СБОРНЫЙ ТРУБОПРОВОД, ИМЕЮЩИЙ МНОЖЕСТВО МОДУЛЬНЫХ ТРУБЧАТЫХ КАНАЛОВ
FEEDER PIPELINE WITH MULTITUDE OF MODULE TUBULAR CHANNELS

Настоящее изобретение относится в широком смысле к сборным трубопроводам, имеющим множество модульных трубчатых каналов, соединенных между собой посредством последовательной (head-tail) соединительной системы, обеспечивающей герметичное, непроницаемое для текучей среды уплотнение, при этом каждое последовательное соединение трубчатых каналов снабжено герметизирующими уплотняющими средствами.
В настоящей заявке на патент термин «трубчатый канал» относится к любому элементу сборного трубопровода, который выполнен с возможностью переноса текучей среды между по меньшей мере между двумя его концами, например, прямолинейной трубе, криволинейной трубе, Т-образной муфте, Y-образной муфте, трубе со смотровым лючком.
В частности, изобретение относится к сборному трубопроводу вышеупомянутого типа, в котором каждый трубчатый канал содержит по меньшей мере два конца, снабженные соответствующими резьбами, выполненными с возможностью обеспечения последовательного соединения с герметичным уплотнением путем свинчивания.
В наиболее предпочтительном применении изобретение относится к сборным трубопроводам или трубопроводным системам, предназначенным для использования в гражданском строительстве и тепло-/гидротехнике, прежде всего газоотводящим трубам. В нижеследующем описании термин "газоотводящая труба" будет использован применительно к дымовой, вытяжной или печной трубе.
Уровень техники
Что касается сборных трубопроводов вышеупомянутого типа, состоящих из множества последовательно соединенных модульных трубчатых каналов, существует широко известная необходимость, чтобы каждое соединение было способно обеспечить как предварительно заданную механическую прочность уплотнения, так и его герметичность. Иначе говоря, стык между двумя прилегающими модульными трубчатыми каналами должен длительное время удерживать предварительное механическое напряжение (механическое уплотнение), например растяжение, сжатие или изгиб, и, кроме того, должен быть способен длительное время сохранять предварительно созданный положительный или отрицательный перепад давления между внутренней и наружной сторонами двух соединенных трубчатых каналов (герметичное уплотнение).
Чтобы обеспечить механическое уплотнение, последовательное соединение между двумя отдельными модульными трубчатыми каналами выполнено в виде двух соответствующих резьб.
Точнее каждый модульный трубчатый канал оснащен концом с наружной резьбой и противоположным ему концом с внутренней резьбой сопрягаемых размеров, так что два трубчатых канала могут быть просто и быстро соединены путем ввинчивания конца с наружной резьбой первого трубчатого канала во внутреннюю резьбу второго трубчатого канала.
Чтобы обеспечить герметичное уплотнение, в каждом соединении между двумя примыкающими трубчатыми каналами предусмотрены прокладки различного типа в соответствии с использованием (перекачка жидкости, газа или того и другого), перепадом давления между внутренней и наружной поверхностями трубопровода при его эксплуатации, а также вязкостью жидкости, которую предполагается перекачивать.
В общем, прокладки имеют кольцеобразную форму, выполнены из подходящего пластического материала и размещены в соответствующих посадочных местах, например охватываемого конца. Если конец с наружной резьбой первого трубчатого канала полностью ввинчен во внутреннюю резьбу второго трубчатого канала, размещенная между наружной поверхностью охватываемого конца первого трубчатого канала и внутренней поверхностью охватывающего конца второго трубчатого канала прокладка оказывается в прижимном контакте с противоположными стенками двух соединенных трубчатых каналов.
Несмотря на существующие с различных точек зрения преимущества, сборный трубопровод, имеющий множество модульных трубчатых каналов, собранных как схематично описано выше, обладает известными недостатками, главный из которых заключается в том, что для обеспечения желаемого герметичного уплотнения, максимальное внимание должно уделяться тому, чтобы охватываемый конец каждого трубчатого канала был бы полностью ввинчен в охватываемый конец присоединяемого к нему трубчатого канала.
Другой недостаток известных из уровня техники сборных трубопроводов состоит в том, что размеры отдельных модульных каналов должны быть проработаны и точно выдержаны на этапах проектирования и производства, которые предшествуют собственно прокладке трубопровода, и на практике не допускаются отступления от проектной компоновки.
