СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКТ ДЛЯ ТРУБ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к соединениям труб, в частности в трубопроводах систем отопления, горячего и холодного водоснабжения, охлаждения, кондиционирования, и более конкретно к соединительному комплекту для труб.
Уровень техники
В настоящее время известны различные технические решения, направленные на повышение надежности и герметичности соединений трубопроводов из различных материалов, а также на предотвращение утечек и разрывов в местах соединения труб. Существуют, в частности, технологии монтажа трубопроводов, основанные на механических методах без применения сварки: фланцевые, замковые, муфтовые, раструбные, с применением специальных уплотняющих манжет, прокладок, герметиков. Значительная часть известных решений основана на использовании для соединения труб так называемых фитингов - соединительных деталей трубопровода, устанавливаемых в местах его поворотов, разветвлений, соединений между собой отрезков труб, переходов с одного диаметра на другой и т.д. Фитинги выполняют из различных материалов и фиксируют к концам соединяемых труб различными способами. Для повышения надежности крепления фитинга к трубе предлагаются различные технические решения, направленные, в частности, на уплотнение и герметизацию соединения фитинга с трубой, предотвращение разъединения трубы и фитинга под действием давлений и температур.
Из патента РФ №2369800 (МПК F16L 21/00 (2006.01), опубликован 10.10.2009) известен фитинг для монтажа и демонтажа труб, который содержит не менее одного корпуса, уплотнения, шайбы и пружинной шайбы. Уплотнение и шайба изготовлены из материала, который при сжатии обеспечивает изменение их формы. Труба фиксирована в корпусе при помощи нарезной гайки.
Известен фитинг, раскрытый в патенте РФ №2368837 (МПК F16L 25/00 (2006.01), опубликован 27.09.2009), предназначенный для использования с гофрированной трубой, содержащий гайку со сквозным каналом для установки в него трубы, причем труба выполнена гофрированной и имеет последовательность выступов и углублений; множество держателей, расположенных перед гайкой, причем держатели имеют уплотнительную поверхность, предназначенную для размещения в углублении гофрированной трубы; корпус с кольцевым пазом, сформированным вдоль окружности вокруг держателей, при этом корпус имеет уплотнительную поверхность, причем в указанном корпусе труба после уплотнения зажата между уплотнительной поверхностью держателя и уплотнительной поверхностью корпуса; пружину, установленную внутри полости внутри паза в держателях, причем пружина выполнена с возможностью выталкивания держателей внутрь паза, когда фитинг не герметизирован.
К недостаткам указанных известных решений следует отнести, в частности, чрезмерную сложность конструкции и большое количество используемых деталей.
Известны решения, основанные на применении фитингов специальной конструкции с опрессовкой соединения трубы и фитинга для обеспечения надлежащей прочности и герметичности такого соединения. Так, например, из патента РФ №2434176 (МПК F16L 13/14, B21D 39/04, В25В 27/10 (2006.01), опубликован 20.11.2011) известна опрессовка пресс-фитинга с вставленной в пресс-фитинг трубой посредством опрессовочного инструмента, причем пресс-фитинг имеет проходящий в окружном направлении выступ, в который вставлено уплотнительное кольцо круглого сечения, причем труба заканчивается внутри пресс-фитинга и в области выступа осуществляют первую опрессовку, причем затем со стороны вставленной в пресс-фитинг трубы на расстоянии от выступа осуществляют дополнительную опрессовку, в результате которой достигается препятствующая разъединению, однонаправленная конусность пресс-фитинга и трубы. Также в данной публикации раскрыт специализированный инструмент для выполнения опрессовки. Таким образом, согласно данному известному решению требуется более одной операции опрессовки на одном соединении фитинга с трубой, а также специализированный инструмент для выполнения опрессовки.
