СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
CONNECTION OF PIPELINES FROM COMPOSITE MATERIAL

Изобретение относится к соединениям трубопроводов, выполненных из композиционных материалов, и может быть использована для соединения труб, применяемых в системах водоснабжения, в химической и других отраслях промышленности, для транспортировки как воды, так и химически агрессивных сред.
Известно соединение трубопроводов из композиционного материала, содержащее закрепленные на концевых участках соединяемых трубопроводов отбортовки, между которыми установлена соединительная вставка, между которой и отбортовками размещены уплотнительные кольца, зажимное приспособление для стяжки соединения трубопроводов (см. патент РФ на полезную модель №143570, МПК F16L 19/03, публ. 27.07.2014). К недостаткам известного устройства является то, что в нем не обеспечивается достаточная надежность герметичного соединения трубопроводов из композиционного материала ввиду возможности разрушения элементов соединения и недостаточной поверхности контакта уплотнительного элемента при том, что известное соединение трубопроводов имеет большие габаритные размеры, что создает большие трудности при сборке соединения в ограниченном пространстве.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является соединение трубопроводов из композиционного материала, содержащее закрепленные на концевых участках соединяемых трубопроводов отбортовки, между которыми установлена соединительная вставка, между которой и отбортовками размещены уплотнительные кольца, зажимное приспособление для стяжки соединения трубопроводов (см. патент РФ на полезную модель №82809, МПК F16L 47/00, публ. 10.05.2009). К недостаткам известного устройства также является то, что в нем не обеспечивается достаточная надежность герметичного соединения трубопроводов из композиционного материала ввиду возможности разрушения элементов соединения и недостаточной поверхности контакта уплотнительного элемента при том, что известное соединение трубопроводов имеет большие габаритные размеры, что создает большие трудности при сборке соединения в ограниченном пространстве.
Предлагаемое изобретение направлено на решение технической проблемы и достижение технического результата, состоящего в повышении надежности герметичного соединения трубопроводов из композиционного материала и уменьшении габаритных размеров соединения.
Данный технический результат достигается тем, что в соединении трубопроводов из композиционного материала, содержащем закрепленные на концевых участках соединяемых трубопроводов отбортовки, между которыми установлена соединительная вставка, между которой и отбортовками размещены уплотнительные кольца, зажимное приспособление для стяжки соединения трубопроводов, соединительная вставка выполнена в виде двух соединительных колец, каждое из которых имеет выполненную параллельно торцам отбортовок и взаимодействующую с торцами концевых участков соединяемых трубопроводов и отбортовки через уплотнительный элемент центральную часть, снабженную снизу параллельным оси соединяемых трубопроводов внутренним выступом, установленным по торцу с зазором относительно внутреннего выступа другого кольца, внутренняя поверхность которого выполнена заподлицо с внутренней поверхностью соединяемых трубопроводов, а сверху и на противоположной стороне центральной части -параллельным оси соединяемых трубопроводов наружным выступом, охватывающим снаружи отбортовку, при этом зажимное приспособление выполнено в виде охватывающих внутренние выступы соединительных колец и разъемно соединенных между собой двух полуколец, имеющих в поперечном сечении форму выступа с внутренней полостью, в которой установлен дополнительный кольцевой уплотнительный элемент, охватывающий изнутри верхнюю и боковые стенки полости, а также частично участки внутренних выступов, а боковые стенки выступа полуколец установлены в кольцевых пазах, которыми снабжены снаружи внутренние выступы соединительных колец, при этом соединительные кольца, отбортовки и полукольца зажимного приспособления выполнены металлическими.
При этом целесообразно, чтобы наружная поверхность верхней стенки выступа полуколец была выполнена не выше уровня верхней внешней поверхности отбортовок.
Выполнение соединительной вставки в виде, снабженную снизу параллельным оси соединяемых трубопроводов внутренним выступом, установленным по торцу с зазором относительно внутреннего выступа другого кольца, внутренняя поверхность которого выполнена заподлицо с внутренней поверхностью соединяемых трубопроводов, а сверху и на противоположной стороне центральной части - параллельным оси соединяемых трубопроводов наружным выступом, охватывающим снаружи отбортовку, обеспечивает повышение надежности герметичного соединения трубопроводов из композиционного материала ввиду возможности некоторого смещения концевых участков соединяемых трубопроводов при, например, температурных деформациях за счет наличия зазора между внутренними выступами соединительных колец, таким образом препятствуя деформации или разрушению соединения. Выполнение двух соединительных колец, каждое из которых имеет выполненную параллельно торцам отбортовок и взаимодействующую с торцами концевых участков соединяемых трубопроводов и отбортовки через уплотнительный элемент центральную часть обеспечивает повышение надежности герметичного соединения трубопроводов из композиционного материала за счет возможности одновременного уплотнения по торцам как соединяемых трубопроводов, так отбортовок, и большой поверхности уплотнительного контакта. При этом уменьшение габаритных размеров соединения трубопроводов обеспечивается тем, что максимальный габаритный размер определяется только суммой толщин концевого участка соединяемого трубопровода, отбортовки и наружного выступа соединительного кольца, что существенно меньше размеров, например, фланцевого соединения.