Краткое изложение сущности изобретения
Положенная в основу настоящего изобретения техническая проблема заключается в разработке и создании сборного трубопровода, содержащего множество модульных трубчатых каналов рассматриваемого типа, удовлетворяющего вышеперечисленным требованиям, допускающего вместе с тем большую легкость и технологичность монтажа модульных трубчатых каналов для того, чтобы преодолеть простым и экономичным способом ограничения и недостатки, упомянутые в отношении известного уровня техники.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предлагается сборный трубопровод, имеющий множество модульных трубчатых каналов, соединенных между собой с помощью последовательного соединения с герметичным уплотнением, включающий в себя множество модульных трубчатых каналов и средства герметизации, предусмотренные в каждом последовательном соединении с герметичным уплотнением трубчатых каналов, при этом каждый трубчатый канал содержит по меньшей мере два конца, снабженные соответствующими резьбами, выполненные с возможностью обеспечения последовательного соединения с герметичным уплотнением путем свинчивания, отличающийся тем, что на последовательных соединениях с герметическим уплотнением соответствующие трубчатые каналы имеют возможность поворота относительно друг друга посредством свинчивания.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения сборный трубопровод отличается тем, что первый из резьбовых концов, а именно охватывающий конец первого модульного трубчатого канала, содержит внутренний гладкий цилиндрический входной патрубок заданной длины, за которым следует соответствующая резьба, при этом внутренний диаметр входного патрубка больше максимального наружного диаметра второго из резьбовых концов, а именно охватываемого конца примыкающего второго из модульных трубчатых каналов, последовательно присоединенному к первому модульному трубчатому каналу, при этом средства герметизации расположены на охватываемом конце в положении, которое следует за соответствующей резьбой для достижения герметичного уплотнения между положением минимального свинчивания и положением максимального свинчивания примыкающих трубчатых каналов посредством прижимного контакта к внутренней поверхности цилиндрического входного патрубка охватывающего конца.
Более подробно согласно настоящему изобретению предлагается сборный трубопровод, содержащий множество модульных каналов с герметичной соединительной системой, в котором каждый из модульных каналов имеет охватываемую соединительную часть и охватывающую соединительную часть, имеющие соответствующие резьбовые участки, приспособленные обеспечить механическое сцепление между модульными каналами, отличающийся тем, что он содержит уплотняющие средства, приспособленные для обеспечения герметичного уплотнения между охватываемой соединительной частью типового первого модульного канала и охватывающей соединительной частью второго модульного канала, присоединенного к первому модульному каналу, и приспособленные для поддержания герметичного уплотнения между положением минимального ввинчивания и положением максимального ввинчивания охватываемой части первого модульного канала в охватывающую часть второго модульного канала.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения уплотняющие средства соотнесены с охватываемой соединительной частью каждого модульного канала.
Еще более предпочтительно уплотняющие средства расположены во впадине профиля резьбы резьбового участка охватываемой части каждого модуля, то есть между центральным участком корпуса модуля и охватываемым резьбовым участком.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения охватываемая соединительная часть каждого модульного канала содержит резьбовой участок и уплотняющие средства между резьбовым участком и центральным участком корпуса, при этом охватываемая соединительная часть каждого модульного канала имеет открытый конец для приема охватываемой соединительной части другого модульного канала, первый цилиндрический участок с гладкой внутренней поверхностью и второй, расположенный глубже, резьбовой участок, приспособленный для вхождения в сцепление с резьбовым участком охватываемой соединительной части, и при этом уплотняющие средства приспособлены для обеспечения герметичного уплотнения посредством контактного давления к внутренней гладкой поверхности охватывающей соединительной части между положением минимального ввинчивания и положением максимального ввинчивания охватываемой соединительной части в охватывающую соединительную часть.
Предпочтительно уплотняющие герметизирующие средства включают в себя кольцевую прокладку.
Предпочтительно трубчатые элементы выполнены с возможностью поворота на по меньшей мере 270°, а более предпочтительно на 360°.
В предпочтительном варианте осуществления вышеописанный сборный трубопровод является сборной газоотводной трубой для применения в гражданском строительстве и тепло-/гидротехнике.
Таким образом, одним аспектом настоящего изобретения является создание газоотводной трубы, имеющей сборный трубопровод, такой как описанный выше.
Другим аспектом настоящего изобретения является соединительная система для модульных каналов сборного трубопровода, прежде всего, газоотводной трубы, как это описано выше.
Следующим аспектом настоящего изобретения является модуль для сборного трубопровода, прежде всего, для газоотводной трубы, как это описано выше, имеющий вышеуказанную соединительную систему для герметичного соединения с другими модулями, при этом система приспособлена обеспечить герметичное уплотнение между положением минимального ввинчивания и положением максимального ввинчивания охватываемой части первого модуля в охватывающую часть второго модуля, присоединенного к первому модулю.
