РАЗБОРНЫЙ УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ И КОМПЛЕКТ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ ЕГО СБОРКИ

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, используемой в строительстве для сооружения систем отопления и водоснабжения зданий, в том числе жилых, и сооружений различного назначения, а конкретно к разборному узлу соединения металлической трубы или металлического элемента, имеющего наружную или внутреннюю резьбу, с полипропиленовой трубой, а также к комплекту деталей для сборку этого узла соединения.
Известен разборный узел соединения для подключения к металлическому элементу трубопроводной арматуры с внутренней резьбой полипропиленовой трубы, содержащий металлическую втулку с наружной резьбой на одном конце и с кольцевым наружным буртиком на торце второго конца, металлическую упорную гайку с участком наружной резьбы, одетую на металлическую втулку с упором со стороны резьбового участка в буртик металлической втулки, полипропиленовый штуцер с кольцевым наружным буртиком на одном из торцов и одетую на полипропиленовый штуцер накидную гайку, навинченную на участок наружной резьбы упорной гайки с сопряжением торцами с кольцевыми наружными буртиками металлической втулки и полипропиленового штуцера, между которыми расположена уплотнительная прокладка (Система Ekoplastik PPR, каталог изделий для систем внутреннего холодного и горячего водоснабжения и отопления компании Wavin на 2010 год, стр.15, «Разборное соединение. пластик металл»).
Это известное решение для обеспечения соединения предусматривает, что металлическая втулка своим концом с наружной резьбой вворачивается в резьбовое отверстие элемента трубопроводной арматуры, а к выступающему из узла соединения концу полипропиленового штуцера по известной технологии с использованием полипропиленовой муфты приваривается конец полипропиленовой трубы.
Известен также разборный узел соединения для подключения к металлической трубе с резьбой на конце полипропиленовой трубы, который содержит металлическую посадочную гайку с внутренним отверстием с резьбой и с участком наружной резьбы со стороны одного из торцов, полипропиленовый штуцер с кольцевым наружным буртиком на одном из торцов и одетую на полипропиленовый штуцер накидную гайку, навинченную на участок наружной резьбы посадочной гайки с сопряжением торца с кольцевым наружным буртиком полипропиленового штуцера с торцом посадочной гайки, между которыми расположена уплотнительная прокладка (Система Ekoplastik PPR, каталог изделий для систем внутреннего холодного и горячего водоснабжения и отопления компании Wavin на 2010 год, стр.15, «Резьбовое соединение внутреннее»).
Для увеличения площади сопряжения в зоне контакта уплотнительного кольца с посадочной гайкой, последняя на сопряженном с уплотнительным концом торце выполнена с внутренним кольцевым буртиком во внутреннем отверстии, что является едва ли не необходимым условием для получения надежного соединения.
Здесь для обеспечения соединения посадочная гайка навинчивается на резьбовой конец трубы, а к выступающему из узла соединения концу полипропиленового штуцера с использованием полипропиленовой муфты приваривается конец полипропиленовой трубы.
Из-за разницы в температурных линейных расширениях оба приведенных выше известных решения обладают недостаточной надежностью, поскольку оба разборных узла соединения не обеспечивают продолжительную герметичность соединения в зоне сопряжения деталей узлов с уплотнительной прокладкой. Именно этим обстоятельством объясняется отмеченное выше в отношении второго решения увеличение площади сопряжения.
Известен разборный узел соединения, реализованный для обеспечения подключения полипропиленовой трубы к металлическому фитингу, который имеет отверстие с внутренней конической посадочной поверхностью (RU 91130 U1, МПК F16L 47/12 (2006.01), 27.01.2010).
