ЦЕНТРИРУЮЩАЯ МУФТА

Полезная модель относится к области производства стальных труб среднего и большого диаметра от 57 мм до 1420 мм и может найти применение в технологических процессах антикоррозийного покрытия труб полиэтиленом для соединения и центрирования их концов перед нанесением покрытия.
Известна соединительно-центрирующая муфта для фиксации и центрирования труб среднего диаметра перед нанесением антикоррозийного покрытия (см. положительное решение по заявке на ПМ №2014104195/03 (006642) от 06.02.2014 г., ΜΠΚ E21B 17/02).
Данная муфта содержит кольцевой диск с закрепленным на нем разжимным механизмом с односторонним расположением тяговых рычагов, по периферии которого расположены установочные ползуны с опорными плоскостями и овально-коническими роликами, а также установленным в опорах подпружиненным приводным винтом, обеспечивающим работу разжимного механизма.
Муфта имеет довольно простую и надежную конструкцию, позволяющую с высокой степенью точности соединять и центрировать сопрягаемые трубы. Однако использование данной муфты не позволяет достичь требуемого качества полиэтиленового покрытия.
Наиболее близким аналогом, совпадающим с заявляемым устройством по большинству основных признаков, является быстросъемная соединительная муфта (см. патент на ПМ №127122, ΜΠΚ E21B 17/02, опубл. в БИПМ №11, 2013 г.). Указанная муфта также содержит кольцевой опорный диск с закрепленным на нем разжимным механизмом, включающим подпружиненный приводной винт, установленный в подвижных и неподвижных опорах, установочные ползуны с овально-коническими роликами и базирующими элементами и равномерно расположенные по окружности диска радиально направленные тяги, одним концом каждая из которых шарнирно соединена с одной из опор приводного винта, а другим - с установочным ползуном.
В сравнении с известными зарубежными аналогами (муфты голландских фирм «Dhatec» и «Selmers») данная муфта имеет ряд преимуществ: она более проста по конструкции, значительно легче по весу и проще в обслуживании, обеспечивает надежное соединение и точное центрирование труб. В то же время, как и вышеуказанная муфта, она не позволяет обеспечить идеальное качество полиэтиленового покрытия. Это вызвано тем, что перед нанесением полиэтиленового покрытия соединенные муфтой трубы нагреваются до температуры плавления полиэтилена, равной 230°C. После нанесения расплавленного полиэтилена на поверхность труб вся собранная конструкция охлаждается. При этом муфта, имеющая более сложную конструкцию, -охлаждается значительно медленнее труб и подобно радиатору начинает отдавать тепло охладившимся трубам. За счет перепада температур затвердевший полиэтилен начинает растрескиваться, образуя сколы и отслоения по краям труб, что в итоге приводит к отбраковке изделий и дополнительным затратам на исправление брака.
Предлагаемой полезной моделью решается задача улучшения эксплуатационных характеристик муфт для соединения и центрирования труб среднего и большого диаметра.
Технический результат, достигаемый при осуществлении полезной модели, заключается в уменьшении теплопередачи, обеспечивающей качество полиэтиленового покрытия.
Для достижения этого технического результата в известное устройство, содержащее кольцевой опорный диск с закрепленным на нем разжимным механизмом, включающим подпружиненный приводной винт, установленный в подвижных и неподвижных опорах, установочные ползуны с овально-коническими роликами и базирующими элементами и равномерно расположенные по окружности кольцевого опорного диска радиально направленные тяги, одним концом каждая из которых шарнирно соединена с одной из опор приводного винта, а другим - с установочным ползуном, дополнительно введена группа термоизолирующих элементов, выполненных в виде плоских пластин, закрепленных по периферии с обеих сторон кольцевого опорного диска в местах его контакта с соединяемыми трубами, а поверх пластин установлены защитные металлические накладки, по форме · повторяющие конфигурацию пластин.
Отличительными признаками заявляемой быстросъемной центрирующей муфты от вышеуказанного ближайшего аналога по патенту №127122 являются наличие термоизолирующих элементов, выполненных в виде плоских пластин, закрепленных по периферии с обеих сторон кольцевого опорного диска в местах его контакта с соединяемыми трубами; наличие защитных металлических накладок, установленных поверх пластин, по форме повторяющих их конфигурацию.
