ТРУБНАЯ МУФТА ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ КОНЦОВ ДВУХ ТРУБ
PIPE COUPLING FOR CONNECTION OF ENDS OF TWO PIPES

Изобретение относится к трубной муфте для соединения концов двух труб с помощью двух частей муфты, которая состоит из штекерной части и втулочной части, которые могут частично вставляться друг в друга, причем в области контакта на внешней стороне штекерной части и/или на внутренней стороне втулочной части предусмотрена, по меньшей мере, одна кольцевая канавка с вложенным в нее уплотнением, и причем на штекерной части имеется внешний кольцевой буртик, а на втулочной части имеется выступ, который при стягивании трубной муфты охватывается с геометрическим замыканием соединительным хомутом.
Трубные муфты такого типа известны давно, они используются для разъемного соединения отдельных труб при монтаже систем трубопроводов (DE 4105206 С2). При этом соосное соединение осуществляется не с помощью резьбового соединения, а с помощью также известных соединительных хомутов с геометрическим и силовым замыканием. Эти соединительные хомуты могут быстро разжиматься, что позволяет упростить монтаж и демонтаж системы трубопроводов, оснащенных такими трубными муфтами.
Поскольку для создания прочного соединения соединительные хомуты стягиваются сразу на обоих концах труб, трубы и хомуты транспортируются в разобранном виде. Хотя теоретически можно себе представить, что соединительную муфту можно закрепить только на одном конце трубы, однако, при этом может образоваться осевой зазор, что может привести к повреждению трубы при транспортировке.
В основу изобретения положена задача таким образом выполнить названную в начале и описанную выше трубную муфту, чтобы стало возможным транспортировать трубу, соответственно, вместе с соединительной муфтой для того, чтобы упростить производственный процесс. Таким образом, для труб всегда имеется необходимое количество соединительных хомутов, и снятые соединительные хомуты невозможно потерять, что, например, может случиться при работе под землей. Кроме того, желательно, чтобы трубные муфты имели малые размеры и были недорогими.
Поставленная задача решена посредством того, что на внешней стороне штекерной части выполнена кольцевая канавка, в которую при стягивании трубной муфты входит в зацепление расположенный внутри соединительного хомута направляющий буртик. С помощью такой конструкции осуществляется соединение с геометрическим и силовым замыканием, если соединительный хомут устанавливается только на втулочной части трубы и там - без задвинутой штекерной части - стягивается.
Кроме того, согласно изобретению предусмотрено, что направляющий буртик располагается в соединительном хомуте посередине. Таким способом достигается возможность свободного выравнивания соединительного хомута на конце трубы. При этом предпочтительно, что направляющий буртик выполняется в виде кольцевого буртика, однако, этот направляющий буртик может выполняться также только в виде сегментов, если размер этих сегментов достаточно большой, чтобы они могли выполнять функцию направляющей.
Особенно предпочтительным является то, что уплотнительная кромка кольцевой канавки для уплотнения в закрытом состоянии трубной муфты в осевом направлении располагается внутри кольцевой канавки в ее средней части. С точки зрения стабильности и герметичности конструкции такое исполнение является предпочтительным.
Целесообразным является то, что боковые поверхности кольцевой канавки и направляющего буртика выполнены коническими. Тем самым достигается, что контакт осуществляется только на боковых поверхностях, и что между кольцевой канавкой и направляющим буртиком всегда остается зазор, что позволяет предотвратить действие осевых сил и обеспечить стабильное и надежное центрирование.
Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, контактные поверхности кольцевого буртика и выступа, а также внутренние контактные поверхности соединительного хомута выполнены также в виде конических поверхностей. Конусность позволяет обеспечить осевое перемещение свободных концов труб относительно друг друга при стягивании соединительного хомута, и таким способом обеспечивается надежное соединение.
Предпочтительным является то, что конусность внутренних контактных поверхностей соединительного хомута и соответствующих боковых поверхностей отличается от конусности кольцевой канавки и направляющего буртика. Таким образом исключается перекос отдельных деталей при демонтаже трубной муфты.
Минимальная глубина погружения направляющего буртика составляет 1/6 высоты внутренних контактных поверхностей соединительного хомута и контактных поверхностей кольцевой канавки и выступа (основная поверхность давления). Таким способом достигается отсутствие влияния на основную поверхность давления контакта направляющего буртика.
