СОЕДИНЕНИЕ СЕКЦИЙ РАДИАТОРА
CONNECTION FOR RADIATOR SECTIONS

Данное техническое решение относится к секционным радиаторам для обогрева, особенностью которых является то, что смежные секции соединены между собой резьбовыми ниппелями, завинченными в резьбовые концы коллекторов соединяемых секций.
Известны соединительные ниппели для соединения радиаторных секций, каждый из которых имеет противоположно нарезанные витки резьбы на концах ниппеля, а также кольцевую канавку под уплотнительное кольцо в средней части ниппеля между его резьбовыми участками, при этом внутри ниппель имеет зацепы под инструмент для завинчивания ниппеля в коллекторы секций радиатора (US 290072 В, 1969-05-29. AT 290072 В, 1971-05-25. FR 2720820 А1, 1995-12-08).
Известен ниппель батареи водяного отопления, предназначенный для применения в водонагревательных приборах, а именно в сборке многосекционных батарей водяного отопления. Изобретение включает втулку с внутренними наплывами и симметрично нарезанными левой и правой резьбами с наружной стороны, причем на линии симметрии сделана проточка, шириной в полтора-два витка каждой из резьб и глубиной, равной глубине нарезанных резьб. Изобретение позволяет достичь плотного соединения секций при возможной неодновременности захода резьб ниппеля в резьбы соединяемых секций (RU 2221199 С2, 20.06.2003).
Известен ниппель для сборки секций алюминиевых радиаторов, выполненный в виде соединительной трубки с внешней резьбой, на внутренней поверхности которой расположены зацепные элементы, обеспечивающие возможность взаимодействия со сборочным инструментом, отличающийся тем, что изготовлен из полимерного материала, а зацепные элементы представляют собой четыре продольных ребра, равномерно расположенных по внутренней окружности трубки, причем толщина ребер равна толщине стенки трубки. В качестве полимерного материала используют полисульфон, который армирован стекловолокном (RU 155977 U1, 27.10.2015).
Известен ниппель радиаторный, который содержит цилиндрический трубчатый корпус, ограниченный торцевыми поверхностями, с торцов на наружной поверхности корпуса имеется левая и правая резьбы. Ниппель выполнен из термостойкого композиционного материала. Для размещения выдавливаемой в процессе свинчивания радиаторов части массы уплотнительной эластичной прокладки между резьбами выполнена разделительная кольцевая канавка. В качестве уплотнения используется силикон. Резьбовые торцы снабжены заходными фасками, а отверстие выполнено многогранным или диаметрально расположенными выступами-пуклевками. Для указания наличия левой резьбы на ее торцевой поверхности нанесены радиально расположенные полусферические выступы (RU 119444 U1, 20.08.2012).
Известен ниппель радиаторный, содержащий цилиндрический трубчатый корпус, на концах которого имеется левая и правая резьбы, отличающийся тем, что цилиндр корпуса выполнен из стальной ленточной заготовки методом гибки, а по линии стыка - с замком в виде выступа и впадины, и снабжен кольцевой канавкой на наружной поверхности корпуса, разделяющей правую и левую резьбы, а на внутренней поверхности отверстия ниппеля выполнены диаметрально расположенные выступы-пуклевки. На одном из торцов корпуса выполнена метка в виде прорезей, насечек или кольцевой канавки. Внутреннее отверстие имеет многогранный или овальный профиль. Ниппель может быть изготовлен из цветного металла или композитно-полимерного материала. Линия стыка может быть прямой без замка (RU 100815 U1, 27.12.2010).
Известны секционные радиаторы, в каждом из которых секции радиатора соединены между собой резьбовыми ниппелями, завинченными в резьбовые концы коллекторов соединяемых секций (RU 192310 U1, 12.09.2019. RU 112362 U1, 10.01.2012. RU 80539 U1, 10.02.2009. RU 114756 U1, 10.04.2012).