Это разборный узел соединения содержит штуцер, изготовленный из полипропилена в виде отрезка трубы, накидную гайку и кольцевой уплотнительный элемент, изготовленный из упругого материала. Штуцер выполнен с расположенными на одном из его концов обращенной к этому концу конической наружной посадочной поверхностью и расположенным далее от меньшего основания конической наружной посадочной поверхности цилиндрическим концевым участком, а также с буртиком у большего основания конической наружной посадочной поверхности и с сопряженной с меньшим основанием конической наружной посадочной поверхности ступенькой, образованной кольцевой поперечной плоской опорной поверхностью.
Штуцер сопряжен конической наружной посадочной поверхностью с внутренней конической посадочной поверхностью фитинга, а его цилиндрический концевой участок располагается в цилиндрическом отверстии фитинга с радиальным зазором. Буртик штуцера поджат со стороны конической наружной посадочной поверхности к торцевой поверхности фитинга накидной гайкой, сопряженной внутренним радиальным кольцевым выступом с поверхностью буртика со стороны второго конца штуцера и навинченной на наружную винтовую поверхность фитинга. Кольцевой уплотнительный элемент установлен со сжатием в зазоре между наружной поверхностью цилиндрического концевого участка штуцера и внутренней поверхностью цилиндрического отверстия фитинга и сопряжен со ступенькой штуцера.
Подключение полипропиленовой трубы к штуцеру из полипропилена здесь также осуществляется сваркой с использованием полипропиленовой муфты.
Это известное решение более надежно из-за уплотнения кольцевым уплотнительным элементом, установленным со сжатием в зазоре между наружной поверхностью цилиндрического концевого участка штуцера и внутренней поверхностью цилиндрического отверстия фитинга, который обеспечивает надежное уплотнение зазора, в котором он установлен, вне зависимости от изменения при перепадах температуры относительных размеров металлического фитинга и штуцера из полипропилена.
Однако этот известный разборный узел соединения не приспособлен для использования при необходимости подключения полипропиленовой трубы к металлической или к какому-либо металлическому элементу трубопроводной арматуры, имеющему для подключения участок с внутренней резьбой.
Технический результат, достижение которого обеспечивает настоящая полезная модель, заключается в реализации надежного в условиях линейного расширения разборного узла соединения, который может быть использован для подключения полипропиленовой трубы к металлической или для подключения полипропиленовой трубы к какому-либо металлическому элементу трубопроводной арматуры, имеющему для подключения участок с внутренней резьбой.
Достижение этого технического результата обеспечивает разборный узел соединения, который содержит:
- металлическую втулку с участками наружной и/или внутренней резьбы, расположенными со стороны одного конца, а также с наружной резьбой и участком гладкой внутренней цилиндрической поверхности - с другого конца;
- штуцер, изготовленный из полипропилена в виде отрезка трубы и выполненный с расположенным на одном из его концов посадочным участком с наружной цилиндрической поверхностью и с упорным буртиком, расположенным далее от посадочного участка в направлении второго конца штуцера и обращенным кольцевой поверхностью ко второму концу;
- накидную гайку;
- кольцевой уплотнительный элемент, изготовленный из упругого материала. Металлическая втулка и штуцер сопряжены в продольном направлении контактными поверхностями с расположением посадочного участка штуцера в зоне участка гладкой внутренней цилиндрической поверхности металлической втулки с кольцевым относительно нее зазором.
Кольцевой уплотнительный элемент расположен на посадочном участке штуцера со сжатием в зазоре между поверхностью посадочного участка и участком гладкой внутренней цилиндрической поверхности металлической втулки.
Накидная гайка установлена на штуцер и навинчена по наружной резьбе на второй конец металлической втулки с контактом внутренним радиальным выступом с упорным буртиком штуцера для поджатая друг к другу контактных поверхностей штуцера и металлической втулки.
В частном случае выполнения полезной модели металлическая втулка и штуцер могут быть выполнены с расположенными поперечно плоскими кольцевыми контактными поверхностями.