Другие особенности и преимущества изобретения станут понятными из последующего описания его предпочтительного варианта осуществления, предоставляемого для поясняющих, но не ограничивающих, целей со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 схематически представляет вид сбоку первого варианта осуществления модульного трубчатого канала, являющегося частью сборного трубопровода согласно изобретению.
Фиг.2 схематически представляет вид сбоку двух модульных 30 трубчатых каналов согласно фиг.1 в фазе последовательного взаимного подвода.
Фиг.3 схематически представляет вид сбоку двух модульных трубчатых каналов согласно фиг.1 в положении минимального взаимного свинчивания, в механическом соединении с герметичным уплотнением.
Фиг.4 схематически представляет вид сбоку двух модульных трубчатых каналов согласно фиг.1 в положении максимального взаимного свинчивания, в механическом соединении с герметичным уплотнением.
Фиг.5 схематически представляет вид сбоку в частичном разрезе второго варианта осуществления модульного трубчатого канала, являющегося частью сборного трубопровода согласно изобретению.
Фиг.6 схематически представляет вид сбоку третьего варианта осуществления модульного трубчатого канала, являющегося частью сборного трубопровода согласно изобретению.
Фиг.7 схематически представляет вид сбоку четвертого варианта осуществления модульного трубчатого канала, являющегося частью сборного трубопровода согласно изобретению.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления
Первоначально со ссылкой на фигуры 1, 2, 3 и 4 представлен первый вариант осуществления модульного трубчатого канала, обозначенного как 11 и являющегося частью сборного трубопровода согласно изобретению, обозначенного в целом как 10.
В предпочтительном применении изобретения трубопровод 10 является газоотводящей трубой, например стальной газоотводящей трубой из нержавеющей стали с однослойной или двухслойной стенкой.
Каждый трубчатый канал 11 содержит охватываемый конец 14 с соответствующей наружной резьбой 15 и/или охватывающий конец 16 с соответствующей внутренней резьбой 17.
Точнее трубчатый канал 11 на фиг.1-4 является прямолинейной трубой, которая содержит охватываемый конец 14 и противоположный ему охватывающий конец 16.
Вышеупомянутые резьбы 15 и 17 являются сопряженными и способны 30 обеспечить последовательное («голова-к-хвосту» / "head-tail") соединение между примыкающими модульными трубчатыми каналами 11 (фиг.3 и 4) посредством свинчивания.
Герметизирующие уплотнительные средства 18 взаимосвязаны с каждым последовательным соединением между примыкающими трубчатыми каналами 11.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения охватывающий конец 16 содержит внутренний гладкий цилиндрический входной патрубок или открытый конец 20 заданной осевой длины, за которым следует соответствующая внутренняя резьба 17, при этом внутренний диаметр входного патрубка 20 является большим, чем максимальный наружный диаметр охватываемого конца 14.
Помимо этого согласно следующему аспекту настоящего изобретения герметизирующие уплотняющие средства 18 расположены на охватываемом конце 14 в положении, которое следует за соответствующей резьбой 15 для обеспечения герметичного уплотнения между положениями минимального свинчивания и максимального свинчивания примыкающих каналов 11 посредством прижимного контакта к внутренней поверхности цилиндрического входного патрубка 20 на охватывающем конце 16.
Подробнее, как показано на фиг.1, трубчатый канал 11 имеет центральную часть 12, а герметизирующие средства 18 расположены во впадине профиля резьбы 15 между резьбой 15 и центральной частью 12.
Открытый конец 20 охватывающего участка 16, приспособленный для приема охватываемого участка другого модуля, имеет внутреннюю гладкую поверхность 21, а размеры герметизирующих средств 18 и открытых концов 20 модулей таковы, что герметизирующие средства 18 модуля могут обеспечить герметичное уплотнение по отношению к поверхности 21 другого модуля.
Как следует из фиг.3 и 4, герметизирующие средства 18 приспособлены для обеспечения герметичного уплотнения между двумя примыкающими модулями 11 вне зависимости от того, что охватываемая часть более или менее ввинчена в охватывающую часть. Поэтому герметизирующее уплотнение гарантировано между положениями минимального ввинчивания и максимального ввинчивания охватываемой части в охватывающую часть примыкающих соединенных модулей.
В общем случае трубопровод 10 имеет множество каналов 11, взаимосвязанных между собой посредством последовательного соединения с использованием герметичных уплотнений, и содержит множество модульных трубчатых каналов 11 и герметизирующих средств 18, предусмотренных в каждом последовательном соединении трубчатых каналов 11. Каждый трубчатый канал 11 имеет по меньшей мере два конца 14 и 16, оснащенных соответствующими резьбами 15 и 17, имеющими возможность обеспечения последовательного соединения с использованием герметичных уплотнений путем свинчивания.