Использование в конструкции заявленной муфты данных признаков позволило получить вышеуказанный технический результат, а именно: установка термоизолирующих пластин по обеим сторонам кольцевого диска в местах контакта его с торцами соединяемых труб позволило существенно уменьшить поступление тепла от более нагретой муфты к охлажденным трубам, исключить резкий перепад температур в местах их соприкосновения и обеспечить равномерное охлаждение, что исключает образование сколов и отслоений, обеспечивая тем самым качество полиэтиленового покрытия. Установка поверх термоизоляционных пластин металлических накладок предотвращает их от разрушения при ударах в процессе монтажа муфты. Все это повышает качество выпускаемой продукции.
Предлагаемая центрирующая муфта иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3: на фиг. 1 показан общий вид устройства, на фиг. 2 - разрез устройства по Α-A, на фиг. 3 - разрез по Б-Б. Муфта содержит перфорированный кольцевой опорный диск 1 с закрепленным на нем разжимным механизмом, в состав которого входят: приводной винт 2, расположенный в подвижных 3 и неподвижных 4 опорах, установочные ползуны 5 с овально-коническими роликами 6 и базирующими элементами 7, а также равномерно расположенные по окружности диска 1 радиально направленные тяги 8, которые шарнирно соединены при помощи шарниров 9 одним концом с одной из опор 3 или 4 приводного винта 2, а другим - с соответствующим установочным ползуном 5.
С целью недопущения ослабления контакта с трубами базирующих элементов 7 и роликов 6, которое происходит из-за нагрева труб в процессе антикоррозийного покрытия, а также из-за наличия люфтов в соединении приводного винта 2 с опорами 3 и 4, винт 2 со стороны неподвижных опор 4 подпружинен упругим элементом 10, выполненным в виде набора тарельчатых пружин. По периферии с обеих сторон кольцевого диска 1 закреплены термоизолирующие пластины 11, которые не позволяют непосредственно контактировать (соприкасаться) диску с торцами центрируемых труб. Пластины 11 защищены от случайных ударов и разрушения при монтаже муфты металлическими накладками 12, форма которых повторяет конфигурацию пластин. Материалом для термоизолирующих пластин может быть, например, паронит.
Работа центрирующей муфты осуществляется следующим образом. Для соединения и центрирования двух труб перед покрытием их полиэтиленом муфту устанавливают в отверстие одной из них так, чтобы опорные плоскости установочных ползунов 5 контактировали с внутренней поверхностью трубы, а ее торец упирался в одну из боковых поверхностей диска 1, на которой закреплены термоизолирующие пластины 11. Соединяемый конец второй трубы путем ее продольного перемещения надевается на овально-конические ролики 6 до упора торцом в другую боковую поверхность диска 1 с аналогичными пластинами 11. Затем, вращая приводной винт 2 разжимного механизма, производят разжим муфты в центрируемых трубах. При вращении винта 2 против часовой стрелки подвижные опоры 3 начинают перемещаться вдоль винта 2, сближаясь с неподвижными опорами 4. Тяги 8, вращаясь в шарнирах 9, передают возникающее в результате этого разжимное усилие установочным ползунам 5, которые начинают двигаться от центра, прижимая опорные плоскости и ролики 6 к внутренним поверхностям труб. Упругий элемент (тарельчатые пружины) при вращении винта 2 сжимаются, создавая внутреннее напряжение, благодаря которому опоры 3 подтягиваются, устраняя люфт винта 2 и компенсируя зазоры, образующиеся в результате нагревания труб и снижающие надежность соединения и точность центрирования труб: Соединенные и отцентрированные при помощи муфты трубы подвергают нагреву до температуры плавления полиэтилена и осуществляют антикоррозийное покрытие, после чего собранная конструкция охлаждается. Термоизолирующие пластины 11 ограничивают передачу тепла от горячей муфты к быстрее охлаждающимся трубам, уменьшая резкий перепад температур в зоне их контакта, и обеспечивают равномерное охлаждение труб. Тем самым устраняется образование сколов и отслоений, повышается качество полиэтиленового покрытия.
Демонтаж (съем муфты) осуществляется в обратном порядке. При вращении приводного винта 2 по часовой стрелке подвижные опоры 3 удаляются от опор 4, тяги 8, вращаясь в шарнирах 9, отводят ползуны 5 от внутренних поверхностей труб, снимая разжимное усилие. Муфта свободно снимается для повторного использования в технологическом процессе.
Таким образом, введение в конструкцию центрирующей муфты вышеуказанных отличительных признаков позволило улучшить эксплуатационные характеристики устройства и получить вышеуказанный технический результат.
Заявляемая муфта может быть изготовлена на любом машиностроительном предприятии на универсальном оборудовании с использованием широкодоступных материалов, выпускаемых зарубежной и отечественной промышленностью.