4
Известна технология монтажа трубопроводов систем отопления и водоснабжения (в частности, труб из сшитого полиэтилена) фирмы REHAU, основанная на т.н. холодной запрессовке подвижной гильзой. Сущность такого технического решения раскрыта, например, в публикации DE 3813815 (REHAU AG+СО, МПК F16L 33/22, F16L 47/04, опубликована 11.02.1989), причем согласно данной технологии трубу и фитинг соединяют в общем следующим образом: надевают подвижную гильзу на трубу фаской к месту будущего соединения, расширяют конец трубы без нагрева с помощью экспандера, входящего в состав специализированного инструмента, вставляют в расширенный конец трубы штуцер фитинга и запрессовывают расширенный конец трубы со вставленным в него штуцером фитинга с помощью упомянутой подвижной гильзы, по существу натягивая гильзу на расширенный конец трубы с помощью специализированного инструмента (например, для монтажа труб по технологии REHAU используются монтажные инструменты линейки Rautool). При этом гильза намертво фиксируется на конце трубы и обеспечивает герметичное и теоретически неразъемное соединение трубы с фитингом.
Аналогичное решение известно, в частности, из публикации US 2009/0260216 A1 (SAGIV SHITUFIT CHAKLAIT BE'AM, МПК В25В 27/02 (2006.01), опубликована 22.10.2009), в которой раскрыт комплект для соединения трубы и фитинга, причем само соединение также выполняется посредством вставки штуцера фитинга в конец трубы и запрессовки соединения путем натягивания подвижной гильзы на упомянутый конец трубы. Раскрытое в данной публикации устройство для соединения трубы и фитинга представляет собой специализированный инструмент, включающий в себя средство для удержания трубы, средство для удержания фитинга и механизм, например,.с электромотором или гидравлическим приводом для перемещения упомянутого средства для удержания трубы и средства для удержания фитинга навстречу друг другу, в результате чего выполняется плотная вставка штуцера фитинга в конец трубы и запрессовка соединения фитинга и трубы путем натягивания подвижной гильзы на расширенный конец трубы.
Таким образом, известные решения, основанные на упомянутой запрессовке соединения трубы и фитинга с помощью подвижной гильзы, требуют специализированного инструмента по меньшей мере для обеспечения усилия, достаточного для того, чтобы плотно натянуть подвижную гильзу на расширенный вставкой штуцера фитинга конец трубы. На практике такой специализированный инструмент, даже механический, не говоря уже о механико-гидравлических, электрогидравлических и т.п.инструментах (как, например, инструменты упомянутой линейки Rautool), является весьма дорогостоящим.
В качестве прототипа предлагаемой полезной модели заявителем рассмотрен охарактеризованный выше комплект соединения трубы и фитинга с так называемой запрессовкой подвижной гильзой, раскрытый, в частности, в упомянутой публикации US 2009/0260216.
Раскрытие полезной модели
Предлагаемая полезная модель направлена на создание соединительного комплекта для труб, отличающегося простотой монтажа и высокой надежностью и герметичностью. Технический результат состоит в обеспечении простого и надежного соединения труб без необходимости дорогостоящего и сложного специализированного инструмента.
Для достижения указанного технического результата предложен соединительный комплект для труб, включающий в себя фитинг со штуцером и гильзу, причем комплект дополнительно содержит гайку, имеющую внутренний бурт, обращенный от фитинга, гильза имеет бурт, обращенный в сторону фитинга, причем внутренний диаметр бурта гайки меньше диаметра бурта гильзы, так что гильза расположена, относительно гайки с возможностью упора бурта гильзы во внутренний бурт гайки; при этом фитинг имеет резьбовой участок, наружная резьба которого соответствует внутренней резьбе гайки, а гайка, выполненная с возможностью навинчивания на резьбовой участок, обеспечивает натяжение гильзы на место соединения до упора гильзы в торец упомянутого резьбового участка. При этом упомянутый резьбовой участок имеет диаметр, больший, чем диаметр штуцера. За резьбовым участком фитинга может быть предусмотрен участок под гаечный ключ.
