СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
CONNECTING DEVICE

Изобретение относится к соединительному устройству для трубы, содержащему втулку для приема трубы и по меньшей мере один уплотнительный элемент для обеспечения уплотнения между втулкой и трубой, а также нажимной элемент для приложения давления к втулке и трубе.
Относительно недавний пример такого соединительного устройства раскрыт в международной патентной заявке WO 2015/177259, поданной настоящим заявителем. Другие примеры представляют собой международные патентные заявки WO 2007/055576, WO 2010/114366, WO 2014/090667, поданные настоящим заявителем.
Заявитель является ведущей фирмой в этой области, примером которой является известный уровень техники для настоящего изобретения, реализованный в изобретении 1998 года ЕР 0974780, описывающем соединительное устройство для трубы в соответствии с ограничительной частью формулы изобретения, в котором захватный элемент оснащен зубцами, полученными прессованием и выступающими из плоскости захватного элемента рядом со щелевидными отверстиями, пробитыми выходящими в захватном элементе. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу изготовления захватного элемента, подлежащего использованию в таком соединительном устройстве, а также к указанному захватному элементу.
С помощью технологии предыдущего века, описанной в ЕР 0974778, было обнаружено, что повышенное сопротивление деформации при растяжении было возможно для разнообразных труб, в том числе для жестких труб, таких как трубы из чугуна, стали и нержавеющей стали. В то же время соединительное устройство известного уровня техники было подходящим образом использовано и с более мягкими трубами, такими как трубы из ПВХ, полиэтилена и асбестоцемента.
Однако со временем практика показала, что хотя результаты применения устройства, описанного в ЕР 0974778, были вполне удовлетворительными, проблемы могли возникнуть при использовании соединительного устройства в отношении жестких труб, содержащих покрывающий слой, таких как чугунные трубы, содержащие защитный эпоксидный слой или слой цинка. С такими трубами сопротивление деформации при растяжении могло быть меньше требуемого.
Другая проблема, связанная с сопротивлением деформации при растяжении, могла возникнуть при использовании известного из уровня техники соединительного устройства для более мягких труб. Зубцы устройства в соответствии с ЕР 0974780 могут закусывать такие более мягкие трубы таким образом, что захватный элемент соединительного устройства действует как сырорезка на поверхность трубы, вследствие чего соединительное устройство постепенно теряет сцепление с трубой. Заявитель ранее пытался решить эту проблему, как описано в ЕР 1138999, но все еще есть возможность для усовершенствования.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение решения или по меньшей мере облегчения одной или более вышеупомянутых проблем, и с этой целью в соответствии с признаками одного или более пунктов прилагаемой формулы изобретения предлагается соединительное устройство, способ изготовления захватного элемента и такой захватный элемент.
Согласно первому аспекту изобретения предлагается соединительное устройство в соответствии с ограничительной частью формулы изобретения, которое содержит захватный элемент, проходящий вдоль по меньшей мере части периметра трубы, причем захватный элемент оснащен зубцами, полученными прессованием и выступающими из плоскости захватного элемента рядом со щелевидными отверстиями, пробитыми в захватном элементе, и которое содержит новый отличительный признак, заключающийся в том, что кромки щелевидных отверстий подлежат расплющиванию. Это дает преимущество модифицированной кристаллической структуры металла, используемого для захватного элемента, включая структуру зубцов, получаемых прессованием и выступающих из плоскости захватного элемента. Зубцы, соответственно, становятся тверже, что повышает их эффективность. В альтернативном варианте осуществления изобретения можно снизить затраты за счет применения более дешевого основного материала, из которого изготовлен захватный элемент, без ущерба для твердости зубцов. Другое преимущество заключается в том, что при более дешевом основном материале соединительное устройство, предложенное в соответствии с изобретением, работает в течение более длительного времени без технического обслуживания или замены.
Подходящим и предпочтительным способом осуществления расплющивания кромок щелевидных отверстий является выполнение этой операции перед получением прессованием зубцов, выступающих из плоскости захватного элемента. Это может быть выполнено при помощи соответствующего проковочного инструмента.
Отличительным признаком, обеспечивающим повышение эффективности зубцов, является то, что фронтальная поверхность верхней части каждого зубца расположена под углом примерно 90° относительно плоскости захватного элемента.
