УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ГОФРИРОВАННОЙ ТРУБЫ С ФИТИНГОМ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к трубной арматуре и может быть использована при монтаже трубопроводов из гофрированных металлических труб.
Известна присоединительная арматура для гофрированных по винтовой линии металлических труб, имеющая навинченную на конец гофрированной трубы наружную втулку с гладкотрубным выступом, выходящим за пределы конца гофрированной трубы. Гладкотрубный выступ имеет внутреннюю резьбу, в которую ввинчен соединительный патрубок. Этот соединительный патрубок ступенчатым концом входит в гофрированную трубу. При ввинчивании соединительного патрубка гофрировка гофрированной трубы на конце расплющивается. Уплотнение осуществляется посредством проложенного в последние витки гофр уплотнительного шнура из графита, который при расплющивании гофрировки деформируется и прижимается к внутренней стенке наружной втулки и к ступенчатому патрубку, вошедшему в конец гофрированной трубы (патент DE 4027818 А1 на изобретение, кл. F16L 55/07, опубл. 05.03.1992).
Известен способ образования соединения между гофрированной трубой и фитингом, в котором в конец гофрированной по винтовой линии металлической трубы ввинчивают опорное кольцо таким образом, чтобы гладкостенный участок находился как внутри металлической трубы, так и выступал за пределы конца металлической трубы. Нажимное кольцо навинчивают на конец металлической трубы так, чтобы гладкостенный участок нажимного кольца, снабженный фланцем, выступал за пределы конца металлической трубы. В конец металлической трубы вставляют уплотнительное кольцо из графита, которое деформируют и сжимают аксиально и радиально за счет того, что болты, проходящие через отверстия во фланце нажимного кольца и во фланце фитинга, осуществляют сближение фланцев (патент РФ 2289059 на изобретение, кл. F16L 23/00, опубл. 10.12.2006).
Недостатком известных устройств является наличие уплотнительного шнура или кольца из графита, снижающих герметизацию узла соединения в процессе эксплуатации трубопровода.
Известно устройство для соединения конца гофрированной трубы с фитингом, в котором в конец гофрированной трубы ввинчивается опорное кольцо, конец которого выступает из гофрированной трубы. На конец трубы навинчивается нажимное кольцо так, чтобы конец гофрированной трубы выступал наружу. Фитинг образует с нажимным кольцом уплотнительную камеру, в которой установлено уплотнительное кольцо из графита, сжимаемое при осевом стягивании нажимного кольца и фитинга (патент ЕР 0775865 А1 на изобретение, кл. F16L 55/07, опубл. 28.05.1997).
Недостатком известного устройства для соединения конца гофрированной трубы с фитингом является наличие уплотнительного кольца из графита, снижающего герметизацию узла соединения в процессе эксплуатации трубопровода.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является узел соединения гофрированной металлической трубы с фитингом, содержащий металлический фитинг, имеющий продольное отверстие и частично ввинченный в гофрированную металлическую трубу, на внешней поверхности которой навинчено наружное защитное металлическое кольцо, причем наружная резьба фитинга и внутренняя резьба наружного защитного кольца соответствуют гофрировке металлической трубы, при этом фитинг содержит участок с наружной резьбой, полностью ввинченный в металлическую трубу, и гладкостенный участок меньшего диаметра, выступающий за пределы металлической трубы; при этом торцевые поверхности участка фитинга с наружной резьбой, металлической трубы и наружного защитного кольца, полностью навинченного на металлическую трубу, совмещены в одной вертикальной плоскости и соединены между собой с помощью сварки или пайки герметичным кольцевым швом трубы (патент РФ №107839 на полезную модель, кл. F16L 33/26, опубл. 27.08.2011 - прототип).
Недостатком известного узла соединения гофрированной металлической трубы с фитингом является сложность получения качественного сварного соединения из-за его расположения на торцевой поверхности узла соединения, имеющей сложную форму, образуемую пересечением винтового канала резьбового соединения и плоскостью торцевой поверхности деталей узла соединения.
Техническим результатом полезной модели является создание новой конструкции узла соединения гофрированной металлической трубы с фитингом, обеспечивающим высокую герметизацию узла соединения в процессе эксплуатации трубопровода.