Кроме того, предложена гайка для соединения трубы с фитингом, причем внутренняя резьба гайки соответствует наружной резьбе резьбового участка фитинга, при этом гайка имеет внутренний бурт, внутренний диаметр которого больше или равен наружному диаметру основной части гильзы, но меньше диаметра бурта гильзы. Гайка может быть выполнена шестигранной формы под гаечный ключ. Также может быть предусмотрен участок поверхности гайки, имеющий канавки для зацепления с инструментом для монтажа соединения трубы с фитингом. Имеющий канавки участок может быть выполнен круглой формы. Гайка может быть также выполнена разъемной.
Краткое описание чертежей
Полезная модель проиллюстрирована набором сопровождающих чертежей, на которых схематично показаны заявленные соединительный набор на разных этапах его монтажа и гайка.
На чертежах показано:
Фиг.1 - общий вид элементов соединительного комплекта для труб;
Фиг.2 - вид соединительного комплекта для труб в продольном разрезе;
Фиг.3 - вид соединительного комплекта для труб в продольном разрезе в процессе монтажа;
Фиг.4 - вид собранного соединительного комплекта для труб в продольном разрезе;
Фиг.5, 6 - общие виды гайки под разными углами.
Осуществление полезной модели
Как показано на Фиг.1, предлагаемый соединительный комплект для труб включает в себя фитинг (1) со штуцером (2) и гильзу (5). Как и рассматриваемый прототип, соединительный комплект согласно полезной модели также основан на принципе «холодной» запрессовки подвижной гильзой, для чего фитинг (1) выполнен с возможностью вставки штуцером (2) в конец соединяемой трубы (4), а гильза (5) выполнена с возможностью надевания на трубу (4) таким образом, чтобы бурт (6) гильзы (5) был обращен к месту соединения трубы (4) с фитингом (1), и последующего натягивания на место соединения до упора гильзы (5) в торец резьбового участка (3). На Фиг.2 видно, что, в отличие от прототипа, соединительный комплект согласно полезной модели также содержит гайку (7), имеющую внутренний бурт (8), которую надевают на соединяемую трубу (4) до установки гильзы (5) таким образом, чтобы внутренний бурт (8) гайки (7) был обращен в противоположную сторону от фитинга (1). Внутренний бурт (8) гайки (7) имеет внутренний диаметр, меньший, чем диаметр бурта (6) гильзы (5), благодаря чему обеспечена возможность зацепления внутреннего бурта (8) гайки (7) и бурта (6) гильзы (5). Фитинг (1) имеет резьбовой участок (3), наружная резьба которого соответствует внутренней резьбе гайки (7), благодаря чему обеспечена возможность навинчивания гайки (7) на резьбовой участок (3) фитинга (1), как показано на Фиг.3. При этом гайка (7) за счет упора своего внутреннего бурта (8) в бурт (6) гильзы (5) выполнена с возможностью натяжения гильзы (5) на место соединения по существу до тех пор, пока гильза (5) не упрется в торец резьбового участка (3) фитинга (1). Таким образом, гильза (5), натягиваемая гайкой (7) за бурт (6), плотно обжимает конец трубы (4), внутрь которого вставлен штуцер (2) фитинга (1), прижимает край соединяемой трубы (4) к фитингу (1) и тем самым обеспечивает практически неразъемное соединение трубы (4) и фитинга (1), как показано на Фиг.4. При этом после затягивания гильзы (5) гайка (7) может быть либо удалена с фитинга (1), например, для повторного использования в другом месте, либо оставлена для обеспечения дополнительной прочности соединения. Вне зависимости от наличия или отсутствия гайки (7) на затянутом соединении трубы (4) с фитингом (1) соединение обладает высокой прочностью, герметичностью и надежностью и является по существу неразъемным.
