КОНЦЕВАЯ АРМАТУРА

Полезная модель относится к гибким трубопроводным коммуникациям, предназначенным для транспортировки жидкостей и газов, а именно, к концевой арматуре и может быть использована в различных системах летательных аппаратов, судов, наземного транспорта и промышленного оборудования.
Известна концевая арматура, состоящая из полимерной трубки в металлической проволочной оплетке, соединенной с ниппелем на ее коническом хвостовике таким образом, что стенка трубки герметично зажата между вкладышем и уплотнительными зубчиками в расточке конического хвостовика, а оплетка жестко закреплена на шейке конического хвостовика осесимметрично обжатой муфтой (см. патент GB 1022555, кл. F16L 33/207, опубл. 16.03.1996). Недостатком известного устройства является недостаточная надежность, обусловленная отсутствием функциональной связи между величиной угла конуса хвостовика и трибологическими свойствами материалов ниппеля и оплетки. В известном устройстве оплетка соскальзывает (сползает) по коническому хвостовику ниппеля в ходе осесимметричного обжатия муфты при сборке шланга. Это существенно снижает качество концевой арматуры в целом, так как приводит к систематически проявляющимся дефектам сборки:
- вспучиванию и отставанию оплетки от полимерной трубки на участке у торца обжатой муфты;
- перехлесту и вдавливанию отдельных проволок оплетки в стенку полимерной трубки под обжатой муфтой и т.п.
Наличие указанных дефектов сборки вызывает концентрацию напряжений в стенке полимерной трубки, что приводит к преждевременному ее растрескиванию под воздействием эксплуатационных нагрузок (пульсация давления рабочей среды, циклический изгиб др.) и потере герметичности шланга.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в повышении качества (ресурса и надежности) концевой арматуры. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что концевая арматура содержит полимерный шланг в металлической проволочной оплетке, ниппель с трубчатым вкладышем внутри и обжимную втулку, причем контур наружной поверхности ниппеля между штуцером и коническим хвостовиком последовательно выполнен с упорным буртом, цилиндрической шейкой, диаметр которой равен 1,1-1,3 наружного диаметра шланга, и отрезком сопряжения шейки с основанием хвостовика, на внутренней поверхности ниппеля под хвостовиком выполнена кольцевая проточка и на ней, по крайней мере, два кольцевых уплотнительных выступа, причем диаметр проточки равен наружному диаметру шланга, который введен в ниппель до упора в торец проточки и зафиксирован в этом положении изнутри трубчатым вкладышем, при этом оплетка с торца хвостовика отделена от шланга и эта ее часть уложена по указанному контуру обжимной втулкой, которая имеет обжатый по поверхности оплетки участок, длина которого равна 1,5-2,0 от длины проточки ниппеля, а угол α при вершине конического хвостовика составляет 0<α≤2 arct f, где f - коэффициент трения скольжения оплетки по конической поверхности хвостовика ниппеля. Ниппель и оплетка предпочтительно выполнены из стали и/или титана.
На чертеже изображена предлагаемая концевая арматура в сборе (противоположный армированный конец шланга не показан).
Предлагаемая концевая арматура содержит полимерный шланг 1 в металлической проволочной оплетке 2, ниппель 3 с трубчатым вкладышем 4 внутри и обжимную втулку 5. Ниппель и оплетка могут быть выполнены из стали и/или титана. Контур наружной поверхности ниппеля между штуцером 6 и коническим хвостовиком 7 последовательно выполнен с упорным буртом 8, цилиндрической шейкой 9 и отрезком 10 сопряжения шейки с основанием хвостовика. На внутренней поверхности ниппеля под хвостовиком 7 выполнена кольцевая проточка 11, диаметр которой равен наружному диаметру шланга 1 (для полной его укладки). На этой проточке 11 расположены, по крайней мере, два кольцевых уплотнительных выступа 12. Шланг 1 введен в ниппель до упора в торец проточки 11 и зафиксирован в этом положении изнутри трубчатым вкладышем 4. Оплетка с торца хвостовика 7 отделена от шланга 1 и эта ее часть уложена по контуру обжимной втулки 5.
Диаметр шейки 9 составляет 1,1-1,3 наружного диаметра шланга 1, что позволяет надежно зафиксировать шланг 1 без излишней деформации. Обжимная втулка 5 имеет обжатый по поверхности оплетки участок (позицией не обозначен), длина которого равна 1,5-2,0 от длины проточки ниппеля. При такой длине этот участок обеспечивает надежную фиксацию шланга, дальнейшее увеличение длины участка ведет к неоправданному перерасходу материала. Угол α конического хвостовика функционально связан с трибологическими свойствами материалов оплетки и ниппеля следующим неравенством:
0<α≤2 arct f
где: f - коэффициент трения скольжения оплетки по конической поверхности хвостовика ниппеля, что исключает соскальзывание (сползание) оплетки по коническому хвостовику ниппеля в ходе осесимметричного обжатия муфты при сборке шланга. Это предотвращает вспучивание оплетки, перехлест и вдавливание отдельных проволок в стенку полимерной трубки.
Работа шланга, например с оплетками из стали 12Х18Н10Т и ниппелем из стали 07X16Н6 (f=0,2) происходит следующим образом. Давление рабочей среды, подаваемое в его полость воздействует на полимерный шланг 1 в оплетке 2 и ниппель 3. При этом:
- уплотнительные выступы 12 обеспечивают надлежащую герметичность соединения полимерного шланга 1 с ниппелем 3;
- оплетка 2 жестко закреплена на шейке 9 осесимметрично обжатой втулкой 5, что обеспечивает гидростатическую и динамическую прочность шланга в целом.
В процессе эксплуатации шланг воспринимает пульсации давления рабочей среды, гидроудары, вибрацию, температурные воздействия и другие нагрузки. Качество шланга (ресурс и надежность) в этих условиях предопределяется степенью повреждения полимерного шланга при сборке.
Таким образом, предложенная полезная модель обеспечивает повышение качества концевой арматуры (ресурса и надежности). Эффективность проверена в производстве шлангов высокого давления с оплетками и ниппелями из стали и титана на предприятии ФГУП УАП «Гидравлика».