ТРУБНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
PIPE CONNECTION

Изобретения относится к трубному соединению, содержащему раструбный конец первого элемента трубопровода, оборудованный внутренним кольцевым пазом и выполненный с возможностью захождения в него гладкого конца второго элемента трубопровода, и уплотнительную прокладку, установленную во внутреннем кольцевом пазу, при этом трубное соединение содержит запирающие средства, смежные с уплотнительной прокладкой и выполненные с возможностью предотвращения вытеснения уплотнительной прокладки под действием давления текучей среды, циркулирующей в элементах трубопровода.
В частности, изобретение может быть использовано в трубопроводах, предназначенных для транспортировки питьевой воды или сточных вод, направляемых на очистку.
Такие трубные соединения известны. Когда трубное соединение уложено в эксплуатационное положение и когда по элементам трубопровода циркулирует текучая среда, уплотнительная прокладка может быть вытеснена и даже вытолкнута между раструбным концом и гладким концом под действием давления текучей среды.
Таким образом, известное трубное соединение характеризуется ограниченной надежностью.
Задачей настоящего изобретения является повышение надежности трубного соединения вышеуказанного типа.
Указанная задача решается тем, что трубное соединение вышеуказанного типа согласно изобретению содержит по меньшей мере один стопорный элемент, расположенный рядом с запирающими средствами со стороны, противоположной уплотнительной прокладке.
Согласно частным вариантам выполнения трубное соединение содержит один или несколько следующих отличительных признаков:
- запирающие средства содержат запирающее кольцо;
- запирающее кольцо выполнено открытым и содержит две концевые части, которые после установки во внутреннем кольцевом пазу перекрывают друг друга в окружном направлении;
- запирающее кольцо крепится на уплотнительной прокладке;
- запирающее кольцо свободно прилегает к уплотнительной прокладке;
- запирающие средства содержат по меньшей мере два запирающих элемента в виде сегмента кольца;
- запирающие средства жестко соединены с запирающим кольцом;
- к запирающему кольцу крепится по меньшей мере один стопорный элемент;
- по меньшей мере один стопорный элемент разъемно крепится к запирающему кольцу;
- стопорный элемент крепится за счет комплементарности формы, в частности, путем защелкивания на запирающем кольце;
- стопорный элемент или каждый стопорный элемент расположен в пространстве, образованном запирающими элементами, а наружные поверхности по меньшей мере одного стопорного элемента и по меньшей мере одного запирающего элемента расположены на одном уровне;
- запирающее кольцо содержит нажимные средства, выполненные с возможностью воздействия на стопорный элемент или на каждый стопорный элемент в осевом направлении в сторону от уплотнительной прокладки;
- нажимные средства содержат нажимной выступ, неподвижно соединенный с запирающим кольцом;
- уплотнительная прокладка содержит нажимные средства, в частности упругую кромку, неподвижно соединенную с уплотнительной прокладкой, выполненные с возможностью воздействия на каждый стопорный элемент в осевом направлении в сторону от уплотнительной прокладки;
- нажимные средства включают в себя свободный конец, направленный радиально наружу или внутрь;
- трубное соединение содержит гладкий конец, вставляемый в раструбный конец, при этом уплотнительная прокладка оказывается сжатой в радиальном направлении между гладким концом и раструбным концом.
Настоящее изобретение будет более понятно из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показано трубное соединение в соответствии с настоящим изобретением, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;
на фиг.2 показан продольный разрез части трубного соединения, изображенного на фиг.1, вид в сборе;
на фиг.3 - то же, что и на фиг.2, второй вариант выполнения трубного соединения в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.4 показано запирающее кольцо, используемое в трубном соединении, изображенном на фиг.3, вид в перспективе;
на фиг.5 - то же, что и на фиг.2, третий вариант осуществления изобретения;
на фиг.6 показано запирающее кольцо трубного соединения, изображенного на фиг.5, вид в перспективе;
на фиг.7 - то же, что и на фиг.2, четвертый вариант выполнения трубного соединения в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.8 показан частичный разрез запирающего кольца, используемого в трубном соединении, изображенном на фиг.7, вид сбоку.
Показанное на фиг.1 трубное соединение в соответствии с настоящим изобретением в целом обозначено позицией 2.
Трубное соединение 2 содержит первый элемент трубопровода, оборудованный раструбным концом 4, второй элемент трубопровода, оборудованный гладким концом 6, уплотнительную прокладку 8, запирающее кольцо 10 и разрезное стопорное кольцо 12.
Трубное соединение 2 имеет центральную ось Х-Х. В дальнейшем тексте описания выражения «осевое направление», «радиальное направление» и «окружное направление» будут использованы относительно этой центральной оси Х-Х.
