БЫСТРОРАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ГИБКИХ ЭЛАСТИЧНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
QUICK-RELEASE CONNECTION OF FLEXIBLE ELASTIC PIPELINES

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано в различных отраслях техники для быстроразъемного соединения или демонтажа гибких эластичных трубопроводов, предназначенных для транспортирования жидкостей и газов.
Известно быстроразъемное соединение трубопроводов, содержащее многогранные фланцы со средством уплотнения в виде упругой изолирующей прокладки, размещенной в кольцевых выточках в торцах фланцев, пазы во фланцах выполнены в форме трапеций, а стяжной силовой элемент выполнен в виде вкладыша, имеющего форму сдвоенного ласточкина хвоста (А.с. СССР №1560879, МПК F16L 33/02, 1990 г., Бюл. №16).
Недостатками являются сложность монтажных работ, связанная с установкой между двумя фланцами труб изолирующей прокладки и с размещением стяжных силовых элементов-вкладышей в трапециевидных пазах; сложность конструкции и технологии изготовления соединения из-за необходимости размещения кольцевых выточек в торцах фланцев, а так же в выполнении фланцев многогранными, пазов трапециевидными и вкладышей в форме сдвоенного ласточкина хвоста.
Известно быстроразъемное соединение с коническими фланцами, содержащее эластичный элемент, два шарнирно связанных полухомута с внутренней полостью в форме кольцевой конической проточки, контактирующей своими стенками с конусными поверхностями фланцев при соединении полухомутов механизмом зажима, соединение снабжено закладным элементом в виде центрирующей втулки, на ее наружной поверхности выполнена кольцевая канавка дугообразной формы, в которой размещен эластичный элемент, на торцах фланцев выполнены кольцевые цилиндрические проточки, в которых установлена центрирующая втулка, и конусные фаски, образующие полость для эластичного элемента (А.с. СССР №1645728, МПК F16L 37/00, 1991 г., Бюл. №16).
Недостатками являются:
1. Необходимость наличия эластичного уплотнительного элемента, так как трубы и фланцы изготовлены металлическими и стыки соединения требуют их герметизации.
2. Большие трудоемкость и время монтажа соединения, связанные с установкой эластичного элемента в кольцевую проточку центрирующей втулки и размещением втулки с уплотнением в кольцевых проточках обоих конических фланцев.
3. Сложность конструкции соединения из-за наличия кольцевой канавки дугообразной формы на наружной поверхности центрирующей втулки, а так же цилиндрических проточек и конических фасок на торцах конических фланцев.
4. Технологическая сложность изготовления полухомутов с внутренней полостью в форме кольцевой конической проточки, контактирующей своими стенками с конусными поверхностями фланцев при соединении полухомутов механизмом зажима, кроме того, для каждого типоразмера соединяемых труб требуется выполнение новой кольцевой конической проточки полухомутов, соответствующей внешним диаметрам конических фланцев.
5. Наличие конических неподвижных фланцев не позволяет в случае необходимости использовать обычное соединение труб со стандартными вращающимися фланцами.
Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости и времени монтажа, упрощение конструкции и технологии изготовления соединения.
Технический результат по снижению трудоемкости и времени монтажа, упрощению конструкции и технологии изготовления соединения достигается тем, что в быстроразъемном соединении гибких эластичных трубопроводов, содержащем трубы с фланцами, два шарнирно связанных полухомута с механизмом зажима, соединяемые трубы с фланцами изготовлены гибкими эластичными из резинотканевых материалов, при этом фланцы сформированы в виде цилиндрических буртов с металлическими закладными, по концам труб в упор с буртами размещены подвижные прижимные конусные кольца, полухомуты выполнены в виде двух частей разрезного кольца с жестко фиксированными на нем и равномерно расположенными по его диаметру скобами, имеющими пазы, размещенные симметрично относительно осей симметрии скоб и выполненные в форме равнобедренных трапеций с большими основаниями с внешних сторон скоб и конусностью боковых сторон, равной конусности прижимных колец, причем все скобы установлены с возможностью при зажиме частей разрезного кольца охвата боковыми сторонами пазов конусных поверхностей соседних прижимных колец, а также с зазорами между меньшими основаниями трапеций и цилиндрическими поверхностями стыкуемых буртов.
