УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНТАЖА ТРУБ ИЗОЛИРУЮЩЕЕ
INSULATING DEVICE FOR ASSEMBLY OF PIPES

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования при сооружении трубопроводов из гладких труб, повреждаемых при сварке, и для электрохимической защиты газопроводов, нефтепроводов и систем водо- и теплоснабжения от коррозии путем их электрического секционирования.
В Саратовском государственном техническом университете (СГТУ) разработано «Устройство для соединения пластмассовых труб с металлическими и арматурой», которое позволяет соединять гладкие трубы, повреждаемые при сварке, например стальные трубы с внутренним покрытием или армированные полимерные трубы. Это устройство представляет собой металлический фланец с кольцевым выступом, охватывающим трубу снаружи, внутри которого размещаются механизм крепления трубы и уплотнитель для герметизации стыка. Уплотнитель для герметизации стыка выполнен в виде прокладки, размещенной на торце трубы, и сжимается внешним усилием. Механизм крепления состоит из цилиндрической детали в виде втулки с прорезями, образующими деформируемые лепестки, которые под воздействием винтов внедряются в тело трубы (патент РФ №2303189).
Известно, что для электрохимической защиты трубопроводов от коррозии предлагается во фланцах, связанных с трубами с помощью неразборного соединения, размещать крепежные болты внутри электроизолирующих втулок или использовать диэлектрические вставки. Так, например, в изолированном трубном соединении, разработанном ОАО «Энгельсское опытно-конструкторское бюро "Сигнал" им. А.И.Глухарева», стягиваемые друг с другом отрезки трубопроводов, оснащенных выступами на торцах, электрически разделяются электроизолирующими цилиндрическими элементами и эластичным уплотнением стыка. Отрезки трубопроводов оснащены наконечниками, имеющими Г-образное продольное сечение, внутри и снаружи которых установлены с торцевыми зазорами две электроизолирующие цилиндрические втулки. Эластомерное уплотнение расположено между торцами наконечников и поверхностями изолирующих цилиндрических втулок. Винты, стягивающие концы трубопроводов, равномерно расположены по окружности и ввернуты в корпус. Металлическая крышка и корпус жесткой связи с трубопроводом не имеют (патент на изобретение №2350823).
Существенным недостатком этих соединений является то, что они либо не могут осуществлять электрохимическую защиту трубопроводов, либо не могут быть установлены в любом месте трубы, так как необходимы фланцы, связанные с трубами с помощью неразборного соединения.
В качестве прототипа для устройства для монтажа труб изолирующего целесообразно рассмотреть разработанное в Саратовском государственном техническом университете «Устройство для монтажа труб», содержащее металлический корпус, выполненный в виде цилиндра с внутренней цилиндрической проточкой, ограниченной внутренним кольцевым выступом, достигающим наружной поверхности трубы, имеющий также цилиндрический выступ, расположенный на внешней поверхности корпуса, герметизирующую прокладку, установленную во внутренней цилиндрической проточке корпуса, крепежные элементы в виде болтов, С-образное кольцо, расположенное во внутренней цилиндрической проточке корпуса, изготовленное из более твердого материала, чем материал трубы, и имеющее на наружной поверхности сферическую выступающую часть, а на внутренней поверхности - заостренные радиальные выступы. При закреплении трубы расположенное внутри металлического корпуса С-образное кольцо прижимается боковой поверхностью к внутреннему кольцевому выступу, а на внешнюю выступающую поверхность С-образного кольца воздействует своей внутренней конической поверхностью подвижная втулка, которая сжимает С-образное кольцо, и заостренные радиальные выступы, имеющиеся на внутренней поверхности С-образного кольца, вдавливаются в тело трубы. Сжатие герметизирующей прокладки между подвижной втулкой, торцовой крышкой, наружной поверхностью трубы и поверхностью внутренней цилиндрической проточки осуществляется перемещением торцовой крышки при затяжке болтов, входящих в отверстия, расположенные в цилиндрическом выступе корпуса и торцовой крышке в осевом направлении равномерно по окружности. Устройство для монтажа труб может применяться для создания муфты для соединения труб как одинаковых, так и разных диаметров, фланца для соединения труб или их присоединения к арматуре и в других аналогичных случаях (патент РФ №2352849).
Недостатки прототипа обуславливаются отсутствием электроизолирующего контура и, в муфтовых вариантах, защиты внутренних элементов устройства от транспортируемой среды.
