ТРУБНАЯ МУФТА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к трубным муфтам, заменяющим фланцевые и сварные соединения обращенных друг к другу концов труб в трубопроводах или трубчатых элементах.
Из уровня техники известна трубная муфта, содержащая свернутое из ленты кольцо из одной или более частей, на концах каждой части кольца образованы из ленты петли, в которые заложены стержни, притягиваемые друг к другу шпильками, расположенными в освобождениях, предусмотренных в петлях, и вкладыш, установленный в месте разъема кольца и прилегающий к уплотнительной манжете; в освобождениях петли установлен по меньшей мере один соединительный элемент, связывающий стержень со шпилькой и выполненный в виде планки с одним или двумя отверстиями или пазами в одной плоскости или во взаимно перпендикулярных плоскостях или в виде скобы, имеющей две боковые стенки с отверстиями и скругленную центральную стенку между ними, одна часть соединительного элемента взаимодействует со стержнем, а другая часть - со шпилькой, которая размещена на одной оси со стержнем или по одну и/или другую сторону от него, причем соединительный элемент в виде планки или шпилька расположены с возможностью выхода из контакта со стержнем при неполном отвинчивании гайки со шпильки, а при установке шпилек не менее двух с одного конца кольца они или соединительный элемент в виде планки соединены между собой пластиной. Один из стержней установлен перед планкой с упором в ее торец, обращенный в сторону другого стержня, или один из концов шпильки выполнен изогнутым в виде крюка, внутри которого расположен стержень. По меньшей мере один из стержней в освобождении петли изогнут, например, в виде полуокружности с внутренним радиусом, соответствующим радиусу шпильки, установленной внутри полуокружности стержня и в отверстиях скобы, в которой ширина боковых стенок превышает внутренний размер полуокружности. Шпилька согнута в центральной части и концы ее расположены по обе стороны стержней и размещены в отверстиях планки, контактирующей торцом со стержнем, а второй стержень установлен внутри согнутой части шпильки, имеющей в месте изгиба круглое или прямоугольное поперечное сечение (патент Российской Федерации на изобретение №2137012, по кл. МПК F16L 21/06, дата подачи заявки и дата начала отсчета срока действия патента 11.06.1998 г., дата публикации 10.09.1999 г.).
Известна трубная муфта с эластомерной уплотнительной манжетой, имеющей С-образную форму, проходящие друг к другу навстречу, уплотнительные закраины которой поддерживаются на стенке манжеты через пружинное кольцо и которая охвачена сужаемым посредством запорного устройства корпусом и размещенным между манжетой и корпусом листовым вкладышем, перекрывающим продольный разрез корпуса, причем уплотнительные закраины выполнены в свободном состоянии с диаметром, превышающим диаметр соединяемых труб, и с возможностью осаживания в окружном направлении при затягивании корпуса и плотного прилегания к соединяемым трубам за счет нажимного действия пружинных колец, размещенных в кольцевом пазу между стенкой манжеты и уплотнительной закраиной, выполненной с кольцевым утолщением на ее обращенной к стенке манжеты стороне. Пружинные кольца выполнены с U-образным поперечным сечением, установленным своей перемычкой, соединяющей друг с другом полки кольца, в сторону соответствующего основания уплотнительной закраины, полки пружинных колец выполнены с прорезями, при этом прорези выполнены минимальной ширины, а прорези одной из полок смещены относительно прорезей второй полки на величину, превышающую ширину прорези (патент Российской Федерации на изобретение №2068525, по кл. МПК F16L 21/06, дата подачи заявки и дата начала отсчета срока действия патента 15.12.1992 г., дата публикации 27.10.1996 г., конвенционный приоритет 15.01.1992 СН 109/92).
Известно зажимное устройство с усиленными зажимными ушками, которое содержит хомут, имеющий пару выступающих ушек, и средства сжатия, взаимодействующие с этими ушками. Каждое из ушек одной пары оснащено средствами усиления, способными противостоять деформации ушек под действием средств сжатия. Каждое ушко содержит соединительный участок с опоясывающей частью хомута, который выпрямлен относительно этой части, и прижимную стенку, с которой средства сжатия входят в контакт и которая отогнута к опоясывающей части. Устройство содержит две лапки, отогнутые так, чтобы тянуться в точности параллельно оси винта, удаляясь от соединительного участка. Взаимодействуя с гранями элемента, головки винта или гайки, с упором на это ушко, эти лапки дают возможность закрепить элемент, препятствуя его вращению (патент Российской Федерации на изобретение №2397400, по кл. МПК F16L 21/06, F16L 33/04, дата подачи заявки и дата начала отсчета срока действия патента 12.04.2006 г., дата публикации 20.08.2010 г., конвенционный приоритет 13.04.2005 FR 0503689).
