ТРУБОПРОВОДНАЯ МУФТА

Полезная модель относится к области арматуростроения, а именно к трубопроводным муфтам и может быть использовано при монтаже и аварийно-восстановительном ремонте пневмогидравлических магистралей промышленного и бытового назначения.
Широко известны муфты для соединения трубопроводов, один из которых выполнен с гладким концом, а другой - с раструбом. Между концами соединяемых трубопроводов размещены эластичные герметизирующие элементы, а образованные в раструбе полости заполнены герметизирующим материалом, например мастикой (авторское свидетельство СССР №836442, МПК F 16 L 21/04, дата публикации 07.06.1981). Конструкция раструбного соединения позволяет компенсировать возникающие в процессе монтажа или эксплуатации трубопровода перекосы и смещения элементов трубного соединения.
Под воздействием почвенной, химической, электрохимической, электрической коррозии и других внешних воздействий в трубах и их соединениях возникают локальные повреждения в виде коррозионных язв, трещин, свищей, кратеров, которые являются источниками протечек транспортируемого по трубам продукта (жидкостей, газов, пара, проч.). Для устранения этих явлений разрушения действующих трубопроводов применяют ремонтные и защитные муфтовые устройства.
5
Известна муфта для ремонта трубопроводного соединения, защищенная патентом US 5375888, МПК F 16 L 55/16, дата публикации 27.12.1994. Ремонтная муфта содержит два фланцевых сегмента жесткого корпуса, плотно надеваемых на ремонтируемый трубопровод снаружи от первичного трубопроводного соединения и стягиваемых болтами. Ремонтная муфта снабжена эластичными элементами, герметизирующими ее внутреннюю полость.
Недостатком аналога является жесткая фиксация муфты на трубопроводе, препятствующая компенсации угловых и радиальных относительных смещений элементов защищаемого трубопровода.
5
Известен фитинг для устранения протечек, возникающих в местах концентрации напряжений в Т-образных и угловых соединительных трубопроводных муфтах (патент US 3944260, МПК F 16 L 55/18, дата публикации 16.03.1976). Фитинг состоит из двух фланцевых сегментов и предназначен для плотного жесткого схватывания соединительной трубопроводной муфты и соединяемого трубопровода. Фитинг герметизирован эластичной набивкой.
Недостатком фитинга также является излишняя жесткость, сужающая его функциональные возможности в области компенсации относительных смещений соединяемых участков трубопровода.
Прототипом заявляемой трубопроводной муфты является защитная антикоррозионная муфта для раструбных соединений подземных трубопроводов (патент US 3851671, МПК F 16 L 55/17, дата публикации 03.12.1974). Защитная муфта выполнена в виде разъемного полимерного хомута сферической формы с посадочными патрубками и разъемными эластичными седлами для соединяемого трубопровода. Вдоль разъема хомута полусферы снабжены рядом ответных профилированных упругих отбортовок, соединяемых друг с другом при монтаже хомута на трубопроводе с помощью упругих тангенциальных зажимов. Разъем защитного хомута герметизирован эластичным элементом. Объемная форма хомута, упругое исполнение его корпуса, крепежных элементов, наличие эластичных седел позволяют хомуту совместно с первичным раструбным соединением трубопровода компенсировать возникающие в процессе эксплуатации угловые, радиальные и осевые относительные смещения соединяемых труб.
Недостатком прототипа является его узкая функциональная направленность на обеспечение лишь антикоррозионной защиты первичного монтажно-ремонтного муфтового соединения трубопровода. Низкие прочностные характеристики прототипа не позволяют использовать его в качестве самостоятельного соединительно-ремонтного компенсирующего устройства на тяжело нагруженных трубопроводах.
Заявляемая полезная модель решает техническую задачу расширения функциональных возможностей компенсационной трубопроводной муфты за счет повышения надежности ее работы на тяжело нагруженных магистралях.
Заявленная техническая задача решена в конструкции трубопроводной муфты, корпус которой выполнен с продольным разъемом, скреплен по разъему соединительными элементами и герметизирован эластичным элементом, снабжен посадочными патрубками и эластичными разъемными седлами. Корпус выполнен жестким, разъем корпуса выполнен фланцевым, соединительные элементы выполнены жесткими, например, в виде резьбовых тяг. Эластичный элемент выполнен в виде замкнутого кольца. Эластичные разъемные седла выполнены в виде полуколец для фиксации в них эластичного элемента и снабжены дополнительными эластичными седлами-полукольцами, плоскость разъема которых смещена относительно плоскости разъема основных эластичных седел, например на 90°.
Существо полезной модели поясняется чертежом, на фиг.1 которого изображена заявляемая трубопроводная муфта, вид на разъем; на фиг.2 - то же, вид с торца и разрез по А-А фиг.1.
