ПРОФИЛЬНЫЙ ХОМУТ С УПЛОТНИТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ
SHAPED CLAMP WITH SEALING ELEMENT

Изобретение относится к профильному хомуту, содержащему стяжной элемент и профильную ленту, на которой без возможности выпадения держится уплотнительный элемент.
Профильные хомуты такого типа служат, например, для герметичного соединения концов двух труб, которые имеют соединительные фланцы, ориентированные в радиальном направлении наружу. Профильный хомут надевают на эти фланцы и затягивают его путем приложения осевых и радиальных удерживающих сил. Поперечное сечение профильной ленты выполнено, как правило, V-образным или U-образным.
Для создания герметичного соединения между соединительными фланцами концов труб устанавливают уплотнительный элемент. Если уплотнительный элемент не закреплен на профильном хомуте, то нужно производить манипуляции по меньшей мере с двумя независимыми конструктивными элементами, а именно, с профильным хомутом и с уплотнительным элементом, что усложняет монтаж профильного хомута. При этом монтажник должен правильно позиционировать относительно труб как уплотнительный элемент, так и хомут.
Из DE 60210142 Т2 известно соединение с геометрическим замыканием уплотнительного элемента, выполненного в форме кольцевого диска, с профильной лентой при помощи деформируемых крепежных скоб, которые могут быть выполнены как одно целое с уплотнительным элементом.
Такая удерживающая конструкция является относительно дорогостоящей. Как правило, для нее требуется специальный инструмент.
В основе изобретения лежит задача обеспечить простыми средствами возможность закрепления уплотнительного элемента на профильной ленте без возможности выпадения.
Согласно изобретению, эта задача решена тем, что в профильном хомуте описанного типа уплотнительный элемент имеет распределенные по окружности упруго деформируемые дистанцирующие фиксаторы, которые прилегают с силовым замыканием к внутренней в радиальном направлении стороне профильной ленты.
Прилегание с силовым замыканием достигается, например, тем, что дистанцирующие фиксаторы прилегают к внутренней стороне с предварительным напряжением. При этом должны быть предусмотрены по меньшей мера два дистанцирующих фиксатора, расположенных по окружности уплотнительного элемента, то есть на его на наружной в радиальном направлении стороне. При удерживании с силовым замыканием удерживающая сила может быть установлена относительно точно. Поэтому можно выбрать удерживающую силу таким образом, что уплотнительный элемент можно вставить в профильный хомут без инструмента и таким образом достаточное деформирование дистанцирующего фиксатора может осуществляться вручную. Вместе с тем сила, возникающая в результате упругого деформирования дистанцирующих фиксаторов или их предварительного напряжения, является достаточно большой, чтобы надежно удерживать уплотнительный элемент в хомуте. Таким образом, поскольку от соединения с геометрическим замыканием можно отказаться, получается надежное и выполненное простым путем соединение между уплотнительным элементом и профильной лентой.
Дистанцирующие фиксаторы предпочтительно имеют неподвижный конец, которым они соединены с уплотнительным элементом, контактную область, которой они прилегают к внутренней стороне профильной ленты, и свободный конец. Свободный конец может перемещаться в радиальном направлении относительно уплотнительного элемента в результате упругого деформирования дистанцирующего фиксатора. Этот вариант выполнения является сравнительно простым для достижения требуемой упругости дистанцирующих фиксаторов, которые должны отслеживать уменьшение диаметра при затягивании хомута.
Уплотнительный элемент предпочтительно выполнен в виде металлического уплотнения. Такое уплотнение является стойким ко многим химикатам и при этом относительно эластичным, то есть является удовлетворительным.
Дистанцирующие фиксаторы предпочтительно выполнены как одно целое с уплотнительным элементом. Благодаря этому опасность непреднамеренного отсоединения дистанцирующих фиксаторов от уплотнительного элемента становится очень малой при сохранении малых производственных затрат, так как дистанцирующие фиксаторы могут быть простым способом изготовлены одновременно с уплотнительным элементом и дополнительная операция их соединения исключается.
В одном предпочтительном варианте выполнения дистанцирующие фиксаторы проходят параллельно окружному направлению. Таким образом, дистанцирующие фиксаторы ориентированы в окружном направлении, то есть их продольная протяженность параллельна окружному направлению. Концы дистанцирующих фиксаторов имеют одинаковое положение в осевом направлении, но находятся на расстоянии друг от друга в окружном направлении и в радиальном направлении. Контактная область расположена на наибольшем удалении в радиальном направлении наружу. Это означает, что свободные концы отогнуты внутрь. Дистанцирующие фиксаторы могут быть выгнуты из металла, благодаря чему образуются относительно округлые края, которые позволяют дистанцирующим фиксаторам скользить в окружном направлении по внутренней стороне профильной ленты, так что дополнительное трение, которое нужно преодолеть при затягивании хомута, может оставаться малым.
