СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована преимущественно для соединения секций газоходов и газоотводящих стволов дымовых и вентиляционных труб из полимерных композиционных материалов, а также канализационных труб.
Известно соединение вертикально установленных и подвешенных по отдельности к несущим конструкциям решетчатой башни секций газоотводящего ствола из труб с обращенным вверх раструбом, в который с зазором входит нижний конец выше расположенной трубы, при этом зазор между сопрягаемыми поверхностями конца трубы и раструба заполнен уплотняющим составом [Защита строительных конструкций и технологического оборудования от коррозии, A.M. Орлов и др.,М.,Стройиздат, 1991, с.183, рис.45]. Наличие зазора между сопрягаемыми поверхностями трубы и раструба и соответственно исключение точной подгонки размеров конца трубы и раструба упрощает подготовку концов труб и сборку соединения. Однако наличие зазора требует центровки конца трубы в раструбе и увеличенного расхода уплотняющего состава. Кроме того, из за большой толщины прослойки уплотняющего состава, например клеевого, от усадочных деформаций нарушается его сцепление с сопрягаемыми поверхностями. Поэтому передачу через стык осевых усилий исключают, и секции трубы закрепляются к башне с помощью отдельных для каждой секции подвесок. Все это усложняет конструкцию соединения, его сборку в сооружении и требует повышенных затрат на дополнительные подвески и уплотняющий состав.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому объекту является соединение труб одного диаметра, при котором конец одной трубы вставлен в расширенную с торца внутреннюю часть другой трубы, с зазором между сопрягаемыми поверхностями концов трубы, при этом на обращенных внутрь зазора поверхностях концевых частей сопрягаемым труб закреплены кольцевые выступы, при сборке соединения заходящие один за другой, а зазор заполнен твердеющим уплотняющим составом [RU 125290, 27.02.2013, (прототип)].
Наличие заходящих один за другой кольцевых выступов на обращенных внутрь зазора поверхностях концевых частей сопрягаемым труб и твердеющего уплотняющего зазор состава обеспечивает возможность передачи осевых усилий с одной трубы через выступ на ней, твердеющий состав на другую трубу через выступ на этой трубе. Это позволяет собирать трубы в плеть и сократить число подвесок секций труб.
Однако наличие зазора требует центровки конца трубы в раструбе и увеличенного расхода уплотняющего состава, поскольку при сборке соединения кольцевые выступы заходят один за другой и зазор должен быть не менее суммы высоты выступов на сопрягаемых поверхностях. Все это усложняет сборку соединения и требует повышенных затрат на уплотняющий состав.
Полезная модель решает задачу упрощения сборки соединения и снижения расхода уплотняющего состава.
Для этого в соединении труб одного диаметра, при котором конец одной трубы вставлен в расширенную с торца внутреннюю часть другой трубы, с зазором между сопрягаемыми поверхностями концов трубы, на которых закреплены обращенные внутрь зазора выступы, при сборке соединения заходящие один за другой, а зазор заполнен твердеющим уплотняющим составом, согласно полезной модели выступы выполнены дискретными, закрепленными к сопрягаемым поверхностям в чередующемся по окружности порядке, высотой, приближающейся к величине зазора, а шириной и положением по окружности обеспечивающими при сборке соединения свободное продольное смещение сопрягаемых поверхностей. При большом количестве выступов они на каждой из сопрягаемых поверхностей устанавливаются в ряды по образующей. При этом выступы по окружности расставлены равномерно, количество рядов выступов и их шаг по окружности на сопрягаемых поверхностях совпадают, ширина выступов на каждой сопрягаемой поверхности находится в пределах зазора между выступами противоположной сопрягаемой поверхности, а высоту выступов на сопрягаемых поверхностях выполняют одинаковой. Торцы выступов в направлении образующей могут быть выполнены со скосом, при этом на выступах могут быть выполнены продольные каналы.
Высота выступов, приближающаяся к величине зазора, обеспечивает центровку и постоянную по окружности величину зазора. Равномерная расстановка выступов и их рядов по окружности, боковые зазоры между ними, а также скосы на торцах выступов облегчают попадание выступов одной сопрягаемой поверхности между выступами другой. Дискретное положение выступов, продольные каналы на них и скосы торцов выступов облегчают заполнение зазора твердеющим уплотняющим составом. Все это упрощает и облегчает сборку соединения. А поскольку при сборке соединения выступы одной сопрягаемой поверхности проходят между выступами другой сопрягаемой поверхности, величина зазора между этими поверхностями может быть уменьшена до высоты одного выступа, в результате при заполнении зазора сокращается расход уплотняющего состава.
На фиг.1 показан продольный разрез соединения труб со сплошной стенкой, на фиг.2 - продольный разрез соединения труб с трехслойной стенкой, на фиг.3 - поперечный разрез по Α-A по фиг.1 и 2, на фиг.4 и 5 - различные варианты расположения выступов на фрагментах развертки по зазору между сопрягаемыми поверхностями.
