СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к соединениям трубопроводов, в том числе, выполненных из композиционных материалов, и может быть использована для соединения труб, снабженных на их концевых участках буртиками, и используемых в системах водоснабжения, в химической и других отраслях промышленности, для транспортировки как воды, так и химически агрессивных сред.
Известно соединение трубопроводов, содержащее установленные на концевых участках соединяемых трубопроводов фланцы, пожимаемые друг относительно друга при помощи крепежного соединения, между которыми размещены соединительная втулка и уплотнительные кольца (см. патент РФ на полезную модель №41830, МПК F16L 47/00, 2004). К недостаткам известного устройства можно отнести его невысокие эксплуатационные характеристики, обусловленные повышенным гидросопротивлением соединения из-за того, что соединительная втулка частично перекрывает проходное сечение соединяемых трубопроводов, а также большие габаритные размеры в виду того, что соединительная втулка размещена непосредственно между концевыми участками трубопроводов. Кроме того, в известном устройстве не исключена возможность выдавливания уплотнительных колец наружу при их обжатии, так как отсутствуют элементы конструкции, препятствующие смещению колец наружу, что приводит к утрате герметичности и, соответственно, снижает долговечность и надежность соединения в целом.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является соединение трубопроводов, содержащее концевые участки соединяемых трубопроводов, снабженные поджимаемыми при помощи крепежного соединения друг относительно друга буртиками, в кольцевых выемках которых размещены уплотнительные узлы, торцы которых взаимодействуют с одной стороны с торцовыми поверхностями кольцевых выемок буртиков, а с другой - с уплотнительными торцами соединительной втулки (см. патент РФ на полезную модель №82809, МПК F16L 47/00, 2008). К недостаткам известного устройства можно отнести то обстоятельство, что данное соединение надежно функционирует, когда имеет место плотная посадка соединительной втулки как на соединяемых трубопроводах, так и в выемках в буртиках, так как при наличии радиальных зазоров между их поверхностями возможны смещения соединяемых трубопроводов друг относительно друга в радиальном направлении. Такая плотная посадка требует большой точности изготовления как соединительной втулки, так и выемок в буртика, что неизбежно повышает трудоемкость изготовления соединения и его стоимость. Смещение же трубопроводов при их эксплуатации, особенно в условиях вибрационных нагрузок, может привести к разгерметизации соединения или даже к его разрушению.
Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи, состоящей в повышении эксплуатационной надежности соединения трубопроводов за счет устранения возможности смещения соединяемых трубопроводов друг относительно друга в радиальном направлении при отсутствии жестких требований к точности выполнения отдельных элементов конструкции соединения.
Данная задача решается тем, что в соединении трубопроводов, содержащем концевые участки соединяемых трубопроводов, снабженные поджимаемыми при помощи крепежного соединения друг относительно друга буртиками, в кольцевых выемках которых размещены уплотнительные узлы, торцы которых взаимодействуют с одной стороны с торцовыми поверхностями кольцевых выемок буртиков, а с другой - с уплотнительными торцами соединительной втулки, боковые поверхности соединительной втулки выполнены ступенчатой формы и имеют ниже уплотнительных торцов соединительной втулки внутренние кольцевые выступы, размещенные во внутренних кольцевых пазах буртиков, а выше - последовательно цилиндрические и конические участки, размещенные в буртиках в ответных полостях аналогичной формы, а уплотнительные узлы установлены на наружных поверхностях внутренних кольцевых выступов соединительной втулки.
При этом внутренний диаметр внутренних кольцевых выступов соединительной втулки может быть равен внутреннему диаметру соединяемых трубопроводов.