На фиг.1 показано быстроразъемное соединение гибких эластичных трубопроводов, поперечный разрез эластичной трубы; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.
Быстроразъемное соединение гибких эластичных трубопроводов содержит соединяемые гибкие эластичные трубы 1 с цилиндрическими буртами 2, изготовленные из резинотканевых материалов и с металлическими закладными 3 в буртах, две шарнирно связанных между собой части разрезного кольца и механизм их зажима. По концам труб 1 в упор с буртами 2 размещены подвижные прижимные конусные кольца 4. На частях 5 и 6 разрезного кольца жестко зафиксированы и равномерно расположены по его диаметру скобы 7, имеющие пазы, размещенные симметрично относительно осей симметрии скоб 7 и выполненные в форме равнобедренных трапеций с большими основаниями с внешних сторон скоб и конусностью боковых сторон 8, равной конусности прижимных колец 4. Скобы 7 установлены с возможностью при зажиме частей 5 и 6 разрезного кольца охвата боковыми сторонами 8 пазов конусных поверхностей прижимных колец 4 и с зазорами между меньшими основаниями 9 трапеций и цилиндрическими поверхностями стыкуемых буртов 2. Части 5 и 6 разрезного кольца соединены между собой шарниром, включающим ушки 10 и 11, через которые проходит цилиндрический ступенчатый штифт 12. Механизм зажима расположен на вершинах частей 5 и 6 разрезного кольца и состоит из паза 13 и проушины 14, через которые проходит откидной болт 15, снабженный несъемной гайкой 16.
Подвижность прижимных конусных колец 4 по эластичным трубам 1 обеспечена за счет выполнения сопрягаемых поверхностей с зазорами. При обычных не быстроразъемных соединениях возможно вместо подвижных прижимных конусных колец 4 размещение на эластичных трубах 1 стандартных вращающихся металлических фланцев, расположенных в упор к буртам 2 с металлическими закладными 3, с последующей стяжкой фланцев болтовыми соединениями.
На ступени меньшего диаметра штифта 12 жестко закреплено, например, запрессовкой ушко 11 и с зазором посажено ушко 10, что создает подвижную кинематическую пару вращения частей 5 и 6 разрезного кольца, а ступень большего диаметра штифта 12 обеспечивает неразъемность ушек 10 и 11.
Жесткое фиксирование скоб 7 на частях 5 и 6 разрезного кольца осуществлено, например, сваркой. Число равномерно расположенных по диаметру разрезного кольца скоб 7 определяют в зависимости от диаметров соединяемых эластичных труб 1 и давления транспортируемых жидкостей и газов из условия обеспечения герметичности стыкуемых буртов 2. Величина зазоров между меньшими основаниями 9 пазов скоб 7 и цилиндрическими поверхностями стыкуемых буртов 2 зависит от требуемых усилий стыковки буртов 2, создаваемых боковыми сторонами 8 трапеций скоб 7 через подвижные прижимные конусные кольца 4 при зажиме частей 5 и 6 разрезного кольца. Соединение гибких эластичных труб различных диаметров осуществляют одинаковыми скобами 7, при этом изменяют только размеры частей 5 и 6 разрезного кольца. Технология изготовления плоских скоб 7 с пазами в форме трапеций не вызывает сложностей.
Стыковку эластичных труб производят следующим образом. Сводят соединяемые гибкие эластичные трубы 1, добиваясь их соосности, до соприкосновения торцевых поверхностей цилиндрических буртов 2. Накидывают жестко фиксированные на частях 5 и 6 разрезного кольца скобы 7 на конусные поверхности соседних прижимных колец 4 и поворачивают шарнирно связанные части 5 и 6 таким образом, чтобы все скобы 7 были равномерно расположены по диаметру разрезного кольца и охватывали боковыми сторонами 8 пазов конусные поверхности прижимных колец 4, а меньшие основания 9 трапеций составляли одинаковые зазоры с цилиндрическими поверхностями буртов 2.
