УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ГЛАДКИХ ТРУБ
DEVICE FOR CONNECTING SMOOTH PIPES

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования при сооружении трубопроводов из гладких труб.
Американская фирма “Грэт Плейнз инструменте ИНК” предложила устройство для соединения труб (патент США №5004013), которое содержит охватываемый полый элемент с резьбовым концом и стопорное кольцо, обеспечивающее закрепление трубы внутри полого элемента.
Соединительная муфта для труб, разработанная фирмой «Штрауб Федернфабрик АГ» (патент РФ №2045692), состоит из кожуха с радиальными торцевыми стенками, который охватывает C-образную в сечении уплотнительную манжету из эластомера и через замок с затяжными винтами, расположенными на внешней поверхности муфты с одной стороны, сжимается в окружном направлении и прижимается к стенкам труб.
Различные конструкции фитингов фирмы VIKING JOHNSON используют кольца с фигурными профилями торцов под размещение кольцевых прокладок сложного сечения и центральный цилиндрический корпус. Подобные конструкции применяются в обжимных соединителях фирм IGE и DOMEX, а также в муфтах, поставляемых Санкт-Петербургской компанией “Прогресс-Сервис”.
В качестве прототипа предлагаемого решения целесообразно рассмотреть разработанное в Саратовском государственном техническом университете имени Гагарина Ю.А. устройство для монтажа труб (патент РФ №2352849), которое содержит металлический корпус, выполненный в виде цилиндра с внутренней цилиндрической проточкой, ограниченной внутренним кольцевым выступом, достигающим наружной поверхности трубы, установленные во внутренней цилиндрической проточке корпуса герметизирующую прокладку, подвижную втулку, C-образное кольцо. Закрепление устройства для монтажа труб на трубе производится с помощью подвижной втулки, которая своей внутренней конической поверхностью давит на сферическую выступающую поверхность C-образного кольца, сжимает его, при этом вдавливает в тело трубы заостренные радиальные выступы и закрепляет трубу в устройстве для монтажа труб, а к противоположному торцу подвижной втулки прилегает герметизирующая прокладка, сжатие которой между подвижной втулкой, торцовой крышкой, наружной поверхностью трубы и поверхностью внутренней цилиндрической проточки, происходит при перемещении торцовой крышки при затяжке болтов, входящих в отверстия, расположенные в цилиндрическом выступе корпуса и торцовой крышке в осевом направлении равномерно по окружности.
К числу недостатков, затрудняющих массовое применение данного устройства, относятся достаточно сложная и металлоемкая конструкция, использующая два фланца с крепежными элементами для приведения в действие механизмов герметизации и закрепления устройства на трубе.
Задачей предлагаемого изобретения является создание универсального устройства более простой конструкции без снижения надежности, обеспечивающего соединение гладких труб одного диаметра между собой, причем трубы, могут быть выполнены из материалов, повреждаемых при сварке, что должно обеспечить условия его массового применения.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для соединения гладких труб, содержащее металлический корпус, выполненный в виде цилиндра, в котором размещены концы соединяемых труб, симметрично относительно стыка труб между внутренней поверхностью металлического корпуса и трубами установлены центральная втулка, герметизирующие прокладки и подвижные втулки, перемещаемые дополнительно установленными стяжками. Стяжка состоит из двух подвижных упоров, связанных между собой болтом с гайкой. Подвижный упор выполнен в виде монолитной Г-образной детали, состоящей из двух частей: толкателя, размещенного в осевом направлении с радиальным зазором между трубой и внутренней поверхностью металлического корпуса, и перпендикулярного к толкателю рычага с коническим отверстием для размещения болта. Поверхность перехода от тела болта к его головке выполнена конической. Аналогичная коническая поверхность выполнена на гайке. Конец толкателя, контактирующий с трубой, снабжен поперечной насечкой с острыми выступами из материала большей твердости, чем материал трубы. При соединении стальных труб возможна насечка на твердосплавной основе. Внутренняя поверхность металлического корпуса у торцов снабжена насечкой с острыми выступами. Стяжки размещают в осевом направлении равномерно по окружности. Минимальное количество стяжек в устройстве равно двум. Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен поперечный разрез устройства для соединения гладких труб в закрепленном положении.
