ТРУБНАЯ МУФТА
PIPE COUPLING

Изобретение относится к трубной муфте согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Трубные муфты служат для соединения обращенных друг к другу концов труб. Такую трубную муфту обозначают также как хомут для крепления труб или стяжной хомут. Чтобы обеспечить герметичность созданного соединения предусмотрены, например, уплотнительные прокладки, которые охватывают по окружности оба трубных конца и фиксируются в желательном положении посредством стянутой ленты хомута. Эти уплотнительные прокладки могут быть составной частью трубной муфты.
Из WO 2005/038152 А1 известна трубная муфта, включающая ленту хомута, которая прокладывается вокруг концов труб и имеет на своих концах радиально выступающие наружу соединительные участки. Загибы соединительных участков определяют продольную прорезь с ее первой стороной и отстоящей от нее второй стороной. В качестве механизма натяжения для сокращения внутреннего диаметра ленты хомута предусмотрено устройство винт-гайка, причем винты пропускают через отверстия в соединительных участках. Также предусмотрен отдельный перемыкающий элемент для перемыкания продольной прорези, толщина которого уменьшается в направлении свободных концов. Уплощенные концевые зоны этого перемыкающего элемента при стягивании трубной муфты попадают между внутренней стороной ленты хомута и уплотнительной прокладкой, при этом прилежащая к внутренней стороне ленты хомута уплотнительная прокладка в отдельных местах отделяется от нее.
Недостатком вышеназванного решения является то, что выполненный в виде отдельного компонента перемыкающий элемент без соответствующей предохранительной меры может быть утерян при монтаже трубной муфты и/или затрудняет работу с этой трубной муфтой. Кроме того, этот перемыкающий элемент требует дополнительных издержек по изготовлению и увеличивает монтажные издержки (Assambling) трубной муфты. Такие трубные муфты являются массовым производством, так что дополнительные издержки представляют собой существенный недостаток, в частности, с учетом промышленного изготовления. Далее, в связи со свойствами материала уплотнительной прокладки, ее приходится закреплять на внутренней стороне ленты хомута, так что с таким перемыкающим элементом при стягивании трубной муфты может возникнуть также повреждение уплотнительной прокладки.
В примере осуществления в US 4664428 А перемыкающий элемент образован свободным концом ленты хомута. На свободном конце ленты хомута предусмотрен упругий уплотнительный элемент. Сопоставимая трубная муфта показана в DE 3843738 А1.
Недостатком вышеназванных решений является то, что расположенный на перемыкающем элементе упругий уплотнительный элемент в трубной муфте, которая включает плоскую уплотнительную прокладку, может при стягивании трубной муфты изгибать или смещать эту уплотнительную прокладку таким образом, что ни в коем случае больше не обеспечивается герметичность.
В альтернативной форме осуществления, которая также показана в US 4664428 А, предусмотрены с внутренней стороны ленты хомута отстоящие от сторон продольной прорези отдельные уплотнительные элементы, которые проходят с отступом относительно соответствующих боковых краев ленты хомута по большей части ширины ленты хомута. Чтобы перемкнуть продольную прорезь, предусмотрен отдельный перемыкающий элемент, который в стянутом состоянии трубной муфты простирается от одного расположенного с внутренней стороны уплотнительного элемента к другому уплотнительному элементу.
Недостатком вышеназванного решения является то, что перемыкающий элемент выполнен как отдельный компонент и, следовательно, имеет аналогичные недостатки, как те, которые имеет описанный в WO 2005/038152 А1 перемыкающий элемент.
В US 4365393 А предлагается, чтобы в зоне накладок, которые принимают стяжные болты механизма стягивания, выполнить радиально открытые внутрь углубления, в которых в стянутом состоянии трубной муфты за пределами расположенной с внутренней стороны ленты хомута плоской уплотнительной прокладки может располагаться перемыкающий элемент.
