Устройство для соединения труб

 

О П И С А Н И Е („)961568

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) ЗаявлЕно 21.07.77(21) 2506701/25-08 (23) Приоритет (32) 21.07.76 (31) 2А 5375/76 (331 Австрия

Опубликовано23.09.82.рюллетень N 35

Дата опубликования описания 26 09 82 (51) М. Кл.

F16 Х 15/32

3ЬеударнтжннмС кеюнтвт

СССР ю делан нзебретеннй н открытнй (53) УДК 62.762 (088.8) (72) Автор . изобретения

ГЖСОЮ3 .a . кТЕНТМ

13 ÄÄÄ,,„.„„, 3

БМБЛЫОТЙЙ

Иностранец

Иммануэль ШтраФ (Швейцария) (73) заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛ Я СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к устройству для соединения труб.

Известно устройство для соединения труб, содержащее незамкнутую камеру, в которой расположена С-образная в осевом сечении манжета иэ резинообразного материала, представляющая собой пере- мычку, соединяющую направленные одна к другой уплотнительные губки (1) .

Однако известное устройство не обеспечивает необходимой плотности соединения труб, которое бы не зависело от термических нагрузок или от старения материала манжеты.

Мелью изобретения является обеспечение плотности соединения труб независимо от переменных термических нагрузок н старения материала манжеты.

Эта цель достигается тем, что внут ренний диаметр уплотняюших губок больше диаметра концов соединяемых труб, причем между наружной поверхностью уплотняющих губок и внутренней поверхностью перемычки враспор установлена предварительно напряженная винтовая пружина.

На фнг. 1 показано устройство для соединения труб, общий вид; на фиг. 2разрез А-А на фиг. 1 (с соединяемыми трубами) .

Устройство для соединения труб содержит незамкнутую камеру l, кожух 2 которой имеет, в основном, цилиндрическую (О форму и на торцовых сторонах которого расположены загнутые внутрь фланцы 3 и 4.

Камера 1 выполнена иэ одного куска высокопрочного листового металла, напри15 мер из нержавеющей стали. Отогнутые наружу в противоположные стороны пластины 5 и 6 охватывают, соответственно один цилиндрический стяжной палец 7 или

8, которые соединены между собой опре20 деленным числом болтов, в данном случае двумя внутренними шестигранными болтами 9 и 10. Свободные концы пластин 5 и 6 целесообразно приварить к боковой цилиндрической поверхности кожуха 2 ка25 меры. В данном случае головки 11 и 12

3 96 156 внутренних шестигранных болтов 9 или 10 проходят сквозь отверстия 13 и 14 в пластине 5.Примыкающая к головкам 11 и 12 часть болтов 9 и 10 с небольшим люфтом проходит сквозь поперечные or верстия в стяжном пальце 7, сквозь неиэображенные отверстия в месте перегиба пластины 5, а затем, также с зазоромчерез отверстия 15 и 16 в месте перегиба пластины 6 и входят в снабженные 10 внутренней резьбой поперечные отверстия в стяжном пальце 8. Из указанного следует, что при затяжке болтов 9 и 10 камера 1 может затягиваться наподобие зажимному мостику или муфте. 15

Камера 1 между фланцами 3 и 4 содержит С-образную в поперечном сечении открывающуюся внутрь, выполненную из синтетической резины уцлотнительную манжету 17, перемычка 18 которой своей щ наружной стороной под прокладкой из стальной ленты 19 плотно прилегает к цилиндрической внутренней поверхности 20 кожуха 2 камеры. Прокладка из стальной ленты 19, помимо прочего, служит для перекрытия зазора 21 в месте перегиба пластин 5 и 6 (фиг. 1).

К перемычке 18 уплотнительной манжеты 17 с обеих сторон прилегают концы, выполненные в виде уплотняюших губок

22 и 23. На свободных концах уплотняющие губки имеют острые уплотнительные канты 24 и 25, которые при затяжке камеры 1 плотно прилегают к боковой поверхности соединяемых устройством кон.

35 цов труб 26 и 27.

На обращенной к перемычке 18 сторо« не уплотняющих губок 22 и 23 имеются обращенные наружу кольцеобразные канав40 ки 28 и 29, в которых размещено прахтически замкнутое в себе кольцо винтовой пружины 30 или 31. Это слегка распрямленное кольцо по своему наружному периметру поддерживает, предпочтительно, тонкостенный участок 32 и 33 перемычки и, в свою очередь, опирается на него.

