СТЯЖНОЙ РЕМЕНЬ ДЛЯ ТРУБНОЙ МУФТЫ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ С СИЛОВЫМ ЗАМЫКАНИЕМ ТРУБ, В ЧАСТНОСТИ ТРУБ С ГЛАДКИМИ КОНЦАМИ
TIGHTENING BELT FOR PIPE COUPLING FOR CONNECTION WITH FORCE CLOSURE OF PIPES, IN PARTICULAR PIPES WITH SMOOTH ENDS

Изобретение касается стяжного ремня для трубной муфты для соединения с силовым замыканием труб, в частности труб с гладкими концами, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также трубной муфты для соединения с силовым замыканием труб, в частности труб с гладкими концами, согласно ограничительной части пунктов 6 и 13 формулы изобретения.
Такого рода трубные муфты, такие как, например, выпущены на рынок фирмой STRAUB AG под наименованием ECO-GRIP ©, монтируются над местом стыка между двумя трубами и выполняют функцию фиксации, а также функцию уплотнения в области соединения этих труб. Для этого предусмотрен по меньшей мере один уплотнительный элемент из материала, обладающего упругостью резины, который помещен в корпус, заключающий в себе этот или каждый уплотнительный элемент. Корпус из последовательности элементов, следующих поочередно в окружном направлении, осуществляет передачу усилий, действующих на трубы вследствие внутреннего давления или, соответственно, снаружи.
В WO 2006/100628 A1 описан скрепляющий элемент для трубной муфты, элементы которого состоят из проходящей, по существу, в осевом направлении труб первой полки и по меньшей мере одной второй полки, проходящей под острым углом к первой полке. Расстояние между элементами предпочтительно перекрыто по меньшей мере одной деформируемой перемычкой. Уплотнение перехода между соединяемыми трубами удерживается внутри скрепляющего элемента, с наружной стороны которого может быть предусмотрен еще один корпус, охватывающий скрепляющий элемент и уплотнение.
Соединение с силовым замыканием труб осуществляется посредством усилия, которое создается посредством по меньшей мере одного стяжного ремня, охватывающего скрепляющий элемент в окружном направлении. Его концы стягиваются с помощью по меньшей мере одного, по существу, тангенциального стяжного винта, который воздействует на расположенные, по существу, в осевом направлении труб пальцы на концах стяжного ремня и притягивает концы стяжного ремня друг к другу.
Вследствие расстояния между концами стяжного ремня происходит прерывание равномерной передачи усилий в области прилегающего стяжного ремня. Это прерывание при известных условиях неудовлетворительным образом перекрывается дополнительным конструктивным элементом. Также вследствие радиальной удаленности точек воздействия усилия стягивания стяжного винта на пальце стяжного ремня относительно наружного периметра трубы возникает изгибающая нагрузка стяжного винта и вместе с тем деформации в замке стяжного винта.
В области шланговых хомутов в GB 229073 A описан один из вариантов осуществления, по которому один из концов собственно стяжной ленты в сведенном состоянии продет через отверстие в противолежащем, расширенном относительно остальной длины стяжной ленты конце. Оба конца выполнены в виде петли, и в них помещены пальцы, между которыми зажат стяжной винт. Для стягивания шлангового хомута пальцы и вместе с тем концы стяжной ленты разжимаются посредством стяжного винта. Как изложено также в FR 599968 A, с помощью такого рода шланговых хомутов может достигаться равномерное прижатие по всему периметру шланга или трубы.
Однако чтобы можно было при этом покрывать различные диаметры шлангов, длина стяжной ленты может изменяться путем пошагового изменения положения выполненных в виде петли концов. Чтобы стяжной винт мог использоваться в каждом положении стяжной ленты, в GB 229073 A предусмотрены отдельные прерывистые отверстия в стяжной ленте для продевания стяжного винта. Но при этом всегда по меньшей мере одно положение стяжной ленты находится между стяжным винтом и уплотнением и/или шлангом или трубой, так что всегда значительная часть стяжного винта находится вне наружного периметра трубы и при этом вследствие этой радиальной удаленности точек воздействия усилия стягивания здесь также возникает существенная изгибающая нагрузка стяжного винта и деформации в замке стяжного винта.
