ЭЛАСТИЧНЫЙ ТРУБОПРОВОД С ВРАЩАЮЩИМИСЯ ФЛАНЦАМИ
ELASTIC PIPELINE WITH ROTARY FLANGES

Изобретение относится к трубопроводным системам и может быть использовано для гидротранспортирования грунта при проведении дноуглубительных работ, подводной разработке траншей, гидронамыве промышленных площадок.
Известен трубопровод, включающий жесткие металлические трубы и расположенные на трубах поворотные (вращающиеся) стандартные стальные фланцы (Зелепукин Н.П., Равинский Л.М., Харин А.И. Справочник гидромеханизатора. - Киев: Будiвельник, 1969. - С.90-91).
Недостатком является сложность монтажных работ, связанная с установкой дополнительных эластичных прокладок, так как трубы и фланцы изготовлены из металлических материалов и стыки соединения требуют их герметизации, кроме того, существующие вращающиеся фланцы, свободно находящиеся на трубах, при наличии зазоров между внутренними диаметрами фланцев и внешними диаметрами труб могут смещаться за счет этих зазоров в диаметрально противоположные стороны относительно друг друга, не обеспечивая соосность отверстий под болты в соседних фланцах.
Известен эластичный трубопровод с вращающимися фланцами, содержащий гибкие эластичные трубы с концевыми участками в виде резинотканевых буртов с металлическими закладными элементами и расположенные на трубах вращающиеся стальные фланцы, стягиваемые болтовыми соединениями, при этом стыкуемые трубы не нуждаются в каких-либо дополнительных герметизирующих прокладках (Чижов А.Е., Чижов Е.А, Новиков С.Г. Эластичные грунтопроводы / Гидротехника. - СПб, 2010. - №1. - С.56-59).
Недостатками являются:
1. Сложность монтажных работ, связанная с тем, что вращающиеся стальные фланцы расположены на трубах с большими зазорами, это может привести к смещению соседних фланцев в диаметрально противоположных направлениях, так как отсутствует возможность их центровки на трубах, и не будет обеспечена соосность отверстий под болты, а следовательно, невозможно стягивание фланцев болтовыми соединениями.
2. Недостаточная надежность, так как при стягивании фланцев болтовыми соединениями происходит неконтролируемое сжатие резинотканевых буртов и выпучивание их цилиндрических поверхностей, что приводит к большим деформациям и преждевременному разрушению резинотканевых материалов.
Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение монтажа и повышение надежности трубопровода.
Технический результат по упрощению монтажа и повышению надежности трубопровода достигается тем, что в эластичном трубопроводе с вращающимися фланцами, содержащем гибкие эластичные трубы с концевыми участками в виде цилиндрических резинотканевых буртов с металлическими закладными элементами и расположенные на трубах вращающиеся стальные фланцы, стягиваемые болтовыми соединениями, на буртах со стороны стыкуемых плоскостей выполнены фаски, а в торцах фланцев концентрично их внутренним диаметрам проточены цилиндрические гнезда на глубину, равную длине цилиндрических поверхностей буртов, и с минимальными зазорами между диаметрами проточек и буртов, обеспечивающими возможность свободного размещения буртов в гнездах фланцев.
На фиг.1 показаны концевые участки соединяемых труб (перед началом стягивания фланцев болтовыми соединениями), продольный разрез; на фиг.2 - то же (после окончания стягивания фланцев болтовыми соединениями).
Эластичный трубопровод с вращающимися фланцами содержит гибкие эластичные трубы 1 с концевыми участками в виде цилиндрических резинотканевых буртов 2 с металлическими закладными элементами 3 и расположенные на трубах 1 вращающиеся стальные фланцы 4, стягиваемые болтовыми соединениями, включающими болты 5, пропущенные через отверстия во фланцах 4, и гайки 6. На буртах 2 со стороны стыкуемых плоскостей выполнены фаски 7. В торцах фланцев 4 концентрично их внутренним диаметрам проточены цилиндрические гнезда 8 на глубину, равную длине цилиндрических поверхностей буртов 2, и с минимальными зазорами между диаметрами проточек 8 и буртов 2, обеспечивающими возможность свободного размещения буртов 2 в гнездах 8 фланцев 4.