Недостатком вышеназванного решения является то, что, наряду с дополнительными производственно-техническими издержками по изготовлению углублений, перемыкающий элемент здесь выполнен также в виде отдельного компонента и поэтому также имеет в этой связи вышеназванные недостатки.
В ЕР 1767842 А2 предлагается, чтобы в трубной муфте для соединения двух концов труб на служащем как уплотнительная вставка упругом замкнутом по окружности кольце закрепить состоящий из нескольких сегментов кожух. Кожух крепится с натяжением поверх отдельного расположенного снаружи ленты хомута. С наружной стороны сегментов кожуха предусмотрены многочисленные выступы, между которыми помещают ленту хомута. Лента хомута может свободно проворачиваться вокруг кожуха. В полностью стянутом состоянии муфты все сегменты кожуха расположены в ряд друг возле друга и образуют замкнутое кольцо.
Недостатком вышеназванного решения является то, что трубная муфта состоит из нескольких отдельных компонентов. Кроме того, соединяемые концы труб должны быть заведены в упругое кольцо, что трудно и даже невозможно осуществить, в частности, при ограниченных условиях места во время монтажа трубной муфты. Поскольку сегменты кожуха в дополнение к ленте хомута проходят по всей окружности, то изготовление этой муфты требует большого объема материала. Это увеличивает себестоимость изготовления, что является существенным недостатком при массовом производстве, таком как эта трубная муфта.
Из US 2005/0189768 А1 известна трубная муфта, которая наряду с расположенной снаружи лентой хомута имеет проходящую по всей окружности внутреннюю втулку с прорезью. На сходящихся друг с другом свободных концах внутренней втулки предусмотрены замыкающие участки. На ленте хомута, равно как и на внутренней втулке, предусмотрены перекрывающиеся друг с другом отверстия, которые принимают болтовые участки, предусмотренные на трубах в зоне трубных концов.
Недостатком вышеуказанного решения является то, что выполненная в виде отдельного компонента внутренняя втулка проходит по всей окружности и, следовательно, трубная муфта имеет по существу аналогичные недостатки, как трубная муфта, описанная в ЕР 1767842 А2.
В ЕР 1647755 А1 показан профильный хомут в виде трубной муфты для соединения двух трубных концов, которые снабжены соответственно выступающим наружу трубчатым фланцем. Этот профильный хомут включает ленту хомута, который имеет продольную прорезь с ее первой стороной и отстоящей от нее второй стороной, и механизм натяжения для сужения внутреннего диаметра ленты хомута. На ленте хомута предусмотрены несколько проходящих друг за другом в окружном направлении ленты хомута профильных сегментов, которые в поперечном сечении выполнены корытообразно для приема фланцев труб. В каждом интервале между отдельными профильными сегментами предусмотрены подпружиненные проходящие на расстоянии от ленты хомута металлические полоски, которые при стягивании ленты хомута позволяют самостоятельно центрировать вначале эксцентричные трубы со своими трубчатыми фланцами.
Недостатком вышеназванного решения является то, что трубная муфта состоит из нескольких материалоемких компонентов и выполнена лишь для соединения концов труб, которые выполнены соответственно с одним фланцем.
Следовательно, задача предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы создать трубную муфту, которая не содержит вышеназванных недостатков и, в частности, проста в изготовлении и легко монтируется. Кроме того, при стягивании трубной муфты должно быть исключено повреждение укладываемой внутри трубной муфты уплотнительной прокладки и обеспечена достаточная герметичность созданного трубного соединения.
Задача решается за счет признаков независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные улучшенные варианты предлагаются на чертежах и в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно изобретению, на ленте хомута установлен перемыкающий элемент и на внутренней стороне ленты хомута установлен проходящий на дуговом участке, по меньшей мере, один распорный элемент, при этом обращенная ко второй стороне продольной прорези кромка распорного элемента расположена на расстоянии от этой второй стороны продольной прорези, и эта кромка распорного элемента образует упор для свободного конца перемыкающего элемента.
