СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРУБ ИЗ МНОГОСЛОЙНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Область техники
Полезная модель относится к области трубопроводной сантехнической арматуры, в частности, к соединительным устройствам (фитингам) для труб, выполненных из композиционных материалов.
Уровень техники
Фитинг - это соединительная часть трубопровода, устанавливаемая в местах его разветвлений, поворотов, переходов на другой диаметр, а также при необходимости частой сборки и разборки труб. Фитинги также предназначены для герметичного перекрытия трубопровода и прочих вспомогательных целей. Фитинги, соединяющие концы труб одинакового диаметра, называются прямыми, а фитинги соединяющие концы труб разного диаметра, или выполненные с возможностью перехода со сварного соединения на резьбовое - переходными.
Из уровня техники известно устройство для соединения многослойных композиционных труб (см. RU 93127, кл. F16L 13/00, публ. 20.04.2010). Известное устройство для соединения многослойных композиционных труб выполнено в виде муфты с внутренним крепежным элементом с цилиндрическим гнездом, охватывающим внутреннюю, торцевую и внешнюю поверхности трубы, в стенки цилиндрического гнезда установлен закладной нагревательный элемент для расплавления внутреннего, наружного и торцевого слоев муфты и трубы с введенными наружу муфты клеммами для подключения к источнику постоянного или импульсного электрического тока. У данного устройства достаточно высокая надежность соединения композиционных труб, однако, оно имеет ряд недостатков, к числу которых относится достаточно сложный, трудоемкий и долгий монтаж, т.к. для соединения устройства необходимо осуществить подачу электропитания от источника тока на клеммы нагревательного элемента, кроме того, сварку необходимо производить одновременно по цилиндрическим (внешней и внутренней) и торцевой поверхностям труб, а ввиду использования при монтаже устройства электрического тока и подачи его непосредственно на клеммы закладного элемента муфты, значительно повышается риск получения монтажником травмы.
Из уровня техники известно устройство для соединения многослойных композиционных труб (см. RU 2380603, кл. F16L 13/00, публ. 27.01.2010 г.). Известное устройство выполнено в виде муфты с внутренним крепежным элементом с цилиндрическим гнездом, охватывающим внутреннюю, торцевую и внешнюю поверхность трубы. Однако известное устройство не включает в себя каких-либо армирующих элементов, для исключения деформации внутреннего цилиндра во время сварки, что в свою очередь может привести к некачественному креплению композиционных труб к муфте и в дальнейшем к краткосрочному сроку эксплуатации.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является устройство для соединения многослойных композиционных труб, известное из RU 85604, кл. F16L 13/00, публ. 10.08.2009. Известное устройство для соединения многослойных композиционных труб характеризуется тем, что оно выполнено в виде муфты с внутренним крепежным элементом с цилиндрическим гнездом, охватывающим внутреннюю, торцевую и внешнюю поверхность трубы, причем с внутренней стороны цилиндрического гнезда установлен армирующий элемент.
Выполнение армирующего элемента в виде цилиндра, который запрессован или установлен при литье муфты и упирающимся в буртик, выполненный в торцевой части внутренней стороны цилиндрического гнезда усложняет технологический процесс изготовления данного устройства.
Кроме того, в данном устройстве не предусмотрен отвод технологических газов из цилиндрических гнезд муфты при стыковки к ним композиционных труб, тем самым из-за наличия в гнездах технологического газа не происходит надежная стыковка труб к данному устройству и усложняется процесс сварки.
Раскрытие полезной модели
Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение технологического процесса изготовления устройства, повышение надежности соединения многослойных композиционных труб при одновременном повышении срока эксплуатации устройства.
Указанная задача достигается тем, что соединительное устройство для труб из многослойных композиционных материалов выполнено в виде полимерной втулки с, по меньшей мере, одним крепежным элементом на одном из торцов и выполненным в виде цилиндрического гнезда для размещения концевой части трубы, а с внутренней стороны полимерной втулки размещен армирующий цилиндр, при этом между внешней поверхностью трубы и внешней стенкой цилиндрического гнезда, имеющей, по меньшей мере одно сквозное отверстие, предусмотрен кольцевой зазор для заполнения расплавляемым полимерным материалом в процессе соединения трубы с полимерной втулкой и отвода при этом технологических газов, а армирующий цилиндр выполнен с буртиком на торцевой части и установлен с возможностью вплавления в торцевую поверхность полимерной втулки.