В соответствии с настоящим изобретением на последовательных соединениях с герметизирующими уплотнениями трубчатые каналы 11 являются проворачиваемыми относительно друг друга в процессе свинчивания.
Предпочтительно трубчатые каналы 11 являются поворачиваемыми на по меньшей мере 270°, предпочтительно на по меньшей мере 360° между положениями минимального и максимального свинчивания, сохраняя при этом герметичность уплотнения.
В показанном на фиг.1-4 не ограничивающем примере механическое уплотнение достигается ввинчиванием охватываемого конца 14 в охватывающий конец 16 с проворачиванием на угол 360°, при этом возможен также дальнейший поворот на последующие 360°.
Согласно показанному на фиг.1-4 первому варианту осуществления настоящего изобретения вышеописанные герметизирующие средства 18 содержат кольцевую прокладку 19, надетую на охватываемый конец 14 и удерживаемую на нем.
Предпочтительно кольцевая прокладка 19 расположена на расстоянии от края охватываемого конца 14 соответствующего модульного трубчатого канала 11, которое по существу равно длине входного патрубка 20 на охватывающем конце 16 примыкающего модульного трубчатого канала 11.
Таким образом, кольцевая прокладка 19 первого модульного трубчатого канала 11 оказывается удерживаемой прижатой к внутреннему гладкому цилиндрическому входному патрубку 20 охватывающего конца 16 присоединенного соседнего второго трубчатого канала 11 от положения минимального взаимного свинчивания примыкающих модульных трубчатых каналов 11 (фиг.3) до положения максимального взаимного свинчивания примыкающих модульных трубчатых каналов 11 (фиг.4).
Предпочтительно кольцевая прокладка 19 посажена в соответствующий кольцевой паз, предусмотренный на наружной стенке охватываемого конца 14, по существу вблизи соответствующей резьбы 15.
Кольцевая прокладка 19 имеет такие размеры, что она оказывается выступающей относительно максимального наружного диаметра охватываемого конца 14. Более точно наружный диаметр кольцевой прокладки 19 больше, чем внутренний диаметр гладкого цилиндрического входного патрубка 20 на охватывающем конце 16.
Кроме того, кольцевая прокладка 19 выполнена из упругодеформируемого материала, например из пластмассы или из жаропрочного, стойкого к конденсату кремнийорганического каучука, так что в герметичном соединении двух трубчатых каналов 11 ее часть упруго деформируется и удерживается прижатой к внутреннему гладкому цилиндрическому входному патрубку 20.
В показанном на фиг.1-4 примере кольцевая прокладка 19 снабжена тремя кольцевыми ребрами в упругодеформируемом материале, таком как пластмасса или жаропрочный, стойкий к конденсату кремнийорганический каучук, при этом наружный диаметр трех кольцевых ребер больше внутреннего диаметра гладкого цилиндрического входного патрубка 20 для того, чтобы обеспечить герметичное уплотнение. Очевидно, что количество кольцевых ребер на кольцевой прокладке 19 может варьироваться в зависимости от условий работы, а в некоторых случаях является достаточным предусмотреть даже одно кольцевое ребро вышеупомянутого типа.
Альтернативно кольцевая прокладка 19 имеет круглое поперечное сечение.
На фиг.5-7 показаны другие примеры модульных трубчатых каналов, имеющих соединительную систему согласно настоящему изобретению. На фигурах показаны модульные каналы 111, 211 и 311, имеющие соответствующие части 112, 212, 312 корпуса, а также охватываемые/охватывающие части, как описано выше. Конструктивные элементы, с функциональной точки зрения идентичные или аналогичные описанному выше каналу 11 на фиг.1-4, имеют те же ссылочные обозначения и в дальнейшем описываться не будут.
На фиг.5 показан второй вариант осуществления модульного трубчатого канала, который обозначен как 111, представляющего собой часть сборного трубопровода согласно изобретению. На Фиг.5 трубчатый канал 111 отличается от трубчатого канала 11 только тем, что наружная резьба 115 охватываемого конца 114 выполнена выступающей за пределы самого охватываемого конца 114, то есть основание резьбы 115 имеет диаметр, например, по существу равный наружному диаметру части охватываемого конца 114 без резьбы 115, тогда как резьба 15 охватываемого конца 14 выполнена в толщине самого охватываемого конца 14, то есть основание резьбы 15 имеет диаметр меньше, чем наружный диаметр охватываемого конца 14.