Задачей настоящего изобретения является, таким образом, предложить трубную муфту, у которой устраняются вышеназванные недостатки. В частности, должна быть обеспечена по периметру наиболее равномерная нагрузка труб с наименьшими возможными нагрузками механизмов стягивания и точек их воздействия.
Задача решается с помощью признаков независимых пунктов 1, 6 и 13 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования представлены на чертежах и в зависимых пунктах формулы изобретения.
В соответствии с изобретением предусмотрено, что ширина двух перекрывающихся концов стяжного ремня вместе соответствует максимум ширине стяжного ремня на продольном участке между этими концами, а также в том конце стяжного ремня, который продет через продольную прорезь другого конца, предусмотрена по меньшей мере одна проходящая в продольном направлении стяжного ремня продольная прорезь. Термин «стяжной ремень» включает в себя, в частности, стяжные ленты или, соответственно, все, по существу, плоские или ленточные между своими концами стяжные элементы.
При этом наряду с отводом усилий стягивания в направлении, тангенциальном к поперечному сечению трубы и равномерной без прерывания по всему периметру нагрузкой на трубу, возможно расположение выполненного как бы то ни было механизма стягивания совсем близко к наружному периметру трубы. Деформации в механизме стягивания, например, в системе, включающей в себя пальцы на концах стяжного ремня, которые могут разжиматься посредством одного или нескольких стяжных винтов, при этом устраняются так же, как и изгибающие нагрузки самих стяжных винтов.
Предпочтительно ширина каждого из двух концов соответствует, по существу, половине ширины стяжного ремня. Сами концы могут быть предпочтительно выполнены в виде замкнутых петель.
Изготовление петель является очень простым, если по одному из предпочтительных вариантов осуществления стяжного ремня он выполнен двухслойным непрерывно по всей своей длине. Для этого он может предпочтительно состоять из цельной замкнутой ленты с жестко заданной длиной.
Вышеназванная задача в соответствии с изобретением решается также с помощью трубной муфты вышеназванного рода, стяжной ремень которой выполнен в соответствии с одним из вышеназванных признаков. Каждый вид механизма стягивания, предпочтительно обычный механизм стягивания, включающий в себя пальцы на концах стяжного ремня, расстояние между которыми может изменяться посредством по меньшей мере одного, по существу, тангенциального стяжного винта, может при этом располагаться в радиальном направлении взгляда особенно близко к периметру трубы.
В частности, в соответствии с другим предпочтительным признаком изобретения указанный по меньшей мере один стяжной ремень может быть продет в каждом случае через одну продольную прорезь в концах стяжного ремня. Благодаря этому стяжной ремень может направляться тангенциально и особенно близко к периметру трубы, так что даже при больших усилиях стягивания возникает только минимальная изгибающая нагрузка, а также только наименьшие деформации в любом виде механизма стягивания.
Один из предпочтительных вариантов осуществления изобретения, включающий в себя механизм стягивания с применением по меньшей мере одного стяжного винта, для решения задачи отличается тем, что каждый стяжной винт своим резьбовым участком ввернут в резьбовое отверстие одного из пальцев, и своим резьбовым концом помещен в другом пальце в углубление, в частности глухое отверстие, внутренний диаметр которого по меньшей мере в направлении оси пальца увеличивается в наружном направлении. Этот признак обеспечивает снижение напряжений в замке стяжного винта и обеспечивает возможность геометрической компенсации при изменении осей пальцев на концах стяжного ремня в плоскости, содержащей пальцы и стяжной винт, которая, например, образуется при соединении труб различного диаметра.
Чтобы обеспечить возможность полной геометрической компенсации и еще больше сократить или совсем устранить деформации в замке стяжного винта, углубление, в частности глухое отверстие, в каждом радиальном направлении стяжного винта имеет больший диаметр, чем резьбовой конец стяжного винта, и предпочтительно конически расширяется в наружном направлении.
Предпочтительно при этом предусмотрено, что стяжной винт снабжен сферически закругленным концом винта.