Кроме того, изобретение относится к способу изготовления захватного элемента, используемого в соединительном устройстве в соответствии с изобретением, согласно которому в пластине пробивают щелевидные отверстия и в процессе формования прессованием получают зубцы, выступающие из плоскости пластины рядом с отверстиями.
В соответствии с изобретением перед получением прессованием зубцов, выступающих из плоскости пластины, кромки щелевидных отверстий сначала подвергают операции расплющивания.
Соответственно, изобретение также относится к захватному элементу, оснащенному зубцами, полученными прессованием и выступающими из плоскости захватного элемента рядом со щелевидными отверстиями, пробитыми из захватного элемента, причем щелевидные отверстия подвергаются расплющиванию. В предпочтительном варианте осуществления расплющивание кромок щелевидных отверстий осуществляют перед получением прессованием зубцов, выступающих из плоскости захватного элемента.
Согласно другому аспекту изобретения, который может быть применен независимо от вышеприведенных признаков или в сочетании с ними, каждый захватный элемент поддерживается по меньшей мере одним нажимным элементом, оснащенным выступами, которые сопрягаются с обратной стороной зубцов, полученных прессованием и выступающих из плоскости соответствующего захватного элемента, установленного на такой нажимной элемент.
Выступы, сопрягающиеся с обратной стороной зубцов, полученных прессованием и выступающих из плоскости захватного элемента, являются эффективным средством противодействия вышеупомянутому эффекту сырорезки при использовании соединительного устройства с более мягкими трубами. Этот эффект противодействия особенно усиливается в варианте осуществления, в котором выступы нажимного элемента блокируют отверстия в захватном элементе, расположенные возле зубцов. Конструкция выступов, которые сопрягаются с обратной стороной зубцов, также обеспечивает эффективную передачу сил, действующих на компоненты захватного элемента вследствие нагрузок, оказываемых трубой на соединительное устройство, на нажимные элементы и их поглощение конструкцией соединительного устройства.
Далее изобретение дополнительно пояснено со ссылкой на чертеж примерного варианта осуществления соединительного устройства, захватного элемента и способа изготовления захватного элемента в соответствии с изобретением, который не ограничивает прилагаемую формулу изобретения.
На чертеже:
- ФИГ. 1 изображает вид сбоку в разрезе соединительного устройства в соответствии с настоящим изобретением;
- ФИГ. 2А и 2В схематически изображают соответственно два этапа технологического процесса согласно известному уровню техники для изготовления зубца в захватном элементе, а ФИГ. 2С изображает вид сбоку в разрезе части захватного элемента возле зубца, изготовленного в соответствии с известным уровнем техники;
- ФИГ. 3А, 3В и 3С схематически изображают соответственно три этапа технологического процесса согласно настоящему изобретению для изготовления зубца в захватном элементе, а ФИГ. 3D изображает вид сбоку в разрезе части захватного элемента возле зубца, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением;
- ФИГ. 4А и 4В изображают вид сбоку в разрезе и перспективный вид с пространственным разделением деталей соответственно захватного элемента вместе с нажимным элементом соединительного устройства, предложенного в соответствии с изобретением.
На всех чертежах для обозначения одинаковых деталей использованы одинаковые ссылочные позиции.
На ФИГ. 1 изображен вид сбоку в разрезе соединительного устройства 1, предложенного в соответствии с изобретением. Соединительное устройство 1 содержит втулку 13 для приема трубы 2 и по меньшей мере один уплотнительный элемент 5 для обеспечения уплотнения между втулкой 13 и трубой 2. Уплотнительный элемент 5 может быть прикреплен к втулке 13 при помощи зажима 14. Кроме того, соединительное устройство 1 содержит нажимной элемент 6 для приложения давления к втулке 13 и трубе 2. Для осуществления приложения давления к нажимному элементу 6 обеспечены исполнительные средства 3, 3', причем нажимной элемент 6 поддерживает захватный элемент 4, проходящий по меньшей мере вдоль части периметра трубы 2. Таким образом, захватный элемент 4 выполнен с возможностью надавливания на трубу 2. Как описано более подробно далее, зажимной элемент 4 оснащен зубцами, полученными прессованием и выступающими из плоскости зажимного элемента.
На ФИГ. 2А и 2В представлен известный способ изготовления захватного элемента, используемого в соединительном устройстве, как показано на ФИГ. 1. В этом способе для создания щелевидных отверстий 8 в пластине 7 используют пробивной инструмент 10. Это показано на ФИГ. 2А сверху вниз на изометрическом виде, на виде сбоку и на виде в разрезе. Аналогично, на ФИГ. 2В показано, что на следующем этапе используют прессовый инструмент 11 для получения прессованием зубцов 9, выступающих из плоскости пластины 7 рядом с отверстиями 8.
