МУФТА ДЛЯ РЕМОНТА РАСТРУБНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Полезная модель «Муфта для ремонта раструбных соединений» относится к трубопроводному транспорту и может быть использована для восстановления механической прочности и герметичности трубопроводов в области водоснабжения, в частности питьевого, канализации, в гидротехнических сооружениях без прекращения их эксплуатации на время ремонта. Полезная модель относится к соединениям посредством муфт, в частности к муфтам, включающим полый корпус, для обхвата ремонтируемой трубы совместно с раструбом, при использовании которых повышается прочность стенок труб с дефектами.
Известно, что большое место в водоснабжении отводится чугунным и железобетонным водопроводам, которые состоят и строятся из отдельных труб, имеющих большую протяженность.
Соединение труб обеспечивает раструб, который является самым уязвимым местом во всем трубопроводе, подвергается механическим нагрузкам, происходящим вследствие движения грунта и разрушению в процессе эксплуатации.
Существующие технологии, предусматривающие замену дефектного участка трубы, например, в техническом решении по патенту на полезную модель №109823 «Приспособление для устранения порывов чугунных труб» (F16L 55/00, патентообладатель - ОАО «Российские железные дороги, (RU), заявл. 24.01.2011, опубл. 27.10.2011) в ремонтируемой чугунной трубе, предполагают вырезание и удаление дефектного участка трубы, образуя промежуток длиной несколько меньше длины стальной надвижной муфты.
Такие муфты предназначены для ремонта прямых участков труб и имеют большую металлоемкость и конструктивную сложность. Для герметизации зазора, между поверхностью ремонтируемой чугунной трубы и раструбами используется сальниковая набивка, состоящая из слоев каболки и резиновых колец. Уплотнение и прижатие сальниковой набивки осуществляется при помощи прижимных фланцев с кольцевой втулкой, затягиванием гаек на резьбовых шпильках, закрепленных на раструбах стальной надвижной муфты. Использование такой муфты для ремонта труб является дорогостоящим процессом, поскольку требуется отключение водоснабжения проходящей через участок трубопровода и необходимость сливать оставшуюся воду из участка трубопровода в канализационные системы, что приводит к большим потерям питьевой воды. Кроме того, использование сальниковой набивки является экологически небезопасным способом герметизации и пожароопасным. В настоящее время такой ремонт можно отнести к устаревшим и экономически невыгодным способам.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению, взятым в качестве прототипа, является устройство, защищенное патентом на изобретение №2289058 «Трубопроводная муфта» (Патентообладатель ООО «Балтпромарматура», (RU), приоритет 01.06.2005, опубликовано 10.12.2006, индекс МПК F16L 21/00).
Согласно известному решению трубопроводная муфта имеет корпус, выполненный с продольным разъемом, скрепленным по разъему соединительными элементами и герметизирован эластичным элементом, выполненным в виде замкнутого кольца. Корпус снабжен посадочными патрубками с разъемными эластичными седлами в виде полуколец для фиксации в них эластичного элемента и снабженных дополнительными эластичными седлами-полукольцами, плоскость разъема которых смещена относительно плоскости разъема основных эластичных седел, например, на 90°. Корпус муфты и соединительные элементы выполнены жесткими. Разъем корпуса выполнен фланцевым.
Недостатком данного решения является высокая сложность конструктивного изготовления данной трубопроводной муфты, содержащей большое количество эластичных элементов (замкнутых колец и полуколец для фиксации в них эластичного элемента, а также дополнительных эластичных седел-полуколец, устанавливаемых со смещением относительно плоскости разъема основных эластичных седел. Процесс изготовления такой трубопроводной муфты является трудоемким, поскольку требуется неоднократного обжатия, как эластичного элемента, так и эластичных седел, для центровки трубопроводной муфты. В конструкции указанной муфты используется пневмопрокладка по типу разомкнутой автомобильной шины, срок эксплуатации которой не более 1 года. Таким образом, применение трубопроводной муфты только временно локализует образовавшуюся течь и требует дополнительно проведение ремонтных мероприятий через неопределенный промежуток времени. Также в описание отсутствует информация, каким образом контролируется степень обжатия элементов, при этом отмечается, что возможны относительные смещения участков трубопровода. Кроме того, при использовании указанной конструкции муфты для ремонта дефектов труб, невозможно производить его без отключения водоснабжения.