Свободный конец предпочтительно загнут, при этом ось изгиба параллельна окружному направлению. Разумеется, ось изгиба не обязательно должна быть строго параллельной и проходит, как правило, по прямой линии. Благодаря загибанию свободного конца дистанцирующих фиксаторов они имеют относительно хорошую эластичность, при этом образуется скругленная контактная область и таким образом получается относительно ровное прилегание по поверхности к внутренней стороне профильной ленты. Поэтому нагрузки на внутреннюю сторону ленты могут быть малы.
На внутренней стороне профильной ленты предпочтительно выполнены радиальные выступы. Эти выступы, ориентированные в радиальном направлении внутрь, образованы, например, желобками, выдавленными в профильной ленте. Благодаря этим выступам возможно свободное предварительное позиционирование уплотнительного элемента в радиальном направлении внутри профильного хомута. Таким образом предотвращается проворачивание уплотнительного элемента внутри хомута.
Профильная лента предпочтительно имеет две стяжные головки, с которыми взаимодействует стяжной элемент. Стяжной элемент выполнен, например, в виде стяжного винта, проходящего через отверстия в стяжных головках. Благодаря этому могут быть приложены относительно большие стягивающие силы.
Ниже более подробно, со ссылками на чертежи, описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения. На чертежах:
фиг.1 изображает профильный хомут в незатянутом состоянии,
фиг.2 - профильный хомут в затянутом состоянии,
фиг.3 - поперечный разрез профильного хомута,
фиг.4 - разрез смонтированного профильного хомута,
фиг.5 - уплотнительный элемент согласно первому варианту его выполнения,
фиг.6 - поперечный разрез уплотнительного элемента, показанного на фиг.5, и
фиг.7 - поперечный разрез уплотнительного элемента согласно второму варианту его выполнения.
На фиг.1 показан профильный хомут 1 в незатянутом состоянии. Профильный хомут 1 содержит профильную ленту 2, имеющую на своих противоположных концах стяжные головки 3, 4. Стяжные головки 3, 4 соединены друг с другом посредством стяжного элемента 5, который выполнен в виде стяжного винта. При ввинчивании стяжного винта 5 диаметр профильного хомута 1 уменьшается и таким образом создается стягивающая сила.
Профильная лента 2 имеет по существу V-образное поперечное сечение с двумя профильными стенками 6, 7 профиля. В стенках 6, 7 выполнены расположенные друг против друга проемы 8, 9. Посредством этих проемов 8, 9 в профильной ленте 2 образованы выполненные с замыканием по материалу шарниры, которые обеспечивают возможность простого расширения или затягивания хомута 1.
В радиальном направлении внутри профильного хомута 1 расположен показанный штриховыми линиями уплотнительный элемент 10 в форме кольца, имеющий на своей наружной в радиальном направлении стороне 12 деформируемые дистанцирующие фиксаторы 11а, 11b, 11с, 11d. Эти фиксаторы 11a-11d прилегают при предварительном напряжении к внутренней в радиальном направлении стороне 13 профильной ленты 2 с силовым замыканием.
На внутренней в радиальном направлении стороне 13 профильной ленты 2 выполнены выступающие в радиальном направлении внутрь выступы 14а, 14b в форме желобков. Дистанцирующие фиксаторы 11b, 11 с прилегают в окружном направлении к выступам 14а, 14b, вследствие чего осуществляется предварительное позиционирование в окружном направлении.
На фиг.2 показан профильный хомут 1 в затянутом состоянии. Стяжной винт 5 полностью ввинчен, так что стяжные головки 3, 4 прилегают друг к другу. Свободный внутренний диаметр D уплотнительного элемента находится внутри профильной ленты 2, а дистанцирующие фиксаторы 11a-11d соответственно деформированы.
На фиг.3 показан поперечный разрез профильного хомута 1 согласно фиг.2. Уплотнительный элемент 10 расположен между стенками 6, 7 профильной ленты 2 и прилегает своей наружной в радиальном направлении стороной 12 к внутренней стороне 13 профильной ленты. При этом дистанцирующие фиксаторы 11а, 11b деформированы так, что они ровно прилегают к наружной в радиальном направлении стороне 12 и к внутренней стороне 13. Таким образом, место, которое требуется для дистанцирующих фиксаторов 11a-11d при затянутом состоянии хомута 1 определяется лишь толщиной их материала. Однако эта дополнительная потребность в монтажном пространстве является несущественной.