Предусмотренный на ленте хомута перемыкающий элемент выполнен в виде отдельного, но установленного на ленте хомута компонента, или выполнен соответствующим концом самой ленты хомута. Таким образом, перемыкающий элемент расположен неотъемлемо на ленте хомута и ни коим образом не препятствует монтажу трубной муфты.
По меньшей мере, один распорный элемент является предпочтительно отдельным элементом. В виде альтернативы, по меньшей мере один распорный элемент образован выступом или выпуклостью ленты хомута, выступающей с внутренней стороны ленты хомута.
По меньшей мере один распорный элемент в направлении второй стороны продольной прорези, между уплотнительной прокладкой и внутренней стороной ленты хомута, определяет пространство для свободного конца перемыкающего элемента, в которое этот конец может проникать при стягивании трубной муфты. При этом обеспечивается, что свободный конец перемыкающего элемента помещается за пределами наружной стороны уплотнительной прокладки и не может сместить или даже повредить ее нежелательным образом. В частности, в трубных муфтах с большим внутренним диаметром может быть выгодным устройство нескольких распорных элементов, расположенных предпочтительно с разносом между ними на ленте хомута для благоприятной ориентации помещаемой в трубной муфте уплотнительной прокладки.
Эта трубная муфта не зависит от типа используемой уплотнительной прокладки, так что она может быть выбрана и установлена при необходимости в соответствии с заданными граничными условиями.
По меньшей мере один распорный элемент служит вторичной функцией в качестве упора для свободного конца перемыкающего элемента и, таким образом, предотвращает чрезмерное стягивание трубной муфты при монтаже. Эта функция упора, в частности, предпочтительна с пластиковыми трубами, в которых слишком большое стягивание трубной муфты может привести к нежелательным деформациям последней в ее концевой зоне.
По меньшей мере один распорный элемент изготовлен предпочтительно из негнущегося материала, например стального листа или пластика, при этом обеспечивается достаточная величина желаемого пространства для свободного конца перемыкающего элемента, и по существу для всех типов нагрузок, по меньшей мере на один распорный элемент.
По меньшей мере один распорный элемент проходит предпочтительно по всей ширине ленты хомута, что обеспечивает, таким образом, достаточную величину желаемого пространства для свободного конца перемыкающего элемента не только в окружном направлении ленты хомута, но также в поперечном к нему направлении.
По меньшей мере один распорный элемент предпочтительно имеет толщину, которая соответствует толщине перемыкающего элемента. Эта мера также обеспечивает достаточную величину желаемого пространства для свободного конца перемыкающего элемента.
В альтернативной форме осуществления распорный элемент имеет толщину, которая отличается от толщины перемыкающего элемента. Предпочтительно, толщина распорного элемента для создания достаточно большого пространства для свободного конца перемыкающего элемента предпочтительно соответствует, по меньшей мере, толщине перемыкающего элемента.
Предпочтительно, расстояние обращенной ко второй стороне продольной прорези кромки по меньшей мере одного распорного элемента проходит по угловой зоне от 20° до 40°, предпочтительно, от 25° до 35°, что составляет достаточно большое пространство для приема свободного конца перемыкающего элемента.
Предпочтительно, по меньшей мере один распорный элемент установлен с геометрическим замыканием на внутренней стороне ленты хомута, так что он надежно зафиксирован на ленте хомута в желательном положении. Например, по меньшей мере, один распорный элемент закреплен на внутренней стороне ленты хомута клеем или пайкой и/или сваркой. В другой альтернативной форме осуществления по меньшей мере один распорный элемент прикреплен к внутренней стороне ленты хомута соединительным приспособлением, например, по меньшей мере одной заклепкой или зажимом.
Предпочтительно, переходная зона свободного конца перемыкающего элемента выполнена сужающейся к этому свободному концу, так что проникающий в созданное пространство участок уплотнительной прокладки или стенки трубы при стягивании трубной муфты не препятствует этому процессу.