Как очевидно, технические решения по ремонту труб при помощи муфт, запатентованные в выбранных аналоге и прототипе, не решают техническую проблему, связанную с проведением ремонта дефектных мест без отключения водоснабжения.
Поэтому для устранения этой проблемы в заявленном техническом решении предложена конструкция муфты, позволяющая полностью герметизировать пространство вокруг дефектного раструбного соединения и осуществить ремонт дефектного участка трубы с раструбом без отключения водоснабжения.
Поставленная цель достигается за счет того, что в известной муфте для ремонта раструбных соединений, корпус которой выполнен с продольным разъемом, скреплен по разъему соединительными элементами и герметизирован уплотнительными элементами, согласно заявленному решению, корпус муфты выполнен состоящим из обечаек разного диаметра - центральной обечайки и боковых обечаек, при этом на боковых обечайках установлены боковые фланцы, на внешней поверхности которых расположен ограничитель, выполненный в форме радиального кольца, внутри которого расположена, по крайней мере одна, уплотнительная манжета, боковые фланцы соединены посредством крепежных элементов с прижимными фланцами, снабженными радиальным выступом, и с фиксирующими фланцами. При этом боковой фланец, прижимной фланец и фиксирующий фланец выполнены состоящими из полуфланцев, при этом зазоры между полуфланцами прижимного фланца расположены перпендикулярно зазорам между полуфланцами фиксирующего фланца, на внутренней поверхности прижимного фланца по его внутреннему диаметру выполнен радиальный выступ, внешний диаметр которого соответствует или меньше внутреннего диаметра радиального кольца ограничителя бокового фланца, а боковые фланцы соединены с прижимными фланцами и с фиксирующими фланцами посредством крепежных элементов круговой фиксацией. Кроме того, за счет того, что центральная и боковые обечайки выполнены состоящими из полуобечаек, при этом диаметр центральной обечайки больше диаметра боковых обечаек, а для крепления частей корпуса между собой, каждая часть корпуса снабжена горизонтальными планками, повторяющими конфигурацию внешней поверхности корпуса, при этом между горизонтальными планками установлены уплотнительные прокладки и в каждой планке и прокладке выполнены отверстия для крепежных элементов продольной фиксации. Одна из частей корпуса снабжена, расположенным на центральной обечайке, патрубком отвода воды со спускной пробкой.
Выполнение корпуса муфты из обечаек разного диаметра обеспечивает создание такой конструкции муфты, которая обеспечивает удобство ремонта раструбных соединений труб. Радиальный выступ прижимного фланца позволяет создать распределение давления на уплотнительные манжеты, которое обеспечивает герметизацию муфты на трубопроводе.
Полезная модель поясняется чертежами:
на фиг. 1 - представлена муфта в сборе;
на фиг. 2 - представлена муфта в разрезе;
на фиг. 3 - представлена муфта в изометрии.
Муфта для ремонта раструбных соединений, представленная на фиг. 1 содержит разъемный корпус 1, состоящий из 2-х полумуфт, каждая из которых выполнена из трех обечаек - центральной обечайки 2 с диаметром большим, чем ремонтируемый раструб и двух боковых обечаек 3 с диаметрами больше, чем участок трубы. К боковым обечайкам 3 приварены полуфланцы, которые в собранном виде образуют боковой фланец 4. Для соединения частей разъемного корпуса 1 к обеим его частям приварены горизонтальные планки 5, повторяющие конфигурацию внешней поверхности корпуса 1. Между горизонтальными планками 5 расположены уплотнительные прокладки 6 с отверстиями, путем совмещения отверстий на планке 5 с отверстиями на уплотнительной прокладке 6. Горизонтальные планки 5 частей корпуса 1 соединены между собой крепежными элементами продольной фиксации 7 (болтами с гайками).
На внешней поверхности бокового фланца 4 расположен ограничитель 8, выполненный в форме радиального кольца, внутри которого установлена одна или несколько уплотнительных манжет 9. Боковые фланцы 4 соединены с прижимными фланцами 10 и с фиксирующими фланцами 11 крепежными элементами 12 круговой фиксации. На внутренней поверхности прижимного фланца 9 по его внутреннему диаметру, выполнен радиальный выступ 13, внешний диаметр которого меньше диаметра кольца ограничителя 8 бокового фланца 4. Боковой фланец 4, прижимной фланец 10 и фиксирующий фланец 11 выполнены состоящими из полуфланцев. Зазоры между полуфланцами прижимного фланца 10 расположены перпендикулярно зазорам между полуфланцами фиксирующего фланца 11. К одной из частей корпуса 1 приварен патрубок отвода воды 14, закрытый спускной пробкой 15.