Известно трубное соединение в котором уплотняющая манжета выполнена из эластомера и образует форму С в поперечном сечении. Противоположно проходящие усы манжеты установлены на ее ребре с помощью сформированного кольцевого утолщения. Снаружи манжеты расположена разрезная цилиндрическая оболочка корпуса с радиальными отбортовками, снабженная затвором с натяжными винтами и внутренним язычком. Язычок расположен между манжетой и корпусом и перекрывает продольный корпусной зазор в зоне отбортовок. Усы перед стягиванием оболочки выполнены больше номинального диаметра соединяемых труб с возможностью плотного прилегания к стенкам труб при стягивании корпуса. На одном кольцевом участке оболочки закреплена направляющая скольжения с изогнутой поверхностью, перекрывающей внахлестку другой кольцевой участок оболочки. Затвор смещен в окружном направлении по отношению к корпусному зазору, который снаружи перекрыт проходящей под зоной винтов направляющей скольжения (патент Российской Федерации на изобретение №2018764, по кл. МПК F16L 33/04, дата подачи заявки и дата начала отсчета срока действия патента 19.03.1991 г., дата публикации 30.08.1994 г., конвенционный приоритет 20.03.1990 СН 911/90).
Известна трубная муфта для соединения двух концов труб, включающая ленту хомута, имеющую продольную прорезь с ее первой стороной и отстоящей от нее второй стороной, и механизм натяжения для сокращения внутреннего диаметра ленты хомута, а также перемыкающий элемент для перемыкания продольной прорези, который предусмотрен на внутренней стороне ленты хомута и простирается от первой стороны продольной прорези в направлении второй стороны продольной прорези по дуговому участку, при этом длина дугового участка меньше внутренней окружности ленты хомута, отличающаяся тем, что по меньшей мере один распорный элемент, проходящий в дуговом участке, установлен с геометрическим замыканием на внутренней стороне ленты хомута, причем обращенная ко второй стороне продольной прорези кромка распорного элемента расположена на расстоянии от этой второй стороны продольной прорези, и эта кромка распорного элемента образует упор для свободного конца перемыкающего элемента (патент Российской Федерации на изобретение №2607422, по кл. МПК F16L 21/06, дата подачи заявки и дата начала отсчета срока действия патента 07.02.2013 г., дата публикации 10.01.2017 г., конвенционный приоритет 10.02.2012 ЕР 12154836.6).
Известны и другие технические решения для муфт: RU 2655451 С2, 22.05.2014; ЕР 1647755А1, 19.04.2006; DE 3843738 А1, 20.07.1989; ЕР 1767842 А2, 28.03.2007; US 2005/189768 А1, 01.09.2005; US 4664428 А, 12.05.1987; US 2994934 А1, 08.08.1961; US 2546098 А, 20.03.1951; US 2775806 А, 01.01.1957; GB 835005 А, 18.05.1960.
Наиболее близким по технической сущности решением, выбранным в качестве прототипа заявленной полезной модели, является трубная муфта с уплотнительной манжетой из эластомера, перед монтажом превосходящей по размеру наружный диаметр соединяемых труб и охваченной кольцеобразным корпусом с продольным осевым разрезом, выполненным с возможностью стягивания по окружности при установке уплотнительной манжеты посредством зажимного приспособления, имеющего по меньшей мере один направленный тангенциально корпусу стяжной болт, проходящий через два стяжных элемента с изогнутой наружной поверхностью, размещенных по обе стороны продольного разреза корпуса, и расположенный своей головкой на изогнутой наружной поверхности стяжного элемента. Стяжные элементы установлены своими изогнутыми поверхностями в сторону, противоположную продольному разрезу, и выполнены с U-образным поперечным сечением, стяжной болт установлен в стяжных элементах с зазором и с возможностью взаимодействия своей головкой и навинченной на него гайкой с изогнутыми поверхностями стяжных элементов, и по меньшей мере один из стяжных элементов выполнен со сквозным отверстием, внутренний размер которого в направлении окружности стяжных элементов больше, чем наружный диаметр стержня стяжного болта (патент Российской Федерации на изобретение №2075001, по кл. МПК F16L 21/06, дата подачи заявки и дата начала отсчета срока действия патента 24.12.1992 г., дата публикации 10.03.1997 г., конвенционный приоритет 07.01.1992 СН 15/92).