Предпочтительно, предусмотрен по меньшей мере один выступ на внутренней стенке перемыкающего элемента, который предпочтительно уже в нестянутом состоянии трубной муфты после установки трубной муфты на концы труб прилежит к наружной стороне уплотнительной прокладки и/или к наружным стенкам труб. Это снижает контактную поверхность и, вместе с тем, поверхность трения между перемыкающим элементом и наружной стороной уплотнительной прокладки и/или наружными стенками труб, так что трубная муфта стягивается проще.
Предпочтительно, на внутренней стороне перемыкающего элемента предусмотрено несколько выступов, так что исключается более равномерный отступ плоского участка перемыкающего элемента и, вместе с этим, препятствующая стягиванию или, по меньшей мере, воздействующая на него большая поверхность прилегания перемыкающего элемента.
Предпочтительно, по меньшей мере один и/или несколько выступов проходят вдоль дугового участка, которые при стягивании трубной муфты скользят вдоль наружной стороны уплотнительной прокладки и/или наружной стенки труб. В частности, при таком исполнении по меньшей мере одного и/или нескольких выступов, соответствующий выступ со стороны, обращенный к свободному концу перемыкающего элемента, имеет скошенный или выполненный с уклоном профиль.
Предпочтительно, по меньшей мере один и/или несколько выступов имеют соответственно в направлении дугового участка протяженность, превышающую 50% протяженности в направлении дугового участка перемыкающего элемента. Трубная муфта предлагаемого типа используется для различных диаметров труб. Вышеназванная предпочтительная форма осуществления гарантирует, что также при использовании трубной муфты с диаметрами труб большего диапазона обеспечивается ограниченная поверхность прилегания перемыкающего элемента к наружной стороне уплотнительной прокладки и/или наружной стенке труб и, вместе с этим, обеспечивается простое стягивание трубной муфты.
Предпочтительно, если перемыкающий элемент имеет несколько выступов, которые расположены параллельно друг другу, так что такая трубная муфта легко стягивается. В частности, при выступах, проходящих в направлении дугового участка, выгодно параллельное расположение, так как это позволяет исключить, например, затрудняющее стягивание трубной муфты «зажевывание» материала уплотнительной прокладки или наружных стенок труб.
Предпочтительно, по меньшей мере один и/или несколько выступов расположен или расположены с отступом относительно по меньшей мере одного из краев перемыкающего элемента, предпочтительно, относительно нескольких краев перемыкающего элемента и, в частности, предпочтительно, с отступом относительно всех краев перемыкающего элемента.
Предпочтительно, по меньшей мере один и/или несколько выступов выполнены в виде гофров, спинки которых отстоят от внутренней стороны перемыкающего элемента и обращены внутрь трубной муфты. Это позволяет изготовить перемыкающий элемент и соответственно всю трубную муфту просто и с выгодной себестоимостью.
Другие преимущества, признаки и детали изобретения вытекают из нижеследующего описания, в котором со ссылкой на чертежи описаны примеры осуществления изобретения. При этом упомянутые в пунктах формулы изобретения и в описании признаки могут быть существенными для изобретения соответственно каждый в отдельности или в любой комбинации.
Перечень позиций к чертежу входит составной частью в раскрытие изобретения. Фигуры описаны во взаимозависимости и дополняют одна другую. Одинаковыми позициями обозначены одинаковые компоненты.
При этом показаны:
Фиг. 1 - трубная муфта согласно изобретению в смонтированном состоянии, в виде сбоку,
Фиг. 2 - трубная муфта с Фиг. 1, изображенная в перспективе,
Фиг. 3 - вариант трубной муфты согласно изобретению в смонтированном состоянии, в виде сбоку, и
Фиг. 4 - трубная муфта с Фиг. 3, изображенная в перспективе.