На фиг. 2 представлен общий вид подвижного упора. Устройство для соединения гладких труб, содержит металлический корпус 1, выполненный в виде цилиндра, в котором размещены концы соединяемых труб 2. Между внутренней поверхностью металлического корпуса 1 и трубами 2 симметрично относительно стыка труб 2 установлены центральная втулка 3, герметизирующие прокладки 4, подвижные втулки 5 и толкатели 6 подвижных упоров 7. Рычаги 8 подвижных упоров 7 с коническими отверстиями 9 связаны между собой болтом 10 с гайкой 11. Поверхность 12 перехода от тела болта 10 к его головке выполнена конической. Аналогичная коническая поверхность 13 выполнена на гайке 11. Концы толкателей 6, контактирующие с трубами 2, снабжены поперечной насечкой 14 с острыми выступами, Внутренняя поверхность металлического корпуса 1 у торцов снабжена насечкой 15 с острыми выступами.
Устройство для соединения гладких труб работает следующим образом. Устанавливают центральную втулку 3 над зазором в стыке труб 2 так, чтобы она выступала по обе стороны зазора. С двух сторон от нее симметрично размещают герметизирующие прокладки 4 и подвижные втулки 5. На детали 3, 4 и 5 надвигают металлический корпус 1. Затем между трубами 2 и металлическим корпусом 1 помещают толкатели 6 подвижных упоров 7. В конические отверстия 9 рычагов 8 подвижных упоров 7 вставляют болты 10 и навинчивают гайки 11. Связанные болтами 10 с гайками 11 подвижные упоры 7 представляют собой стяжки. Полученные стяжки в необходимом количестве размещают в осевом направлении равномерно по окружности и постепенно поочередно затягивают болты 10, осуществляя перемещение подвижных упоров 7. Толкатели 6 подвижных упоров 7 перемещают подвижные втулки 5, которые сжимают герметизирующие прокладки 4 в замкнутом пространстве между центральной втулкой 1, подвижными втулками 5, наружной поверхностью труб 2 и внутренней поверхностью металлического корпуса 1, что позволяет произвести герметизацию соединения. При дальнейшем затягивании болтов 10 происходит поворот рычагов 8 подвижных упоров 7 и расклинивание толкателей 6 подвижных упоров 7. Поворот рычагов 8 подвижных упоров 7 возможен за счет того, что толкатели 6 подвижных упоров 7 размещены между трубами 2 и внутренней поверхностью металлического корпуса 1 с радиальным зазором, а также благодаря наличию конических отверстий 9 в рычагах 8. Для центрирования болта 10 в конических отверстиях 9, поверхность 12 перехода от тела болта 10 к его головке выполнена конической, и аналогичная коническая поверхность 13 выполнена на гайке 11. При расклинивании толкателей 6 подвижных упоров 7, концы толкателей 6, контактирующие с трубами 2, своими острыми выступами поперечной насечки 14 вдавливаются в материал труб 2, а острые выступы насечки 15, выполненной на внутренней поверхности металлического корпуса 1 у его торцов, вдавливается в материал толкателей 6. Расклинивание толкателей 6, вдавливание острых выступов поперечной насечки 14 в материал труб 2 и острых выступов насечки 15 в материал толкателей 6, позволяет надежно закрепить устройство для соединения гладких труб.
К числу преимуществ предлагаемого технического решения следует отнести:
- Возможность соединять гладкие трубы из разных материалов, в том числе трубы, выполненные из материалов, повреждаемых при сварке.
- Простоту конструкции устройства для соединения труб.
- Легкость изготовления деталей, из которых состоит конструкция устройства для соединения труб. Возможность использования отрезка трубы для изготовления металлического корпуса.
- Малые габариты устройства для соединения труб.
- Одинаковые типоразмеры стяжек для соединения труб различных диаметров.
- Оптимальный выбор числа используемых стяжек.
- Простоту монтажных операций, связанных с затягиванием болтов.