Для достижения технического результата по первому варианту узел соединения гофрированной металлической трубы с фитингом, содержащий металлический фитинг, имеющий продольное отверстие и частично ввинченный в гофрированную металлическую трубу, на внешней поверхности которой навинчено наружное защитное металлическое кольцо, причем наружная резьба фитинга и внутренняя резьба наружного защитного кольца соответствуют гофрировке металлической трубы, при этом фитинг содержит участок с наружной резьбой, полностью ввинченный в металлическую трубу, и гладкостенный участок меньшего диаметра, согласно полезной модели, гладкостенный участок фитинга со стороны участка с наружной резьбой имеет выступ, на котором неразъемно установлено упорное кольцо, при этом концевая часть металлической трубы деформирована до полного соприкосновения с прижимными поверхностями упорного кольца и наружного защитного кольца, а торцевые поверхности упорного кольца, металлической трубы и наружного защитного кольца совмещены между собой и соединены с помощью сварки или пайки герметичным кольцевым швом.
В таком узле соединения гофрированной металлической трубы с фитингом по первому варианту предпочтительно:
- упорное кольцо закреплено на выступе гладкостенного участка фитинга с помощью сварки или пайки герметичным кольцевым швом;
- упорное кольцо навинчено на наружную резьбу выступа гладкостенного участка фитинга и неразъемно закреплено с помощью сварки или пайки герметичным кольцевым швом;
- герметичный кольцевой шов, неразъемно соединяющий торцевые поверхности упорного кольца, металлической трубы и наружного защитного кольца, расположен под острым углом к прижимным поверхностям наружного защитного кольца, упорного кольца и концевой части металлической трубы;
- на взаимно расположенных торцевых поверхностях наружного защитного кольца и упорного кольца имеются выступы, при этом герметичный кольцевой шов, неразъемно соединяющий торцевые поверхности упорного кольца, металлической трубы и наружного защитного кольца, расположен на совместной наружной горизонтальной цилиндрической поверхности;;
- на взаимно расположенных торцевых поверхностях наружного защитного кольца и упорного кольца выполнены цилиндрические проточки, при этом герметичный кольцевой шов, неразъемно соединяющий торцевые поверхности упорного кольца, металлической трубы и наружного защитного кольца, расположен под прямым углом к прижимным поверхностям наружного защитного кольца, упорного кольца и концевой части металлической трубы;
- на взаимно расположенных торцевых поверхностях наружного защитного кольца и упорного кольца выполнены фаски, расположенные в одной плоскости, образующей прямой угол с концевой частью металлической трубы.
Для достижения технического результата по второму варианту узел соединения гофрированной металлической трубы с фитингом, содержащий металлический фитинг, имеющий продольное отверстие и частично ввинченный в гофрированную металлическую трубу, на внешней поверхности которой навинчено наружное защитное металлическое кольцо, причем наружная резьба фитинга и внутренняя резьба наружного защитного кольца соответствуют гофрировке металлической трубы, при этом фитинг содержит участок с наружной резьбой, полностью ввинченный в металлическую трубу, и гладкостенный участок меньшего диаметра, согласно полезной модели, концевая часть металлической трубы деформирована до полного соприкосновения с прижимными поверхностями фитинга и наружного защитного кольца, при этом торцевые поверхности фитинга, металлической трубы и наружного защитного кольца совмещены между собой и соединены с помощью сварки или пайки герметичным кольцевым швом.
В таком узле соединения гофрированной металлической трубы с фитингом по второму варианту предпочтительно:
- герметичный кольцевой шов, неразъемно соединяющий торцевые поверхности фитинга, металлической трубы и наружного защитного кольца, расположен под острым углом к прижимным поверхностям наружного защитного кольца, фитинга и концевой части металлической трубы;
- на взаимно расположенных торцевых поверхностях наружного защитного кольца и фитинга имеются выступы, при этом герметичный кольцевой шов, неразъемно соединяющий торцевые поверхности фитинга, металлической трубы и наружного защитного кольца, расположен на совместной наружной горизонтальной цилиндрической поверхности;
- на взаимно расположенных торцевых поверхностях наружного защитного кольца и фитинга выполнены цилиндрические проточки, при этом герметичный кольцевой шов, неразъемно соединяющий торцевые поверхности фитинга, металлической трубы и наружного защитного кольца, расположен под прямым углом к прижимным поверхностям наружного защитного кольца, фитинга и концевой части металлической трубы;
- на взаимно расположенных торцевых поверхностях наружного защитного кольца и фитинга выполнены фаски, расположенные в одной плоскости, образующей прямой угол с концевой частью металлической трубы.