Известен секционный радиатор водяного отопления, содержащий набор последовательно соединенных секций, каждая из которых включает два поперечных участка, расположенных параллельно с противоположных сторон и имеющих каждый прямой канал, проходящий между муфтовыми патрубками, расположенными с противоположных сторон каждого поперечного участка и имеющими каждый участок с внутренней резьбой, и продольный участок, соединяющий поперечные участки и сопряженный с ними в их средних зонах, который имеет продольный канал, сообщающийся с противоположных сторон с прямыми каналами поперечных участков, сквозные ниппели с наружной резьбой, соединяющие секции и установленные по одному на каждую пару смежных муфтовых патрубков двух соединенных секций, две заглушки, установленные в муфтовых патрубках одной из крайних секций, две футорки, установленные в муфтовых патрубках второй крайней секции, одна из которых выполнена с возможностью подключения к трубе подвода или отвода водяного теплоносителя, а вторая также выполнена с возможностью подключения к трубе подвода или отвода водяного теплоносителя и с внутренней стороны к ней подключен удлинитель в виде отрезка трубы, проходящий свободно в полости, образованной соответствующими оси второй футорки прямыми каналами поперечных участков секций и соответствующими сквозными ниппелями, причем удлинитель короче этой полости на 50-250 мм (RU 2478884 С1, 10.04.2013. UA 91952 U, 2014-07-25). При этом в патенте UA 91952 U уплотнительное кольцо расположено в средней части ниппеля в его углублении между резьбовыми участками.
Известно соединение секций радиатора резьбовыми ниппелями, завинченными в нижние и верхние коллекторы секций (RU 194542 U1, 13.12.2019).
Известно соединение секций радиатора резьбовыми втулками, каждая из которых имеет в средней части кольцевой желоб с расположенным в нем уплотнительным кольцом, взаимодействующим с торцами коллекторов соединенных секций в их рабочем положении (Яндекс. Соединение секций радиатора резьбовыми втулками. 05.02.2020).
Недостатком секционных радиаторов является то, что при изготовлении отдельных секций допускаются погрешности в точности изготовления, в результате при соединении секций не всегда коллекторы секций оказываются соосными и не всегда оси коллекторов расположены в одной плоскости. При завинчивании резьбовых ниппелей в резьбовые концы указанных секций резьба ниппелей внедряется в резьбы коллекторов с перекосом, в результате резьба коллекторов повреждается гребнями резьбы ниппелей, в результате прочность и герметичность соединения секций снижается. В этой связи в процессе эксплуатации радиатора возникает недостаточная герметичность соединения секций и протекание теплоносителя.
Техническим результатом данной полезной модели является повышение прочности и герметичности соединения секций радиатора.
Технический результат достигается соединением секций радиатора, содержащим стыкованные между собой смежные секции, прижатые своими торцами друг к другу двумя резьбовыми ниппелями, которые расположены внутри резьбовых коллекторов секций, причем в средней части ниппеля выполнено прямоугольное кольцевое углубление, в котором расположено имеющее в поперечном разрезе форму тавра уплотнительное упругое кольцо из силикона, причем форма тавра образована когда кольцо сжато в его рабочем положении и оно имеет горизонтальную и вертикальную части, причем горизонтальная часть кольца расположена в углублении ниппеля, а вертикальная часть кольца расположена между торцами коллекторов смежных секций.
Кольцо из силикона в сжатом рабочем положении имеет рабочие боковые левые поверхности, расположенные с левой стороны кольца, боковые правые поверхности, расположенные на правой стороне кольца, верхнюю торцовую поверхность, нижнюю торцовую поверхность, а также ступенчатые левую и правую поверхности, все указанные поверхности кольца прижаты к смежным рабочим поверхностям двух секций радиатора в рабочем положении секций.
Торец каждой секции выполнен ступенчатым, со ступенью, имеющей рабочую поверхность с шириной k и в рабочем положении радиатора, когда кольцо сжато, сумма 2k+q1=s1, где s1 - ширина горизонтальной части кольца в рабочем положении, а сжатые со всех сторон рабочие площади кольца плотно прижаты к соответствующим рабочим площадям секций радиатора.
Витки резьбы ниппелей имеют плоские площадки, при этом площадка каждого витка резьбы каждого ниппеля расположена на высоте 2,0-4,0 мм от дна кольцевого углубления.
На фиг. 1 показан многосекционный радиатор.
