ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ МЕТАЛЛОПЛАСТОВЫХ ШЛАНГОВ МЕЖДУ СОБОЙ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к фланцевым соединениям, в частности, к фланцевому соединению металлопластовых шлангов между собой и может быть использована в нефтегазовой промышленности.
Уровень техники
Известна разборная заделка рукавов высокого давления с металлической оплеткой, в которой на рукаве у торца срезается верхняя эластичная оболочка, при этом оплетка расплетается и образует конусный венец, который разгибают перпендикулярно оси рукава, со стороны рукава располагают эластичную шайбу вплотную к оплетке и к опорной поверхности канавки наконечника, а с другой - зажимную гайку с коническим шипом, производят стягивание по резьбе зажимной гайки и наконечника до тех пор, пока оплетка не вдавится в эластичную шайбу (см. а.с. SU №1460514, МПК F16L 33/26, опубл. 23.02.1989 г.).
Недостатком данной разборной заделки рукава является невысокая надежность соединения.
Известно герметичное фланцевое соединение для каналов текучей среды, содержащее первый фланец с первым каналом текучей среды и цилиндрической передней полостью, при этом первый канал текучей среды простирается в осевом направлении через первый фланец для выхода в опорной поверхности, а полимерное уплотнительное кольцо имеет радиальную внешнюю поверхность радиальную внутреннюю поверхность, причем уплотнительное кольцо вставлен в цилиндрическую переднюю полость так, что его радиальная внешняя поверхность входит в контакт с периферийной поверхностью передней полости, второй фланец разъемно соединен с первым фланцем и имеет второй канал текучей среды, простирающийся в осевом продолжении первого жидкостного канала.
ниппелем с конической головкой, при этом второй канал текучей среды выходит в осевом направлении в торцевую поверхность конической головки, которая входит в контакт с радиальной внутренней поверхностью уплотнительного кольца для радиального прижатия последнего его радиальной внешней поверхностью к периферийной поверхности передней полости (см. пат. RU №2418228, МПК F16L 23/032, опубл. 10.05.2011 г.).
Недостатком данного фланцевого соединения является сложность конструкции, невысокая надежность соединения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является концевое соединение эластичного трубопровода, содержащее ниппель с наружной резьбой, упругий элемент и накидную гайку, при этом оно снабжено стопорной втулкой с наружной резьбой на верхнем конусе, корпусом с внутренней резьбой, установленным на наружную резьбу стопорной втулки и грундбуксой, установленной на внутренней резьбе корпуса, при этом ниппель выполнен с возможностью установки под внутренний диаметр эластичного трубопровода с конусной насечкой на внешней стороне и выступом в виде обращенных друг к другу большими основаниями конусов, накидная гайка расположена на наружной резьбе ниппеля, а внутри корпуса последовательно установлена цанга с упругими элементами, на внутренней поверхности которых выполнены конусные насечки, обращенные к наружной поверхности эластичного трубопровода, также последний содержит разжимную втулку, причем разжимная втулка охватывает с внешней стороны упругие элементы и входит в торцевое соединение с грундбуксой, а корпус с внутренней резьбой на концах выполнен с возможностью охвата упругого элемента и разжимной втулки, охватывающей цангу, при этом эластичный трубопровод представляет собой внутреннюю трубу из полиэтилена, армирующий грузонесущий слой нитей, на который с определенным шагом навиты витки спиральной обмотки, охватываемые полиэтиленовой наружной оболочкой (см. пат. RU №2410594, МПК F16L 33/00, опубл. 27.01.2011 г.).
2
2
Недостатком данного концевого соединения является то, что при номинальном рабочем давлении 25…30 кг/см металлопластовых шлангов, транспортирующих природный газ, существующие фланцевые соединения не могут быть применены на давление свыше 6 кг/см для газопроводов природного газа из-за наличия уплотнения из резины, кроме того, срок службы резины в торцевых уплотнениях трубопроводов, транспортирующих природный газ, не превышает 5 лет, после чего требуется замена прокладки, при этом срок службы металлопластовых шлангов, транспортирующих природный газ, достигает 50 лет.
Раскрытие полезной модели
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка фланцевого соединения металлопластовых шлангов между собой, обладающего высокой надежностью соединения, удобством монтажа и снижением трудоемкости.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к высокой надежности соединения, удобству монтажа и снижению трудоемкости.
Технический результат достигается с помощью фланцевого соединения металлопластовых шлангов между собой, содержащего фланец накидной, втулку центрирующую, цангу разрезную, кольцо упорное, шпильку с гайкой и шайбой, при этом оно дополнительно снабжено вставкой промежуточной, прокладкой, пружиной тарельчатой, проволокой стальной, шпагатом полипропиленовым, причем внутренняя поверхность цанги разрезной выполнена резьбовой с шагом равным шагу навивки проволоки стальной шланга, а наружная - конической, втулка центрирующая, выполнена с ответной конической поверхностью, при этом захват фланца накидного выполнен с помощью резьбовой внутренней поверхности цанги разрезной посредством втулки центрирующей с ответной конической 4
поверхностью, а захват и зажим продольных нитей шпагата полипропиленового выполнен между передним выступом резьбовой поверхности цанги разрезной и кольцом упорным, причем на торцевых поверхностях вставки промежуточной выполнены два концентрических выступа с дополнительной прокладкой, а пружина тарельчатая установлена под гайки с шайбами шпилек, с возможностью сохранения начального давления в уплотнении, во фланцевом соединении металлопластового шланга между собой.
