СОЕДИНЕНИЕ АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫХ ТРУБ

Полезная модель относится к области теплоснабжения и может найти применение при соединении асбестоцементных труб для тепловых сетей.
Широко известны соединения труб при помощи муфты, содержащей упоры, эластичные уплотнительные прокладки и прижимные втулки (см. патент США №3895832, Кл. 285-322, 1975 г.).
Недостатком известных соединительных муфт является концентрация напряжений в одной точке соединяемой трубы под действием усилия уплотнительных прокладок и невозможность применения в одновременном разжатии нескольких уплотнительных втулок или колец.
Известна также соединительная муфта, содержащая обойму с внутренними эластичными уплотнительными кольцами, размещенными в кольцевых проточках, и стопоры в виде проволочных колец, вводимых через тангенциальные отверстия в кольцевые проточки у концов муфты и располагаемых местах кольцевых впадин на наружной поверхности соединяемых труб (см. SU №129439, М. Кл. F 19 L 21/02, 1960 г.).
Однако это соединение недостаточно герметично из-за свободного расположения уплотнительных эластичных колец в упорных проточках. Кроме того, нагрузка на трубы концентрируется в одной точке, на месте выполнения проточки, что может привести к разрушению труб под действием знакопеременных усилий; изготовление такой соединительной муфты также трудоемко и нетехнологично из-за сложности выполнения кольцевых проточек во внутренней полости муфты.
Наиболее близким по назначению и технической сущности к предлагаемой полезной модели является соединение асбестоцементных труб, включающее две трубы, соединенные при помощи соединительного элемента -самоуплотняющейся муфты (САМ) с кольцевыми проточками, уплотняющими резиновыми кольцами (Соколов П.Н. Технология асбестоцементных изделий.
Издательство литературы по строительству. М.: 1968, 3-е издание, с.287-288, рис.85).
Недостатком известного соединения является недостаточная герметичность из-за свободного расположения ряда полостей в уплотнительном кольце во внутреннюю сторону муфты; небольшой срок эксплуатации соединения из-за старения резиновых колец; изготовление такой муфты трудоемко и нетехнологично из-за сложности выполнения кольцевых проточек во внутренней полости муфты.
Технический результат полезной модели:
- упрощение процесса изготовления соединительного элемента;
- повышение надежности и герметичности;
- долговечность соединения, следовательно, трубопровода;
- ускорение процесса монтажа трубопроводов.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном соединении асбестоцементных труб, включающем две трубы, соединенные при помощи соединительного элемента, согласно полезной модели в качестве соединительного элемента используют ниппель, выполненный из термопластичной пластмассы, внутренняя поверхность ниппеля имеет постоянное сечение, совпадающее с внутренней поверхностью труб, концы которых выполнены в виде раструба.
Отличительными признаками заявляемой модели являются новая форма и материал выполнения соединительного элемента, а именно в виде ниппеля из термопластичной пластмассы, а также выполнение концов соединяемых труб в виде раструба.
Из уровня техники известно соединение труб, содержащее две трубы, полимерный ниппель с буртом (см. SU 1657826 А1, М. Кл. F 16 L 17/10, 23.06.1991).
Недостатком этого соединения является возможность его использования только для низкотемпературных теплоносителей и сложность при изготовлении из-за бурта и продольного профиля ниппеля, имеющего сужение и расширение,
создающего местное сопротивление. Кроме того, указанное соединение предназначено для эмалированных труб для целей мелиорации, водоснабжения.
Из литературных источников заявитель не обнаружил сведений об использовании ниппеля для соединения асбестоцементных труб. В основном для соединения таких труб используются муфтовые соединения. По сравнению с ними при использовании ниппеля упрощается процесс изготовления асбестоцементных труб за счет исключения токарной обработки концов труб снаружи. Выполнение ниппеля из термопластичной пластмассы способствует расширению ниппеля при повышении температуры теплоносителя и плотному прилеганию его к стенкам труб, что обеспечивает герметичность соединения. В отопительный период года от воздействия высокотемпературного теплоносителя трубы подвергаются линейному расширению. Соответственно, линейному расширению подвергается и ниппель из термопластичной пластмассы. За счет того, что модуль упругости термопластичной пластмассы намного отличается от модуля упругости асбестоцемента, со стороны ниппеля уплотнение будет больше, что повышает надежность и герметичность соединения.
