Приспособление для касательного разъемного соединения между собой двух труб, расположенных в пространстве под фиксированным углом друг к другу (варианты)
DEVICE FOR TANGENTIAL DETACHABLE CONNECTION OF TWO PIPES ARRANGED IN SPACE UNDER FIXED ANGLE TO EACH OTHER (VERSIONS)

Группа изобретений относится к соединительным средствам для фиксации касательного разъемного соединения расположенных в пространстве под фиксированным углом друг к другу труб одинакового и различного профиля и может быть использована в несущих строительных конструкциях и инженерных сооружениях.
Известно устройство для соединения труб, представленное в п. РФ №2233389 по кл. F16B 7/00, 2/00, з. 12.03.2003 г., оп. 27.04.2004 г.
Известное устройство для разъемного соединения длинномерных элементов содержит разъемный по центральной плоскости корпус с тремя выполненными в нем под соединяемые длинномерные элементы сквозными пазами, продольные оси которых являются непересекающимися, а наружные края образуют на поверхности корпуса щечки для частичного охвата соединяемых элементов, и сквозным отверстием под крепежный элемент, выполненным в середине сечения в центральной плоскости, перпендикулярной плоскости разъема, причем угол между продольной осью сквозного отверстия и продольными осями каждого из пазов составляет 20-60°, отличающееся тем, что сквозные пазы в теле корпуса имеют внутренний профиль, идентичный наружному профилю частей длинномерных элементов, входящих в пазы при соединении.
Недостатком известного соединительного устройства является то, что оно предназначено для соединения трех труб и его нерационально использовать при соединении двух труб.
Известен узловой соединитель, представленный в п. РФ №2274771 по кл. F16B 7/04, 9/04, з. 27.11.02, оп. 10.04.05, и выбранный в качестве прототипа.
Его формула имеет следующий вид.
1. Известный узловой соединитель для закрепления монтажной шины встык на другой шине, включающий в себя в качестве соединительного приспособления, по меньшей мере, один базирующий элемент, в который может вставляться одна монтажная шина, закрепленная встык на другой монтажной шине, и соединяться с узловым соединителем, отличающийся тем, что соединительное приспособление (14) содержит уголок (34) с двумя полками (39, 40), причем одна полка (40) может вставляться в отверстие (42) в узловом соединителе (10), а другая полка (39) уголка (34) может закрепляться на вставляемой в базирующий элемент (16) узлового соединителя (10) монтажной шине (18, 21).
2. Узловой соединитель по п. 1, отличающийся тем, что отверстие в узловом соединителе (10) выполнено в виде кармана (42) для подвешивания.
3. Узловой соединитель по п. 1, отличающийся тем, что полка (39) уголка (34) имеет удлиненное отверстие и может закрепляться на монтажной шине (18, 21) с помощью болта (36).
4. Узловой соединитель по п. 1, отличающийся тем, что на узловом соединителе (10) на противоположных его сторонах размещены два соединительных приспособления (14).
Недостаток известного узлового соединителя заключается в сложности конструкции, т.к. он включает в себя несколько базирующих элементов в виде прямоугольных скоб (два базирующих элемента 14, один соединитель 10, два уголка 40 отверстиями). Кроме того, он служит для касательного соединения двух параллельно расположенных монтажных шин, выполненных в виде прямоугольных труб с продольным отверстием в одной из сторон, и сквозного соединения встык третьей прямоугольной трубы, проходящей перпендикулярно насквозь через нижнюю трубу, и не может использоваться для надежного касательного соединения труб, расположенных в пространстве под углом друг к другу, т.к соединительный элемент в виде скобы охватывает трубы только с одной стороны. Наличие на большой скобе с двух сторон кармашков под уголок с полками ухудшает технологичность ее изготовления и увеличивает металлоемкость изделия.
Задача - упрощение конструкции соединителя при обеспечении надежного касательного разъемного соединения труб, расположенных в пространстве под фиксированным углом друг к другу при упрощении технологии изготовления приспособления и уменьшении его металлоемкости.