Вышеуказанные отличительные признаки выгодно отличают заявляемый узел соединения гофрированной металлической трубы с фитингом от прототипа.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид первого варианта узла соединения гофрированной металлической трубы с фитингом в продольном разрезе при герметичном кольцевом шве, расположенном под острым углом к прижимным поверхностям наружного защитного кольца, упорного кольца и концевой части металлической трубы; на фиг.2 - общий вид первого варианта узла соединения гофрированной металлической трубы с фитингом в продольном разрезе при герметичном кольцевом шве, расположенном на совместной наружной горизонтальной цилиндрической поверхности; на фиг.3-общий вид первого варианта узла соединения гофрированной металлической трубы с фитингом в продольном разрезе при герметичном кольцевой шве, расположенном под прямым углом к прижимным поверхностям наружного защитногб кольца, упорного кольца и концевой части металлической трубы; на фиг.4 - общий вид первого варианта узла соединения гофрированной металлической трубы с фитингом в продольном разрезе с размещенными на наружном защитном кольце и упорном кольце фасками, расположенными в одной плоскости, образующей прямой угол с концевой частью металлической трубы; на фиг.5 - общий вид второго варианта узла соединения гофрированной металлической трубы с фитингом в продольном разрезе при герметичном кольцевом шве, расположенном под острым углом к прижимным поверхностям наружного защитного кольца, фитинга и концевой части металлической трубы; на фиг.6 - общий вид второго варианта узла соединения гофрированной металлической трубы с фитингом в продольном разрезе при герметичном кольцевом шве, расположенном на совместной наружной горизонтальной цилиндрической поверхности; на фиг.7 - общий вид второго варианта узла соединения гофрированной металлической трубы с фитингом в продольном разрезе при герметичном кольцевой шве, расположенном под прямым углом к прижимным поверхностям наружного защитного кольца, фитинга и концевой части металлической трубы; на фиг.8 - общий вид второго варианта узла соединения гофрированной металлической трубы с фитингом в продольном разрезе с размещенными на наружном защитном кольце и фитинге фасками, расположенными в одной плоскости, образующей прямой угол с концевой частью металлической трубы.
Узел соединения гофрированной металлической трубы с фитингом по первому варианту (фиг.1 - фиг.4) содержит металлический фитинг 1, имеющий продольное отверстие 2 и частично ввинченный в гофрированную металлическую трубу 3, на внешней поверхности которой навинчено наружное защитное металлическое кольцо 4, причем наружная резьба 5 фитинга 1 и внутренняя резьба 6 наружного защитного кольца 4 соответствуют гофрировке металлической трубы 3, при этом фитинг 1 содержит участок с наружной резьбой 5, полностью ввинченный в металлическую трубу 3, и гладкостенный участок меньшего диаметра, причем гладкостенный участок фитинга 1 со стороны участка с наружной резьбой 5 имеет выступ 7, на котором неразъемно установлено упорное кольцо 8, при этом концевая часть металлической трубы 3 деформирована до полного соприкосновения с прижимными поверхностями упорного кольца 8 и наружного защитного кольца 4, а торцевые поверхности упорного кольца 8, металлической трубы 3 и наружного защитного кольца 4 совмещены между собой и соединены с помощью сварки или пайки герметичным кольцевым швом 9.
В таком узле соединения гофрированной металлической трубы с фитингом по первому варианту предпочтительно:
- упорное кольцо 8 закреплено на выступе 7 гладкостенного участка фитинга 1 с помощью сварки или пайки герметичным кольцевым швом 10;
- упорное кольцо 8 навинчено на наружную резьбу 5 выступа 7 гладкостенного участка фитинга 1 и неразъемно закреплено с помощью сварки или пайки герметичным кольцевым швом 10;
- герметичный кольцевой шов 9, неразъемно соединяющий торцевые поверхности упорного кольца 8, металлической трубы 3 и наружного защитного кольца 4, расположен под острым углом к прижимным поверхностям наружного защитного кольца 4, упорного кольца 8 и концевой части металлической трубы 3;
- на взаимно расположенных торцевых поверхностях наружного защитного кольца 4 и упорного кольца 8 имеются выступы 11, 12, при этом герметичный кольцевой шов 9, неразъмно соединяющий торцевые поверхности упорного кольца 8, металлической трубы 3 и наружного защитного кольца 4, расположен на совместной наружной горизонтальной цилиндрической поверхности;
- на взаимно расположенных торцевых поверхностях наружного защитного кольца 4 и упорного кольца 8 выполнены цилиндрические проточки 13, 14, при этом герметичный кольцевой шов 9, неразъемно соединяющий торцевые поверхности упорного кольца 8, металлической трубы 3 и наружного защитного кольца 4, расположен под прямым углом к прижимным поверхностям наружного защитного кольца 4, упорного кольца 8 и концевой части металлической трубы 3;
- на взаимно расположенных торцевых поверхностях наружного защитного кольца 4 и упорного кольца 8 выполнены фаски 15, 16, расположенные в одной плоскости, образующей прямой угол с концевой частью металлической трубы 3.