Трубопроводная муфта содержит корпус с продольным разъемом в плоскости «а-а», делящим его пополам на верхний 1 и нижний 2 сегменты. Сегменты 1 и 2 снабжены жесткими крепежными фланцами 3 и 4 для плотной стяжки корпуса муфты на трубопроводе 5 с помощью резьбовых тяг, например с помощью болтов 6 и гаек 7. В канавке 8 верхнего сегмента 1 установлен эластичный кольцевой элемент 9 для герметизации разъема корпуса. Корпус муфты снабжен разъемными посадочными патрубками 10 и 11 для трубопровода 5. В патрубках 10 и 11 выполнены канавки 12 и 13, в которых установлены эластичные разъемные седла для трубопровода 5, состоящие из полуколец 14, 15, 16 и 17. Плоскость разъема эластичных седел совпадает с плоскостью «а-а» разъема корпуса муфты. В полукольцах 14, 15, 16 и 17 эластичных седел зафиксирован кольцевой эластичный элемент 9. В канавках 12 и 13 патрубков 10 и 11 размещены также дополнительные, разъемные в плоскости «в-в», эластичные седла-полукольца 18, 19, 20 и 21. Плоскость разъема «в-в» дополнительных эластичных седел смещена относительно плоскости разъема «а-а» основных эластичных седел на угол α, равный например 90°. Корпус муфты содержит свободное внутреннее пространство 22 для компенсации взаимных угловых отклонений и радиальных смещений концов монтируемого либо восстанавливаемого трубопровода 5. В частном случае в свободном внутреннем пространстве 22 корпуса может быть размещено первичное раструбное соединение 23 трубопровода 5. Фланцевый корпус муфты и соединительные элементы выполнены из материала с высокими прочностными характеристиками, например из чугуна.
Сборка заявляемой муфты на трубопроводе 5 осуществляется следующим образом.
При выполнении работ по монтажу трубопровода 5 сегменты 1 и 2 корпуса муфты в сборе с полукольцами 14-21 эластичных седел устанавливают на концах соединяемых труб. При выполнении работ по восстановлению герметичности действующего трубопровода 5 в результате его локального повреждения, в том числе со смещением, сегменты 1 и 2 корпуса муфты в сборе с полукольцами 14-21 эластичных седел устанавливают снаружи от дефектного участка трубопровода без его удаления. При выполнении работ по устранению течи в месте первичного соединения труб, например раструбного соединения 23, сегменты 1 и 2 корпуса муфты в сборе с полукольцами 14-21 эластичных седел устанавливают снаружи от первичного трубного соединения 23.
Стяжку сегментов 1 и 2 на трубопроводе производят с помощью болтов 6 и гаек 7. При этом происходит равномерное поперечное обжатие кольцевого уплотнительного элемента 9 и равномерное радиальное обжатие эластичных седел из полуколец 14-21 с усилием, достаточным для деформации эластомера. По мере увеличения стягивающего усилия со стороны резьбовых тяг посадочные поверхности эластичных
седел приобретают размер и форму, соответствующие форме и размерам внешних поверхностей трубопровода 5.
В результате предварительного обжатия эластичного элемента 9 и эластичных седел происходит центровка трубопроводной муфты, а посадочные поверхности эластичных полуколец 14-21 служат при этом опорно-центрирующими поверхностями. В процессе последующего обжатия выбираются все технологические радиальные зазоры между посадочными поверхностями муфты и наружным диаметром трубопровода 5, которые учитывают допуски на овальность и конусность трубопровода, возможные относительные смещения участков трубопровода. Образующийся в результате окончательной затяжки сегментов 1 и 2 на трубопроводе 5 натяг эластичного элемента 9 и эластичных седел во всех направлениях достаточен для обеспечения прочноплотного соединения посадочных патрубков 10, 11 муфты с трубопроводом 5, герметизации разъема и торцов муфты.
Работа заявляемой трубопроводной муфты осуществляется следующим образом.
При подаче по трубопроводу 5 рабочей среды наличие в жестком корпусе трубопроводной муфты разнесенных эластичных седел обеспечивает равномерное прилегание посадочных поверхностей муфты по всей длине окружности трубопровода, равномерное распределение нагрузки на трубопровод, создание регулируемых разгружающих напряжений в трубе. Упрочненный заявляемой муфтой участок трубопровода приобретает несущую способность, не уступающую по величине несущей способности целой трубы.
Эластичные седла защищают корпус муфты от динамических воздействий, возникающих в процессе эксплуатации при смещениях и перекосах соседних участков трубопровода. В свободном пространстве 22 внутри корпуса муфты эти смещения и перекосы компенсируются.
Таким образом, жесткая силовая конструкция корпуса, его высокая несущая способность наряду с высокой компенсирующей способностью обеспечивают заявляемой муфте универсальность свойств и широту области применения в качестве надежного и долговечного соединительного, усиливающего, защитного и ремонтного устройства на трубопроводах различного назначения.