Размер n×45° фасок 7 выбирают в зависимости от диаметров d буртов 2 и требуемых усилий их сжатия фланцами 4, гарантирующих герметичность стыков.
После выполнения фасок 7 на буртах 2 со стороны стыкуемых плоскостей длины цилиндрических поверхностей буртов 2 и глубину t проточек гнезд 8 в торцах фланцев 4 определяют как разность высоты бурта 2 и размера n фаски 7. Минимальные зазоры между диаметрами d проточек гнезд 8 и буртов 2 назначают таким образом, чтобы при свободном размещении буртов 2 в гнездах 8 фланцев 4 обеспечивалась центровка цилиндрических поверхностей гнезд 8 фланцев 4 по цилиндрическим поверхностям буртов 2 с образованием кинематических пар вращения фланцы-бурты.
Монтаж соединения эластичных труб осуществляется следующим образом.
Бурты 2 стыкуемых соосных труб 1 размещают в гнездах 8 фланцев 4, сводят эластичные трубы 1, добиваясь их соосности, до соприкосновения торцевых поверхностей цилиндрических буртов 2. Вращают фланцы 4 до совмещения осей отверстий для болтов, через отверстия пропускают болты 5 и на них навинчивают гайки 6 без стягивания фланцев 4. Так как зазоры между диаметрами d гнезд 8 и буртов 2 минимальны, то происходит центровка цилиндрических поверхностей гнезд 8 фланцев 4 по цилиндрическим поверхностям буртов 2, при этом смещение фланцев относительно друг друга в диаметрально противоположных направлениях минимально и обеспечивает соосность отверстий для болтов, что упрощает монтажные работы.
При завинчивании гаек 6 на болтах 5 происходит стягивание фланцев 4 и сжатие резинотканевых материалов буртов 2. При этом гнезда 8 не допускают выпучивание цилиндрических поверхностей буртов 2, потому что их длина равна глубине t проточек 8. Следовательно, деформируемые эластичные материалы буртов 2 размещаются в пространствах между фасками 7 буртов 2, что не приводит к преждевременному разрушению материалов и повышает надежность эксплуатации трубопровода. Затягивание болтовых соединений прекращают при полном заполнении резинотканевыми материалами пространства между фасками 7 буртов 2, тем самым можно контролировать усилия сжатия буртов 2.
Демонтаж соединения осуществляется в таком порядке.
Освобождают болты 5 от гаек 6. Разъединяют эластичные трубы 1 и транспортируют их в место новой дислокации или хранения.
Оригинальностью предложенного эластичного трубопровода с вращающимися фланцами является то, что на буртах 2 гибких эластичных труб 1 со стороны стыкуемых плоскостей выполнены фаски 7, а в торцах фланцев 4 концентрично их внутренним диаметрам проточены цилиндрические гнезда на глубину, равную длине цилиндрических поверхностей буртов 2, и с минимальными зазорами между диаметрами проточек 8 и буртов 2, обеспечивающими возможность свободного размещения буртов 2 в гнездах 8 фланцев 4.
Это позволяет:
1. Упростить монтаж трубопровода, так как из-за малости зазоров между диаметрами гнезд и буртов осуществлена центровка цилиндрических поверхностей гнезд фланцев по цилиндрическим поверхностям буртов, при этом смещение соседних фланцев относительно друг друга в диаметрально противоположных направлениях минимально, обеспечивает соосность отверстий для болтов и возможность стягивания фланцев болтовыми соединениями.
2. Повысить надежность эксплуатации трубопровода за счет того, что при стягивании фланцев гнезда в них не допускают выпучивание цилиндрических поверхностей буртов, а сжимаемые резинотканевые материалы буртов размещаются в пространствах между фасками буртов и не происходит преждевременное их разрушение.
Таким образом, предложенный эластичный трубопровод с вращающимися фланцами позволяет достичь технического результата по упрощению монтажа и повышению надежности трубопровода.