Предпочтительные варианты исполнения предлагаемого устройства:
- оно может быть выполнено с двумя крепежными элементами, плоскости торцов которых расположены под прямым углом друг к другу;
- оно может быть выполнено с двумя крепежными элементами, плоскости торцов которых параллельны;
- оно может быть выполнено с тремя крепежными элементами, два из которых имеют параллельные плоскости торцов, а плоскость торца третьего находится под прямым углом к плоскости торцов первого и второго крепежных элементов;
- оно может быть выполнено с четырьмя крепежными элементами, два из которых имеют параллельные плоскости торцов, а плоскости торцов третьего и четвертого крепежных элементов находятся под прямым углом к плоскостям торцов двух первых крепежных элементов.
Выполнение во внешней стенке цилиндрического гнезда, по меньшей мере одного сквозного отверстия, а также выполнение между внешней поверхностью трубы и внешней стенкой цилиндрического гнезда кольцевого зазора, позволяет беспрепятственно выходить технологическому газу из цилиндрического гнезда при соединении концевой части композиционной трубы, происходит удаление излишков полимера, что гарантирует равномерность распределения расплавленного материала при монтаже устройства.
Благодаря выполнению с внутренней стороны полимерной втулки цилиндрического гнезда армирующего цилиндра, исключается деформация полимерной втулки во время сварки, а выполнение армирующего цилиндра с буртиком на торцевой части, и установка его с возможностью вплавления в торцевую поверхность полимерной втулки, позволяет точно "отцентровать" устройство соединения при пайке относительно оси соединения и надежно зафиксировать внутренний проходной диаметр устройства при нагреве и монтаже. За счет оплавления стенок цилиндрического гнезда и внутренней поверхности композиционной трубы, в момент соединения, буртик армирующего цилиндра фиксируется между слоями материала композиционной трубы и устройства соединения. Таким образом, предложенным выполнением крепежного элемента, обеспечивается надежное крепление армирующего цилиндра к внутренней стороне полимерной втулки.
Кроме того, упрощается технологический процесс изготовления данного устройства.
Указанные отличительные признаки предлагаемого устройства соединения композиционных труб являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, необходимых и достаточных для достижения указанного технического результата.
Таким образом, предлагаемое выполнение данного устройства соединения обеспечивает упрощение технологического процесса изготовления, повышение надежности соединения композиционных труб при одновременном повышении срока эксплуатации устройства соединения.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вариант выполнения устройства с двумя крепежными элементами плоскости торцов, которых находятся под прямым углом друг к другу;
На фиг.2 показан вариант выполнения устройства с двумя крепежными элементами плоскости торцов, которых параллельны;
На фиг.3 показан вариант выполнения устройства с тремя крепежными элементами два из которых имеют параллельные плоскости торцов, а плоскость торца третьего находится под прямым углом к плоскости торцов первого и второго крепежных элементов;
На фиг.4 показан вариант выполнения устройства с четырьмя крепежными элементами два из которых имеют параллельные плоскости торцов, а плоскости торцов третьего и четвертого крепежных элементов находятся под прямым углом к плоскостям торцов двух первых крепежных элементов.
Осуществление полезной модели
Полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.
Соединительное устройство для труб из композиционного материала выполнено в виде полимерной втулки 1, содержащей, по меньшей мере, один крепежный элемент 2, выполненный в виде цилиндрического гнезда (см. фиг.1).
Крепежный элемент 2 предназначен для размещения в нем концевой части многослойной композиционной трубы 3, выполненной, например, из алюминиевой внутренней трубы с внешними и внутренними слоями из термостойкого полиэтилена. Все слои прочно соединены между собой клеевой прослойкой или термосваркой. Труба 3 содержит внутреннюю поверхность 4, торцевую 5 и внешнюю 6.
