УСТРОЙСТВО СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА С ШТУЦЕРОМ

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в соединениях трубопроводов для подвода жидкостей и газов к рабочим органам машин и устройств.
Известные соединения трубопроводов представляют собой телескопические соединения, т.е. пара «труба в трубе», которые уплотняются по сопряженным поверхностям эластичными уплотнительными кольцами.
Недостатками таких соединений являются высокие требования по соосности соединяемых частей и отсутствие компенсации перекосов соединяемых частей, что влияет на монтаж трубопроводов с ответными частями устройств.
Известно «Фланцевое соединения трубопроводов» (патент RU №2168103 опубл. 27.05.2001 МПК F16L 23/02), включающее стыкуемые трубопроводы с установленными на их концах фланцами, сопряженными между собой по сферическим поверхностям (одна внешняя, другая внутренняя), и уплотнительное кольцо из эластичного материала, размещенное в кольцевом пазе на внешней сферической поверхности одного фланца и взаимодействующее с внутренней сферической поверхностью другого фланца, где в кольцевой проточке установлено опорное кольцо из твердого пластически деформируемого материала, выступающее относительно сферической поверхности этого фланца и охватывающее в сборе уплотнительное кольцо.
Недостатками указанного соединения является наличие двух деталей, имеющих сферические сопряженные поверхности, т.е. пара «шар в сфере», что усложняет их изготовление, и требуется использовать опорное кольцо из твердого пластически деформируемого материала, которое необходимо менять при каждом демонтаже и последующем монтаже соединения. А также отсутствует компенсация возможных угловых перекосов в соединении.
В качестве прототипа к заявленной полезной модели выбрано «Шарнирное соединение подвески насосно-компрессорных труб для арматуры устья скважины» (далее по тексту - шарнирное соединение) RU №192318 опубл. 12.09.2019 МПК Е21В 17/05.
Шарнирное соединение содержит корпус с внутренним ложементом сферической формы, неподвижную полумуфту и подвижную, относительно корпуса, полумуфту, имеющую внешнюю сферическую поверхность (пара «шар в сфере»). Подвижная полумуфта имеет возможность неограниченного вращения вокруг продольной оси и ограниченного углового смещения, а верхний неподвижный ниппель снабжен на внутренней сферической поверхности канавкой с размещенным в ней уплотнительным кольцом и контргайкой, взаимодействующей с торцом корпуса и фиксирующей значение осевого натяга неподвижного ниппеля через головку подвижного ниппеля с внутренней сферической поверхностью корпуса.
Недостатками указанного прототипа являются наличие трех деталей, связанных с изготовлением сферических поверхностей, сложность изготовления канавки для уплотнительного кольца, расположенной на внутренней сферической поверхности, и громоздкость конструкции, приводящая к сужению области применения (невозможность использования в условиях ограниченного объема).
Задачей предлагаемого технического решения является создание компактного устройства соединения трубопровода с штуцером емкости, позволяющего при неоднократном монтаже и демонтаже соединения компенсировать возможные угловые перекосы в соединении, обеспечивать герметичность и надежность соединения, иметь простую конструкцию и простоту в обслуживании.
Решение поставленной задачи достигается тем, что пара «труба в трубе» или пара «шар в сфере» заменяется на пару «шар в трубе», а именно: втулка трубопровода имеет сферический наконечник, который, совместно со сферическим буртиком, позволяет компенсировать возможные угловые перекосы в соединении, при этом центр сферического буртика должен совпадать с центром сферического наконечника. В цилиндрической части отверстия штуцера емкости, в месте контакта со сферическим наконечником, выполнена внутренняя проточка для установки уплотнительного кольца, которое обеспечивает герметичность соединения. Крепление втулки трубопровода в штуцере обеспечивается с помощью накидной гайки, контактирующей со сферическим буртиком втулки трубопровода.
Конструкция устройства соединения трубопровода с штуцером показана на фиг. 1.
Устройство состоит из следующих конструктивных элементов:
1 - штуцер емкости;
2 - втулка трубопровода;
3 - накидная гайка;
4 - уплотнительное кольцо.
В цилиндрической части отверстия штуцера 1, в месте контакта со сферическим наконечником втулки трубопровода, выполнена внутренняя проточка, в которую устанавливается уплотнительное кольцо 4. В отверстие штуцера 1 устанавливается втулка трубопровода 2 до упора сферического наконечника в коническую часть отверстия штуцера 1. При этом максимальный диаметр сферы располагается напротив проточки с уплотнительным кольцом 4, обеспечивая необходимое обжатие кольца для обеспечения герметичности соединения. Накидная гайка 3, опираясь конической частью своего отверстия на сферический буртик втулки трубопровода 2, навинчивается на резьбу штуцера 1 и удерживает втулку трубопровода в штуцере. Втулка трубопровода 2 может поворачиваться в штуцере 1 на угол около 3°, что позволяет компенсировать возможные угловые перекосы в соединении трубопровода с штуцером.
2
Применение данного устройства позволяет значительно упростить изготовление и сборку трубопровода с компенсацией возможных угловых перекосов в соединении трубопровода с штуцером. Устройство надежно работает при давлении порядка 15 МПа (150 кГс/см).
Заявляемая полезная модель «Устройство соединения трубопровода с штуцером» обладает новизной и промышленной применимостью.