Трубная муфта этой конструкции имеет технические проблемы, на решение которых направлено заявленная полезная модель, поскольку недостатком известных трубных муфт является то, что при монтаже и демонтаже трубной муфты в ограниченных пространствах при максимальном сжатии муфты головка стяжного болта перемещается к плоскости смыкания стяжных элементов, а это усложняет доступ к головке стяжного болта и, в частности, может приводить к срыву граней головки стяжного болта. Кроме того, не предусмотрена возможность фиксации стяжного болта от отвинчивания после установки муфты.
Решение вышеуказанных технических проблем, в частности у прототипа полезной модели, обеспечивается в конструкции трубной муфты, состоящей из находящихся в функционально-конструкционном единстве уплотнительной манжеты из эластомера, перед монтажом превосходящей по размеру наружный диаметр соединяемых труб и охваченной кольцеобразным корпусом с продольным осевым разрезом, выполненным с возможностью стягивания по окружности при установке уплотнительной манжеты посредством зажимного приспособления, имеющего по меньшей мере один направленный тангенциально корпусу стяжной болт, проходящий через два стяжных элемента, размещенных по обе стороны продольного разреза корпуса, каждый из которых имеет изогнутую наружную поверхность, направленную в сторону противоположную разрезу корпуса, и по меньшей мере один из стяжных элементов выполнен со сквозным отверстием, внутренний размер которого в направлении окружности стяжных элементов больше, чем наружный диаметр стержня стяжного болта. Каждый стяжной болт установлен в стяжных элементах с возможностью взаимодействия своей головкой с изогнутыми наружными поверхностями стяжных элементов через шайбу, выполненную в виде трубы, на образующей наружной поверхности которой выполнены спиральные канавки, и установленную на стержне стяжного болта между головкой стяжного болта и изогнутой наружной поверхностью одного из стяжных элементов, а также через ответный крепежный элемент стяжного болта, расположенный в противоположном стяжном элементе, что приводит к упрощению монтажа и демонтажа муфты в стесненных условиях. В головке стяжного болта выполнены отверстия, расположенные тангенциально к оси стержня стяжного болта и предназначенные для фиксации от отвинчивания стяжных болтов относительно друг друга и относительно корпуса муфты, а также опломбирования стяжных болтов посредством фиксирующего элемента, выполненного из металлической проволоки с диаметром поперечного сечения меньшим, чем отверстие в головке стяжного болта, в результате чего повышается надежность и безопасность муфтового соединения. Частный случай осуществления полезной модели заключается в том, что стяжные элементы выполняются с поперечным сечением в виде U-образного (полутрубчатого) сечения, в которых стяжной болт является по возможности свободным от нежелательных и мешающих воздействий изгибающего усилия, а действующие на корпус силы натяжения в значительной степени действуют лишь в окружном направлении корпуса муфты и по возможности могут проходить вблизи корпуса муфты.
Таким образом, техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является упрощение работ для монтажа и демонтажа муфт в стесненных условиях при сохранении надежности и безопасности муфтового соединения обращенных друг к другу концов труб в трубопроводах или трубчатых элементах.
Сущность полезной модели и возможность ее практической реализации поясняется на фиг. 1, 2, 3, где:
фиг. 1 - трубная муфта со стяжными элементами в поперечном сечении в виде U-образного (полутрубчатого) сечения в свободном (не зажатом на трубопроводе) состоянии;
фиг. 2 - трубная муфта со стяжными элементами в поперечном сечении в виде U-образного (полутрубчатого) сечения в стянутом (зажатом на трубопроводе) состоянии;
фиг. 3 - трубная муфта с зафиксированными болтами относительно друг друга фиксирующим элементом, выполненным из металлической проволоки;
где:
1 - стяжной элемент в поперечном сечении в виде U-образного (полутрубчатого) сечения;
2 - корпус трубной муфты;
3 - уплотнительная манжета;
4 - головка стяжного болта;
5 - фиксирующий элемент;
6 - отверстия, выполненные в головке стяжного болта;
7 - шайба;
8 - канавки;
9 - стержень стяжного болта;
10 - ответный крепежный элемент стяжного болта.