На фиг. 2 - вид А на фиг. 1.
На фиг. 3 - соединение пары секций радиатора, место Б на фиг. 1.
На фиг. 4 - соединение секций радиатора, ниппель в верхней части соединения не показан.
На фиг. 5 - поперечный разрез уплотнительного кольца в нерабочем, свободном положении (слева) и поперечный разрез уплотнительного кольца в рабочем сжатом положении (справа).
На фиг. 6 - ниппель в аксонометрии (увеличено).
На фиг. 7 - соединение секций в рабочем положении (увеличено).
На фиг. 8 - взаимное расположение секций в рабочем положении без ниппеля и уплотнительного кольца (увеличено).
Соединение секций радиатора содержит стыкованные между собой смежные секции 1 и 2 радиатора (фиг. 1), прижатые своими торцами друг к другу двумя межсекционными резьбовыми ниппелями 3 с противоположно нарезанной резьбой.
Каждый ниппель 3 имеет цилиндрическую полую форму (фиг. 6) и на его противоположных сторонах выполнены выступающие внутрь зацепы 4 под инструмент для свинчивания секций.
На концах наружной поверхности каждого ниппеля 3 имеются резьбовые участки 5 и 6 (фиг. 3, 6). В средней части 7 ниппеля выполнено прямоугольное кольцевое углубление 8, глубина h (фиг. 7) которого больше толщины t стенки ниппеля в зоне расположения углубления 8. Прямоугольное углубление 8 получено путем проточки инструментом, что не исключает изготовление углубления 8 ниппеля другим способом.
В углублении 8 расположено уплотнительное упругое кольцо 9 (фиг. 3, 7), сжатое в рабочем положении со всех его сторон и имеющее в сжатом положении форму тавра. Кольцо 9 может быть выполнено из термостойкого силикона, либо модифицированного этилен-пропиленового каучука (EPDM PEROX). Кольцо 9 в нерабочем свободном положении (когда оно не сжато) имеет в поперечном разрезе форму, показанную слева на фиг. 5. Кольцо 9 может иметь в поперечном разрезе круглую форму, овальную, эллиптическую, прямоугольную или иную известную форму, при том, что материал упругого кольца имеет соответствующий модуль упругости. Пределы выбранного модуля упругости позволяют при соответствующей по площади поперечного сечения и форме кольца 9 в разрезе получать форму тавра, когда кольцо сжато со всех его сторон и находится в сжатом положении между секциями ниппелями 3, при этом в сжатом положении кольцо 9 имеет форму, которая показана на фиг. 7.
В сжатом рабочем положении кольцо 9 прижимается к поверхности дна 10 кольцевого углубления 8 (фиг. 6) и к вертикальной поверхности 11 (фиг. 8) каждой секции, находящейся в соединении со смежной секцией радиатора. С боковых сторон кольцо сжато торцами 12 и 13 коллекторов секций 1 и 2 радиатора (фиг. 3). В сжатом положении кольцо 9 имеет толщину q1 и высоту z1 (фиг. 3). Указанные значения s1,w1, q1, m1 и z1 (фиг. 5) относятся к упругому сжатому кольцу 9, когда оно сжато со всех его сторон в рабочем положении, а секции 1 и 2 радиатора прижаты друг к другу и находятся в рабочем положении.
Изменение формы кольца 9 слева на фиг. 5 в форму кольца 9 справа на фиг.5 от сжатия кольца находится в пределах модуля упругости материала, из которого выполнено кольцо 9, исходя из условия заполнения упругим материалом кольца неровностей и шероховатостей рабочих поверхностей, которые работают на герметичность соединения, а также из условия не разрушения структуры упругого материала, из которого выполнено кольцо 9.
Кольцо 9 (фиг. 5) в рабочем сжатом положении имеет рабочие боковые левые поверхности 14 и 15, расположенные с левой стороны кольца, боковые правые поверхности 16 и 17, расположенные на правой стороне кольца, верхнюю торцовую поверхность 18, нижнюю торцовую поверхность 19, а также ступенчатые левую и правую поверхности 20 и 21, ступень каждой из которых имеет ширину m1. Все названные рабочие поверхности кольца 9 являются рабочими, они работают исключительно на герметичность соединения секций 1 и 2 радиатора. Эти поверхности прилегают к смежным рабочим поверхностям двух секций радиатора в рабочем положении секций.