Предлагаемые изобретением преимущества могут также достигаться в одном из вариантов трубной муфты, в котором предусмотрен мостик для перекрытия расстояния между концами стяжного ремня, и этот мостик снабжен углублением для стяжного винта. Предпочтительно этот мостик соединен с одним из концов стяжного ремня. Благодаря этому признаку ось стяжного винта при стягивании трубной муфты оказывается на наиболее близком возможном расстоянии к точке вершины трубы, при этом в качестве минимального расстояния достигается, например, половина наружного диаметра стержня стяжного винта. Векторы усилий стягивания стяжного ремня при этом наилучшим возможным образом совпадают с соединительной линией векторов усилий стягивания, так что изгибающие нагрузки стяжного винта и деформации в частях его замка могут сокращаться или совсем устраняться.
По уровню техники известны трубные муфты, у которых по меньшей мере один уплотнительный элемент из резиноупругого материала расположен внутри корпуса. При необходимости могут быть также предусмотрены находящиеся по бокам от уплотнительного элемента пластинки и/или по меньшей мере один скрепляющий элемент, охватывающий упомянутый по меньшей мере один уплотнительный элемент. Как, например, описано в этой связи в WO 2006/100628 A1, такого рода скрепляющий элемент может состоять из последовательности поочередно расположенных в окружном направлении элементов, которые, в свою очередь, имеют проходящую, по существу, в осевом направлении труб первую полку и по меньшей мере одну вторую полку, проходящую под острым углом к первой полке.
Чтобы и здесь достигать приведенных выше преимуществ тангенциального механизма стягивания с проходящими как можно ближе к периметру трубы усилиями стягивания, в областях стяжных винтов в скрепляющем элементе предусмотрено по одному углублению, и каждый продольный участок каждого стяжного винта по меньшей мере частично, предпочтительно, по существу, до половины своего диаметра, оказывается в соответствующем углублении.
Один из предпочтительных вариантов осуществления изобретения отличается тем, что углубление сделано, предпочтительно выбито (вытеснено) по меньшей мере в одной из первых первой полок скрепляющего элемента.
Предпочтительно также предусмотрено, что по меньшей мере в одном уплотнительном элементе сделано соответствующее углублению в первой полке скрепляющего элемента и/или в мостике углубление, в области которого всегда проходит один из стяжных винтов.
Предпочтительным образом могут быть предусмотрены по меньшей мере два стяжных винта, предпочтительно симметрично относительно продольной центральной плоскости стяжного ремня.
Действие усилий с одинаковым эффектом по всему периметру указанной или каждой трубы, а также равномерно нагружающее стяжной ремень по всей его длине, может достигаться с помощью другого предлагаемого изобретением варианта осуществления трубной муфты, при котором оба пальца удлинены по ширине стяжного ремня за ее пределы, и с каждой стороны стяжного ремня в удлиненных концах пальцев предусмотрено по меньшей мере по одному стяжному винту.
Другие преимущества, признаки и подробности изобретения содержатся в последующем описании, в котором описаны примеры осуществления изобретения со ссылкой на чертежи. При этом упомянутые в пунктах формулы изобретения и в описании признаки могут быть существенными для изобретения соответственно по отдельности или в любой комбинации друг с другом.
Список ссылочных обозначений является составной частью описания. Чертежи описываются во взаимной связи и перекрестным образом. Одинаковые ссылочные обозначение означают одинаковые конструктивные элементы, ссылочные обозначение с различными индексами указывают функционально одинаковые или похожие конструктивные элементы.
При этом показано:
фиг. 1 - первый вариант осуществления предлагаемой изобретением трубой муфты в сборке на изображении в перспективе;
фиг. 2 - изображение в перспективе отдельно предлагаемого изобретением стяжного ремня, однако в положении, как при применении в трубной муфте;
фиг. 3 - показано сечение трубой муфты фиг. 1 перпендикулярно стяжному винту при соединении двух труб;
фиг. 4 - сечение трубной муфты с фиг. 1 в плоскости стяжного винта;
фиг. 5 - сечение предлагаемой изобретением трубной муфты в продольном направлении стяжного винта;
фиг. 6 - продольное сечение области соединения двух труб различного диаметра с изображением соответственно деформированного корпуса;
фиг. 7 - показан вариант, включающий в себя мостик для перекрытия расстояния между концами стяжного ремня, и
фиг. 8 - показан другой вариант предлагаемой изобретением трубной муфты, включающий в себя два боковых стяжных винта.