На фиг.6 показан третий вариант осуществления модульного трубчатого канала, который обозначен как 211 и является частью сборного трубопровода согласно изобретению. На фиг.6 конструктивные элементы, с функциональной точки зрения идентичные или аналогичные таковым для описанных выше трубчатых каналов 11 на фиг.1-4, имеют те же ссылочные обозначения и в дальнейшем описываться не будут.
Трубчатый канал 211 отличается от трубчатого канала 11 только тем, что трубчатый канал 11 является прямолинейным, тогда как трубчатый канал 211 является криволинейный, в частности оси охватываемого конца 14 и охватывающего конца 16 трубчатого канала 211 в не ограничивающем примере на фиг.6 являются взаимно перпендикулярными.
На фиг.7 показан четвертый вариант осуществления модульного трубчатого канала, который обозначен как 311 и является частью сборного трубопровода согласно изобретению. На фиг.7 конструктивные элементы, с функциональной точки зрения идентичные или аналогичные таковым для описанных выше каналов 11 на фиг.1-4, имеют те же ссылочные обозначения и в дальнейшем описываться не будут.
Канал 311 отличается от канала 11 тем, что он является Т-образной муфтой и поэтому имеет три конца, тогда как элемент 11 является трубой и поэтому имеет два конца.
В частности, канал 311 имеет два охватывающих конца (316а и 316b) и один конец 314 с наружной резьбой, которые в конструктивном отношении аналогичны таковым у канала 11.
Настоящее изобретение относится также к модульным трубчатым каналам 11, 111, 211 и 311 вышеописанного типа.
Из предшествующего описания можно сделать очевидное заключение, что сборный трубопровод согласно изобретению решает техническую задачу и имеет многочисленные преимущества.
Основное преимущество состоит в том, что достигнута возможность легкого и многовариантного монтажа между примыкающими элементами трубопровода.
Фактически, благодаря свойственной устройству способности поворачивать в процессе свинчивания сопрягаемые трубчатые каналы в герметически плотных, последовательных соединениях путем ввинчивания охватываемого конца трубчатого канала на большую или меньшую величину в охватывающий конец прилегающего канала, стало возможным на практике увеличивать или соответственно уменьшать эффективную длину укладки трубчатых каналов, при этом герметичное уплотнение в местах соединений гарантируется в любом случае.
Трубчатые каналы могут быть свободно ориентированы по отношению друг к другу путем взаимного свинчивания, обеспечивая тем самым изготовление трубопроводов с высокой степенью трансформируемости. Например, возможна укладка трубопровода без предварительного проведения тщательной инженерной разведки окружающей среды в месте предполагаемого расположения. Кроме того, трубчатые каналы могут иметь относительно широкие производственные допуски по длине, снижая таким образом издержки производства. В частности, вышеупомянутая способность к разнообразной ориентации является существенным преимуществом, если прямолинейные трубы необходимо присоединить к криволинейным фасонным трубам или прямолинейные трубы - к другим модульным трубчатым каналам, таким как Т-образная муфта или Y-образная муфта.
Следует принимать во внимание, что одним аспектом настоящего изобретения является создание отдельных средств для механического соединения и герметичного уплотнения, то есть резьбового соединения и средств уплотнения соответственно, так что два примыкающих модуля могут быть свободно свинчены или развинчены, для расположения трубопровода надлежащим образом, без ущерба для герметичности соединения, в противоположность известным из уровня техники системам, в которых герметичное уплотнения требует, чтобы охватываемая часть была полностью ввинчена в охватывающую часть.
Кроме того, необходимо отметить, что описанные выше преимущества прежде всего относятся к сборным газоотводящим трубам в зданиях или производственных помещениях, в которых газоотводящая труба должна соответствовать заранее определенной схеме прокладки. Возможность свободного поворота модульных каналов, прежде всего непрямолинейных деталей, таких как Т-образные и Y-образные соединения, между положениями минимального и максимального свинчивания без нарушения герметичности соединения создает чрезвычайно широкую трансформируемость при прокладке вытяжных труб.
Еще одно преимущество состоит в том, что цилиндрический выходной патрубок или открытый конец охватывающей части, помимо взаимодействия с герметичным уплотнением последовательного соединения между двумя трубчатыми каналами, выполняет функцию направляющей для охватываемого конца трубчатого канала, подлежащего соединению.
Разумеется, специалист в данной области способен создать многочисленные модификации и варианты разборных трубопроводов, имеющих множество вышеописанных модульных трубчатых каналов для удовлетворения специфичных и зависящих от различных факторов требований, которые все без исключения охватываются объемом охраны настоящего изобретения, как определено следующей формулой изобретения.