Поставленная задача решается тем, что:
- в первом варианте выполнения в приспособлении для касательного разъемного соединения между собой двух труб прямоугольного профиля, расположенных в пространстве под фиксированным углом друг к другу, включающем в себя, по меньшей мере, два базирующих элемента в виде прямоугольных скоб, в которые могут вставляться прямоугольные трубы, при этом, по меньшей мере, в одном базирующем элементе выполнено отверстие под крепежный элемент, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ прямоугольные скобы расположены одна над другой и обращены друг к другу открытой стороной, при этом прямоугольные скобы выполнены со скошенными сторонами основания и снабжены каждая с боковых сторон отогнутыми под прямым углом к боковым сторонам полками, высота боковых сторон скобы соразмерна с высотой труб, плоскость полки параллельна основанию скобы, а ширина ее соразмерна с высотой скобы, причем продольная сторона полки параллельна боковой стороне скобы, одна боковая сторона полки скошена под тем же углом, что и основание скобы, а вторая боковая сторона полки выполнена под прямым углом к боковой стенке скобы, прямоугольные части боковых полок в каждой скобе расположены на противоположных краях полок таким образом, что прямоугольные части полок верхнего и нижнего базирующих элементов расположены одна над другой и в них выполнены соосно расположенные отверстия под крепежные элементы;
- во втором варианте выполнения приспособление для касательного разъемного соединения между собой двух труб одинакового профиля, расположенных в пространстве под фиксированным углом друг к другу, включающее в себя, по меньшей мере, два базирующих элемента в виде скоб, в которые могут вставляться трубы, при этом в базирующих элементах выполнены отверстия под крепежные элементы, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ базирующие элементы выполнены в виде скоб полуцилиндрической формы, снабженных каждая с продольных сторон полуцилиндра отогнутыми под прямым углом к его боковым стенкам полками, радиус полуцилиндрических скоб соразмерен с радиусом вставляемых в нее труб круглого профиля, при этом базирующие элементы выполнены соразмерными по длине, расположены один над другим и обращены друг к другу открытой стороной, причем обе скобы выполнены со скошенными полуцилиндрическими сторонами, плоскость каждой полки параллельна диаметральной плоскости скобы, а ширина ее соразмерна с высотой скобы, два противолежащих края полки, отходящих от краев полуцилиндра, выполнены скругленными, а два других противолежащих края полки - прямолинейными и скошенными под углом, равным углу скоса полуцилиндра, в каждой полке выполнены два отверстия, расположенные со смещением к скругленным краям полки, при соединении оба отверстия в полках расположены соосно одно над другим;
- в третьем варианте выполнения приспособление для касательного разъемного соединения между собой двух труб, по меньшей мере, одна из которых прямоугольного профиля, расположенных в пространстве под фиксированным углом друг к другу, включающее в себя два базирующих элемента в виде скоб, по меньшей мере, одна из которых выполнена в виде прямоугольной скобы, в которую может вставляться труба прямоугольного профиля, при этом в скобах выполнены отверстия под крепежные элементы, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ второй базирующий элемент, в который может вставляться труба круглого профиля, выполнен в виде скобы полуцилиндрической формы, снабженной с продольных сторон полуцилиндра отогнутыми под прямым углом к его боковым стенкам полками, радиус полуцилиндрической скобы соразмерен с радиусом вставляемой в нее трубы круглого профиля, при этом базирующие элементы выполнены соразмерными по длине, расположены один над другим и обращены друг к другу открытой стороной, причем прямоугольная скоба выполнена со скошенными сторонами основания, а полуцилиндрическая скоба - со скошенными сторонами полуцилиндра, обе скобы снабжены с боковых сторон отогнутыми под прямым углом соответственно к основанию и к диаметральной плоскости полуцилиндра полками, высота боковых сторон прямоугольной скобы соразмерна с высотой вставляемой в нее прямоугольной трубы, плоскость полок в ней параллельна основанию скобы, а ширина ее соразмерна с высотой скобы, причем продольная сторона полки в прямоугольной скобе параллельна боковой стороне скобы, одна боковая сторона полки скошена под тем же углом, что и основание скобы, а вторая боковая сторона полки прямоугольной скобы выполнена под прямым углом к боковой стенке скобы, плоскость каждой полки в полуцилиндрической скобе параллельна диаметральной плоскости скобы, а ширина ее соразмерна с высотой скобы, два противолежащих края полки, отходящих от краев полуцилиндра, выполнены скругленными, а два других противолежащих края полки - прямолинейными, прямоугольные части боковых полок в каждой скобе расположены на противоположных краях полок, таким образом, что прямоугольные части полок прямоугольной скобы и полки полуцилиндрического базирующего элемента расположены одна над другой и выполненные в них отверстия расположены при соединении соосно.
