СОЕДИНЕНИЕ ФЛАНЦЕВО-ХОМУТОВОЕ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к соединению трубопроводов, используемых в системе охлаждения двигателей внутреннего сгорания для очистки жидкости.
Известно быстроразъемное соединение напорных труб, содержащее трубы с фланцами на концах, стянутый крепежным элементом уплотнительный элемент, установленный между внутренними коническими поверхностями фланцев, при этом эластичный элемент выполнен в виде трехлучевого эластичного кольца, контактирующего одним лучом со стыком фланцев, а двумя другими - с их внутренней конической поверхностью (см. авт.св. №1252600, МПК 4 F16L 37/00, 4 F16L 19/03, опубликовано 23.08.1986).
Известно соединение трубопроводов для систем летательного аппарата, содержащее фланцы с U-образными законцовками, фиксирующие кольца, контактирующие друг с другом в плоскости разъема трубопроводов, и стяжной хомут, фиксирующие кольца установлены на внешней поверхности фланцев и выполнены на внутренней поверхности хомута (см. авт.св. №701204 А1, МПК F16L 23/04 (1995.01), B64D 13/00(1995.01), опубликовано 27.10.1996).
Известно фланцевое соединение двух труб системы выпуска отработавших газов ДВС, содержащее на концах труб фланцы, где один из фланцев имеет соединительную секцию, входящую в контакт с внутренней поверхностью второго фланца, причем между фланцами установлено уплотнительное кольцо, а фланцы закреплены между собой в осевом направлении при помощи стяжного хомута (см. патент на изобретение WO 3067047 A1, МПК F01L 7/18, F01N 7/18, F16L 37/12, F16L 37/12, опубликовано 14.08.2003).
Известно фланцевое соединение, содержащее, по крайней мере, два кольцевых упругих фланца с продольным сечением в форме крюка, загнутого внутрь трубопровода, контактирующих наружными поверхностями и стянутых хомутом, внутреннее центрирующее кольцо с бортиками и междуфланцевую прокладку, установленную в центрирующее кольцо, при этом фланцы установлены на бортики внутреннего кольца (см. патент на полезную модель №128694 U1, МПК F16L 23/16 (2006.01), опубликовано 27.05.2013).
10
Известно хомутовое соединение труб с затяжными клиновыми скобами, обжимающими контактные поверхности концевых частей труб, между которыми установлено уплотнительное кольцо (см. авт.св. SU №263338, МПК F16L 33/06, опубликовано 04.11.1970).
Известно соединение быстроразъемное пластиковых труб, состоящее из двух фланцев, резинового уплотнительного кольца, устанавливаемого в канавке по торцам фланцев, хомута, собранного из двух шарнирно соединенных обечаек с ушками для клина, стягивающего обечайки, и стопорного пружинного кольца для шплинтовки клина, при этом к наружным торцам обоих фланцев жестко прикреплены конические патрубки с внешней резьбой (см. патент на полезную модель №77386 U1, МПК F16L 37/15(2006.01), опубликовано 20.10.2008).
Известно разъемное устройство для соединения тонкостенных труб, включающее муфту с резьбой, стяжные кольца и кольцевые твердые прокладки, поджатые стяжными кольцами навстречу одна другой, снабжено предохранительными шайбами, а на внутренней поверхности муфты выполнен упорный буртик, расположенный между тонкостенными трубами, причем предохранительные шайбы размещены со стороны стяжных колец и сопряжены с кольцевыми твердыми прокладками (см. патент на изобретение №2099625 С1, МПК F16L 49/00 (1995.01), опубликовано 20.12.1997).
Известно фланцевое трубное соединение, включающее фланцы, соединяемые трубы, эластичное уплотнение, устанавливаемое между фланцами, и средство для стягивания фланцев, при этом соединение снабжено дополнительным звеном, выполненным в виде трубы с большим диаметром, чем соединяемые трубы, на которых установлены плавающие фланцы с центральным отверстием и эластичные уплотнения (см. патент на изобретение №2280806 С1, МПК F16L 23/02 (2006.01), опубликовано 27.07.2006).