Выполнение боковых поверхностей соединительной втулки ступенчатой формы и имеющих ниже уплотнительных торцов соединительной втулки внутренние кольцевые выступы, размещенные во внутренних кольцевых пазах буртиков, а выше - последовательно цилиндрические и конические участки, размещенные в буртиках в ответных полостях аналогичной формы, и установка уплотнительных узлов на наружных поверхностях внутренних кольцевых выступов соединительной втулки, обеспечивает плотную посадку буртиков на соединительную втулку за счет того, что, даже при наличии радиальных зазоров между предварительно изготовленными поверхностями этой втулки и соответствующих полостей в буртиках, можно путем осевого перемещения соединяемых трубопроводов плотно установить их на конических участках соединительной втулки. При этом развитая ступенчатая форма боковых поверхностей соединительной втулки и ответных полостей буртиков также способствует повышению надежности соединения за счет того, что при большой поверхности контакта между этими поверхностями имеет место повышение прочности соединения.
Выполнение внутреннего диаметра внутренних кольцевых выступов соединительной втулки равным внутреннему диаметру соединяемых трубопроводов обеспечивает минимальное гидросопротивление соединения трубопроводов.
На чертеже представлено предлагаемое соединение трубопроводов.
Соединение трубопроводов содержит концевые участки соединяемых трубопроводов, снабженные буртиками 1 и 2, поджимаемые друг относительно друга при помощи крепежного соединения, которое может быть выполнено, например, как показано на чертеже, в виде стяжки болтами 3 закрепленных (например, приклеенных или на резьбе) на буртиках фланцев 4, 5, или может быть любым известным крепежным соединением (хомутами и т.п.). Буртики 1 и 2 могут быть выполнены заодно с концевыми участками соединяемых трубопроводов, как показано на чертеже, но могут и быть закрепленными на них, как в прототипе. Между буртиками 1 и 2 установлена соединительная втулка 6, боковые поверхности которой выполнены ступенчатой формы и имеют ниже уплотнительных торцов 7 соединительной втулки внутренние кольцевые выступы 8, размещенные во внутренних кольцевых пазах буртиков, а выше - последовательно цилиндрические 9 и конические 10 участки, размещенные в буртиках в ответных полостях аналогичной формы. В кольцевых выемках буртиков размещены установленные на наружных поверхностях внутренних кольцевых выступов 8 соединительной втулки уплотнительные узлы 11, выполненные, например, в виде уплотнительных колец, торцы которых взаимодействуют с одной стороны с торцовыми поверхностями кольцевых выемок буртиков, а с другой - с уплотнительными торцами 12 соединительной втулки 6. Целесообразно, чтобы внутренний диаметр внутренних кольцевых выступов 8 соединительной втулки был равен внутреннему диаметру соединяемых трубопроводов.
Сборка предлагаемого соединения трубопроводов осуществляется следующим образом.
Уплотнительные узлы 11 устанавливаются на наружных поверхностях внутренних кольцевых выступов 8 соединительной втулки. Затем концевые участки соединяемых трубопроводов с буртиками 1 и 2 одеваются соединительную втулку 6. При этом при осевом перемещении соединяемых трубопроводов происходит центрирование трубопроводов друг относительно друга и их фиксация в радиальном направлении, так как буртики 1 и 2 плотно устанавливаются на конических участках 10 соединительной втулки. Окончательная стяжка и герметизация соединения осуществляется путем поджатая уплотнительных узлов 11 с одной стороны к уплотнительным торцам 12 соединительной втулки 6, а с другой - к торцовым поверхностям кольцевых выемок буртиков, при стяжке болтами 3 закрепленных на буртиках фланцев 4, 5.
Предлагаемое соединение трубопроводов надежно в эксплуатации, так как в нем устранена возможность смещения соединяемых трубопроводов друг относительно друга в радиальном направлении, имеет хорошие эксплуатационные характеристики, так как не вносит дополнительного гидросопротивления в трубопроводную магистраль, и имеет небольшую стоимость, так как не требует высокой точности выполнения отдельных элементов конструкции соединения. При этом оно имеет минимальные габаритные размеры, простую конструкцию и достаточно просто собирается даже при отсутствии возможности визуального контроля за сборкой.