С внутренней стороны полимерной втулки 1 размещен армирующий цилиндр 7.
Между внешней поверхностью 6 трубы 3 и внешней стенкой крепежного элемента 2, выполненного в виде цилиндрического гнезда, имеющего сквозное отверстие 8, предусмотрен кольцевой зазор 9.
Армирующий цилиндр 7 выполнен металлическим с буртиком 10 на торцевой части и установлен с возможностью вплавления в торцевую поверхность втулки 1. В качестве металла может быть использована латунь.
В данном варианте исполнения предлагаемого устройства полимерная втулка 1 выполнена с двумя крепежными элементами 2, плоскости торцов которых находятся под прямым углом друг к другу (см. фиг.1).
Полимерная втулка 1 может быть выполнена с двумя крепежными элементами 2, плоскости торцов которых параллельны (см. фиг.2).
Полимерная втулка 1 может быть выполнена с тремя крепежными элементами 2, два из которых имеют параллельные плоскости торцов, а плоскость торца третьего находится под прямым углом к плоскости торцов первого и второго крепежных элементов 2 (см. фиг.3).
Полимерная втулка 1 может быть выполнена с четырьмя крепежными элементами 2, два из которых имеют параллельные плоскости торцов, а плоскости торцов третьего и четвертого крепежных элементов находятся под прямым углом к плоскостям торцов двух первых крепежных элементов 2 (см. фиг.4).
Предлагаемое устройство осуществляется следующим образом.
Конечный участок композиционной трубы 3 соединяют с крепежным элементом 2, выполненным в виде цилиндрического гнезда методом сварки с помощью известного применяемого для этой цели оборудования, например паяльника для ПП-Р труб "COBRA" (см. http://aquarom.ru/polipropilenovie-trubi-i-fitingi-34.html), путем предварительного расплавления внешней 6, торцевой 5 и внутренней 4 конечного участка соединяемой композиционной трубы 3 и поверхностей крепежного элемента 2 (посадочных мест для конечного участка композиционной трубы) и последующего их охлаждения в соединенном состоянии в естественных условиях.
В процессе соединения (пайки) конечного участка композиционной трубы 3 к устройству происходит его точная "отцентровка" относительно оси соединения и надежная фиксация внутреннего проходного диаметра устройства при нагреве и монтаже, кроме того исключена деформация полимерной втулки 1. За счет оплавления стенок крепежного элемента 2, выполненного в виде цилиндрического гнезда и внутренней поверхности 4 композиционной трубы 3, в момент соединения, буртик 10 армирующего цилиндра 7 фиксируется между слоями материала композиционной трубы 3 и устройства соединения. Таким образом, обеспечивается надежное крепление армирующего цилиндра 7 к внутренней стороне полимерной втулки 1.
Выполнение во внешней стенке крепежного элемента 2, выполненного в виде цилиндрического гнезда сквозного отверстия 8, а также выполнение между внешней поверхностью 6 композиционной трубы 3 и внешней стенкой крепежного элемента 2, выполненного в виде цилиндрического гнезда кольцевого зазора 9, позволяет беспрепятственно выходить технологическому газу из крепежного элемента 2 при соединении концевой части композиционной трубы 3, а также обеспечивается удаление излишков полимера, что обеспечивает равномерность распределения расплавленного материала при монтаже устройства.
Предлагаемое устройство соединения композиционных труб может найти широкое применение в промышленности, в частности, в строительстве. Устройство может быть использовано для создания систем центрального и индивидуального отопления и водоснабжения в жилых, административных, промышленных и общественных зданиях. Устройство может применяться в различных трубопроводных системах: горячего и холодного водоснабжения, отопления, в том числе водяного отопления (теплые полы и теплые стены), почвенного подогрева в теплицах, парниках, зимних садах, футбольных полей, а также в технологических трубопроводах для пищевых и непищевых жидкостей, не агрессивных к материалам трубы и соединения, кроме того может применяться при прокладке в стяжке, а также для прокладки в грунте ниже глубины промерзания.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает упрощение технологического процесса изготовления устройства, повышение надежности соединения композиционных труб при одновременном повышении срока эксплуатации устройства.