На Фиг. 1 и 2 показана трубная муфта 11 для соединения двух концов труб. Трубная муфта 11 включает ленту хомута 12, изготовленную из полосы металлического листа. Свободные концы 13 и 14 ленты хомута 12, расположенные непосредственно рядом друг с другом, в средней зоне ленты хомута 12 прикреплены к нему соответственно двумя заклепками 15. Лента хомута 12, следовательно, проходит в два слоя, при этом примерно вдоль зоны в форме полукруга соответствующие участки ленты хомута 12 уложены непосредственно один поверх другого. В виде альтернативы, свободные концы 13 и 14 ленты хомута 12 могут также располагаться на расстоянии друг от друга, причем в таком случае в зоне между этими свободными концами 13 и 14 ленты хомута 12 будут лишь однослойными.
В отогнутых зонах ленты хомута 12 выполнены накладки 16 или 18, которые соответственно принимают стяжной болт 23 или 24. Накладка 16 имеет проходящую в продольном направлении ленты хомута 12 прорезь 17. Накладка 18 имеет проходящую в продольном направлении ленты хомута 12 прорезь 19. В стяжном болте 24 предусмотрено проходное отверстие 25 для стяжного винта 22, и в стяжном болте 23 – отверстие с внутренней резьбой 26 для стяжного винта 22. Стяжной винт 22 пересекает прорези 17 и 19 в накладках 16 или 18. Стяжной винт 22, а также стяжные болты 23 и 24 образуют вместе механизм натяжения 21 для сокращения внутреннего диаметра ленты хомута 12.
Между накладками 16 и 18 выполнена продольная прорезь 31. Продольная прорезь 31 имеет первую сторону 32, которую в этом примере осуществления определяет выполненная отогнутым наружу участком накладки 16 кромка. Продольная прорезь 31 имеет также отстоящую от ее первой стороны 32 вторую сторону 33, которую в этом примере осуществления определяет выполненная отогнутым наружу участком накладки 18 кромка.
Далее на внутренней стороне ленты хомута 12 закреплен, например, посредством пайки или сварки перемыкающий элемент 36, который перемыкает продольную прорезь 31. Перемыкающий элемент 36 проходит по дуговому участку от первой стороны 32 продольной прорези в обоих окружных направлениях и соответственно также в направлении второй стороны 33 продольной прорези. Длина дугового участка меньше внутренней окружности ленты хомута 12. Перемыкающий элемент 36 имеет свободный конец 37, который ориентирован в направлении второй стороны 33 продольной прорези.
Кроме того, на внутренней стороне ленты хомута 12 предусмотрен установленный с геометрическим замыканием на внутренней стороне ленты хомута 12 проходящий по дуговому участку распорный элемент 41, при этом обращенная к стороне 33 продольной прорези кромка 42 распорного элемента 41 расположена с отступом относительно этой второй стороны 33 продольной прорези. Эта кромка 42 распорного элемента 41 образует упор для свободного конца 37 перемыкающего элемента 36. Распорный элемент 41 изготовлен из негнущегося материала и проходит по всей ширине ленты хомута 12. Распорный элемент 41 имеет толщину D, соответствующую толщине С перемыкающего элемента 36. В альтернативном варианте, толщина С распорного элемента 41 может отличаться от толщины D перемыкающего элемента 36. Расстояние кромки 42 распорного элемента 41, обращенной ко второй стороне 33 продольной прорези, проходит по угловой зоне α от 20° до 40°, предпочтительно, от 25° до 35°.