Выполнение в первом варианте базирующих элементов приспособления в виде двух, расположенных одна над другой обращенных открытой стороной друг к другу прямоугольных скоб со скошенными краями основания, снабженных полками с отверстиями в них, дает возможность прочно и надежно с большей площадью охвата стягивать трубы между собой под фиксированным углом друг к другу в процессе их касательного соединения. Такие геометрические параметры скоб, как соразмерность их высоты с размером соединяемых труб, также обеспечивают более глубокий охват труб, что повышает надежность соединения труб между собой. Выполнение одних противолежащих краев полок прямоугольными позволяет выполнить в них отверстия под крепежный элемент, обеспечивая при соединении более надежное стягивание, а других противолежащих краев скошенными под тем же углом более технологично при их изготовлении и дает некоторую экономию металла. Конструкция приспособления в виде двух скоб с полками является очень простой при обеспечении высокой надежности соединения, большей технологичности и меньшей металлоемкости.
Выполнение во втором варианте базирующих элементов приспособления в виде двух, расположенных одна над другой обращенных открытой стороной друг к другу полуцилиндрических скоб со скошенными краями полуцилиндров, снабженных перпендикулярными боковым стенкам полуцилиндров полками с отверстиями в них, дает возможность прочно и надежно с большей площадью охвата стягивать трубы между собой под фиксированным углом друг к другу в процессе их касательного разъемного соединения. Такие геометрические параметры скоб, как соразмерность их высоты с размером соединяемых труб, также обеспечивают более глубокий охват труб, что повышает надежность соединения труб между собой. Форма краев полок - со скруглением с одной стороны со смещенными к ним отверстиями и скосом с другой стороны под тем же углом, что у сторон полуцилиндра, также упрощает технологию их изготовления, снижает металлоемкость и обеспечивает более надежное стягивание. Конструкция приспособления в виде двух скоб с полками является очень простой при обеспечении высокой надежности соединения большей технологичности и меньшей металлоемкости.
Выполнение в третьем варианте базирующих элементов разной формы - в виде прямоугольной и полуцилиндрической скоб со скошенными краями основания и полуцилиндрической поверхности, снабженных отогнутыми под прямым углом к боковым стенкам полками с отверстиями в них, расположенных одна над другой обращенных открытой стороной друг к другу прямоугольной и полуцилиндрической скоб, дает возможность прочно и надежно стягивать трубы разного профиля между собой под фиксированным углом друг к другу в процессе их касательного соединения. Выполнение обеих скоб со скошенными краями основания увеличивает площадь охвата трубы прямоугольного профиля, что также повышает надежность соединения. Такие геометрические параметры скоб, как соразмерность их высоты с размером соединяемых труб, также обеспечивают более глубокий охват труб, что позволяет надежно соединять трубы между собой. Выполнение одних противолежащих краев полок прямоугольными или скругленными позволяет выполнить в них отверстия под крепежный элемент со смещением от центральной оси полок, обеспечивая при соединении более надежное стягивание, а других противолежащих краев скошенными под тем же углом более технологично при их изготовлении и дает некоторую экономию металла. Конструкция приспособления в виде двух скоб с полками является очень простой при обеспечении высокой надежности соединения, большей технологичности и меньшей металлоемкости.
Технический результат во всех вариантах - простое и надежное касательное разъемное соединение под фиксированным углом в пространстве двух труб одинаковых или разных профилей при большей технологичности их изготовления и меньшей металлоемкости.
Заявляемое приспособление в первом варианте выполнения обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него наличием таких существенных признаков, как расположение прямоугольных скоб одна над другой обращенными друг другу открытой стороной, выполнение прямоугольных скоб со скошенными сторонами основания и отогнутыми под прямым углом к боковым сторонам полками, соразмерность высоты боковых сторон с высотой труб, а ширины полки высоте скобы, выполнение одной продольной стороны полки параллельной боковой стороне скобы, а второй продольной стороны полки скошенной под тем же углом, что и основание скобы, выполнение второй боковой стороны полки под прямым углом к боковой стенке скобы, расположение прямоугольных частей боковых полок в каждой скобе на противоположных краях полок, таким образом, что прямоугольные части полок верхнего и нижнего базирующих элементов расположены одна над другой, и наличие в них соосно расположенных отверстий под крепежные элементы, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемое приспособление во втором варианте его выполнения обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками, как выполнение обоих базирующих элементов в виде скоб полуцилиндрической формы, снабженных каждая с продольных сторон полуцилиндра отогнутыми под прямым углом к его боковым стенкам полками, соразмерность радиуса полуцилиндрических скоб с радиусом вставляемых в нее труб круглого профиля, соразмерность базирующих элементов по длине, расположение