В этом случае расположенная поперечно плоская кольцевая контактная поверхность штуцера может быть выполнена со свободным участком, сопряженным с посадочным участком штуцера, при этом кольцевой уплотнительный элемент установлен с контактом со свободным участком расположенной поперечно плоской кольцевой контактной поверхности штуцера. Возможен вариант, когда посадочный участок штуцера выполнен с дополнительной посадочной цилиндрической поверхностью, расположенной со стороны сопряжения расположенных поперечно плоских кольцевых контактных поверхностей металлической втулки и штуцера и образующей опорный буртик, имеющий кольцевую поперечную плоскую поверхность, обращенную в направлении первого конца штуцера. При этом дополнительная посадочная цилиндрическая поверхность штуцера сопряжена с частью участка гладкой внутренней цилиндрической поверхности металлической втулки, а кольцевой уплотнительный элемент установлен с контактом с опорным буртиком.
В другом частном случае выполнения контактные поверхности металлической втулки и штуцера выполнены коническими, ориентированными вершинами образующих их конусов в направлении первого конца штуцера.
В этом случае коническая контактная поверхность штуцера выполнена со свободным участком, сопряженным с посадочным участком штуцера, при этом кольцевой уплотнительный элемент расположен в зоне сопряжения свободного участка конической контактной поверхности штуцера с посадочным участком штуцера. Возможен вариант, когда коническая контактная поверхность штуцера сопряжена с посадочным участком штуцера с образованием опорного буртика, имеющего плоскую кольцевую поверхность, обращенную в направлении первого конца штуцера, при этом кольцевой уплотнительный элемент установлен с контактом с опорным буртиком.
Во всех случаях осуществления полезной модели кольцевой уплотнительный элемент может быть изготовлен с поперечным сечением в форме круга из резины или из полимерного каучука.
Комплект деталей для указанного разборного узла соединения характеризуется набором входящих в него деталей, которые выполнены в соответствии с описанными выше общим и частными случаями осуществления.
Полезная модель иллюстрируется несколькими примерами конкретного выполнения разборного узла соединения, которые проиллюстрированы на чертежах.
На фиг.1 показан продольный разрез первого варианта разборного узла соединения.
Металлическая втулка 1 выполнена со стороны первого конца 2 с участком 3 внутренней резьбы, который предназначен для наворачивания на металлическую трубу (на чертежах не показана) к которой необходимо подключить полипропиленовую трубу 4. Возможно выполнение со стороны первого конца 2 металлической втулки 1 участка наружной резьбы (на чертежах не показан), который используется для вворачивания металлической втулки 1 в резьбовое отверстие какого-либо элемента трубопроводной арматуры (фитинг, муфта, угольник, тройник, вентиль и тому подобное), к которому далее подключается полипропиленовая труба 4.
Со стороны второго конца 5 металлической втулки 1 расположены наружная резьба 6 и участок 7 гладкой внутренней цилиндрической поверхности.
Штуцер 8, изготовленный из полипропилена в виде отрезка трубы, выполнен с расположенным на одном из его концов 9 посадочным участком 10 с наружной цилиндрической поверхностью и с упорным буртиком 11, расположенным далее от посадочного участка 10 в направлении второго конца 12 штуцера 8 и обращенным кольцевой поверхностью ко второму концу 12.
Металлическая втулка 1 и штуцер 8 сопряжены с расположением посадочного участка 10 в зоне участка 7 гладкой внутренней цилиндрической поверхности металлической втулки 1 с кольцевым относительно нее зазором 13.
Кольцевой уплотнительный элемент 14, изготовленный из упругого материала, расположен на посадочном участке 10 штуцера 8 со сжатием в зазоре 13 между поверхностью посадочного участка 10 и участком 7 гладкой внутренней цилиндрической поверхности металлической втулки 1. Кольцевой уплотнительный элемент 14 изготовлен с попеченным сечением в форме круга из резины или из полимерного каучука.
Накидная гайка 15 установлена на штуцер 8 и навинчена по наружной резьбе 6 на второй конец 5 металлической втулки 1 с контактом внутренним радиальным выступом 16 с упорным буртиком 11 штуцера 8.
