так как вследствие снятия фасок на половинках пресс-формы обеспечивается повышенная износостойкость торцевых стенок половинок пресс-формы в зоне внутренней плоскости разъема.
Формы поперечного сечения согласно п.2 формулы изобретения обеспечивают выгодное по себестоимости изготовление.
Бескромочная форма поперечного сечения согласно п.3 формулы изобретения способствует насаживанию скользящей втулки на концевой участок трубы.
Разделение окружного ребра согласно п.4 облегчает, в частности, насаживание в случае, если труба, на которую насаживают скользящую втулку, содержит неидеальную круглую стенку. В процессе наворачивания скользящей втулки на трубу может быть найдено положение, в котором участки окружного ребра обращены к зонам трубы с уменьшенным диаметром относительно других окружных участков. Участки окружного ребра могут находиться на одинаковой осевой высоте, но могут также дополнительно к смещению в окружном направлении быть смещены относительно друг друга в осевом направлении. Как альтернатива делению окружного ребра на участки может быть предусмотрено полностью кольцевое окружное ребро, в частности, с постоянным диаметром.
Плавно изменяющееся прохождение выступа согласно п.5 формулы изобретения предотвращает подвисание скользящей втулки в зоне окружных ступеней при насаживании на наружную стенку трубы.
Постоянный выступ согласно пункту 6 формулы изобретения прост в изготовлении.
Неожиданным образом небольшие выступы согласно п.7 формулы изобретения оказались достаточными для создания желательной осевой фиксации. В частности, выступ может составлять максимально 150 мкм, максимально 100 мкм, максимально 80 мкм или даже максимально 30 мкм.
Преимущества заявленного фитинга согласно п.8 формулы изобретения соответствуют тем, которые были указаны выше в связи со скользящей втулкой.
Ниже примеры осуществления изобретения поясняются более детально на основе чертежа. При этом показаны:
Фиг.1 - соединительный фитинг с соединительным патрубком и пластмассовой скользящей втулкой в исходном положении, в котором насаженный на соединительный патрубок концевой участок шланга еще не зажат;
Фиг.2 - увеличение вида II с фиг.1;
Фиг.3 - соединительный фитинг с концевым участком шланга с фиг.1 со смещенной относительно исходного положения скользящей втулкой в положении зажима;
Фиг.4 - увеличение вида IV с фиг.3;
Фиг.5 - вид скользящей втулки с торца;
Фиг.6 - разрез по линии VI-VI с фиг.5;
Фиг.7 - увеличение вида VII с фиг.6;
Фиг.8 - вид, аналогичный фиг.5, другого варианта выполнения скользящей втулки для использования вместе с соединительным патрубком с фиг.1;
Фиг.9 - разрез по линии IX-IX с фиг.8;
Фиг.10 - увеличение вида X с фиг.9; и
Фиг.11-13 - аналогичные фиг.8-10 изображения другого варианта выполнения скользящей втулки для использования вместе с соединительным патрубком с фиг.1.
На фиг.1 показан соединительный фитинг 1 с соединительным патрубком 2 и скользящей втулкой 3. Соединительный фитинг 1 обеспечивает надежное и, в частности, герметичное соединение трубы 4 с соединительным патрубком 2. На фиг.1 показан соединительный фитинг 1 в исходном положении скользящей втулки 2, в котором изображен еще не зажатый концевой участок 5 трубы, который насажен на соединительный патрубок 2.
Скользящая втулка 3 выполнена из пластмассы. В показанном исполнении скользящая втулка 3 выполнена из поливинилиденфлорида (PVDF). Также может быть использован другой высокопрочный полимерный материал для изготовления скользящей втулки 3. Соединительный патрубок 2 может быть изготовлен из PVDF. В предложенном предпочтительном варианте осуществления соединительный патрубок 2 изготовлен из полифенилсульфона (PPSU). В альтернативном варианте соединительный патрубок 2 может быть изготовлен также из металла, например из латуни или стали. Что касается трубы 4, то здесь речь может идти, в частности, об армированной пластиковой трубе или композитной металлопластиковой трубе. Материалами для трубы 4 являются, например, сшитый полиэтилен (РЕ-Х) или полибутилен.
Соединительный патрубок 2 изображен на фиг.1 лишь частично, насколько это требуется для описания герметичного трубного соединения. На фиг.1 справа от упорного буртика 6, который ограничивает насаживание трубы 4 на соединительный патрубок 2, соединительный патрубок может переходить, например, в другой соединительный патрубок для насаживания другой трубы 4 или в монтажное продолжение, например в винтовую резьбу. Как вариант продолжения соединительного патрубка 2 могут быть использованы также угловой соединитель на 90° или тройник.
На своей наружной окружной стенке, к которой обращена внутренняя стенка насаженного концевого участка 5 трубы, соединительный патрубок 2 имеет несколько разнесенных в осевом направлении относительно друг друга окружных ребер 7. На своем обращенном от упорного буртика 6 свободном конце внутренняя окружность соединительного патрубка 2 в концевой зоне 8 вначале ступенчато увеличивается, а затем сужается к концу в виде конуса, что способствует насаживанию концевого участка трубы на соединительный патрубок 2.
