СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ

СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ
Решение относится к трубонроводному транспорту и может быть использовано для соединения труб, преимущественно гибких, при сооружении и эксплуатяции трубопроводов для транспортирования агрессивных сред по нефтепроводам, в нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности.
Известны фланцевые соединения труб, в т.ч. гибких, в которых поверхности соединения у фланцев могут быть плоскими и соединенными обычными болтами и гайками (пат. Великобритании N° 1559388, кл.. F 2 G, 1978г.) или сложными, например, в форме четверти эллипса (пат. США № 4183562, кл. F 16 L 23/00, 1980г.). Эти соединения не выдерживают растягивающих, изгибающих и скручивающих нагрузок, возникающих при монтаже и эксплуатации трубопроводов, особенно из гибких труб.
Известны также раструбовые соединения (а.с. СССР JS 1456681, F 16 L 23/02, 1989г.), включающие охватывающую цилиндрическую тубу и схватываемую цилиндрическую тубу с уплотнителем между ними. В этих соединениях слабым звеном является изгиб раструба при осевых нагрузках, в результате которого соединение разрушается, нарушается его герметичность и возникает аварийная ситуация на трубопроводе..
Этот недостаток уменьшается при выполнении раструбового соединения в виде раструба и втулки, фиксируемых с помощью подпружиненной запорной шпильки (пат США№ 5338069, МПК F 16 L 35/00, 1994г.). Но и в этих соединениях вероятность нарушения герметичности соединения остается недопустимо высокой для перекачки агрессивных и опасных сред.
J001 10285
МПКбР 16L23/02
В качестве прототипа принято трубное соединение по патенту РФ № 2112176, МПК 6 F 16 L 23/02, БИ № 15, 98г. Прототип выбран по сходности конструктивных признаков. Он включает накидной фланец, уплотняющий элемент, нажимную муфту фиксирующие элементы. Однако эта конструкция не выдерживает больших осевых нагрузок, особенно скручивающих. Это делает затруднительным или невозможным его использование на трубопроводах большой протяженности, проложенных по пересеченной местности.
В патентной и научно - технической литературе не обнаружены устройства для соединения труб, в которых использовано приведенное конструкторское решение.
Задачей является создание конструкции соединения труб, особенно гибких, которое позволяло бы обеспечивать герметичность и надежность трубопроводов, независимо от рельефа местности, т.е. выдерживающее продольные, поперечные и скручивающие нагрузки и при этом достаточно простого в изготовлении, сборке и эксплуатации.
Поставленная задача решается предлагаемой конструкцией соединения труб, включающей накидной фланец, уплотняющий элемент, нажимную муфту и фиксирующие элементы. Конструктивным отличием предлагаемого соединения является то, что накидными фланцами снабжены концы обеих соединяемых труб. Па одном из фланцев, по наружной его поверхности, выполнены зубцы с радиально наклоненной наружной гранью. Пажимная муфта выполнена с кольцевым выступом на ее поверхности, с одного конца, и с зубцами на внутренней поверхности другого конца. Углы наклона поверхностей граней зубцов составляют угол самоторможения (угол самоторможения - угол меньше угла трения, для «сталь по стали составляет 5 - 6°. кн. Орлов П.П. «Основы конструирования М. Машиностроение. 1977г.). Кроме того, в теле муфты выполнены отверстия
под фиксирующие элементы - болты (резьбовые пробки). Для прочности фиксации положения муфты, фиксирующие элементы выполнены из материала с твердостью выше твердости материала фланца. Подача в соединенные трубы перекачиваемой под давлением среды, увеличивает прочность контакта соединительных элементов устройства. Это также работает на повышение надежности конструкции предлагаемого соединения. Данное устройство предотвращает смещение соединяемых труб друг относительно друга, (накидная муфта). Предлагаемое конструкторское решение соединения труб не реагирует на природные термические нагрузки (зима - лето).
Па фиг. 1 представлено соединение трубопроводов, продольный разрез. Па фиг. 2 - продольный разрез муфты и фланца.
Трубное соединение содержит трубы (1), накидные фланцы (2) и (3), герметизирующий (уплотняющий) элемент (4), нажимную муфту (5) и фиксирующие элементы , (болты или резьбовые пробки) - (6). Па фланце (2) выполнен выступ (7), на фланце (3) - зубцы (8). Па нажимной муфте - зубцы (9) ( зубцы 8 и 9 имеют наклонную грань - 10), выступ (11) и отверстия (12).
Сборка трубного соединения осуществляется следующим образом. Па конец одной из соединяемых труб (1) надевают нажимную муфту (5) и фланец (2) с герметизирующим элементом (4). Па конец другой трубы парный фланец (3). С натягом стыкуют фланцы (2) и (3), перемещают вдоль них муфту (5) до зацепления ее с выступом (7) фланца (2) и приводят в контакт зубцы (8) и (9). Затем, поворотом муфты (5), совмещают наклонные грани (10) зубцов. Усилием закрепляют этот контакт, обеспечиваемый углом самоторможения. Для фиксации положения муфты относительно фланцев, в отверстия (12) завинчивают болты - резьбовые пробки (6) до тех пор, пока они не войдут в тело фланца, для чего эти болты и выполнены с твердостью выше твердости материала фланца. Концы соединяемых труб снабжены или
специальной арматурой или любым известным элементом, не позволяющим им выскользнуть из соединения в процессе сборки трубопровода и его эксплуатации.
Устройство очень просто в эксплуатации и позволяет, за счет быстроты разъема, ускорить ремонт поврежденных участков трубопроводов. Это в значительной мере повышает экологичность соединения и трубопровода в целом. Использование данного типа соединения труб позволит обеспечить герметичность соединения гибких труб на сложных рельефах местности. Оно просто как в изготовлении, так и в сборке и эксплуатации. Как показали испытания, оно надежно и увеличивает межремонтный срок не менее чем на 30%.