Между кольцевыми канавками 28 и 29 и основанием 34 и 35 уплотняющих губок имеется кольцеобразное полое пространство 36 и 37, которое через витки кольца винтовой пружины 30 и 31 между. внутренней стороной перемычки 18 и на- . ружной стороной концов труб 26 и 27 соединяется с пространством 38.

Кольца винтовой пружины 30.и 31 вы-55 полняют, главным образом, четыре функции. Во-первых, благодаря тому, что они снаружи оприаются на внутреннюю сторону

8 4 зоны 32 или. 33 перемычки 18, при затяжке корпуса они обеспечивают немедленное прижатие к наружной поверхности концов труб 26 и 27 уплотняюшнх губок

22 и 23 с радиально направленным усилием, превосходящим собственную эластичность. Во-вторых, благодаря свойству свободно распрямляться, они обеспечивают равномерное распределение внутреннего давления в трубах, которое через стык труб передается пространству 38, по всей длине обращенных к перемычке 18 сторон уплотняюшей губки 22 или 23, включая полые пространства 36 и 37, благодаря чему уплотняюшие губки по всему наружному п ерим е тру испытывают дейс твие гидростатического направленного внутрь усилия. В-третьих, особенно при недоста= точной эластичности материала уплотнительной манжеты, вследствие износа или многократной и длительной термической нагрузки, обеспечивается неизменно плотное прижатие уплотняюших губок 22 или

23 по всему наружному периметру концов соединяемых труб 26 и 27 даже при незначительном внутреннем давлении в трубах. Одновременно кольца винтовой пружи- ны 30 и 31 предотвращают отход тонкостенных участков 32 и 33 перемычки 18 манжеты от прокладки 19, причем такой отход может наступить в результате практически неизбежного старения резинового материала в условиях высоких термических . нагрузок и исчезновения внутреннего давления в соединяемых трубах.

С учетом последнего явления профилируется внутренняя сторона, расположенная между уплотняюшими губками 22 и 23 отрезка перемычки 18. На этом отрезке перегородка не имеет постоянной толщины, а на определенном расстоянии в осевом направлении здесь расположены округлые направленные внутрь утолщения 39, которые придают внутренней стороне волнообразный профиль. Этот профиль (фиг. 1) отмечен пунктирной линией 40. Утолщения 39 служат в качестве ребер жесткос- ти с радиально направленным наружу усилием, которые предотвращают отход перемычки 18 от прокладки 19, если материал манжеты уплотняется под воздействием термических нагрузок.

Устройство работает следующим образом.

Уплотняюшие губки перед монтажом соединения имеют больший диаметр, чем подлежащая уплотнению труба. При напряжении охватывающей перемычку уплотняю== щей манжеты камеры эта камера сжимает=-

9615 ся до меньшего диаметра, и за счет этого уплотнитепьная манжета сжимается в объеме. Это означает, что резиновая манжета также занимает меньший диаметр.

За счет сжатия камеры до меньшего диаметра уплотняюшая манжета сжимается в объеме, так что диаметры перемычки винтового пружинного кольца и уплотняющей губки уменьшаются. Вследствие этого уменьшения диаметра уплотняюшая губка 16 прилегает затем к наружной поверхности трубы и за счет дальнейшего натягивания камеры перемычка манжеты через винтовое пружинное кольцо, а также уплотняюшая губка подвергаются еше более сильному давлению, причем материал резины уплотняюшей губки проникает в поры, риски, швы или другие неплосксстности необработанной наружной поверхности трубы.

Торцовые стороны уплотнительной ман- щ жеты 17 разделены на две, в основном конические плоскости 41 и 42 или 43 и

44. Радиально наружные конические поверхности 41 и 43 прилегают к изогнутым внутрь боковым краям 45 и 46 про 2$ кладки 19, причем ее концы должны находиться один от другого на расстоянии, равном расстоянию между местами изгиба пластин 5 и 6, причем эти концы прокладки 19 должны располагаться в месте, ЗО диаметрально противоположном зазору- 21.

Внутренние конические плоскости 42 и 44 торцовой стороны манжеты 17 плот но прилегают, соответственно, к нмеюшим форму усеченного конуса зажимным кольцам 47 и 48. Эти выполненные из высокопрочной стали. зажимные кольца состоят из ленты, конически загнутой в виде витка с перекрывающимися концами.