При этом для предотвращения проворачивания вставленного штуцером (2) в конец трубы (4) фитинга (1) при затягивании гайки (7) за резьбовым участком (3) фитинга (1) также может быть предусмотрен участок под захватный инструмент, в частности под гаечный ключ. Участок под захватный инструмент может иметь форму обычной гайки (например, шестигранную форму). Для фиксации фитинга (1) при затягивании гайки (7) можно удерживать фитинг (1) за упомянутый участок под захватный инструмент любым подходящим инструментом, например накидным или разводным гаечным ключом. Это способствует обеспечению удобства работы с соединительным комплектом и предотвращает проворачивание фитинга (1) при приложении усилия для тщательного затягивания гайки (7).
Трубу с фитингом согласно настоящей полезной модели соединяют следующим образом. Сначала на соединяемую трубу (4) устанавливают гайку (7) и гильзу (5) таким образом, чтобы гильза (5) была обращена своим буртом (6) к месту соединения трубы (4) с фитингом (1), а гайка (7) своим внутренним буртом (8) была обращена в противоположную сторону от фитинга (1). Далее расширяют конец трубы (4) так, чтобы внутренний диаметр расширенного участка трубы (4) был больше или равен наружному диаметру штуцера (2) фитинга (1). Расширение конца трубы (4) может быть выполнено любыми подходящими средствами. В конец трубы (4) вставляют на всю длину штуцер (2) фитинга (1). Гильзу (5) перемещают вдоль трубы (4) в сторону конца трубы (4). После этого перемещают гайку (7) вдоль трубы (4) в сторону фитинга (1) до тех пор, пока внутренняя резьба гайки (7) не войдет в зацепление с наружной резьбой резьбового участка (3) фитинга (1). Далее навинчивают гайку (7) на резьбовой участок (3). При этом, как видно на Фиг.3, внутренний бурт (8) гайки (7) при упомянутом перемещении гайки (7) вдоль трубы (4) и при навинчивании гайки (7) на резьбовой участок (3) упирается в бурт (6) гильзы (5) и натягивает гильзу (5) на место соединения трубы (4) с фитингом (1). Навинчивание гайки (7) на резьбовой участок
(3) обеспечивает натяжение гильзы (5) на место соединения трубы
(4) со штуцером (2) фитинга (1) до упора гильзы (5) в торец резьбового участка (3). Таким образом обеспечивается обжатие (запрессовка) конца трубы (4), внутри которого находится штуцер (2) фитинга (1), посредством гильзы (5), что дает надежное, герметичное и практически неразъемное соединение трубы (4) с фитингом (1). Гайка (7) может быть далее оставлена на месте соединения трубы (4) с фитингом (1) либо удалена с места соединения. Гайка (7) может быть выполнена разъемной, что обеспечивает возможность удаления гайки (7) даже при отсутствии возможности снятия гайки (7) путем ее перемещения вдоль трубы (4).
Следует отметить, что применение гаек в соединениях труб с фитингами само по себе известно, как следует, например, из приведенных в описании уровня техники настоящей заявки патентов РФ №№2369800 и 2368837, однако согласно данным известным решениям гайка служит по существу частью фитинга, либо для установки в нее кожуха гофрированной трубы, либо для продвижения в корпус фитинга уплотнения и шайбы. В обоих рассмотренных случаях гайка имеет специальную форму, наружную резьбу и ввинчивается в корпус фитинга. Гайка также может сама по себе служить уплотнительным элементом для соединения труб, однако такое решение имеет недостатки в плане герметичности и надежности соединения. В предлагаемой полезной модели гайка имеет иное функциональное назначение.