На фиг. 1 показана трубная муфта 1 в состоянии, в которое она установлена для соединения двух труб 2 (см. фиг. 2) и смонтирована в месте стыка между концами этих двух труб 2. По меньшей мере один уплотнительный элемент 3 из резиноупругого материала предусмотрен в виде внутреннего конструктивного элемента. Этот или каждый уплотнительный элемент 3 предпочтительно охвачен и удерживается скрепляющим элементом 4, который состоит из многих отдельных и расположенных последовательно в окружном направлении элементов 4a и осуществляет передачу усилий, действующих на трубы 2 вследствие внутреннего давления или, соответственно, снаружи. Предпочтительно к торцевым сторонам указанного или каждого уплотнительного элемента 3 и внутри торцевого конца скрепляющего элемента 4 прилегает по меньшей мере одна пластинка 5 и проходит вокруг данной трубы 2 во избежание выдавливания уплотнительного элемента 3 при воздействии усилий. Также при необходимости еще один корпус мог бы охватывать скрепляющий элемент 4 и пластинки 5.
По меньшей мере один стяжной ремень 6 прилегает, по существу, по всему периметру к наружной стороне скрепляющего элемента 4. При необходимости стяжной ремень 6 мог бы также непосредственно прилегать к уплотнению 3 или со своей внутренней стороны быть снабжен уплотнительным слоем. Концы 6a, 6b стяжного ремня 6 снабжены пальцами 7a, 7b, направленными в осевом направлении трубной муфты 1 и вместе с тем также соединяемых труб 2, и между этими пальцами 7a, 7b зажат по меньшей мере один стяжной винт 8. Для стягивания стяжного ремня 6 стяжной винт 8 вращается таким образом, что создается усилие, отодвигающее пальцы 7a, 7b от области перекрытия концов 6a, 6b стяжного ремня 6. При этом пальцы 7a, 7b сдвигаются в направленные от области перекрытия концов 6a, 6b стяжного ремня 6, более далекие друг от друга положения. При этом усилия стягивания отводятся в направлении, тангенциальном к поперечному сечению трубы, и одновременно посредством стяжного ремня 6, по существу, полностью прилегающего к уплотнительному элементу 3 или скрепляющему элементу 4, создается равномерное без прерывания по всему периметру усилие и нагрузка на уплотнительный элемент 3, при необходимости скрепляющий элемент 4, и в итоге также на трубу 2. Конечно, возможны также другие механизмы стягивания, которые находят решение без или с иначе расположенными стяжными винтами 8.
Для облегчения продевания пальца 7a на первом конце 6a, проходящем в середине из стяжного ремня 6, через противолежащий конец 6b стяжного ремня 6, предпочтительно длина этого пальца 7a соответствует меньшей ширине конца 6a стяжного ремня 6. Конец 6b проходит от краев стяжного ремня 6 и охватывает противолежащий конец 6a стяжного ремня 6, при этом длина пальца 7b предпочтительно соответствует всей ширине стяжного ремня 6.
На фиг. 2 изображен стяжной ремень отдельно, однако в положении использования, как в трубной муфте фиг. 1. Предпочтительно стяжной ремень 6 по всей своей длине выполнен непрерывно двухслойно и особенно предпочтительно его концы 6a, 6b выполнены в виде замкнутых петель, в которые вставлены пальцы 7a, 7b и предпочтительно зафиксированы в них. Особенно предпочтительным и подходящим для передачи высоких усилий является один из вариантов осуществления, при котором стяжной ремень 6 состоит из цельной замкнутой ленты с жестко заданной длиной.
Как можно ясно видеть на фиг. 1 и фиг. 2, выполненные в виде петель концы 6a, 6b стяжного ремня 6 вставляются друг в друга таким образом, что один из этих концов, здесь конец 6a, стяжного ремня 6 продет по меньшей мере через одну проходящую в окружном направлении продольную прорезь 6c другого конца, здесь конца 6b. Два конца 6a, 6b перекрываются, при этом предпочтительно ширина двух перекрывающихся концов 6a, 6b стяжного ремня 6 вместе, по существу, соответствует ширине стяжного ремня 6 на его продольном участке, который следует периметру трубы, между концами 6a, 6b. Предпочтительно каждый из концов 6a, 6b, по существу, образует половину ширины стяжного ремня 6 в области перекрытия.