Муфта для ремонта раструбных соединений работает следующим образом:
Перед установкой муфты проводят мероприятия по уменьшению вытекания воды и снятию давления на раструбном соединении или мероприятия по отводу воды из котлована, где находится чугунная или железобетонная труба. Очищают поверхность трубопровода, удалив все шероховатости, выступы. Если трубопровод изготовлен из стали, сварные швы необходимо сгладить шлифованием с сохранением профиля трубопровода. Выворачивают нижнюю спускную пробку 15 патрубка отвода воды 14 и располагают нижнюю часть корпуса ремонтной муфты под раструбом либо поврежденным участком.) Под нижнюю часть корпуса полумуфты устанавливают опору таким образом, чтобы центрировать ее относительно соответствующего участка трубопровода. На горизонтальные планки 5 полумуфт устанавливают уплотнительные прокладки 6, обеспечив совпадение отверстий уплотнительных прокладок на поверхностях планок обеих полумуфт. Вставляют болты с обеих сторон планок муфты, зафиксировав их таким образом, чтобы уплотнительные прокладки равномерно выступали по периметру обжимаемых боковых планок. Затяжка болтов должна выполняться от центра плоской части муфты по направлению к ее концам. Следует убедиться, что уплотнительные прокладки были равномерно прижаты плоскими частями муфты. Рекомендованный момент затяжки 120-160 Нм. Устанавливают боковые фланцы 4, на внешней стороне которых расположен ограничитель 8, выполненный в виде радиального кольца, в котором располагают одну или несколько уплотнительных манжет 9 с одного торца муфты. Манжеты 9 должны быть равномерно расправлены в ограничителе. Места стыковки манжет производить в противоположных частях окружности ограничителя муфты. Аналогичным образом производится укладка манжет с другого торца муфты. В отверстия бокового фланца 4 вставляют четыре болта по окружности под углами 45, 135, 225, 315 градусов. Далее прикладывают и надевают два полуфланца прижимного фланца 10 так, чтобы зазоры между ними были в горизонтальной плоскости. Затем прикладывают и надевают два полуфланца фиксирующего фланца 11 так, чтобы зазоры между ними были в вертикальной плоскости. Закрепляют фиксирующие фланцы гайками с шайбами вручную, не затягивая болтов. Вставляют остальные болты и закрепляют гайками с шайбами вручную. Собирают вторую сторону муфты таким же образом, как и первую. Проверяют параллельность всех трех фланцев с обеих сторон муфты. Затягивают болты, начиная от двух ближайших к горизонтали болтов, до соединения двух частей корпуса муфты болтами по вертикали. Затяжку производят методом «крест-накрест», сохраняя при этом параллельность всех фланцев. Рекомендованный момент затяжки 120-160 Нм. Устанавливают патрубок отвода воды со спускной пробкой на место.
Наработанный опыт в применении заявленного решения позволяет выделить его основные преимущества и достоинства:
- Конструкция муфты позволяет осуществлять отвод воды из дефектного раструба для возможности проведения работы по установке, не выключая при этом общее водоснабжение;
- Конструкция муфты позволяет использовать ее на трубах с несоосностью 4-6 град, на каждое соединение;
- Возможно расширение соединения труб с колебаниями наружного диаметра до 20 мм с помощью одной и той же соединительной муфты;
- Расширяются эксплуатационных возможностей муфты при одновременном упрощении ее конструкции;
- Муфта устанавливается с применение стандартного слесарного инструмента и не требует сварочных работ, таких как резка по металлу и чеканка свинцом;
- Значительно сокращается время на ремонт труб;
- Отсутствует или сокращается потерь воды, выпускаемой из трубы при ремонте.
Таким образом, применение уплотнительных манжет и составных прижимных фланцев обеспечивает равномерное и плотное обжатия тела трубы, в том числе и с незначительными шероховатостями. Ремонт раструбных соединений трубопроводов путем установки на ремонтируемый участок муфты, состоящей из корпусов двух полумуфт, имеющих центральную обечайку и боковые обечайки, соединенных между собой через планки, внутри которых размещена уплотнительная прокладка и стягиваемых с помощью болтов, позволит произвести ремонт без отключения системы водоснабжения, уменьшит расход утечки воды, увеличит срок службы водопроводных труб, а также сократит время ремонта за счет более простой конструкции и способа ее установки.