Известно соединение трубопроводов, содержащее втулки с выступами, жестко закрепленные на концах трубопроводов, эластичное кольцо, установленное между втулками, фланцы в виде соединенных между собой полуколец, насаженные на втулки с возможностью перемещения, упертые в выступы втулок и стянутые болтовыми соединениями, средство центрирования трубопроводов соединением типа шип-паз, при этом втулки выполнены с цилиндрическим выступом, образующим упор под фланцы, торец одной из втулок снабжен канавкой, в которой установлено эластичное кольцо, фланцы, выполненные в виде полуколец, насажены на втулки с возможностью центрирования трубопроводов и соединения полуколец между собой, кроме того полукольца одного фланца выполнены с пазом в торце, полукольца второго фланца снабжены взаимодействующим с пазом шипом, причем полукольца одного фланца повернуты относительно полуколец другого фланца на шаг расположения болтовых соединений, стягивающих фланцы трубопроводов (см. патент на изобретение RU №2488733 С1, МПК МПК F16L 23/00 (2006.01), опубликовано 27.07.2013).
Известно соединение фланцево-хомутовое, содержащее два фланца, закрепленных на концах патрубков трубопровода, уплотнительный элемент в виде кольца, установленный в конических проточках, выполненных на сопрягаемых поверхностях фланцев, крепежный элемент в виде V-образного хомута, стягивающий фланцы по наружной поверхности, центрирующий элемент, расположенный в ступенчатых проточках, выполненных на внутренней поверхности фланцев, кроме того дополнительно снабжено фильтрующим элементом, выполненным из перфорированного материала в виде полого корпуса, вершина которого направлена навстречу потоку фильтруемой жидкости и в сторону входной трубы, зону уловителя, образованную между фланцами, при этом центрирующий элемент выполнен в виде втулки, на которую опирается уплотнительный элемент (см. патент на полезную модель RU №185846 U1, МПК F16L 19/02 (2006.01), F16L 23/02 (2006.01), B01D 35/02(2006.01), опубликовано 19.12.2018).
Прототипом к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является соединение фланцево-хомутовое, содержащее закрепленные на концах труб фланцы, уплотнительный элемент, установленный в конических проточках, выполненных на сопрягаемых поверхностях фланцев, крепежный элемент в виде V-образного хомута, стягивающий фланцы по наружной поверхности, кроме того дополнительно содержит центрирующее кольцо, установленное в ступенчатых проточках, выполненных на внутренней поверхности фланцев, где уплотнительный элемент контактирует с указанным кольцом (см. патент на полезную модель №160908 U1, МПК F16L 19/00 (2006.01), опубликовано 10.04.2016).
Известные решения в большинстве случаев является недостаточная надежность при эксплуатации, то есть при разборке конструкции, при разобщении элементов соединения происходит истечение транспортируемой среды наружу из соединяемых соединением трубопроводов.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение надежности при эксплуатации за счет исключения истечения транспортируемой среды наружу из трубопровода.
Поставленная задача решается тем, что соединение фланцево-хомутовое, содержащее закрепленные на концах труб фланцы, уплотнительный элемент, выполненный в виде кольца и установленный в конических проточках, выполненных на сопрягаемых поверхностях фланцев, крепежный элемент в виде V-образного хомута, стягивающий фланцы по наружной поверхности, центрирующий элемент в виде кольца, установленный в ступенчатых проточках, выполненных на внутренней поверхности фланцев, дополнительно содержит два клапанных стакана, выполненные с буртиками в торцевой части, и установленные во фланцах, уплотнительный элемент, расположенный на наружной поверхности клапанных стаканов, соединительную втулку для соединения клапанных стаканов при помощи винтов, при этом фланцы закреплены на концах труб через штуцеры, имеющие буртики, а для прохождения транспортируемой среды в центральной части и в стенках клапанных стаканов выполнены отверстия. В частном случае исполнения, на наружной поверхности клапанных стаканов выполнены канавки.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что соединение фланцево-хомутовое дополнительно содержит два клапанных стакана, выполненные с буртиками в торцевой части, и установленные во фланцах, уплотнительный элемент, расположенный на наружной поверхности клапанных стаканов, соединительную втулку для соединения клапанных стаканов при помощи винтов, при этом фланцы закреплены на концах труб через штуцеры, имеющие буртики, а для прохождения транспортируемой среды в центральной части и в стенках клапанных стаканов выполнены отверстия, позволяет повысить надежность при эксплуатации трубопровода.
Суть полезной модели поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 - соединение фланцево-хомутовое в продольном разрезе, общий вид;
фиг. 2 - то же, в продольном разрезе в положении при разобщении элементов трубопровода.