Особо малые размеры трубной муфты, согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения, достигаются благодаря тому, что штекерная часть и втулочная часть приварены к концам трубы с помощью V-образного шва. Таким способом предложенная в изобретении трубная муфта может иметь очень малые размеры, поскольку соединительный хомут, который стягивает концы трубы, должен быть больше диаметра трубы только на ничтожно малую величину.
Целесообразным является то, что рядом с кольцевой канавкой, предусмотренной для уплотнения, располагается, по меньшей мере, одна смазочная канавка, причем с двух сторон кольцевой канавки предусмотрены, соответственно, по одной смазочной канавке. Такой способ позволяет дополнительно предотвратить загрязнение кольцевой канавки или расположенного в нем уплотнения.
В качестве соединительного хомута предусматривается хомут, состоящий из нескольких скоб, преимущественно из двух скоб с зажимным рычагом. Такое выполнение является особенно целесообразным, поскольку оно позволяет обеспечить особенно быстрый разжим или быстрое стягивание соединительного хомута. По этой причине соединительные хомуты называются также быстростягивающимися хомутами.
В соответствии с другим преимуществом изобретения, обе скобы выполнены идентичными, причем зажимной рычаг расположен только на одном конце скобы. Предпочтительно на соединительном хомуте могут быть выполнены выемки для частичного углубления зажимного рычага, что позволяет уменьшить размер предложенной в изобретении трубной муфты и надежно исключить возможность непреднамеренного открывания находящегося перед ней зажимного рычага.
Предпочтительным является то, что в соединительном хомуте имеется подложка для зажимного рычага. Ее особенно удобно использовать при открывании стянутого соединительного хомута, поскольку на конце подложки имеется свободное пространство, в которое можно ввести соответствующий инструмент и поднять зажимной рычаг.
Другой вариант выполнения изобретения касается аналогичной трубной муфты, причем соединительный хомут таким образом модифицирован, что на нем имеется резьба для закрепления ушка, в которую ввинчивается ушко, и на его конце имеется сужающаяся часть, размер которой соответствует ширине кольцевой канавки, и которая входит в соединительный хомут на такую же глубину, как и направляющий буртик, который в этой области удаляется посредством предварительно изготовленного отверстия. Таким образом возникает силовое зацепление между навесным ушком и трубной муфтой. В результате того, что предложенная в изобретении трубная муфта не требует выравнивания вставленных друг в друга концов труб и соединительного хомута, соединительный хомут можно всегда располагать так, чтобы ушко проходило на его верхней стороне.
Такой вариант выполнения имеет особое преимущество, поскольку системы трубопроводов могут легко закрепляться с помощью предложенных в изобретении трубных муфт, например, при проведении подземных горных работ с помощью ушка на соответствующем месте в забое или на кровле пласта горной выработки с помощью цепей или аналогичных устройств.
Предпочтительный вариант выполнения изобретения предусматривает, что штекерная часть, втулочная часть и обе скобы изготавливаются методом вертикальной ковки (вертикальной формовки), который позволяет обеспечить низкую стоимость изготовления предложенной в изобретении трубной муфты.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - трубная муфта в вертикальном сечении по линии 1-1 на фиг.2, согласно изобретению;
фиг.2 - соединительный хомут для применения с трубной муфтой, вид сбоку;
фиг.3 - другой предпочтительный вариант выполнения трубной муфты в вертикальном сечении по линии III - III на фиг.4;
фиг.4 - предпочтительный вариант выполнения соединительного хомута для применения с трубной муфтой.
Для пояснения изобретения представлены два варианта выполнения, из которых первый показан на фиг.1 и 2, а второй - на фиг.3 и 4. При этом измененный вариант выполнения касается только применяемого соединительного хомута, как будет описано ниже.
На фиг.1 показаны два конца трубы 1 и 2, которые соединены с помощью штекерной части 3 или с помощью втулочной части 4 посредством V-образного сварочного шва 5. Штекерная часть 3 имеет кольцевой буртик 6. На конце втулочной части 4 предусмотрена фаска 7 для облегчения ввода штекерной части 3. Кроме того, перед ее расширением для зажима штекерной части 3 на ней расположен выступ 8.