одного над другим и обращение их друг к другу открытой стороной, выполнение обеих скоб со скошенными полуцилиндрическими сторонами, при том что плоскость каждой полки параллельна диаметральной плоскости скобы, а ширина ее соразмерна с высотой скобы, два противолежащих края полки, отходящих от краев полуцилиндра, выполнены скругленными, а два других противолежащих края полки - прямолинейными, и прилегающий к ним край полки срезан под углом, равным углу скоса полуцилиндра, выполнение в каждой полке двух отверстий, смещенных к скругленным краям полок, и расположение их при соединении соосно одно над другим, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемое приспособление в третьем варианте его выполнения обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него наличием таких существенных признаков, как использование в качестве второго базирующего элемента скобы полуцилиндрической формы, в которую может вставляться труба круглого профиля, снабженной с продольных сторон полуцилиндра отогнутыми под прямым углом к его боковым стенкам полками, соразмерность радиуса полуцилиндрической скобы с диаметром вставляемой в нее трубы круглого профиля и базирующих элементов друг с другом по длине, расположение их один над другим, обращенными друг к другу открытой стороной, выполнение как прямоугольной скобы со скошенными сторонами основания, так и полуцилиндрической скобы со скошенными краями полуцилиндра, с отогнутыми под прямым углом к ним полками, соразмерность высоты боковых сторон прямоугольной скобы с высотой вставляемой в нее трубы и радиуса полуцилиндрической скобы с радиусом круглой трубы, выполнение плоскости полки параллельной основанию скобы и соразмерной по ширине с высотой скобы, выполнение продольной стороны полки в прямоугольной скобе параллельной боковой стороне скобы, одной боковой стороны полки скошенной под тем же углом, что и основание скобы, а второй боковой стороны полки прямоугольной скобы - под прямым углом к боковой стенке скобы, при параллельности плоскости каждой полки в полуцилиндрической скобе диаметральной плоскости скобы, соразмерности ее ширины с высотой скобы, выполнение двух противолежащих краев полки, отходящих от краев полуцилиндра, скругленными, а двух других противолежащих краев полки - прямолинейными, расположение прямоугольных части боковых полок в каждой скобе на противоположных краях полок, таким образом, что прямоугольные части полок прямоугольной скобы и полки полуцилиндрического базирующего элемента расположены одна над другой и выполненные в них отверстия расположены при соединении соосно, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата.
Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными во всех приведенных вариантах отличительными признаками, позволяющими в совокупности обеспечить достижение заданного технического результата, поэтому он считает, что заявляемое приспособление для касательного разъемного соединения между собой двух труб одинакового или разного профиля, расположенных в пространстве под фиксированным углом друг к другу, соответствует критерию «изобретательский уровень».
Заявляемое техническое решение во всех вариантах его выполнения может найти широкое применение в несущих строительных конструкциях и инженерных сооружениях для фиксации в пространстве расположенных под фиксированным углом друг к другу труб различного сечения, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Изобретение иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг. 1 - общий вид касательного разъемного соединения двух труб прямоугольного профиля, расположенных в пространстве под фиксированным углом друг к другу;
- фиг. 2 - общий вид касательного разъемного соединения двух труб круглого профиля, расположенных в пространстве под фиксированным углом друг к другу;
- фиг. 3 - общий вид касательного разъемного соединения двух труб прямоугольного и круглого профилей, расположенных в пространстве под фиксированным углом друг к другу;
- фиг. 4 - вид прямоугольной скобы приспособления;
- фиг. 5 - вид полуцилиндрической скобы приспособления.
1
2
1
2
1
2
1
2
В первом варианте (фиг. 1) касательное разъемное соединение расположенных в пространстве под фиксированным углом β друг к другу двух одинаковых труб прямоугольного сечения осуществляется с помощью приспособления 1, состоящего из двух одинаковых прямоугольных скоб 2,  и двух крепежных элементов 3,  в виде болтов. Скоба 2 (фиг. 4) содержит основание 4 со скошенными краями, боковые стенки 5 и 5 и две боковые полки 6, , отогнутые под прямым углом к основанию 4. При этом высота боковых сторон 6 скобы 2 соразмерна с высотой труб 7 и 8, вставляемых в скобы 2. Плоскость каждой полки 6 скобы 2 параллельна основанию 4 скобы 2, а ширина ее соразмерна с высотой скобы 2. Продольная сторона 9 полки 6 параллельна боковой стороне скобы 2. Одна боковая сторона 10 полки 6 выполнена под прямым углом к боковой стенке 5 скобы 2. Вторая боковая сторона 11 полки 6 скошена под тем же углом, что и основание 4 скобы 2. Прямоугольные части 9 боковых сторон полок 6 в каждой скобе 2 расположены на противоположных краях полок 6, таким образом, что прямоугольные части 9 полок 6 верхнего и нижнего базирующих элементов (скоб) 2 расположены одна над другой и в них выполнены соосно расположенные отверстия 12 под крепежные элементы 3, например болты 3 с гайками 13.