В этом варианте выполнения полезной модели металлическая втулка 1 и штуцер 8 выполнены с расположенными поперечно плоскими кольцевыми контактными поверхностями 17 и 18, которыми продольно поджаты друг к другу металлическая втулка 1 и штуцер 8 за счет осевого воздействия накидной гайки 15.
Расположенная поперечно плоская кольцевая контактная поверхность 17 штуцера 8 имеет свободный участок 19, сопряженным ортогонально с посадочным участком 10 штуцера 8. Кольцевой уплотнительный элемент 14 в этом варианте установлен с контактом со свободным участком 18.
Полипропиленовая труба 4 подключена ко второму концу 12 штуцера 8 с использованием муфты 20, приваренной ко второму концу 12 штуцера 8 и к полипропиленовой трубе 4. Сварка осуществляется по известной технологии сварки полипропиленовых труб.
На фиг.2 показан продольный разрез второго варианта разборного узла соединения, в котором металлическая втулка 21 и штуцер 22 выполнены также с расположенными поперечно плоскими кольцевыми контактными поверхностями 23 и 24.
В этом варианте посадочный участок 25 штуцера 22 выполнен с дополнительной посадочной цилиндрической поверхностью 26, расположенной со стороны сопряжения расположенных поперечно плоских кольцевых контактных поверхностей 23, 24 и образующей опорный буртик 27, имеющий кольцевую поперечную плоскую поверхность, обращенную в направлении первого конца 28 штуцера 22.
Дополнительная посадочная цилиндрическая поверхность 26 штуцера 22 сопряжена с частью 29 участка 30 гладкой внутренней цилиндрической поверхности 31 металлической втулки 21, а кольцевой уплотнительный элемент 32 установлен с контактом с опорным буртиком 27.
На фиг.3 показан продольный разрез третьего варианта разборного узла соединения, в котором контактные поверхности 33 и 34 металлической втулки 35 и штуцера 36 выполнены коническими, ориентированными вершинами образующих их конусов в направлении первого конца 37 штуцера 36.
Коническая контактная поверхность 33 штуцера 36 выполнена со свободным участком 38, сопряженным с посадочным участком 39 штуцера 36. Кольцевой уплотнительный элемент 40 расположен в зоне 41 сопряжения свободного участка 38 с посадочным участком 39 штуцера 36.
На фиг.4 показан продольный разрез четвертого варианта разборного узла соединения, в котором контактные поверхности 42 и 43 металлической втулки 44 и штуцера 45 выполнены, как и в третьем варианте, коническими, ориентированными вершинами образующих их конусов в направлении первого конца 46 штуцера 45.
Коническая контактная поверхность 42 штуцера 45 сопряжена с посадочным участком 47 штуцера 45 с образованием опорного буртика 48, имеющего плоскую кольцевую поверхность, обращенную в направлении первого конца 46 штуцера 45. Кольцевой уплотнительный элемент 49 установлен с контактом с опорным буртиком 48.
Сборка разборного узла соединения осуществляется для всех показанных примеров в условно одинаковой последовательности.
Предварительно (фиг.1) устанавливается металлическая втулка 1 на металлическую трубу или вворачивается в элемент трубопроводной арматуры. Затем на посадочный участок 10 штуцера 8 одевается кольцевой уплотнительный элемент 14. Посадочным участком 10 штуцер 8 вводится внутрь металлической втулки 1. На штуцер 8 одевается накидная гайка 15, которая наворачивается на металлическую втулку 1. К выступающему второму концу 4 штуцера 8 подключается полипропиленовая труба 4, как описано выше.
Продолжительные испытания разборного узла соединения, проведенные при различных давлениях, изменяющихся в диапазоне от 5 до 35 атм. и многократных циклах нагрева - охлаждения от 20°C до 100°C, показали его надежность. При этом никаких изменений в конструкции, повреждений, смятий или других дефектов полипропилена, из которого изготовлен штуцер, не возникло.