Соединение содержит соединяемые трубы 1 и 2, конец трубы 2 имеет внутреннее расширение, например раструб 3, в который с зазором 4 входит конец сопрягаемой трубы 1. На сопрягаемых концевых частях труб 1 и 2 закреплены (например приклеены) или выполнены заодно с трубами 1 и 2 выступы 6 и 7, обращенные внутрь зазора 4 и заходящие при сборке соединения один за другой. Выступы 6 и 7 выполнены дискретными, закрепленными к сопрягаемым поверхностям в чередующемся по окружности порядке и одинаковой высоты, приближающейся к величине зазора 4. На каждой из сопрягаемых поверхностей выступы 6 и 7 расположены рядами в направлении образующей и расставлены по окружности равномерно. Ширина выступов 6 и 7, их положение и шаг по окружности выбираются такими, чтобы обеспечить при сборке соединения свободное продольное смещение сопрягаемых поверхностей, при этом выступы 6 проходят между выступами 7, для чего количество рядов выступов 6 и 7 и их шаг по окружности на сопрягаемых поверхностях совпадают, а ширина выступов на каждой сопрягаемой поверхности находится в пределах свободного расстояния в окружном направлении между выступами противоположной сопрягаемой поверхности, то есть между выступами 6 и 7 по окружности предусматриваются боковые зазоры. При таком расположении выступов 6 и 7 величина зазора 4 равна высоте только одного выступа 6 или 7. На передних по ходу сборки соединения торцах выступов 6 и 7 могут быть выполнены скосы 8 по толщине и скосы 9 по ширине. Такие скосы 8 и 9 могут быть выполнены на обеих торцах выступов 6 и 7 (на фигурах не показано). На выступах 6 и 7 могут быть выполнены продольные каналы 10.
Зазор 4 между сопрягаемыми поверхностями конца трубы 1 и внутреннего расширения 3 трубы 2, в том числе между выступами 6 и 7, заполнен твердеющим уплотняющим составом 5, например цементным раствором или эпоксидным компаундом. При соединении труб со сплошной стенкой внутреннее расширение 3 конца трубы 2 образует выступающий наружу раструб, а при соединении труб с трехслойной стенкой, которая имеет в среднем слое утеплитель 11, внутреннее расширение 3 выполнено в пределах общей толщины стенки трубы 2. Последний по ходу сборки выступ 12 на расширении 3 может быть выполнен кольцевым для исключения протечки уплотняющего состава 5 при заполнении зазора 4 заливкой сверху. Для заполнения зазора 4 составом 5 с помощью шприцевания могут быть выполнены отверстия 13, в этом случае целесообразно для исключения протечки уплотняющего состава выполнение последнего по ходу сборки выступа 14 на конце трубы 1 также кольцевым.
Устройство работает следующим образом.
При сборке соединения конец трубы 1 вдвигается в расширенную внутреннюю часть 3 трубы 2. При этом наружные выступы 6 трубы 1 свободно заходят между внутренними выступами 7 расширения 3 трубы 2 на нужную глубину. Облегчает заход трубы 1 в расширение 3 имеющиеся на торцах выступов 6 и 7 скосы 8, а попадание выступов 6 между выступами 7 - имеющиеся на их торцах скосы 9. Поскольку выступы 6 и 7 имеют высоту, приближающуюся к величине зазора 4, это обеспечивает центровку трубы 1 относительно расширения 3 и постоянную по окружности величину зазора 4. Вместе с тем, можно регулировать длину собираемой плети труб, то есть фиксировать нужную величину части трубы 1, вдвинутой в расширение 3 трубы 2.
Как вариант, при сборке соединения после вставки конца трубы 1 в расширение 3 можно повернуть трубы 1 и 2 относительно друг друга до положения, при котором выступы 6 и 7 будут на одной продольной линии по образующей, при этом расстояние между выступами по образующей выбирают из условия осуществления этого поворота (на фигурах не показано).
Затем зазор 4 заполняют, например шприцеванием через отверстие 13, пластичным, впоследствии твердеющим уплотняющим составом 5, например цементным раствором или эпоксидным компаундом. Смещение выступов 6 и 7 относительно друг друга, скосы 8 и 9 на их торцах, а также каналы 10 облегчают заполнение зазора, а последние по ходу сборки кольцевые выступы 12 и 14 на сопрягаемых поверхностях препятствуют вытеканию уплотняющего состава 5. При этом выступы 6 и 7, закрепленные на сопрягаемых концевых частях труб 1 и 2, оказываются полностью погруженными в этот состав 5, который после твердения жестко, как вкладыш, фиксирует между собой выступы 6 и 7. Даже при низкой прочности сцепления состава 5 с сопрягаемыми поверхностями труб 1 и 2 соединение труб воспринимает как сжимающие, так и растягивающие усилия посредством соединения между собой выступов 6 и 7 через вкладыш из отвердевшего состава 5, расположенного между ними. Соединенные трубы могут также работать на изгиб, например от ветровой нагрузки или от собственного веса при горизонтальном положении труб, поскольку в нем обеспечена прочность сжатой и растянутой зоны. При этом за счет уплотняющего состава 5 обеспечена плотность и герметичность соединения.
По сравнению с прототипом заявляемое соединение проще в сборке, поскольку не требуется центровка труб, и требует меньшего расхода уплотняющего состава из-за возможности сокращения в 2 раза величины зазора.