По сравнению с SU 1657826 отсутствие бурта и выполнение внутренней поверхности ниппеля постоянного сечения в предлагаемом соединении, позволяет упростить изготовление соединительного элемента. Кроме того, выполнение внутренней поверхности ниппеля с постоянным сечением, совпадающим с внутренней поверхностью труб, не создает местного сопротивления.
Выполнение концов труб в виде раструба обеспечивается калиброванием их по внутреннему диаметру при помощи вставных втулок (в процессе твердения труб после трубоформовочной машины), что упрощает процесс изготовления труб. Кроме того, выполнение концов труб в виде раструба обеспечивает переход внутренних диаметров концов труб к внутреннему диаметру самой трубы, который служит как «ограничитель» смещения
ниппеля, что способствует повышению надежности и герметичности соединения.
Простота формы заявляемого соединительного элемента, изготовления концов асбестоцементных труб способствует ускорению процесса монтажа трубопроводов.
Полезная модель является промышленно применимой, так как может быть использована в теплоснабжении при применении асбестоцементных труб, соединяемых при помощи ниппеля.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено соединение трубопровода до надвигания труб на ниппель, на фиг.2 - то же, после надвигания труб на ниппель.
1
2
3
4
5
4
Соединение включает две трубы 1 и 2, ниппель 3 из термопластичной пластмассы. Внутренняя поверхность ниппеля 3 имеет постоянное сечение, совпадающее с внутренней поверхностью труб 1 и 2 (d=d). Концы труб 1 и 2 выполнены в виде раструба. Посадочная поверхность ниппеля 3 имеет конические переходы 4, делящие ее на запорные А и калибрующую Б части. Запорная часть А имеет наружный диаметр d меньший внутреннего диаметра раструба d данной трубы, с целью образования кольцевого зазора для пластичного запорного клина, а калибрующая часть Б - наружный диаметр d, больший диаметров раструбов d для создания натяга в этой части соединения.
1
2
Перед надвиганием труб на ниппель внутреннюю поверхность труб 1 и 2 и посадочную поверхность ниппеля 3 покрывают герметиком или клеем 5 и 6 суммарной толщиной слоев (L+L), большей зазора между внутренней поверхностью трубы и наружной поверхностью запорной части А с целью формирования пластичного запорного клина без пустот и каналов при надвигании труб на ниппель 3 и выдерживают до достижения вязкопластичного состояния герметика или клея (см. фиг.1). После чего производят надвигание труб 1 и 2 внутренней поверхностью на посадочную поверхность ниппеля 3 до упора в расширенные концы труб 1 и 2.
При надвигании труб 1 и 2 на ниппель 3 происходит взаимное смещение и уплотнение слоев герметика или клея, находящихся на внутренней поверхности трубы и наружной поверхности запорной части без отлипания его от указанных поверхностей. Избыток герметика или клея смещается к кромке ниппеля и образует пластичный запорный клин 7 (фиг.2). Калибрующая часть ниппеля входит внутрь труб с натягом. При этом герметик или клей 8 заполняет все микродефекты сопрягаемых поверхностей, а его избыток выдавливается наружу и образует пластичный запорный клин 9.
При заполнении трубопровода горячей жидкостью под воздействием температуры, избыточного давления ниппель благодаря свойствам термопластичного материала, из которого он изготовлен, расширяется и еще более уплотняет слой герметика или клея сначала в запорной части А ввиду более тонкой стенки, а при достижении определенного давления и температуры и в калибрующей части Б. Пластичный клин 7 также уплотняется давлением и в осевом направлении, что также увеличивает герметичность соединения. Если давление в трубопроводе отрицательно (вакуум), то аналогичная картина происходит с пластичным запорным клином 9 между посадочной поверхностью ниппеля и внутренней поверхностью трубы, прижимаемым атмосферным давлением.
Пластичность запорных клиньев и хорошая адгезия герметика или клея к материалам трубы и ниппеля обеспечивает герметичность соединения при подвижках труб в осевом направлении и перекосах осей труб в процессе эксплуатации трубопровода.