Уплотнительный элемент 10 имеет несколько ступеней 15, 16. Благодаря этим ступеням при соединении профильного хомута 1 с концами 17, 18 труб (фиг.4) создается напряжение, которое повышает герметичность.
При установке профильного хомута 1 на концы 17, 18 труб упруго деформируются не только дистанцирующие фиксаторы 11a-11d, но и уплотнительный элемент 10. Благодаря конфигурации профильной ленты 2 хомута 1 на концы 17, 18 труб действуют осевая и радиальная удерживающие силы.
На фиг.5 показан уплотнительный элемент 10 согласно первому варианту его выполнения. Уплотнительный элемент 10 снабжен четырьмя деформируемыми дистанцирующими фиксаторами 11a-11d, которые расположены на наружной стороне 12 уплотнительного элемента и могут быть выполнены как одно целое с ним, но могут быть также припаяны или приварены к уплотнительному элементу 10. Каждый дистанцирующий фиксатор 11a-11d имеет неподвижный конец 19, контактную область 20 и свободный конец 21 и проходит по окружности уплотнительного элемента 10. Таким образом, неподвижный конец 19 и свободный конец 21 могут находиться на одинаковой высоте в осевом направлении. Поэтому дистанцирующие фиксаторы 11a-11d не обязательно увеличивают длину уплотнительного элемента 10 в осевом направлении. Тем не менее, дистанцирующие фиксаторы 11a-11d могут быть выполнены с относительно большой продольной протяженностью, вследствие чего достигается высокая эластичность. Так как сначала, когда свободный конец 21 дистанцирующего фиксатора 11a-11d не прилегает к наружной стороне 12 уплотнительного элемента, этот конец 32 находится на расстоянии от наружной стороны 12, то для деформирования фиксатора требуется сравнительно небольшая сила, Для дальнейшего деформирования дистанцирующих фиксаторов 11a-11d, которое происходит при затягивании хомута 1, требуются силы большей величины, так как свободные концы 21 скользят по наружной стороне 12 уплотнительного элемента и фиксаторы 11a-11d должны деформироваться по обеим сторонам контактной области 20. Таким образом, требуемые для деформации силы возрастают. Благодаря этому уплотнительный элемент 10 можно вставить в профильный хомут 1, приложив сравнительно небольшую силу, и несмотря на это обеспечить надежное удерживание уплотнительного элемента в профильном хомуте 1.
На фиг.6 показан поперечный разрез уплотнительного элемента 10 согласно фиг.5.
На фиг.7 показан следующий вариант выполнения уплотнительного элемента 10, в котором дистанцирующий фиксатор 11 не ориентирован в окружном направлении, а имеет согнутый свободный конец 21. В этом варианте тоже получается дистанцирующий фиксатор 11 с достаточной эластичностью, при помощи которого могут быть также приложены достаточные силы предварительного напряжения, чтобы уплотнительный элемент 10 мог удерживаться с силовым замыканием в профильном хомуте 1 или в профильной ленте 2.
Профильный хомут или профильная лента изготовлены, как правило, из металла. Уплотнительный элемент тоже может быть металлическим. Благодаря удерживанию уплотнительного элемента 10 в профильной ленте 2 с силовым замыканием при помощи упруго деформируемых дистанцирующих фиксаторов 11, которые отходят от наружной в радиальном направлении стороны 12 уплотнительного элемента 10 и прилегают к внутренней в радиальном направлении стороне 13 профильной ленты 2, достигается надежное удерживание уплотнительного элемента 10 даже при незатянутом состоянии профильного хомута 1 и не требуется соединение с геометрическим замыканием, Поэтому такое соединение может достигаться и использоваться очень простым способом. Благодаря предварительному напряжению дистанцирующих фиксаторов и наличию необязательных радиальных выступов на внутренней стороне профильной ленты исключено проворачивание уплотнительного элемента перед окончательной установкой. Лишь по завершении установки профильного хомута с уплотнительным элементом на концы труб или на их фланцы момент, действующий между хомутом и уплотнительным элементом, будет иметь такую величину, что станет возможным небольшое проворачивание уплотнительного элемента и профильной ленты друг относительно друга. Поэтому обеспечивается хорошее выравнивание и установка уплотнительного элемента и хомута друг относительно друга. Одновременно достигается оптимальное качество уплотнения. При этом уплотнительный элемент может быть соединен с профильным хомутом без применения специальных инструментов.