ТРУБОПРОВОДНОЕ ИЗОЛИРУЮЩЕЕ СОЕДИНЕНИЕ
ISOLATING PIPELINE CONNECTION

Изобретение относится к области электрохимической защиты металлов от коррозии и может быть использовано для защиты металлических трубопроводов перекачки жидкости или газа от коррозии.
Известно устройство изолирующего соединения металлических труб, содержащее металлические патрубки с кольцевыми утолщениями, на которых сформирована муфта из композиционных материалов, а между смежными торцами патрубков размещен кольцевой элемент, состоящий из выступа прямоугольного профиля и боковых относительно него полок, размещенных в выборках стенок патрубков [Патент РФ №23847881].
Недостатками данного устройства являются невысокая прочность муфты из композиционного материала, так как наличие кольцевых утолщений на металлических патрубках создает высокую концентрацию напряжений в средней части соединения, кроме того, смежные торцы патрубков имеют плоскую поверхность, а кольцевой элемент имеет прямоугольный профиль, что формирует плоский стык, который не имеет высокой прочности.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является токоизолирующее соединение для трубопровода, содержащее два металлических патрубка, электрически изолированных друг от друга стеклопластиковым кольцом, стеклопластиковую трубу и диэлектрическую катушку в виде стеклопластиковой трубы, при этом диэлектрическая катушка имеет длину больше диаметра трубопровода, размещена в пазу с резьбой, расположенном внутри патрубков, и соединена с патрубками при помощи клея и резьбы, выполненной на концах катушки, а стеклопластиковая труба намотана снаружи на патрубки [Патент РФ №2174638].
Недостатками данного устройства являются невысокая прочность соединения, так как соединение стеклопластиковой трубы и диэлектрической катушки с металлическими патрубками осуществляется по гладким поверхностям, а стеклопластиковое кольцо имеет прямоугольный профиль.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение прочности и надежности соединения с точки зрения обеспечения его герметичности. Указанный технический результат достигается тем, что трубопроводное изолирующее соединение для электрохимической защиты от коррозии металлических трубопроводов перекачки жидкости или газа, содержащее два металлических патрубка, смежные концы которых изолированы друг от друга токоизолирующей шайбой и соединены внутренним диэлектрическим соединительным патрубком и наружной муфтой из композитного материала, при этом наружная муфта, соединяющая патрубки выполнена из трех слоев композитной намотки с различными углами, первый - внутренний с поперечной намоткой виток к витку с шагом, равным диаметру наматываемой нити композитного материала муфты, второй - промежуточный с углом намотки в пределах 40-50 градусов к оси, третий - наружный с углом намотки в пределах 10-20 градусов к оси патрубков, причем металлические патрубки имеют наружную резьбу на участке под наружной муфтой с шагом, равным шагу намотки первого слоя композитного материала, и внутреннюю резьбу по всей длине сопряжения с внутренним соединительным патрубком, который также имеет наружную резьбу по всей длине, кроме того, токоизолирующая шайба между патрубками выполнена в виде диэлектрического кольца с наружной и внутренней коническими поверхностями, а смежные торцы патрубков имеют коническую форму, соответствующую сопрягаемым с кольцом поверхностям, и образуют косой стык.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии его условию «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере изготовленного и испытанного промышленного образца.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами:
фиг. 1 - конструкция изолирующего соединения;
фиг. 2 - участок изолирующего соединения.
Трубопроводное изолирующее соединение, содержит два металлических патрубка 1, смежные концы которых изолированы друг от друга токоизолирующей шайбой 3 и соединены диэлектрическим соединительным патрубком 2 и наружной муфтой из композитного материала, причем наружная муфта, соединяющая патрубки, выполнена из трех слоев композитной намотки с различными углами, первый - внутренний 4 с поперечной намоткой виток к витку с шагом, равным диаметру наматываемой нити композитного материала муфты, второй - промежуточный 5 с углом намотки в пределах 40-50 градусов к оси, третий - наружный 6 с углом намотки в пределах 10-20 градусов к оси патрубков, который охватывает кольца 7 на наружной поверхности патрубков, причем металлические патрубки имеют наружную резьбу на участке под наружной муфтой с шагом, равным шагу намотки первого слоя композитного материала, и внутреннюю резьбу по всей длине сопряжения с внутренним соединительным патрубком 2, который также имеет наружную резьбу по всей длине, кроме того, токоизолирующая шайба 3 между патрубками 1 выполнена в виде кольца с наружной и внутренней коническими поверхностями, а смежные торцы патрубков 1 имеют коническую форму, соответствующую сопрягаемым с кольцом поверхностям, и образуют косой стык.
Выполнение наружной муфты из трех слоев композитной намотки с различными углами обеспечивает повышение прочности соединения за счет того, что, первый - внутренний слой с поперечной намоткой виток к витку с шагом, равным диаметру наматываемой нити композитного материала муфты, обеспечивает лучшее сопротивление давлению внутри трубопровода, второй - промежуточный с углом намотки в пределах 40-50 градусов к оси является переходным для более плавного перераспределения внутренних напряжений от первого к третьему слою, а третий - наружный с углом намотки в пределах 10-20 градусов к оси патрубков обеспечивает лучшее сопротивление напряжению растяжения в поверхностном слое соединения при воздействии изгибающих нагрузок на трубопровод.
Наружная резьба на металлических патрубках с шагом, равным шагу намотки первого слоя композитного материала муфты, обеспечивает направление укладки первого слоя намотки и высокую прочность соединения деталей. Внутренняя резьба на металлических патрубках и наружная на диэлектрическом соединительном патрубке на всей длине также обеспечивает высокую прочность соединения.
Выполнение токоизолирующей шайбы между металлическими патрубками в виде кольца с наружной и внутренней коническими поверхностями и выполнение смежных торцов патрубков конической формы, соответствующей сопрягаемым с кольцом поверхностям, образуют косой стык, который, как известно, обладает более высокой прочностью соединения по сравнению с прямим стыком.
Таким образом, заявляемое изолирующее соединение имеет преимущества перед известными устройствами, а именно более высокую прочность и надежность герметичного соединения.