1
1
2
1
2
1
2
1
2
Во втором варианте (фиг. 2) касательное разъемное соединение расположенных в пространстве под фиксированным углом β друг к другу двух одинаковых труб круглого сечения осуществляется с помощью приспособления 1', состоящего из двух одинаковых полуцилиндрических скоб 2', 2 и двух крепежных элементов 3',  в виде болтов. Скоба 2' (фиг. 5) содержит полуцилиндрическое основание (полуцилиндр) 4' со скошенными краями, боковые стенки 5' и 5' и две боковые полки 6', , отогнутые под прямым углом к боковым стенкам 5' и 5', полуцилиндра 4'. При этом радиус полуцилиндрической скобы 2 соразмерен с радиусом труб 7' и 8', вставляемых в скобы 2'. Плоскость каждой полки 6' скобы 2' параллельна диаметральной плоскости полуцилиндра 4', а ширина ее соразмерна с его радиусом. Короткая сторона 9' полки 6' параллельна продольной стороне полуцилиндра 4', две боковые противолежашие стороны 10' выполнены скошенными под тем же углом, что и стороны полуцилиндра 4. Боковая короткая сторона 11' полки 6' выполнена под прямым углом со скруглением к другому краю полуцилиндра 4. В этой части обеих полок 6' выполнены отверстия 12' под крепежные элементы 3', например болты 3' с гайками 13'.
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
В третьем варианте касательное разъемное соединение расположенных в пространстве под фиксированным углом β друг к другу двух труб прямоугольного и круглого сечения (фиг. 3) осуществляется с помощью соединительного приспособления 1" из двух скоб - прямоугольной скобы 2" и полуцилиндрической скобы 2" - и двух крепежных элементов 3" и 3" в виде болтов. Прямоугольная скоба 2" (фиг. 4) содержит основание 4" со скошенными краями, боковые стенки 5" и две боковые полки 6", отогнутые под прямым углом к основанию 4'. При этом высота боковых стенок 5" скобы 2" соразмерна с высотой прямоугольной трубы 7", вставляемой в скобу 2'. Плоскость полки 6" скобы 2" параллельна основанию 4" скобы 2", а ширина ее соразмерна с высотой скобы 2". Продольная сторона 9" полки 6" параллельна боковой стороне скобы 2'. Одна боковая сторона 10" полки 6" скошена под тем же углом, что и основание 4" скобы 2", а вторая боковая сторона 11" полки 6" выполнена под прямым углом к боковой стенке 5" скобы 2". Прямоугольные части боковых полок 9" в скобе 2" расположены на противоположных краях полок 6", и в них выполнены отверстия 12" под крепежные элементы 3'', например болты 3" с гайками 13". Полуцилиндрическая скоба 2" (фиг. 5) снабжена с продольных сторон полуцилиндра 4" отогнутыми под прямым углом к боковым стенкам 5" полками 6". При этом радиус полуцилиндрической скобы 2" соразмерен с радиусом вставляемой в нее трубы 8" круглого профиля. Плоскость полки 6" скобы 2" параллельна диаметральной плоскости полуцилиндра 4", а ширина ее соразмерна с его радиусом. Короткая сторона 9" полки 6" параллельна продольной стороне полуцилиндра 4", две боковые противолежашие стороны 10" выполнены скошенными под тем же углом, что и стороны полуцилиндра 4". Боковая короткая сторона 11" полки 6" выполнена под прямым углом со скруглением к другому краю полуцилиндра 4". В этой части обеих полок 6" выполнены отверстия 12" под крепежные элементы 3'.
1
2
1
1
2
2
При этом базирующие элементы - прямоугольная скоба 2" и полуцилиндрическая скоба 2" - выполнены соразмерными по длине и расположены открытыми частями друг к другу. Прямоугольные части полок 6" прямоугольной скобы 2" и края полок 6" полуцилиндрической скобы 2" расположены одна над другой, и выполненные в них отверстия 12' и 12" расположены при соединении соосно.
1
2
Во всех трех вариантах касательное разъемное соединение труб 7 и 8, расположенных в пространстве под фиксированным углом друг к другу, выполняется путем наложения соответствующих скоб 2 и 2 каждой на свою трубу открытой стороной друг другу, так чтобы отверстия 12 в полках 6 были расположены соосно, стягиванием их между собой с помощью крепежных элементов 3, вставленных в отверстия 12, и закреплением соединения с помощью гаек 13.
Во всех трех вариантах в сравнении с прототипом заявляемое приспособление для касательного разъемного соединения между собой двух труб, расположенных в пространстве под фиксированным углом друг к другу, является более простым и надежным, является более технологичным и менее металлоемким.