В точке наибольшего диаметра зажимные кольца 47 и 48 аксиально крепятся в корпусе в выемках 49 и 50 между кожухом корпуса 2 и фланцем 4 или 3. На отрезке меньшего диаметра зажимные коль ца снабжены большим количеством -об-< разных вырезов, образующих пластины 51, выступаюшие из конусообразной поверхности зажимного кольца таким образом, что накрывают одна другую наподобие чешуи.

Свободный конец каждой такой пластины

51 образует таким образом захват 52, предназначенный для вреэания в боковую поверхность концов соединяемых труб и закрепления на этой поверхности.

Если камеру над концами труб 26 и

27 (фиг. 2) затянуть, то захваты 52 на

$$ концах пластинок 51 зажимных колец 47 и 48 сразу же врежутся в наружную поверхность концов труб. Это произойдет

68 6 потому, что зажимные кольца 47 и 48 в точках их наибольшего диаметра, т. е. во впадинах 50 или 49, затянуты обоймой, охватывающей их по наружному и внутреннему периметрам. Эта обойма с одной стороны состоит из наружного мас» сивного распорного кольца 53. Распорное кольцо 53 имеет цилиндрическую наружную поверхность 54, плотно прилегаюшую к внутренней стороне 20 кожуха 2 камеры в месте расположения выемок 49 и 50; первую коническую плоскость 55, плотно:. прилегаюшую к боковому краю 45 или 46 и, тем самым, к конической поверхности

41 и 43 торцовой стороны манжеты 17, и вторую коническую поверхность 56, плотно прилегающую к наружной боковой поверхности зажимных колец 47 и 48.

Концы распорного кольца 53 расположены один от другого на расстоянии, максимально равном расстоянию между точками перегиба пластин 5 и 6, так, что при затяжке камеры 1 они образуют плотное соединение, и распорное кольцо 53 приобретает форму замкнутого кольца.

С другой стороны обойма пластинчатого зажимного кольца имеет следуюшее, соприкасающееся с его внутренней боковой поверхностью, распорное кольцо 57, имеющее, в соответствии с представленной на фиг. 1 — 2 формой исполнения, круглое поперечное сечение. Это распорное кольцо 57 опирается на внутреннюю сторону фланца 3 или 4. Концы распорного кольца 57 (при незатянутой камере 1) находятся на расстоянии один от другого, примерно равном расстоянию между концами распорного кольца 53, и приходят в плотное соприкосновение.

Благодаря распорным кольцам 53 и

57 обоймы зажимных колец 48 и 47, вопреки эластичности материала манже- ты 17, при затяжке камеры 1 обеспечивается немедленная подача захватов 52 и наружной поверхности концов соединяемых труб 26 и 27 и зацепление их с этой повехрностью даже при отсутствии в полости 38 гидростатического давления, которое передавалось бы через несжимаемую манжету 17 и вызывало бы аналогичное явление.

Технико-экономическая эффективность соединительного устройства заключается в обеспечении не только плотного, но и равноценного геометрическому замыкания в осевом направлении, а также в напран пении скручивания соединения концов труб немедленно после затяжки камеры. Это соединение имеет практически неограни7 9615 ченный срок експлуатацни, даже если рабочие температуры приближаются к максимально допустимым.

Формула изобретения

Устройство для соединения труб, соI держащее незамкнутую камеру, в. которой расположена С-образная в поперечном се- <О чении манжета из материала типа резины, представляющая собой перемычку, соединяющую направленные одна к другой уплотнякяцие губки, о т л и ч а ю щ е е68

8 с я тем, что, с целью обеспечения плот ности соединения труб независимо от переменных термических нагрузок и сгарения материала манжеты, внутренний диаметр уплотняюших губок больше диаметра концов соединяемых труб, причем между наружной поверхностью уплотняющих губок и внутренней поверхностью перемычки враспор установлена предварительно напряженная винтовая пружина.

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе

1. Патент ClUA ¹ 3680874, кл, 277-153, 1972.

961568

Я И ЧОя 20jÓ д д g 1 j7

4-A

Составитель И. Пащенко

Редактор В. Данко Техред А .Бабннец Корректор А. Гриденко

Заказ 733 7/78 Тираж 990 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Филиал ППП Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4