Узел соединения гофрированной металлической трубы с фитингом по второму варианту (фиг.5 - фиг.8) содержит металлический фитинг 1, имеющий продольное отверстие 2 и частично ввинченный в гофрированную металлическую трубу 3, на внешней поверхности которой навинчено наружное защитное металлическое кольцо 4, причем наружная резьба 5 фитинга 1 и внутренняя резьба 6 наружного защитного кольца 4 соответствуют гофрировке металлической трубы 3, при этом фитинг 1 содержит участок с наружной резьбой 5, полностью ввинченный в металлическую трубу 3, и гладкостенный участок меньшего диаметра, причем концевая часть металлической трубы 3 деформирована до полного соприкосновения с прижимными поверхностями фитинга 1 и наружного защитного кольца 4, при этом торцевые поверхности фитинга 1, металлической трубы 3 и наружного защитного кольца 4 совмещены между собой и соединены с помощью сварки или пайки герметичным кольцевым швом 9.
В таком узле соединения гофрированной металлической трубы с фитингом по второму варианту предпочтительно:
- герметичный кольцевой шов 9, неразъемно соединяющий торцевые поверхности фитинга 1, металлической трубы 3 и наружного защитного кольца 4, расположен под острым углом к прижимным поверхностям наружного защитного кольца 4, фитинга 1 и концевой части металлической трубы 3;
- на взаимно расположенных торцевых поверхностях наружного защитного кольца 4 и фитинга 1 имеются выступы 11, 17, при этом герметичный кольцевой шов 9, неразъмно соединяющий торцевые поверхности фитинга 1, металлической трубы 3 и наружного защитного кольца 4, расположен на совместной наружной горизонтальной цилиндрической поверхности;
- на взаимно расположенных торцевых поверхностях наружного защитного кольца 4 и фитинга 1 выполнены цилиндрические проточки 13, 18, при этом герметичный кольцевой шов 9, неразъемно соединяющий торцевые поверхности фитинга 1, металлической трубы 3 и наружного защитного кольца 4, расположен под прямым углом к прижимным поверхностям наружного защитного кольца 4, фитинга 1 и концевой части металлической трубы 3;
- на взаимно расположенных торцевых поверхностях наружного защитного кольца 4 и фитинга 1 выполнены фаски 15, 19, расположенные в одной плоскости, образующей прямой угол с концевой частью металлической трубы 3.
Монтаж узла соединения гофрированной металлической трубы с фитингом по первому варианту осуществляется следующим образом.
На наружную поверхность гофрированной трубы 3 навинчивают наружное защитное кольцо 4, имеющее цилиндрическую резьбу 6, соответствующую гофрировке трубы 3. При помощи специального инструмента деформируют конечный участок трубы 3 до полного соприкосновения с прижимной поверхностью наружного защитного кольца 4. После извлечения инструмента внутрь трубы ввинчивается фитинг 1, имеющий участок с наружной резьбой 5 и гладкостенный участок меньшего диаметра с выступом 7, на котором неразъемно установлено упорное кольцо 8. Прикладывая крутящий момент к наружному защитному кольцу 4 и фитингу 1, стягивают конструкцию, плотно зажимая трубу 3 между прижимными поверхностями наружного защитного кольца 4 и упорного кольца 8. Далее обрезают выступающую часть трубы 3 и детали конструкции соединяют герметичным кольцевым сварным швом 9.
Во втором варианте узла соединения гофрированной металлической трубы с фитингом фитинг 1 и упорное кольцо 8 являются одной деталью.
При этом полученный узел соединения гофрированной металлической трубы 3 с фитингом 1 для обоих вариантов является неразборным и герметичным. В процессе эксплуатации трубопровода все возникающие нагрузки воспринимают фитинг 1 и наружное защитное кольцо 4, а кольцевой шов 9 обеспечивает герметичность соединения.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемых вариантов узла соединения гофрированной металлической трубы по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «новизна».
Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, выражающийся в создании новой конструкции двух вариантов узла соединения гофрированной металлической трубы с фитингом, обеспечивающим высокую герметизацию узла соединения в процессе эксплуатации трубопровода.
Использование заявляемой полезной модели при монтаже трубопроводов из гофрированных металлических труб обеспечивает соответствие критерию «промышленная применимость».