Соединяемые хомутом трубы (на Фиг. 1 показана лишь труба 6) выравнивают одну относительно другой. Вокруг места стыка концов труб укладывают плоскую уплотнительную прокладку 7. Уплотнительная прокладка 7 предпочтительно выполнена по своим размерам таким образом, что ее свободные концы 8 или 9 в стянутом состоянии трубной муфты 11 плотно уложены один поверх другого. Затем вокруг места стыка концов труб помещают трубную муфту 11 с раскрытым стяжным механизмом 21, при этом раздвигаются друг от друга накладки 16 и 18. После выравнивания соответствующим образом ленты хомута 12, стяжной винт 22 продевают в проходное отверстие 25 в стяжном болте 23 и вворачивают в резьбовое отверстие в стяжном болте 23. При дальнейшем затягивании стяжного винта 22 трубная муфта стягивается, при этом сужается внутренний диаметр ленты хомута 12. Свободный конец 37 перемыкающего элемента 36 проникает в созданное распорным элементом 41, расположенное между второй стороной 33 продольной прорези и кромкой 42 распорного элемента 41 пространство, причем уплотнительная прокладка 7 не претерпевает повреждения, ни смещается.
В варианте осуществления, уплотнительная прокладка 7 является составной частью трубной муфты 11, так что при установке трубной муфты 11 одновременно монтируют и уплотнительную прокладку 7.
На Фиг. 3 и 4 показана другая форма осуществления согласно изобретению трубной муфты 51 для соединения двух концов труб. Трубная муфта 51, вплоть до создания перемыкающего элемента 76, выполнена по существу как вышеописанная трубная муфта 11. Соответственно в этой связи дается ссылка на вышеназванные формы осуществлении.
Закрепленный на внутренней стороне ленты хомута 52 перемыкающий элемент 76, который перемыкает продольную прорезь, имеет свободный конец 77, который ориентирован в направлении второй стороны 33 продольной прорези. Переходная зона на свободном конце 77 перемыкающего элемента 76 выполнена к этому свободному концу сужающейся.
На внутренней стороне перемыкающего элемента 76 предусмотрены несколько выступов, здесь, например, три выступа 78. Выступы 78 проходят вдоль дугового участка и параллельно друг другу. Выступы 78 соответственно имеют протяженность в направлении дугового участка перемыкающего элемента 76, которая превышает 50% протяженности в направлении дугового участка перемыкающего элемента 76. Оба наружных выступа 78 отстоят соответственно относительно боковых краев перемыкающего элемента 76, и все три выступа 78 расположены также с отступом относительно свободного конца 77 перемыкающего элемента 76. Выступы 78 выполнены соответственно как гофры. Спинка гофров отстоит соответственно от внутренней стороны перемыкающего элемента 76 и обращена внутрь трубной муфты 51.
Обращенная ко второй стороне продольной прорези кромка 82 распорного элемента 81 образует упор для свободного конца 77 перемыкающего элемента 76. На кромке 82 распорного элемента 81 может быть предусмотрена выемка 83 (показана заштрихованной) для приема свободного конца 77 перемыкающего элемента 76.
ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ К ЧЕРТЕЖУ
6 Труба
7 Уплотнительная прокладка
8 Свободный конец уплотнительной прокладки 7
9 Свободный конец уплотнительной прокладки 7
11 Трубная муфта
12 Лента хомута
13 Свободный конец ленты хомута 12
14 Свободный конец ленты хомута 12
15 Заклепка
16 Накладка
17 Прорезь в накладке 16
18 Накладка
19 Прорезь в накладке 18
21 Механизм натяжения
22 Стяжной винт
23 Стяжной болт
24 Стяжной болт
25 Проходное отверстие в стяжном болте 24
26 Проходное отверстие в стяжном болте 23
31 Продольная прорезь
32 Первая сторона продольной прорези
33 Вторая сторона продольной прорези
36 Перемыкающий элемент
37 Свободный конец перемыкающего элемента 36
41 Распорный элемент
42 Кромка распорного элемента 41
С Толщина перемыкающего элемента 36
D Толщина кромки 41
α Угловая зона
51 Трубная муфта
52 Лента хомута
76 Перемыкающий элемент
77 Свободный конец перемыкающего элемента 76
78 Выступ на перемыкающем элементе 76
81 Распорный элемент
82 Кромка распорного элемента 81
83 Выемка на кромке 82.