Во фланцевом соединении прокладка выполнена из мягкого полиэтилена низкой плотности.
Краткое описание чертежей и иных материалов
На фиг. дано фланцевое соединение металлопластовых шлангов между собой, общий вид.
Осуществление полезной модели
Фланцевое соединение металлопластовых шлангов между собой состоит из фланца 1 накидного, втулки 2 центрирующей, цанги 3 разрезной, кольца 4 упорного, вставки 5 промежуточной с прокладкой 6, шпильки 7 с гайкой и шайбой 8 и 9, соответственно, пружины 10 тарельчатой, металлопластового шланга 11, проволоки 12 стальной, шпагата 13 полипропиленового, трубы 14 полиэтиленовой, причем внутренняя поверхность цанги 3 разрезной выполнена резьбовой с шагом равным шагу навивки проволоки 12 стальной шланга, а наружная - конической, втулка 2 центрирующая, выполнена с ответной конической поверхностью, при этом захват фланца 1 накидного выполнен с помощью резьбовой внутренней поверхности цанги 3 разрезной посредством втулки 2 центрирующей с ответной конической поверхностью, а захват и зажим продольных нитей шпагата 13 полипропиленового выполнен между передним выступом резьбовой поверхности цанги 3 разрезной и кольцом 4 упорным, причем на торцевых поверхностях вставки 5 промежуточной выполнены два концентрических выступа с дополнительной прокладкой 6, а пружина 10 5
тарельчатая установлена под гайку 8 с шайбой 9 шпильки 7, с возможностью сохранения начального давления в уплотнении, во фланцевом соединении металлопластового шланга между собой.
Во фланцевом соединении прокладка 6 выполнена из мягкого полиэтилена низкой плотности.
Фланцевое соединение металлопластовых шлангов между собой эксплуатируют следующим образом.
2
2
Так как фланцевые соединения, указанные в аналогах, имеют недостатки, а именно: при номинальном рабочем давлении 25…30 кг/см металлопластовых шлангов, транспортирующих природный газ, существующие фланцевые соединения не могут быть применены на давление свыше 6 кг/см для газопроводов природного газа (см. СНиП 2.04.08-87, табл. 29) из-за наличия уплотнения из резины, кроме того, срок службы резины в торцевых уплотнениях трубопроводов, транспортирующих природный газ, не превышает 5 лет, после чего требуется замена прокладки 6, при этом срок службы металлопластовых шлангов, транспортирующих природный газ, достигает 50 лет.
2
Предлагаемое фланцевое соединение металлопластовых шлангов, например, для газо- и нефтепроводов между собой, транспортирующих природный газ с рабочим давлением 25…30 кг/см и сроком службы до 50 лет не имеют вышеуказанных недостатков, так как используют гребенчатое уплотнение «полиэтилен высокой плотности - труба 14 внутренняя полиэтиленовая отбортованная», за счет выполнения на торцевых поверхностях вставки 5 промежуточной двух концентрических выступов, с дополнительной прокладкой 6 из полиэтилена низкой плотности, причем прокладка 6 выполнена из более мягкого полиэтилена, которая заполняет микронеровности уплотняемых поверхностей и вызывает эффект самоуплотнения при рабочем давлении внутри металлопластового шланга 11, при этом срок службы уплотнений из полиэтилена не ниже срока службы металлопластовых шлангов, до 50 лет при рабочем давлении для 6
2
газопроводов из полиэтилена ПЭ 80 до 30 кг/см при коэффициенте запаса не менее 3,0, при этом захват фланца 1 накидного осуществляют за резьбовую внутреннюю поверхность цанги 3 разрезной через стальную втулку 2 центрирующую с внутренней конической поверхностью, а все погрешности при изготовлении резьбовой внутренней поверхности цанги 3 разрезной компенсируются посадкой втулки 2 центрирующей на цангу 3 разрезную по конусу, обеспечивая посадку в резьбе с натягом, так как внутренняя поверхность цанги 3 разрезной выполнена резьбовой с шагом равным шагу навивки проволоки 12 стальной шланга, а наружная - конической, в результате предлагаемого фланцевого соединения площадь контакта стальной цанги 3 разрезной с наружной поверхностью металлопластового шланга 11 увеличена, что дает возможность создать необходимое начальное давление на уплотняемых поверхностях, результатом применяемого захвата фланца 1 накидного за наружную поверхность шланга с одновременным захватом и зажимом продольных нитей шпагата 13 полипропиленового между передним выступом цанги 3 разрезной и кольцом 4 упорным является значительно более равномерным в сравнении с существующими конструкциями распределения осевой нагрузки на продольные армирующие нити шпагата 13 полипропиленового металлопластового шланга 11, что существенно повышает прочность соединения при осевой нагрузке. Для компенсации снижения начального давления на уплотнительных поверхностях в результате релаксации и температурных напряжений в полиэтилене под гайку 8 шпильки 7 и шайбы 9 устанавливают пружину 10 тарельчатую, которая сохраняют начальное давление в уплотнении, что препятствует разуплотнению в соединении, при этом фланцы и другие соединительные детали в предлагаемом фланцевом соединении могут устанавливаться на металлопластовый шланг 11 на месте монтажа, что создает удобство и снижает трудоемкость при транспортировании и хранении металлопластовых шлангов 11.
7
Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- высокая надежность уплотнения;
- удобство монтажа;
- снижению трудоемкости;
- равномерное распределение осевой нагрузки на продольные армирующие нити полипропиленовые каркаса металлопластового шланга.