Как особенно хорошо видно из фиг. 2, также в том конце 6a стяжного ремня 6, который продет через продольную прорезь 6c на другом конце 6b, предусмотрена другая проходящая в окружном направлении стяжного ремня 6 продольная прорезь 6d. Благодаря этому можно устанавливать стяжной винт 8 в области продольной прорези 6d и так приближать тангенциально на наиболее близкое возможное расстояние к наружной стороне трубы, так как между стяжным винтом 8 и трубой 2 находится только уплотнительный элемент 3, во всяком случае, скрепляющий элемент 4 и/или корпус, но не материал стяжного ремня 6. При этом на концах 6a, 6b по сравнению с остальной шириной стяжного ремня 6 недостает только ширины диаметра указанного или каждого стяжного винта 8, проходящего между пальцами 7a, 7b.
Установленный на фиг. 1 в продольной середине пальцев 7a, 7b стяжной винт 8 своим резьбовым участком 8a ввернут в резьбовое отверстие одного из пальцев 7a. Резьбовой конец 8b стяжного винта 8 соединен с другим пальцем 7b, например помещен в углубление этого пальца 7b, в частности глухое отверстие 7d. Для стягивания стяжного ремня 6 стяжной винт 8 вращается таким образом, что создается усилие, отводящее пальцы 7a, 7b от области перекрытия концов 6a, 6b стяжного ремня 6. При этом пальцы 7a, 7b сдвигаются в направленные от области перекрытия концов 6a, 6b стяжного ремня 6, более далекие друг от друга положения. Усилия стягивания при этом отводятся в направлении, тангенциальном к поперечному сечению трубы, и одновременно посредством стяжного ремня 6, по существу, полностью прилегающему к корпусу 4, создается равномерное без прерывания по всему периметру усилие и нагрузка на корпус 4, уплотнительный элемент 3 и в итоге также на трубу 2. Указанный или каждый стяжной винт 8, по существу, ориентирован тангенциально к трубной муфте 1 и соединяемым трубам 2.
На виде сечения фиг. 3 можно видеть, что элементы 4a скрепляющего элемента 4 состоят в каждом случае из проходящей, по существу, в осевом направлении труб 2 первой полки 4b и по меньшей мере одной второй полки 4c, распространяющейся под острым углом к первой полке 4b. Расстояние между элементами 4a перекрыто по меньшей мере одной упруго или же пластически деформируемой перемычкой 4d (см. в этой связи фиг. 6), которая проходит между первыми полками 4b. Перемычки 4d могут быть расположены попеременно впереди и позади продольной середины первой полки 4b. Чтобы обеспечить возможность наиболее близкого расположения стяжного винта 8 к точке вершины труб 2 для снижения изгибающей нагрузки стяжного винта 8, предпочтительно в первой полке 4b сделано углубление 4e, что предпочтительно может осуществляться посредством выбивания. Также в уплотнительном элементе 3 предпочтительно предусмотрено углубление 3a для приема углубления 4e скрепляющего элемента 4. Средний продольный участок стяжного винта 8 по меньшей мере частично, предпочтительно, по существу, до половины своего диаметра, оказывается в этом углублении 4e скрепляющего элемента 4.