Торец каждой секции выполнен ступенчатым, со ступенью 22 (фиг. 8), имеющей рабочую поверхность с шириной к (фиг. 4). В рабочем положении радиатора, когда кольцо 9 сжато, то сумма 2k+q1=s1, при этом кольцо 9 сжато со всех его сторон и его поверхности 14-20 (фиг. 5) плотно прижаты к соответствующим рабочим площадям секций радиатора, работающим на герметичность.
Каждая секция радиатора имеет верхний и нижний трубчатые коллекторы 23 и 24, соответственно (фиг. 1). В каждом коллекторе выполнена внутренняя резьба 25 (фиг. 4), в которой расположена резьба соответствующего резьбового участка 5 и 6 ниппеля 3 когда секции 1 и 2 соединены друг с другом. С целью исключения повреждения вершин витков резьбы 25 коллектора каждой секции, вершины витков резьбы 5 и 6 каждого ниппеля 3 (фиг. 6) срезаны и они имеют плоские площадки 26, при этом площадка 26 каждого витка резьбы каждого ниппеля расположена на высоте 2,0-4,0 мм от дна 10 кольцевого углубления 8 (фиг. 6).
Монтаж радиатора производят следующим образом. Надевают с натягом на пару ниппелей 3 два уплотнительных кольца 9 так, чтобы поверхность дна 10 кольцевого углубления находилась в контакте с поверхностью 27 кольца 9 (фиг. 5, 6). Располагают на монтажном столе первую секцию 1 радиатора и фиксируют ее в неподвижном положении. Располагают соосно по отношению к секции 1 вторую секцию 2 радиатора так, чтобы между их смежными верхними коллекторами 23 оставался один зазор, а между смежными нижними коллекторами 24 оставался другой зазор для ввода в эти зазоры ниппелей 3.
Далее вводят в зазоры между секциями ниппели 3, совмещают ниппели с отверстиями верхних и нижних коллекторов 23 и 24 секций 1 и 2, завинчивают одновременно резьбовые участки 5 и 6 двух ниппелей 3 в резьбы 25 верхнего и нижнего коллекторов 23 и 24 секций. Затем через отверстия верхнего и нижнего коллекторов секций вводят инструменты в полости двух предварительно завинченных в коллекторы ниппелей 3, зацепляют два инструмента за зацепы 4 ниппелей (фиг. 2), вращают ниппели 3 инструментами по часовой стрелке до момента соприкосновения торцов 12 и 13 каждого коллектора секций 1 и 2 с рабочими поверхностями 14 и 16 каждого кольца уплотнительного кольца 9.
При вращении инструментов и ниппелей в заданном направлении, перемещается секция 2 к зафиксированной секции 1, секции сближаются, каждое кольцо 9 входит одновременно в полости смежных коллекторов 23 и 24 и сжимается торцами коллекторов в осевом направлении.
При сжатии кольца 9 в осевом направлении упругий материал кольца деформируется и часть материала выдавливается в радиальном направлении. При этом поверхность 19 кольца 9 (фиг. 5) плотно прижимается к поверхности прямоугольной канавки ниппеля, а поверхность 18 кольца плотно прижимается к двум ступенчатым поверхностям 22 (фиг. 4) смежных коллекторов. В этом положении кольца 9 две поверхности 22 двух коллекторов перекрываются поверхностью 18 кольца по линии стыка поверхностей 22 и соединение стыка смежных коллекторов надежно герметизируется. Аналогичным образом к секциям 2 и 3 присоединяются следующие секции радиатора.
При завинчивании ниппелей площадки 26 на вершинах витков резьбы ниппелей исключают повреждение витков резьбы 25 коллекторов секций радиатора, что существенно повышает прочность соединения, а описанное соединение с использованием силиконового кольца, имеющего оригинальную форму, преобразуемую в форму тавра в поперечном разрезе кольца существенно повышает герметичность соединения.