Выполнение зажимного приспособления в виде охватывающих внутренние выступы соединительных колец и разъемно соединенных между собой двух полуколец, имеющих в поперечном сечении форму выступа с внутренней полостью, в которой установлен дополнительный кольцевой уплотнительный элемент, охватывающий изнутри верхнюю и боковые стенки полости, а также частично участки внутренних выступов, а боковые стенки выступа полуколец установлены в кольцевых пазах, которыми снабжены снаружи внутренние выступы соединительных колец, обеспечивает повышение надежности герметичного соединения трубопроводов из композиционного материала в следствии того, что при этом имеет место дополнительная ступень герметизации, большая поверхность контакта уплотнительного элемента в зажимном приспособлении и, соответственно, высокая степень герметизации и устойчивость к разрушению уплотнительного элемента.
Выполнение закрепленных на концевых участках соединяемых трубопроводов отбортовок, соединительных колец, отбортовок и полуколец зажимного приспособления металлическими обеспечивает повышение надежности герметичного соединения трубопроводов из композиционного материала вследствие повышенной устойчивости к разрушению зажимного приспособления, при затяжке и эксплуатации соединения трубопроводов из композиционного материала, концевые участки которых выполнены из композиционного материала и имеют невысокую прочность.
Выполнение наружной поверхности верхней стенки выступа полуколец не выше уровня верхней внешней поверхности отбортовок обеспечивает уменьшение габаритных размеров соединения, так как при этом трубопроводов максимальный габаритный размер определяется только суммой толщин концевого участка соединяемого трубопровода, отбортовки и наружного выступа соединительного кольца, что существенно меньше размеров, например, фланцевого соединения.
На чертеже представлено соединение трубопроводов из композиционного материала.
Соединение трубопроводов из композиционного материала содержит закрепленные на концевых участках 1 и 2 соединяемых трубопроводов отбортовки 3, 4, между которыми установлена соединительная вставка, выполненная в виде двух соединительных колец, каждое из которых имеет выполненную параллельно торцам отбортовок 3, 4 центральную часть 5, 6, взаимодействующую с торцами концевых участков 1, 2 соединяемых трубопроводов и отбортовки 3, 4 через уплотнительный элемент 7, 8. Каждое соединительное кольцо, а именно, центральная часть 5, 6, снабжено снизу параллельным оси соединяемых трубопроводов внутренним выступом 9, 10, установленным по торцу с зазором относительно внутреннего выступа другого кольца, внутренняя поверхность которого выполнена заподлицо с внутренней поверхностью соединяемых трубопроводов. Сверху и на противоположной стороне центральной части 5, 6 расположен параллельный оси соединяемых трубопроводов наружный выступ 11, 12, охватывающий снаружи отбортовку 3, 4. Зажимное приспособление выполнено в виде охватывающих внутренние выступы 9, 10 соединительных колец и разъемно соединенных между собой двух полуколец 13, 14, имеющих в поперечном сечении форму выступа с внутренней полостью 15, в которой установлен дополнительный кольцевой уплотнительный элемент 16, охватьгаающий изнутри верхнюю 17 и боковые стенки 18, 19 полости, а также частично участки внутренних выступов 9, 10, а боковые стенки 18, 19 выступа полуколец установлены в кольцевых пазах 20, 21, которыми снабжены снаружи внутренние выступы 9, 10 соединительных колец. Наружная поверхность верхней стенки 17 выступа полуколец предпочтительно выполнена не выше уровня верхней внешней поверхности отбортовок 3, 4. Соединительные кольца, отбортовки 3, 4 и полукольца 13, 14 зажимного приспособления выполнены металлическими.
Сборка предлагаемого соединения трубопроводов из композиционного материала осуществляется следующим образом.
Предварительно на концевых участках 1, 2 соединяемых трубопроводов закрепляются, например, при помощи клеевого соединения, площадь поперечного сечения которого уменьшается в направлении от торцов концевых участков 1, 2, металлические отбортовки 3, 4. Затем на металлические отбортовки 3, 4 в области их торцов совместно с уплотнительными элементами 7, 8 устанавливаются соединительные кольца таким образом, что уплотнительные элементы 7, 8 поджимаются центральной частью 5, 6 соединительных колец к торцам как металлических отбортовок 3, 4, так и торцам концевых участков 1, 2. Окончательное соединение концевых участков 1, 2 осуществляется путем установки в кольцевых пазах 20, 21 внутренних выступов двух металлических полуколец 13, 14, совместно с дополнительным кольцевым неразъемным 16 ушютнительным элементом таким образом, что боковые стенки 18, 19 выступа полуколец 13, 14, размещаются в этих пазах 20, 21, с последующей стяжкой, аналогично стяжки хомутом, полуколец 13, 14 болтовым соединением по обеим сторонам их разъема.
Предлагаемое соединение трубопроводов из композиционного материала надежно в эксплуатации, обеспечивает высокую степень герметизации соединения и имеет небольшие габаритные размеры.