Скользящая втулка 3 представлена более детально на фиг.5-7. Скользящая втулка 3 имеет по окружности гладкую, цилиндрическую наружную стенку 9. Внутренняя стенка скользящей втулки 3 разделена по окружности в осевом направлении на средний участок 10, а также расширяющиеся в осевом направлении к концам скользящей втулки 3 конические участки 11.
В зависимости от варианта выполнения скользящей втулки 3 протяженность конических участков 11 изменяется вдоль продольной оси 12 скользящей втулки 3, которая одновременно является ротационно-симметричной осью втулки. Угол конусности конических участков 11 также может отличаться при различных вариантах выполнения скользящей втулки 3.
Средний участок 10 внутренней стенки скользящей втулки 3 имеет выступающее относительно остальной внутренней стенки внутрь, то есть в направлении продольной оси 12, окружное ребро 13. В варианте выполнения согласно фиг.1-7 окружное ребро 13 проходит по всей внутренней окружности скользящей втулки 3. Окружное ребро 13 имеет неизменное треугольное сечение в окружном направлении (см. фиг.7). Угол α при вершине окружного ребра 13 составляет 90°. Возможны также другие углы при вершине. Выступ А окружного ребра 13 относительно среднего участка 10 внутренней стенки скользящей втулки 3 составляет 70 мкм. Окружное ребро 13 имеет в окружном направлении постоянный выступ А относительно среднего участка 10 внутренней стенки скользящей втулки 3.
Скользящая втулка 3 представляет собой пластмассовое изделие, полученное литьем под давлением. На фиг.7 показана внутренняя плоскость разъема 14, которая воспроизводит разъем двух половинок не требующей поднутрения пресс-формы для изготовления литьем под давлением скользящей втулки 3. Кольцевой гребень окружного ребра 13 проходит во внутренней плоскости разъема 14.
Окружное ребро 13 проходит, как показывает его осевое положение вдоль продольной оси 12, не по центру среднего участка 10 внутренней стенки скользящей втулки 3, а со смещением от средней линии, ближе к переходу 15 между средним участком 10 и показанным на фиг.6 левым коническим участком 11. Возможно также расположение окружного ребра по центру среднего участка.
Увеличение выреза на фиг.2 показывает, что в исходном положении между окружным ребром 13 и остальным средним участком 10 скользящей втулки 3, с одной стороны, и трубой 4, с другой стороны, имеется зазор В, который в несколько раз больше, чем выступ А. Этот зазор между скользящей втулкой 3 и трубой 4 имеется, в частности, там, где труба 4 не насажена на соединительный патрубок 2.
На фиг.3 и 4 показано положение зажима соединительного фитинга 1. При помощи соответствующего инструмента скользящую втулку 3 из исходного положения согласно фиг.1 смещают вправо насаживанием на соединительный патрубок 2.
Радиальное расстояние между скользящей втулкой 3 и соединительным патрубком 2 меньше толщины стенки концевого участка 5 трубы, так что он зажат или запрессован между соединительным патрубком 2 и скользящей втулкой 3. При этом окружное ребро 13 заделывают (ср. фиг.4) в наружную стенку концевого участка 5 трубы. Таким образом, окружное ребро 13 вместе с окружными ребрами 7 и увеличенной по окружности концевой зоной 8 соединительного патрубка 2 фиксируют концевой участок 5 трубы, что предотвращает осевое смещение относительно соединительного фитинга 1, с одной стороны, и относительно скользящей втулки 3, с другой стороны.
В качестве альтернативы треугольному поперечному сечению окружное ребро 13 может иметь также другую форму поперечного сечения, например прямоугольное поперечное сечение или поперечное сечение без кромок.
Соединительный фитинг 1 предусмотрен для трубы 4 с номинальной шириной 40 мм. Альтернативные варианты для других номинальных ширин отличаются от описанной конструкции лишь размерами, а также в определенных случаях соотношением осевой протяженности среднего участка 10 к коническим участкам 11 внутренней стенки.
На фиг.8-10 показан другой вариант выполнения скользящей втулки 18, которая может использоваться вместо скользящей втулки 3 с соединительным фитингом 1 согласно фиг.1-7. Компоненты, соответствующие тем, которые уже были пояснены выше в связи со ссылкой на фиг.1-7, обозначены одинаковыми позициями и детально вновь не рассматриваются.
Скользящая втулка 16 имеет окружное ребро 17, которое на фиг.8 в отношении его радиальной протяженности сильно завышено и изображено без соблюдения точного масштаба.
Окружное ребро 17 разделено на три окружных участка 18. Каждый участок 18 окружного ребра покрывает окружной угол в 90° вокруг продольной оси 12. Между окружными участками 18 находится соответственно неоребренный окружной участок 18а с окружной протяженностью в 30°. Все три участка 18 окружного ребра расположены, таким образом, со смещением относительно друг друга в окружном направлении и на одинаковой высоте в осевом направлении. В другом, непоказанном, варианте участки 18 окружного ребра также могут быть расположены со смещением относительно друг друга в осевом направлении.