Раструбный конец 4 содержит крепежный фланец 14 для соединения с элементом трубопровода (не показан), оборудованным ответным фланцем, а также свободный конец 16, обращенный к гладкому концу 6. Раструбный конец 4 содержит также внутренний кольцевой паз 18 (фиг.2). В данном случае поперечное сечение кольцевого паза 18 выполнено в виде, по существу, дуги окружности, однако оно может иметь и другие формы, например прямоугольную.
Как показано на фиг.2, в собранном трубном соединении уплотнительная прокладка 8, запирающее кольцо 10 и стопорное кольцо 12 расположены во внутреннем кольцевом пазу 18, а гладкий конец 6 вставлен в свободный конец 16 раструбного конца. Уплотнительная прокладка 8 установлена в осевом направлении со стороны, обращенной к крепежному фланцу 14, а стопорное кольцо 12 установлено в осевом направлении со стороны свободного конца 16, при этом запирающее кольцо 10 зажато между уплотнительной прокладкой 8 и стопорным кольцом 12.
Уплотнительная прокладка 8 изготовлена, например, из резины. Она содержит базовое тело 20, уплотнительную кромку 22, а также нажимную кромку 24, направленную радиально внутрь и прижимающуюся к запирающему кольцу 10. Нажимная кромка 24 упруго действует на запирающее кольцо 10, прижимая его в осевом направлении к стопорному кольцу 12.
Уплотнительная кромка 22 прижимается в радиальном направлении к гладкому концу 6 во время его введения в раструбный конец 4 и при повышении давления уплотнительная кромка 22 прижимается к гладкому концу тем сильнее, чем выше давление текучей среды, циркулирующей в элементах 4 и 6 трубопровода. Таким образом, трубное соединение является автоматическим, поскольку герметичность обеспечивается автоматически во время введения гладкого конца в раструбный конец 4 за счет радиального сжатия уплотнительной прокладки 8 между двумя элементами 4 и 6 трубопровода.
Запирающее кольцо 10 выполнено, например, из металла или жесткого пластического материала, такого как полиамид 6-6. Запирающее кольцо 10 содержит плоскую поверхность 26, обращенную к уплотнительной прокладке 8, а также поверхность 28 в форме усеченного конуса, обращенную к стопорному кольцу 12. Кроме того, как показано на фиг.1, запирающее кольцо 10 содержит радиальный сквозной разрез 30, позволяющей производить установку запирающего кольца 10 в паз 18 за счет упругой деформации.
Стопорное кольцо 12 состоит из двух металлических стопорных элементов 36 в виде дуг окружности, соединенных тороидальным кольцом 38, выполненным, например, из резины. Как вариант стопорное кольцо может содержать более двух стопорных элементов 36.
Стопорные элементы 36 содержат ряд зубцов 40, направленных радиально внутрь и в собранном состоянии прижимающихся к наружной поверхности гладкого конца 6. Кроме того, наружная поверхность 42 стопорных элементов 36 наклонена относительно оси Х-Х и прижата к ответной наклонной поверхности внутреннего кольцевого паза 18 раструбного конца 4. Таким образом, стопорные элементы 36 препятствуют разъединению гладкого 6 и раструбного 4 концов.
Запирающее кольцо 10 свободно расположено на уплотнительной прокладке 8, а стопорное кольцо 12 свободно расположено на запирающем кольце 10. Эти три составные части: уплотнительная прокладка 8, стопорное кольцо 12 и запирающее кольцо 10 не крепятся друг к другу и могут быть изготовлены независимо друг от друга.
Во время нахождения под давлением запирающее кольцо 10 препятствует вытеснению резины уплотнительной прокладки 8 через кольцевое пространство, ограниченное внутренним диаметром раструбного конца 4 и наружным диаметром гладкого конца 6.
На фиг.3 в частичном разрезе показан второй вариант выполнения трубного соединения в соответствии с настоящим изобретением.
Это трубное соединение отличается от трубного соединения, показанного на фиг.1 и 2, следующим.
Запирающее кольцо 10 является открытым кольцом с двумя окружными концами 50 и 52. Эти окружные концы 50 и 52 имеются на двух окружных частях 53А и 53В, толщина которых в осевом направлении меньше толщины остальной части запирающего кольца 10 (фиг.4). В собранном положении окружные части 53А и 53В перекрывают друг друга в окружном направлении во внутреннем кольцевом пазу 18 так, чтобы осевая проекция запирающего кольца 10 была замкнутой. Таким образом, запирающее кольцо 10 эффективно противодействует вытеснению пластического материала уплотнительной прокладки 8 и хорошо адаптируется к разным диаметрам раструбного конца и гладкого конца.
Запирающее кольцо 10 является кольцом с параллельными радиальными фронтальными поверхностями 26, 28А, к которым прижимаются соответственно уплотнительная прокладка 8 и стопорные элементы 36.
Кроме того, стопорные элементы 36 разъемно крепятся на запирающем кольце 10. Для этого запирающее кольцо 10 содержит защелкивающиеся выступы 56, которые взаимодействуют путем упругого защелкивания с выступами 58, выполненными за одно целое с каждым стопорным элементом 36. Таким образом, каждый стопорный элемент 36 крепится за счет комплементарности форм на запирающем кольце 10.