На фиг. 4 на увеличенном виде изображена опора стяжного винта 8 в пальцах 7a, 7b. Стяжной винт 8 своим резьбовым участком 8a ввернут в палец 7a и вследствие прилегания его резьбового конца 8b к пальцу 7b создает усилие, которое отодвигает два пальца 7a, 7b друг от друга. Для этого резьбовой конец 8b помещен в глухое отверстие 7c в пальце 7b, и это глухое отверстие 7c предпочтительно по меньшей мере в направлении оси пальца 7b имеет больший диаметр, чем резьбовой конец 8b стяжного винта 8. Для эффективного во всех направлениях уменьшения напряжений в замке стяжного винта и всесторонней геометрической компенсации при изменении осей пальцев 7a, 7b друг относительно друга глухое отверстие 7c имеет предпочтительно по всему периметру стяжного винта 8 больший диаметр, чем резьбовой конец 8b стяжного винта 8. При этом отклонения осей пальцев 7a, 7b от параллельного положения, как у труб 2 одинакового диаметра, возможны без деформаций или изгибающих нагрузок стяжного винта 8 в каждом направлении, как это, например, происходит при соединении труб 2 различного диаметра (как, например, на фиг. 6). Предпочтительно резьбовой конец 8b стяжного винта 8 снабжен сферически закругленным концом винта.
Из изображения сечения фиг. 5 вытекает другой предпочтительный вариант осуществления механизма стягивания. При этом глухое отверстие 7c в пальце 7b снабжено конически расширяющимся в наружном направлении участком 7e, предпочтительно дном глухого отверстия 7c.
На фиг. 6 изображена ситуация для случая соединения труб 2 с различным диаметром, при этом, однако, показаны только трубы 2 и скрепляющий элемент 4. Тогда в трубной муфте в сборе над скрепляющим элементом 4 находится еще стяжной ремень 6 и при необходимости еще корпус между этим стяжным ремнем 6 и скрепляющим элементом 4. Тем не менее, отчетливо виден предпочтительный вариант осуществления скрепляющего элемента 4, таким образом, что третья полка 4f нескольких элементов 4a скрепляющего элемента 4 направлена от оси трубы. При этом варианте осуществления не изображенный прилегающий стяжной ремень 6 даже при отчетливо различимой конической деформации скрепляющего элемента 4 без применения дополнительных фиксирующих или удерживающих конструктивных элементов защищен от соскальзывания посредством одной только ориентированной наружу третьей полки 4f скрепляющего элемента 4.
На фиг. 7 изображен еще один вариант осуществления трубной муфты 1, в котором предусмотрен мостик 9, перемыкающий расстояние, предусмотренное между отведенными от скрепляющего элемента 4 концами 6a стяжного ремня 6, чтобы также в этой очень узкой при наличии предлагаемого изобретением стяжного ремня 6 области создавать давление, действующее радиально внутрь. Концы 9a мостика предпочтительно вырезаны в стреловидной форме во избежание заклинивания между элементами 4a скрепляющего элемента 4 при скольжении по нему во время стягивания стяжного ремня 6. В мостике 9 также предпочтительно сделано углубление 9b, чтобы резьбовой участок 8a стяжного винта 8 мог помещаться в него, и стяжной винт 8 мог при этом располагаться как можно ближе к точке вершины соединяемых труб 2.
Вместо среднего стяжного винта 8 может быть так же, как изображено на фиг. 8, предусмотрено по одному стяжному винту на каждом конце пальцев 7a, 7b, при этом в продольном направлении пальцев 7a, 7b могли бы быть также расположены дополнительные стяжные винты 8. Предпочтительным образом для этого оба пальца 7a, 7b удлинены по ширине стяжного ремня 6 за ее пределы, так что стяжные винты 8 выходят за ширину стяжного ремня 6. Для этого пальцы 7a, 7b могут быть при необходимости выполнены составными или же телескопически удлиняемыми, чтобы только после перекрещивания концов 6a, 6b стяжного ремня 6 приводить их к собственно желаемой длине.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Трубная муфта
2 Труба
3 Уплотнительный элемент
3a Углубление в уплотнительном элементе
4 Скрепляющий элемент
4a Элемент скрепляющего элемента
4b Первая полка
4c Вторая полка
4d Перемычка
4e Углубление в корпусе
4f Третья полка наружу
5 Пластинка
6 Стяжной ремень
6a, 6b Концы стяжного ремня
6c Продольная прорезь в первом конце стяжного ремня
6d Продольная прорезь во втором конце стяжного ремня
7a, 7b Палец
7c Резьбовое отверстие
7d Глухое отверстие
7e Коническое дно глухого отверстия
8 Стяжной винт
8a Резьбовой участок
8b Резьбовой конец
9 Мостик
9a Конец мостика
9b Углубление в мостике