В окружном направлении вокруг продольной оси 12 участки 18 окружного ребра выполнены с плавно изменяющимся прохождением своего выступа относительно среднего участка 10 внутренней стенки скользящей втулки 16. Если смотреть в окружном направлении соответственно от середины участка 18 окружного ребра, то этот выступ, начиная от среднего максимума с выступом, например, 80 мкм, к краям участков 18 окружного ребра постоянно уменьшается в окружном направлении вплоть до нуля.
Участки 18 окружного ребра создаются при литье под давлением в соответственно комплементарно выполненных промежуточных полостях между половинками пресс-формы в зоне внутренней плоскости разъема 14. Эти промежуточные полости формируются за счет косого среза противолежащих торцевых стенок во внутренней плоскости разъема 14 половинок пресс-формы.
Деление окружного ребра 17 на участки 18 способствует насаживанию скользящей втулки 16 на трубу 4, в частности, в том случае если труба 4 не является идеально круглой касательно ее наружного поперечного сечения.
Вместо трех участков 18 окружного ребра могут быть предусмотрены также два, четыре, пять или еще большее число участков окружного ребра.
Возможен также другой выступ участков 18 окружного ребра относительно среднего участка 10 внутренней стенки скользящей втулки 16, например выступ на 30 мкм.
В непоказанном и альтернативном относительно варианта выполнения согласно фиг.8-10 варианте выполнения участков 18 окружного ребра предусмотрено, что в окружном направлении вокруг продольной оси 12 они имеют постоянный выступ относительно среднего участка 10 внутренней стенки скользящей втулки 16. При этом в месте, где участки 18 окружного ребра соответственно переходят в неоребренные участки 18а, в окружном направлении имеется уступ.
На фиг.11-13 показан другой вариант скользящей втулки 19. Компоненты, соответствующие тем, которые уже были пояснены выше в связи со ссылкой на фиг.1-10, обозначены одинаковыми позициями и детально вновь не рассматриваются.
Скользящая втулка 19 имеет окружное ребро 20, которое так же, как и окружное ребро 17 варианта выполнения с фиг.8-10, разделено на три участка 21. В отличие от треугольного поперечного сечения окружного ребра 17 с углом при вершине 90° участки 21 окружного ребра имеют поперечное сечение без кромок, так что окружное ребро 20 выполнено как окружное утолщение. Эта конфигурация поперечного сечения изготовлена соответственно за счет комплементарного выполнения половинок пресс-формы в зоне внутренней плоскости разъема 14. Бескромочная форма поперечного сечения окружного ребра 20 вновь способствует насаживанию скользящей втулки 19 на трубу 4.
Максимальный выступ А участков 21 окружного ребра относительного среднего участка 10 скользящей втулки 19 составляет в варианте осуществления согласно фиг.11-13 150 мкм.
1. Пластмассовая скользящая втулка (3; 16; 19) для насаживания на соединительный патрубок (2) и для зажимной фиксации концевого участка (5) трубы на соединительном патрубке (2) в положении зажима с внутренней стенкой (10, 11), которая в положении зажима, по меньшей мере, частично прилегает к наружной стенке концевого участка (5) трубы, при этом внутренняя стенка (10, 11) содержит, по меньшей мере, одно выступающее относительно остальной внутренней стенки (10, 11) внутрь окружное ребро (13; 17; 20), которое проходит, по меньшей мере, на одном участке внутренней окружности скользящей втулки (3; 16; 19).
2. Скользящая втулка по п.1, отличающаяся тем, что окружное ребро (13; 17) имеет треугольное или прямоугольное поперечное сечение.
3. Скользящая втулка по п.1, отличающаяся тем, что окружное ребро (20) имеет поперечное сечение без кромок.
4. Скользящая втулка по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что окружное ребро (17; 20) разделено на несколько, в частности на более чем два, предпочтительно на три участка (18; 21), расположенные в окружном направлении со смещением относительно друг друга.
5. Скользящая втулка по п.4, отличающаяся тем, что участки (18; 21) окружного ребра имеют в окружном направлении плавно изменяющееся прохождение своего выступа относительно внутренней стенки (10, 11).
6. Скользящая втулка по п.4, отличающаяся тем, что участки (18; 21) окружного ребра имеют в окружном направлении постоянный выступ относительно внутренней стенки (10, 11).
7. Скользящая втулка по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что максимальный выступ окружного ребра (13; 17; 20) относительно внутренней стенки (10, 11) скользящей втулки (3; 16; 19) составляет максимально 200 мкм.
8. Соединительный фитинг (1) с соединительным патрубком (2), на который насаживается труба (4), со скользящей втулкой по одному из пп.1-7 для насаживания на соединительный патрубок (2) и для зажимной фиксации концевого участка (5) трубы на соединительном патрубке (2) в положении зажима.