Применяемая в соединительном комплекте гайка (7), проиллюстрированная на Фиг.5 и 6, может иметь любую наружную форму, подходящую для работы с гайкой с применением обычных захватных инструментов (в качестве примера, но не ограничения -накидного гаечного ключа, разводного ключа), например, может быть выполнена шестигранной формы под обычный гаечный ключ. При этом применяемая гайка (7) должна иметь на стороне, обращенной в противоположную сторону от фитинга (1), внутренний бурт (8), внутренний диаметр которого меньше диаметра бурта (6) гильзы (5), но больше или равен диаметру основной части самой гильзы (5). Внутренняя резьба гайки (7) должна соответствовать наружной резьбе резьбового участка (3) фитинга (1).
Для работы с гайкой (7) подходит любой инструмент, обычно применяемый для закручивания гаек, предпочтительно накидной или разводной гаечный ключ. Однако в одном варианте выполнения гайка (7) может быть выполнена с участком поверхности любой подходящей формы, на котором по всей окружности гайки (7) выполнены продольные канавки (9). Канавки (9) имеют длину, не выходящую за пределы упомянутого участка поверхности гайки, содержащего канавки, и в поперечном сечении могут иметь форму, подходящую для надежного зацепления инструмента при движении инструмента в направлении закручивания гайки и для свободного выхода инструмента из канавок (9) при движении инструмента в направлении, противоположном направлению закручивания гайки (7). Форма поперечного сечения канавок (9) может быть, например, прямоугольной или трапециевидной. Канавки (9) могут быть расположены по окружности упомянутого дополнительно предусмотренного участка гайки (7) на равных расстояниях друг от друга, например, не превышающих ширину самих канавок (9). При этом может быть сохранен также участок наружной поверхности гайки (7), выполненный под обычный захватный инструмент, например под гаечный ключ.
Надежность и герметичность соединения трубы с фитингом предлагаемого соединительного комплекта проиллюстрирована нижеприведенным примером.
Проведено испытание системы, включающей в себя участок металлопластиковой трубы длиной около 1 м и два готовых соединительных комплекта (гайка, гильза, фитинг) с наружной резьбой. Соединительные комплекты соединили с участком трубы на его концах натяжением гильзы на место соединения посредством гайки, как описано выше. К одному из фитингов был присоединен ручной воздухоотводчик. Ко второму фитингу присоединили ручной гидравлический пресс, способный создать давление свыше 50 бар. Открыли воздухоотводчик и при помощи упомянутого пресса накачали в трубу воду до тех пор, пока из трубы не вышел весь воздух, что проверяли по выходу воды из воздухоотводчика. Затем закрыли воздухоотводчик и при помощи упомянутого пресса создали в участке трубы с фитингами давление около 50 бар. Сохраняли давление в 50 бар в течение нескольких суток. На протяжении данного периода времени соединения трубы с фитингами остались целыми и полностью сохранили герметичность.
Благодаря наличию по меньшей мере участка внешней поверхности гайки (7), выполненного под обычный захватный инструмент, например гаечный ключ, обеспечивается возможность работы с заявленным соединительным комплектом с помощью обычных инструментов (например, накидных или разводных гаечных ключей).
Предлагаемый соединительный комплект может быть использован в трубопроводных системах различного назначения, в частности в системах отопления, горячего и холодного водоснабжения, охлаждения, кондиционирования, выполненных из различных материалов. В частности, он применим в пластиковых трубопроводных системах, в том числе для труб из металлопластика, сшитого полиэтилена. Сам соединительный комплект может быть выполнен из металла или различных металлов и сплавов при условии их электрохимической совместимости друг с другом и с материалом соединяемых труб во избежание гальванической коррозии. При этом предпочтительно выполнение фитинга из. латуни марки, подходящей для изготовления фитингов для систем отопления, горячего и холодного водоснабжения. Гайка предпочтительно выполнена из латуни, а гильза - из латуни либо из нержавеющей стали. Также соединительный комплект согласно полезной модели может быть выполнен из полимерных материалов.
Тело фитинга может иметь любую требуемую форму, в частности форму прямого соединителя, уголка, крестовины, тройника и т.п.