Общая конструкция трубной муфты имеет кольцеобразный корпус 2, разделенный в направлении своей продольной оси. Корпус охватывает в поперечном сечении уплотнительную манжету из эластомера 3, внутренний диаметр которой по сравнению с наружным диаметром присоединяемых труб имеет большие размеры. Корпус 2 выполнен с возможностью стягивания по окружности посредством зажимного приспособления, имеющего по меньшей мере один направленный тангенциально корпусу стяжной болт, проходящий через стяжные элементы 1 (фиг. 1 и 2), размещенных по обе стороны продольного разреза корпуса 3.
Между одним из двух стяжных элементов 1 и головкой стяжного болта 4, выполненной в соответствии с ГОСТ 7798-70, устанавливается шайба 7 (фиг. 1 и 2), выполненная в виде трубы, с учетом требований ГОСТ 27017-86. Длина шайбы 7, указанная нанесенными на нее по образующей канавками 8 в соответствии с техническим паспортом на изделие, определяется в зависимости от диаметра муфты. На торцевой поверхности шайбы 7, прилегающей к головке стяжного болта 4, выполнена шероховатость равная или меньшая чем у головки стяжного болта 4 в соответствии с ГОСТ 2789-73. Ответный крепежный элемент стяжного болта 10 выполнен в соответствии с ГОСТ 27017-86 и расположен в противоположном стяжном элементе.
Конструкция трубной муфты работает следующим образом. Муфту в предварительно смонтированном (не зажатом) состоянии устанавливают на трубы и после укладки труб перемещают по стыковому зазору. Путем вращения головки стяжного болта 4 корпус трубной муфты стягивается по окружности при уменьшении диаметра. При этом уплотнительная манжета плотно прижимается к наружной стороне присоединяемых труб.
На фиг. 1 изображена трубная муфта со стяжными элементами в поперечном сечении в виде U-образного (полутрубчатого) сечения в свободном (не зажатом на трубопроводе) состоянии, в то время как фиг.2 изображает ту же муфту в стянутом (зажатом на трубопроводе) состоянии. Во время затягивания корпуса стяжные элементы 1 движутся друг к другу. При этом движении стяжные элементы 1 изменяют свое положение относительно стержня стяжного болта 9, как это можно заметить при сравнении обоих муфт на фиг. 1 и 2. Возникшее при этом относительное движение между стяжными элементами 1 и стержнем стяжного болта 9 не встречает препятствий потому, что стержень стяжного болта 9 проходит через шайбу 7 и по меньшей мере через одно сквозное отверстие стяжных элементов 1 с радиальным зазором. Поскольку на торцевой поверхности шайбы 7, прилегающей к головке стяжного болта 4, выполнена шероховатость, равная или меньшая чем у головки стяжного болта 4 в соответствии с ГОСТ 2789-73, подобное сочетание шероховатости обеспечивает оптимальное скольжение в паре болт-шайба, что приводит к уменьшению вращающего момента при затяжке стяжного болта, передаче оптимального усилия на головку 4 и стержень 9 стяжного болта для лучшего стягивания корпуса муфты.
Кроме того, шайба 7 отодвигает положение головки стяжного болта 4 от плоскости смыкания стяжных элементов 1 (фиг. 1 и 2), что приводит к упрощению монтажа и демонтажа муфты в стесненных условиях.
Отверстия 6, выполненные в головках стяжных болтов 4, предназначены для пропуска через них фиксирующего элемента 5 (фиг. 3), выполненного из металлической проволоки, с диаметром поперечного сечения меньшим, чем отверстие в головке стяжного болта 4. Фиксирующий элемент 5 пропускается через отверстия в головках стяжных болтов 4 и заплетается после установки и затяжки стяжных болтов, а также проверки трубного соединения на герметичность, что приводит к фиксации стяжных болтов от отвинчивания относительно друг друга и относительно корпуса муфты.
Известных решений, содержащих сходные отличительные признаки полезной модели, автором не обнаружено.