ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Полезная модель относится к области арматуростроения.
Патрубки арматуры, например, обратных затворов, шаровых кранов или трубопроводов, соединяются между собой на сварке или с помощью резьбового или фланцевого соединений. Сварное соединение патрубков обеспечивает жесткое крепление их между собой, но сварка дает возможные температурные изменения размеров и влечет за собой термические деформации деталей, а также снижает ремонтопригодность арматуры и трубопроводов.
Известен Затвор обратный поворотный (варианты) [RU, №2295085 от 03.05.2005 г., F16K 15|03, F16K 27|02], содержащий корпус, седло, запорный диск (тарелку). Детали корпуса соединены между собой с помощью резьбового соединения с герметизацией посредством уплотняющей прокладки. Резьбовое соединение зафиксировано штифтом. Имеется вариант выполнения затворы обратного с использованием фланцев с уплотняющими прокладками.
Данное фланцевое соединение обратного затвора не обеспечивает надежной герметичности внутренней полости корпуса относительно внешней среды при воздействии на трубопровод вибрационных и ударных нагрузок.
Наиболее близким фланцевым соединением, подвергаемым воздействию вибрации и удара, для стыковки элементов и узлов арматуры и трубопроводов к заявляемой полезной модели является фланцевое соединение №1733821 от 06.01.1989 г., F16L 23|02), содержащее два патрубка с фланцами, соединяемыми между собой болтами, пропущенными через цилиндрические отверстия одного фланца в резьбовые отверстия другого фланца, причем в одном из фланцев выполнена канавка, в которую установлено уплотнительное эластичное кольцо.
В конце соединения фланцев уплотнительное кольцо деформируется одним из фланцев, что приводит к выдавливанию части уплотнительного кольца в радиальные окна до взаимодействия с натягом с цилиндрической частью болтов и увлечению момента его вращения.
После окончания стыковки фланцев этот натяг обеспечивает стопорение болтов одновременно с герметизацией уплотнительным кольцом фланцевого соединения. Однако при таком способе стыковки кольцевая канавка с уплотнительным кольцом соединена с отверстием под болт и при деформировании кольца возможно нерегламентированное выдавливание материала при изменении величины давления рабочей среды во внутренней полости и, как следствие, нарушение герметичности трубопровода.
Попытка уменьшить влияние дополнительных объемов деформирования уплотнительного кольца за счет ужесточения зазоров в соединениях “болт-отверстие” фланца ведет к технологическим трудностям при изготовлении и сборке этого фланцевого соединения.
Технической задачей является создание фланцевого соединения, устойчивого к воздействию вибрационных и ударных нагрузок.
Техническим результатом решения поставленной задачи является повышение эксплуатационной надежности фланцевого соединения за счет обеспечения его герметичности при воздействии вибрационных и ударных нагрузок.
Технический результат достигается тем, что в известном Фланцевом соединении, содержащем патрубки (трубы), соединяемые между собой с помощью фланцев с отверстиями под крепежные изделия (болты), и эластичную уплотнительную прокладку (кольцо) между ними, патрубки снабжены торцевыми выступами, а фланцы - впадинами, контактирующими между собой, причем наружная поверхность эластичной уплотнительной прокладки ограничена внутренней поверхностью одного из фланцев, центрируемого по наружным поверхностям торцовых выступов обоих патрубков, а между фланцами дополнительно установлена металлическая прокладка.
Внутренняя поверхность одного патрубка имеет продольный паз, охватывающий штифт, установленный в другом патрубке.
Соединительные фланцы выполнены съемными.
Металлическая прокладка содержит отверстия под крепежные изделия.
Толщина металлической прокладки меньше, чем толщина эластичной уплотнительной прокладки.
На фигуре изображено предлагаемое фланцевое соединение.
Соединение содержит два патрубка 1 и 2, соединяемые между собой фланцами 3 и 4, имеющими цилиндрические отверстия 5 под крепежные изделия, и эластичную уплотнительную прокладку 6 между ними. В качестве крепежных изделий использованы болты 7, на которые навернуты с обеспечением расчетного крутящего момента гайки 8, положение которых фиксируется стопорными шайбами.
Предлагаемое фланцевое соединение приведено на фигуре с указанием в качестве арматуры обратного затвора.
Фланцевое соединение может быть использовано в основном разъеме другой арматуры, например, в шаровых кранах, а также в соединениях труб с уплотнительными прокладками или кольцами.
Уплотнение разъема между патрубками 1 и 2 фланцевого соединения осуществляется с помощью уплотнительной прокладки 6, установленной между торцами этих патрубков. Положение патрубков 1 и 2 между собой зафиксировано штифтом 9. Штифт 9 одним концом запрессован в цилиндрическую поверхность патрубка 1, а другим входит в продольный паз 10 цилиндрической обечайки патрубка 2.
На патрубках 1 и 2 выполнены торцевые выступы 11 и 12, контактирующие с впадинами 13 и 14 фланцев 3 и 4. Фланцы 3 и 4 центрируются по наружным поверхностям патрубков 1 и 2 и выполнены съемными. Внутренняя цилиндрическая поверхность фланца 3 центрируется по наружным поверхностям обоих торцевых выступов 11 и 12 и перекрывает толщину уплотнительной прокладки 6, что ограждает уплотнительную прокладку 6 от выдавливания наружу и прижимает ее к центрирующей внутренней поверхности фланца 3.
Между фланцами 3 и 4 установлен компенсатор 15, выполненный в виде металлической прокладки. Металлическая прокладка 15 имеет отверстия под крепежные изделия болты 7, а толщина ее меньше, чем толщина эластичной уплотнительной прокладки на величину обжатия после сборки. Для изготовления уплотнительной прокладки может быть применена резиновая смесь, фторопласт или графитовый материал типа «Графлекс».
При использовании графитового материала предпочтительно применение спирально-навитых прокладок.
Монтаж и работа предложенного фланцевого соединения осуществляется следующим образом:
Перед сборкой соединения установить штифт 9 в патрубок 1, при сборке штифт 9 должен входить в паз, выполненный в патрубке 2.
Толщину компенсатора 15 выбрать по толщине уплотнительной прокладки 6 с учетом ее обжатия при сборке, исходя из выбранного материала и параметров рабочей среды.
Компенсатор 15 собрать вместе с фланцами 3 и 4 на патрубках 1 и 2, предварительно установив уплотнительную прокладку 6. Гайки 8 затянуть последовательно и равномерно с требуемым расчетным крутящим моментом Мкр., обеспечивающим требуемое обжатие эластичной уплотнительной прокладки 6 и последующий натяг съемных фланцев 3 и 4 между собой через компенсатор 15.
Такое выполнение фланцевого соединения позволяет обеспечить герметизацию фланцевого соединения при жестком натяге патрубков 1 и 2 между собой при нормальных условиях и при воздействии вибрационных и ударных нагрузок.