РАЗЪЕМНЫЙ СТЫК ТРУБОПРОВОДОВ
DETACHABLE PIPELINE JOINT

Изобретение относится к агрегатам и узлам пневмогидросистем (ПГС) и предназначено для разъемного сочленения трубопроводов в различных областях техники.
В ПГС широко используются разъемные соединения с накидной гайкой при герметичном контакте сферических и конических поверхностей, называемые также соединениями "шар по конусу" (см., например, книгу: П.И.Орлов "Основы конструирования". Справочно-методическое пособие в двух книгах. М., Машиностроение, 1988, книга 2, стр.210, рис.495 (3)).
Известно также соединение прямое промежуточное (см., например, книгу: В.И.Анурьев "Справочник конструктора-машиностроителя". В 3-х томах. М., Машиностроение, 1992 г. (Том 3), стр.408).
Недостатком указанных устройств является постепенное механическое и коррозионное разрушение контактируемых металлических поверхностей с последующей потерей герметичности, особенно при большом числе сочленений (повторных сборок-разборок) с большими моментами затяжки накидной гайки и наличии механических вибраций и эксплуатации.
Из патентной литературы также известно разъемное соединение (разъемный стык) трубопроводов, содержащий наконечники на сопрягаемых трубопроводах, накидную гайку и уплотнение между наконечниками (см., например, патент РФ N2197672, МКИ F16L 19/03, 26.03.2001 г.).
Недостатками этого соединения является то, что при затяжке стыка может быть перекос, что приводит к неравномерному нагружению прокладок, необходимости компенсации большого рабочего хода наконечника запасом длины, большая длина и масса конструкции.
Задачей данного изобретения является создание разъемного стыка трубопроводов с достижением технического результата - повышение надежности, в частности герметичности, вибро- и ударостойкости и, как следствие, увеличение ресурса при сохранении технологичности конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что разъемный стык трубопроводов содержит наконечники на сопрягаемых трубопроводах, накидную гайку и уплотнение между наконечниками, а на наконечнике, свободном от накидной гайки, выполнен шестигранник для осуществления затяжки стыка и возможности контровки проволокой пломбы. В соответствии с изобретением наконечники выполнены в виде системы концентрических усеченных последовательных конусов, сопрягаемых друг с другом, с цилиндрическими участками в этой системе и двумя полостями герметизации прямоугольно-ромбовидного сечения и полостью герметизации в накидной гайке по форме внутренней проточки с возможностью дополнительной контровки и герметизации при заполнении полости материалом уплотнения, при этом на торцевую поверхность накидной гайки нанесено антифрикционное покрытие.
Далее предлагаемое изобретение поясняется более подробно с использованием чертежей, где на фиг.1 показан предлагаемый разъемный стык, а на фиг.2 - увеличенный вид полостей герметизации.
Разъемный стык трубопроводов содержит (см. фиг.1) скрепленные с концами сопрягаемых трубопроводов наконечники 1 и 2, накидную гайку 3 на наконечнике 1, а на другом наконечнике 2 шестигранник 4, что позволяет производить контровку стыка с помощью проволоки 5 и пломбы 6. Наконечники выполнены в виде системы концентричных усеченных сопрягаемых друг с другом последовательных конусов с цилиндрическими участками в этой системе, образующими полости герметизации прямоугольно-ромбовидного сечения, а также полость герметизации 7 в накидной гайке 3 по форме внутренней проточки. На фиг.2 укрупненно показаны полости герметизации, система конусов и цилиндрических участков наконечников 1 и 2, а также прокладки 8 и 9 в рабочем положении. На торцевую поверхность гайки накидной 3 нанесено антифрикционное покрытие 10.
В соответствии с предложенной конструкцией разъемного стыка рабочий ход наконечника при сборке трубопроводов уменьшается по сравнению с прототипом за счет применения системы концентричных усеченных конусов, расположенных последовательно. При этом объем зоны герметизации и форма уплотнения определяются подбором цилиндрических участков в системе последовательных конусов, а также параметрами конусов. Кроме того, подбором цилиндрических участков и параметров конусов определяется замкнутость или разомкнутость полостей герметизации и величина хода наконечника 1. Примененные замкнутые полости герметизации увеличивают герметичность и надежность стыка.
Применение прокладки 8 из фторопласта 4 позволяет надежно заполнить первую полость герметизации, где образуется металл-неметаллическое уплотнение. При этом неметалл пассивно защищается металлом наконечника 2 от агрессивных факторов (например, радиация). Применение прокладки 9 из прутка из АД1 также позволяет заполнить полость герметизации и образует металл-металлическое уплотнение, что надежнее неметалл-металлического. В разработанном стыке прокладки 8, 9 сжимаются равномерно с двух сторон со сдвигом, образуя уплотнения с полостью герметизации прямоугольно-ромбовидного сечения.
Наличие в конструкции наконечников 1, 2 конусов позволяет центрировать наконечники и стабилизировать объемы полостей герметизации в малом диапазоне.
Поскольку основное усилие для затяжки разработанного стыка приходится на торец наконечника 1 от гайки накидной 3, для предотвращения проворота наконечника 1 совместно с гайкой накидной 3 на торцевую поверхность гайки нанесено антифрикционное покрытие 10 и улучшено качество обработки торцевой поверхности наконечника, обеспечено соотношение большей площади поверхности трения внутри стыка по сравнению с торцевой и предусмотрены лыски 11 на наконечнике 1.
Равномерность затяжки стыка достигается за счет единого резьбового соединения на наконечнике 2 и гайке накидной 3.
При этом третья полость герметизации 7 (см. фиг.2) может использоваться одновременно и для контровки стыка, и для его герметизации при заполнении полости материалом уплотнения.
К достоинствам изобретенного стыка можно отнести его компактность, точность, малый ход наконечника 1, наличие толщины металла вокруг уплотнений за счет примененных конструктивных решений, что обеспечивает пассивную радиационную защиту; высокую герметичность, виброударопрочность, стойкость к термоциклическому нагружению и общую надежность соединения в том числе за счет малого числа деталей.