Согласно изобретению, на внешней стороне втулочной части 4 предусмотрена кольцевая канавка 9, которая находится в представленном и, таким образом, предпочтительном варианте выполнения почти посередине над проекцией установленной штекерной части 3.
Для создания уплотнения между штекерной частью 3 и втулочной частью 4 используется вложенное в кольцевую канавку 10 уплотнение 11, которое выполняется предпочтительно в виде кольца круглого сечения. Уплотняющая кромка кольцевой канавки 10 для уплотнения 11 располагается при этом внутри центральной части кольцевой канавки 9. Смазочные канавки 12 рядом с кольцевой канавкой 10 защищают ее и находящееся в ней уплотнение 11 от загрязнений.
С помощью соединительного хомута 13, конструкция которого особенно хорошо видна на фиг.2, установленные друг в друга концы труб 1 и 2 крепятся соосно. Он состоит, как показано на представленном и, таким образом, предпочтительном, варианте выполнения, главным образом, из двух скоб 13А и 13В, внутри которых предусмотрен расположенный по всей внутренней длине направляющий буртик 14, размер которого соответствует кольцевой канавке 9. Обе скобы 13А и 13В совместно удерживаются с помощью оси 15 (болта). Зажимной рычаг 16 фиксирует закрытые соединительные скобы 13А и 13В под действием силы пружины F, как видно на фиг.2.
Это закрытое положение представлено на фиг.1, на ней можно ясно видеть, что направляющий буртик 14 входит в кольцевую канавку 9, и таким образом осуществляется фиксация соединительного хомута 13 на втулочной части 4 предложенной в изобретении трубной муфты. Минимальная глубина погружения направляющего буртика 14 составляет при этом не менее 1/6 высоты внутренней поверхности контакта соединительного хомута 13 или поверхности контакта кольцевого буртика 6 и выступа 8 (главные поверхности давления). При этом боковые поверхности контакта между кольцевой канавкой 9 и направляющим буртиком 14 выполнены коническими, так что между основанием кольцевой канавки 9 и соответствующим направляющим буртиком 14 остается зазор. При этом конусность больше, чем у поверхностей контакта кольцевого буртика 6 и выступа 8, которые также выполнены в виде конических боковых поверхностей, чтобы при стягивании соединительного хомута 13 обе втулочные части, прежде всего, охватывались с геометрическим замыканием, и окончательно совместно удерживались соосно с силовым замыканием.
Особое преимущество заключается в том, что, благодаря предложенному в изобретении конструктивному выполнению трубной муфты, возможна прочная фиксация соединительного хомута 13 на втулочной части 4 также без второго конца трубы 1 с предусмотренной штекерной частью 3. Этот способ позволяет осуществлять транспортировку отдельных труб вместе с «надетыми» на них соединительными хомутами 13, поскольку он исключает повреждение концов труб или хомутов, что предоставляет собой практическое преимущество при решении задач логистики.
На фиг.2 показано, что соединительные скобы 13А и 13В, которые выполнены в представленном и предпочтительном варианте выполнения идентичными, имеют углубление 17 для зажима боковой щеки зажимного рычага 16 и подложки 18, к которой прилегает зажимной рычаг 16 в закрытом состоянии. Поскольку свободный конец зажимного рычага 16 находится над подложкой 18, зажимной рычаг 16 можно в любое время легко поднять с помощью соответствующего инструмента.
В представленном на фиг.3 и 4 варианте выполнения показано, что в соединительном хомуте 13 в области подожки 18 имеется резьбовое отверстие 19, в которое ввинчивается ушко 20, как четко показано на фиг.3. При этом длина резьбовой цапфы - как показано на фиг.3 - повернутого на 90° ушка 20 выбирается таким образом, чтобы сужающийся конец 21, диаметр которого соответствует диаметру направляющего буртика 14, входил в кольцевую канавку 9 на месте направляющего буртика 14, что хорошо видно на фиг.3. Таким способом можно достичь силового зацепления между ушком 20 и муфтой. Этот способ особенно целесообразен в таких случаях применения, когда трубы, оборудованные предложенными в изобретении трубными муфтами, должны подвешиваться. Подвешивание осуществляется здесь на усиленных местах системы трубопроводов, а именно в местах расположения трубных муфт. Как видно на фиг.4, ушко 20 находится напротив закрытого зажимного рычага 16, так что он всегда остается свободным для управления.