Этот вариант выполнения можно очень легко адаптировать к различным назначениям трубного соединения. Действительно, если нет необходимости в застопоренном трубном соединении, то от стопорных элементов можно отказаться, что позволяет сэкономить материал для изготовления соединения. Если трубное соединение необходимо застопорить, стопорные элементы 36 защелкивают на запирающем кольце 10.
Кроме того, этот вариант выполнения позволяет снизить себестоимость трубного соединения с учетом того, что для стопорящихся и нестопорящихся трубных соединений можно выполнять одинаковое запирающее кольцо 10.
На фиг.5 показан третий вариант выполнения трубного соединения в соответствии с настоящим изобретением, который отличается от варианта, показанного на фиг.3, следующим.
Окружные части кольца 10, смежные с окружными концами 50, 52, не перекрывают друг друга в смонтированном положении и обращены друг к другу.
Стопорные элементы 36 крепят к запирающему кольцу 10 посредством заклепок 60.
Кроме того, запирающее кольцо 10 выполнено, по существу, одинаковой толщины на всей своей протяженности, за исключением отверстий, предназначенных для заклепок.
Таким образом, кольцо 10 является исключительно простым в изготовлении.
Кроме того, как показано на фиг.6, для повышения эффективности крепления запирающего кольца 10 часть стопорного элемента 36 полностью перекрывает щель 30, образованную концами 52, 50 запирающего кольца, таким образом, чтобы осевая проекция запирающего кольца 10 и стопорных элементов 36 была замкнутой.
Этот вариант выполнения имеет такие же преимущества, что и вариант, показанный на фиг.3 и 4.
На фиг.7 показан четвертый вариант выполнения трубного соединения в соответствии с настоящим изобретением.
Отличием от предьщущих вариантов выполнения является то, что в полости уплотнительной прокладки, которая не содержит нажимной кромки 24, устанавливают крепежное кольцо 62. Крепежное кольцо 62 выполняют из пластического материала, например из полиэтилена, нейлона или поликарбоната. Это кольцо прижимает уплотнительную прокладку 8 к внутренней поверхности раструбного конца 4 и обеспечивает устойчивость прокладки 8 в кольцевом пазу 18.
Кроме того, запирающее кольцо 10 содержит нажимной выступ 70, предназначенный для прилегания к уплотнительной прокладке 8 и выполненный с возможностью отодвигания запирающего кольца 10 в осевом направлении от уплотнительной прокладки 8. Нажимной выступ 70 имеет форму кромки, которая направлена радиально наружу и которая закреплена на радиально внутренней части запирающего кольца 10.
Таким образом, при минимальном зазоре между гладким концом 6 и раструбным концом 4 этот нажимной выступ 70 упруго складывается и ограничивает пространство в кольцевом пазу 18, предназначенное для установки различных уплотнительных и стопорных компонентов 8, 10, 12, обеспечивая за счет этого дополнительный объем, позволяющий уменьшить усилие, необходимое для посадки гладкого конца 6. При максимальном зазоре между гладким концом 6 и раструбным концом 4 эта кромка 70 распрямляется и толкает стопорные элементы 36 в сторону внутренней поверхности раструбного конца 4 еще до возникновения давления в трубопроводе. При среднем зазоре кромка 70 способствует зацеплению стопорных элементов во время действия давления, сводя за счет этого к минимуму смещение назад гладкого конца 6.
На фиг.8 показан вид в осевом разрезе запирающего кольца 10 до установки на место стопорных элементов 36. Для повышения эффективности окружная часть запирающего кольца 10 снабжена запирающими элементами 72. Между запирающими элементами 72 образованы промежутки 73, предназначенные для размещения в них стопорных элементов 36, которые крепятся к запирающему кольцу при помощи любого соответствующего средства. Запирающие элементы 72 имеют форму части кольца и содержат наружную поверхность 74 в виде частично усеченного конуса, которая в собранном положении направлена к свободному концу 16 раструбного конца 4. Кроме того, каждый запирающий элемент 72 содержит цилиндрическую внутреннюю поверхность 76 с осью Х-Х. Предпочтительно форма запирающих элементов 72, по существу, идентична форме стопорных элементов 36, при этом наружная поверхность 74 находится на одном уровне с наружной поверхностью стопорных элементов 36.
В не показанном на фигурах варианте выполнения запирающие средства, т.е. запирающее кольцо 10 и/или запирающие элементы 72 могут быть закреплены на уплотнительной прокладке 8, что облегчает манипулирование этими деталями и, следовательно, позволяет ускорить сборку.
Следует отметить, что предпочтительно выполнять запирающие средства совместно с уплотнительной прокладкой, но из материала, отличающегося от материала уплотнительной прокладки.