Задачей предлагаемого изобретения является создание универсального и надежного устройства для монтажа труб изолирующего, в частности, для соединения гладких труб как одного, так и разных диаметров между собой в любом месте трубопровода, для соединения труб с арматурой, причем трубы могут быть выполнены из материалов, повреждаемых при сварке, что должно обеспечить условия его массового применения.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для монтажа труб изолирующее, содержащее металлический корпус, выполненный в виде цилиндра с внутренней цилиндрической проточкой, ограниченной внутренним кольцевым выступом, имеющий также цилиндрический выступ, расположенный на внешней поверхности корпуса, герметизирующую прокладку, крепежные элементы в виде болтов, С-образное кольцо, расположенное во внутренней цилиндрической проточке корпуса, изготовленное из более твердого материала, чем материал трубы, и имеющее на наружной поверхности сферическую выступающую часть, а на внутренней поверхности - заостренные радиальные выступы, подвижную втулку с внутренней конической поверхностью, торцовую крышку, дополнительно содержит металлическое кольцо, один цилиндр из диэлектрического материала, ограниченный внутренним кольцевым выступом с одной стороны, и два цилиндра из диэлектрического материала, ограниченных наружными кольцевыми выступами с одной стороны. Цилиндр из диэлектрического материала, ограниченный внутренним кольцевым выступом с одной стороны, вставлен без зазора во внутреннюю цилиндрическую проточку металлического корпуса, один цилиндр из диэлектрического материала, ограниченный наружным кольцевым выступом, расположен между внутренним кольцевым выступом металлического корпуса и наружной поверхностью трубы, а другой цилиндр из диэлектрического материала, ограниченный наружным кольцевым выступом, расположен между торцовой крышкой и наружной поверхностью трубы. К торцу трубы примыкает вставка из диэлектрического материала. Эти три цилиндра из диэлектрического материала, вставка из диэлектрического материала и герметизирующая прокладка составляют надежный электроизолирующий контур.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен поперечный разрез четверти устройства для монтажа труб изолирующего.
На фиг.2 изображен поперечный разрез четверти устройства для монтажа труб изолирующего, а именно фланца (пример применения устройства для монтажа труб изолирующего).
Устройство для монтажа труб изолирующее, устанавливаемое на трубе 1 (см. фиг.1), содержит металлический корпус 2, выполненный в виде цилиндра с внутренней цилиндрической проточкой 3, которая ограничена внутренним кольцевым выступом 4 и внешним цилиндрическим выступом 5. Во внутреннюю цилиндрическую проточку 3 металлического корпуса 2 вставлен без зазора цилиндр 6 из диэлектрического материала, ограниченный внутренним кольцевым выступом 7. Цилиндр 8 из диэлектрического материала, ограниченный наружным кольцевым выступом 9, расположен между внутренним кольцевым выступом 4 металлического корпуса 2 и наружной поверхностью трубы 1. Герметизирующая прокладка 10 ограничена с плоских поверхностей кольцевым выступом 7 цилиндра 6 из диэлектрического материала и кольцевым выступом 9 цилиндра 8 из диэлектрического материала, а с цилиндрических поверхностей - внутренней цилиндрической проточкой 3 металлического корпуса 2 и наружной поверхностью трубы 1. Торцовая крышка 11 оснащена цилиндрическим выступом 12, между которым и наружной поверхностью трубы 1 расположен второй цилиндр 13 из диэлектрического материала, ограниченный наружным кольцевым выступом 14. Между наружной поверхностью трубы 1 и цилиндром 6 из диэлектрического материала размещены металлическое кольцо 15, примыкающее к внутреннему кольцевому выступу 7 цилиндра 6 из диэлектрического материала, и С-образное кольцо 16, которое соприкасается одной стороной с металлическим кольцом 15, а своей сферической поверхностью соприкасается с внутренней конической поверхностью подвижной втулки 17. Цилиндрический выступ 12 торцовой крышки 11 и наружный кольцевой выступ 14 цилиндра 13 из диэлектрического материала плотно входят внутрь цилиндра 6 из диэлектрического материала. Силовое воздействие, сжимающее герметизирующую прокладку 10 и С-образное кольцо 16, осуществляется перемещением торцовой крышки 11 при затяжке крепежных элементов в виде болтов 18 с гайками 19, входящих в отверстия, расположенные в цилиндрическом выступе 5 и торцовой крышке 11 в осевом направлении равномерно по окружности. К торцу трубы 1 примыкает вставка 20 из диэлектрического материала, расположенная внутри цилиндра 8 из диэлектрического материала.
Устройство для монтажа труб изолирующее монтируется следующим образом.
На место постоянной эксплуатации его поставляют в собранном виде (см. фиг.1). Болты 18 вставлены в отверстия под крепежные элементы, расположенные в цилиндрическом выступе 5 и торцовой крышке 11, и наживлены на гайки 19. Надвигают устройство для монтажа труб изолирующее на трубу. Начинают затягивать болты 18, что приводит к перемещению торцовой крышки 11 в осевом направлении. Усилие затяжки сжимает герметизирующую прокладку 10 в замкнутом объеме, что делает ее практически несжимаемой, и далее передается на подвижную втулку 17, которая своей внутренней конической поверхностью воздействует на внешнюю сферическую выступающую поверхность С-образного кольца 16, сжимает С-образное кольцо 16, и заостренные радиальные выступы, имеющиеся на внутренней поверхности С-образного кольца 16, вдавливаются в тело трубы 1, надежно закрепляя устройство для монтажа труб изолирующее.
Практическое применение устройство для монтажа труб изолирующее может найти при использовании фланцев для соединения труб или их присоединения к арматуре (см. фиг.2). Металлический фланец 21 присоединяется к корпусу устройства для монтажа труб изолирующего с помощью сварки или изготовлен в виде единого целого с ним.
К числу преимуществ предложенного технического решения следует отнести:
- возможность размещения устройства для монтажа труб изолирующего в любом месте трубопровода, поскольку фланцы не связаны с трубами с помощью неразборного соединения;
- достаточно надежную электроизоляционную защиту;
- простоту монтажных операций, связанных с затягиванием болтов согласно рекомендациям монтажа фланцевых соединений.