На ФИГ. 2С в большем масштабе показан один из зубцов 9, полученных прессованием и выступающих из плоскости пластины 7. В этом процессе в соответствии с известным уровнем техники фронтальная поверхность 9' верхней части зубца 9 расположена под углом 50°-70° относительно плоскости пластины 7, которая в итоге образует захватный элемент.
Соответственно, на ФИГ. 3А-3С представлен предложенный способ изготовления захватного элемента 4, используемого в соединительном устройстве, как показано на ФИГ. 1.
В предложенном в соответствии с изобретением способе сначала используют пробивной инструмент 10 для создания щелевидных отверстий 8 в пластине 7, как показано на ФИГ. 3А сверху вниз на изометрическом виде, на виде сбоку и на виде в разрезе. Аналогично, на ФИГ. 2В показано, что на последующем этапе кромки 8' щелевидных отверстий 8 подвергают обработке проковочным инструментом 12. На ФИГ. 2С показано, что после завершения расплющивания кромок 8' щелевидных отверстий на следующей операции используют прессовый инструмент 11 для получения прессованием зубцов 9, выступающих из плоскости пластины 7 рядом с отверстиями 8 для образования в итоге захватного элемента 4.
На ФИГ. 2D представлен подробный вид одного из зубцов 9, полученных прессованием и выступающих из плоскости пластины 7. Фронтальная поверхность 9' верхней части зубца 9 расположена под углом примерно 90° относительно плоскости пластины 7 захватного элемента 4.
На ФИГ. 4А и 4В представлен еще один аспект изобретения. На ФИГ. 4В отдельно изображены на изометрическом виде захватный элемент 4, изготовленный из пластины 7, как описано со ссылкой на ФИГ. 3A-3D, и один нажимной элемент 6. Множество таких нажимных элементов 6 вместе образуют кольцо по периметру трубы 2 в соединительном устройстве 1, представленном на ФИГ. 1. На ФИГ. 4А показан в разрезе один нажимной элемент 6, на который установлен один захватный элемент 4. Однако возможно также, что нажимной элемент 6 поддерживает несколько захватных элементов, или что несколько нажимных элементов поддерживают один захватный элемент.
В завершенном соединительном устройстве, как показано на ФИГ. 1, предпочтительно каждый отдельный нажимной элемент 6 поддерживает один захватный элемент 4. Соответственно, нажимные элементы 6 вместе поддерживают все захватные элементы 4, которые совместно окружают трубу 2, показанную на ФИГ. 1. В установленном положении захватные элементы 4 таким образом проходят по всему периметру трубы 2, которая соединена с соединительным устройством 1.
На ФИГ. 4А и 4В ясно показано, что представленный нажимной элемент 6 оснащен множеством выступов 15 на стороне, обращенной к захватному элементу 4. Эти выступы 15 выполнены с возможностью сопряжения с обратной стороной зубцов 9, полученных прессованием и выступающих из плоскости захватного элемента 4, предпочтительно таким образом, что когда захватный элемент 4 установлен на нажимном элементе 6, как показано на ФИГ. 4А, выступы 15 нажимного элемента 6 блокируют отверстия 8 в захватном элементе 4, находящиеся возле зубцов 9. Кроме того, эта конструкция обеспечивает эффективную передачу сил, действующих на захватный элемент 4 вследствие давления, оказываемого трубой 2 на соединительное устройство 1, на нажимные элементы 6 и их поглощение конструкцией соединительного устройства.
Хотя изобретение описано выше со ссылкой на примерный вариант осуществления, изобретение не ограничено этим конкретным вариантом осуществления, который может варьироваться многими способами в пределах настоящего изобретения. Следовательно, описанный примерный вариант осуществления не должен рассматриваться как ограничивающий прилагаемую формулу изобретения. Напротив, данный вариант осуществления лишь объясняет формулировки прилагаемой формулы изобретения без намерения ограничить формулу изобретения этим примерным вариантом осуществления. Следовательно, объем охраны изобретения следует рассматривать в соответствии только с прилагаемой формулой изобретения, причем возможная неоднозначность формулировок формулы изобретения должна быть разрешена с использованием этого примерного варианта осуществления.