Соединение фланцево-хомутовое содержит фланцы 1 и 2, закрепленные на концах труб (не показано) через штуцеры 3 и 4, имеющие на концах буртики 5. Штуцера с буртиками предназначены для соединения и крепления при помощи средств крепления металлической обжимки или ленточного хомута, к ним трубопроводов из эластичного материала, что способствует исключению смещения по металлической поверхности эластичного материала трубопровода, а также препятствует истечению транспортируемой среды наружу при эксплуатации соединения, а значит повышает надежность и функциональность. Соединение также содержит уплотнительный элемент 6, крепежный элемент 7, центрирующий элемент 8. Уплотнительный элемент 6 выполнен в виде кольца и установлен в конических проточках, выполненных на сопрягаемых поверхностях фланцев 1 и 2. Крепежный элемент 7 выполнен в виде V-образного хомута, стягивающий фланцы 1 и 2 по наружной поверхности. Центрирующий элемент 8 выполнен в виде кольца и установлен в ступенчатых проточках, выполненных на внутренней поверхности фланцев 1 и 2. Во фланцах 1 и 2 установлены два клапанных стакана 9, выполненные с буртиками 10 в торцевой части для препятствия осевого смещения клапанных стаканов 9.
Для прохождения транспортируемой среды при разных положениях клапанных стаканов 9 в центральной части и в их стенках выполнены отверстия 11 и 12. На наружной поверхности клапанных стаканов 9 выполнены канавки 13 и 14, а также канавки, содержащие уплотнительный элемент 15 в виде кольца. Клапанные стаканы 9 соединяются соединительной втулкой 16, фиксируемой на клапанных стаканах 9 стопорящими винтами 17, которые входят в канавки 14 и фиксируют положение клапанных стаканов 9 в соединительной втулке 16. При этом в канавки 13 для фиксации положения клапанных стаканов 9 во фланцах 1 и 2 входят фиксирующие винты 18, которые имеют уплотнительный элемент 19.
Предлагаемая конструкция работает следующим образом.
При использовании соединения в собранном виде транспортируемая среда при движении, например, слева-направо двигается по внутреннему каналу левого штуцера 5 и направляется к отверстию 12 в левом клапанном стакане 9. Далее среда двигается по центральному отверстию 11 в клапанных стаканах 9 и через отверстия 11 и 12 в правом клапанном стакане 9 направляется во внутренний канал правого штуцера 5. При необходимости разобщения частей трубопровода, демонтируется V-образный хомут 7, фланцы 1 и 2 отодвигаются друг от друга в крайнее положение до упора, при этом отверстия 12 перекрываются и появляется возможность вкручивания фиксирующих винтов 18 и перемещения их цилиндрических частей в канавки 13 клапанных стаканов 9. Завернутые фиксирующие винты 18 предохраняют от перемещения клапанные стаканы 9 при полном отсоединении фланцев 1 и 2, тем самым, исключая вероятность несанкционированного истечения транспортируемой среды из разобщенных частей трубопровода. Для полного отсоединения фланцев 1 и 2 необходимо отвинтить один из стопорящих винтов 17, выведя из канавки 14 их цилиндрическую часть и вынуть один клапанный стакан 9 из соединительной втулки 16. При этом предварительно необходимо, если транспортируемая среда - жидкость, ее слить из внутренних каналов клапанных стаканов 9 после отсоединения фланцев 1 и 2. Тем самым в различных состояниях, когда фланцы соединения соединены или же они разъединены, обеспечивается функция предлагаемого соединения, связанная с возможностью перекрытия проходного сечения транспортируемой среды, а именно препятствию истечения наружу транспортируемой среды из трубопровода. Кроме того, клапанные стаканы при собранном соединении позволяют беспрепятственно проходить транспортируемой среде из одной части трубопровода в другую. При разобщении частей соединения они препятствуют истечению транспортируемой среды из разобщенных частей трубопровода наружу. То есть, после разъединения фланцев соединения за счет работы и перемещения в разъединяемых фланцах клапанных стаканов, транспортируемая среда из разобщенных частей трубопровода, в котором установлено соединение, наружу свободно не истекает, за исключением небольшого ее количества, связанного с внутренним объемом клапанных стаканов, обеспечивая, таким образом, надежность.
Техническое решение позволяет исключить истечение транспортируемой среды наружу из трубопровода, тем самым, повысить надежность при эксплуатации трубопровода с фланцево-хомутовым соединением, работающего в условиях высоких температур.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применяемости, его реализация возможна на стандартном технологическом оборудовании.