Вращая откидной болт 15 в проушине 14, устанавливают его в пазе 13 и несъемной гайкой 15 начинают стягивать части 5 и 6 разрезного кольца. Гайка 15 несъемная, поэтому исключена ее потеря при монтажных работах. Так как подвижные прижимные конусные кольца 4 размещены в упор с буртами 2 из резинотканевых материалов, то при затягивании частей 5 и 6 разрезного кольца откидным болтом 15 и гайкой 16 боковые стороны 8 пазов скоб 7 через конусные поверхности прижимных колец 4 вызывают перемещение последних в осевом направлении труб, что создает усилие сжатия торцевых поверхностей буртов 2 и выдавливание материала их цилиндрических поверхностей в зазоры между основаниями 9 трапеций и цилиндрическими поверхностями буртов 2. Наибольшего усилия стягивания достигают при полном заполнении указанных зазоров материалом буртов 2, чем обеспечивают гарантируемую надежность герметичности быстроразъемного соединения, при этом отпадает необходимость использования каких либо прокладок или эластичных уплотнительных элементов. Стяжку полуколец 5 и 6 возможно осуществить другими способами, например, гидравлическим домкратом с последующей фиксацией положения частей 5 и 6 разрезного кольца при достижении необходимого усилия зажима. Последовательно, тем же гидравлическим домкратом производят зажим следующих стыков трубопровода с фиксацией колец 5 и 6.
Демонтаж разъемного соединения осуществляют в обратном порядке.
Несъемной гайкой 16 ослабевают зажим частей 5 и 6 разрезного кольца, выводят откидной болт 15 из паза 13, поворотом полуколец 5 и 6 в шарнире освобождают скобы 7 от контакта с конусными поверхностями прижимных колец 4. Транспортируют эластичные трубы 1 в место новой дислокации. В случае стяжки полуколец 5 и 6 гидравлическим домкратом, для демонтажа трубопровода достаточно удалить фиксатор частей 5 и 6 разрезного кольца и произвести разъединение труб в том же порядке.
Оригинальностью предложенного быстроразъемного соединения гибких эластичных трубопроводов является то, что соединяемые гибкие эластичные трубы 1 с цилиндрическими буртами 2 изготовлены из резинотканевых материалов с металлическими закладными 3 в буртах 2. По концам труб 1 в упор с буртами 2 размещены подвижные прижимные конусные кольца 4. На двух шарнирно связанных частях 5 и 6 разрезного кольца жестко фиксированы и равномерно расположены по его диаметру скобы 7, имеющие пазы, размещенные симметрично относительно осей симметрии скоб 7 и выполненные в форме равнобедренных трапеций с большими основаниями с внешних сторон скоб 7 и конусностью боковых сторон 8, равной конусности прижимных колец 4, причем все скобы 7 установлены с возможностью при зажиме частей 5 и 6 разрезного кольца охвата боковыми сторонами 8 пазов конусных поверхностей соседних прижимных колец 4, а так же с зазорами между меньшими основаниями 9 трапеций и цилиндрическими поверхностями стыкуемых буртов 2. Это позволяет:
1. Производить герметичное соединение трубопроводов без использования каких-либо прокладок или эластичных уплотнительных элементов, так как соединяемые гибкие эластичные трубы с цилиндрическими буртами изготовлены из резинотканевых материалов.
2. Снизить трудоемкость и время монтажа соединения за счет обеспечения герметичности стыков непосредственным контактом торцевых поверхностей буртов.
3. Упростить конструкцию соединения из-за отсутствия проточек на торцах буртов.
4. Упростить технологию изготовления соединения, так как стыковку гибких эластичных труб различных диаметров осуществляют одинаковыми плоскими скобами с пазами в форме трапеций.
5. Использовать при обычных не быстроразъемных соединениях вместо размещенных на эластичных трубах подвижных прижимных конусных колец стандартные вращающиеся металлические фланцы, расположенные в упор к буртам с последующей стяжкой фланцев болтовыми соединениями.
Таким образом, предложенное быстроразъемное соединение позволяет достичь технического результата по снижению трудоемкости и времени монтажа, упрощению конструкции и технологии изготовления соединения.