ВСТАВКА СОЕДИНИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА И ИНСТРУМЕНТ ГНЕЗДА СВАРОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ТРУБ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к соединению изделий из полимерных материалов, а именно, к соединению труб из полимерных материалов, и может быть использовано, например, при монтаже трубопроводов систем горячего и холодного водоснабжения.
В настоящее время широкое распространение получили технологии изготовления трубопроводов из полимерных материалов. При монтаже трубопроводов методом сварки используются соединительные элементы (фитинги), посредством которых сваркой в раструб с помощью сварочного приспособления соединяют отдельные участки трубопровода. Подобные соединительные элементы изготавливают, как правило, из того же материала, что и материал трубопровода, методом литья под давлением.
Соединение труб из полимерных материалов методом сварки по внешней, внутренней и торцевой поверхностям конечного участка трубы, можно осуществлять, например, с помощью соединительного устройства, корпус которого имеет не менее двух присоединительных элементов для конечных участков соединяемых труб, каждый из которых выполнен с цилиндрическим и соосным с внутренним цилиндрическим отверстием присоединительного элемента посадочным гнездом, диаметр которого больше диаметра внутреннего отверстия присоединительного элемента. Каждый из присоединительных элементов устройства может содержать вставку, выполненную в форме ступенчатой втулки с цилиндрическим внутренним отверстием, при этом наружная поверхность вставки выполняется с цилиндрическими участками различного диаметра, а торцевые поверхности вставки выполняются коническими, при этом диаметр участка наружной поверхности вставки большего диаметра соответствует диаметру посадочного гнезда присоединительного элемента корпуса устройства, а диаметр участка наружной поверхности вставки меньшего диаметра соответствует внутреннему диаметру конечного участка присоединяемой трубы, при этом торцевая поверхность вставки на стороне участка ее наружной поверхности большего диаметра выполнена вогнутой, а торцевая поверхность вставки на стороне участка ее наружной поверхности меньшего диаметра выполнена выгнутой.
Один из способов соединения труб с использованием данного устройства предполагает, что вставку соединительного устройства предварительно помещают в посадочное гнездо присоединительного элемента корпуса устройства, затем, используя инструмент гнезда сварочного приспособления, осуществляют предварительный нагрев поверхности, образованной участком поверхности посадочного гнезда присоединительного элемента и участками наружной поверхности вставки, одновременно, используя инструмент трубы сварочного приспособления, осуществляют предварительный нагрев внутренней, торцевой и внешней поверхности конечного участка трубы. При этом рабочая часть инструмента гнезда сварочного приспособления выполнена с цилиндрической внешней поверхностью, диаметр которой соответствует диаметру посадочного гнезда присоединительного элемента корпуса устройства для соединения труб, и осевым цилиндрическим внутренним отверстием со стороны торца рабочей части, диаметр которого соответствует диаметру участка цилиндрической ступенчатой наружной поверхности вставки с меньшим диаметром. После предварительного нагрева конечный участок трубы извлекают из инструмента трубы сварочного приспособления, а инструмент гнезда выводят из посадочного гнезда присоединительного элемента корпуса устройства, затем конечный участок трубы совмещают с присоединительным элементом устройства и фиксируют в неподвижном состоянии для получения качественного соединения.
Однако при использовании подобного устройства во время совмещения предварительно нагретых конечного участка трубы и посадочного гнезда устройства между торцевой поверхностью конечного участка трубы и дном посадочного гнезда возможно образование воздушной прослойки, вследствие чего торцевая поверхность, конечного участка трубы не будет иметь непосредственного контакта с поверхностью дна кольцевого паза посадочного гнезда устройства, поэтому площадь свариваемой поверхности уменьшиться. Это, в свою очередь, приведет к снижению механической прочности и надежности соединения труб.
Технический результат, достигаемый в заявленной полезной модели, заключается в повышении прочности и надежности соединений труб, выполненных с использованием заявленной полезной модели, в расширении арсенала устройств для соединения труб из полимерных материалов.
Технический результат достигается тем, что во вставке устройства для соединения труб из полимерных материалов методом сварки по внешней, внутренней и торцевой поверхностям конечного участка трубы, выполненной в форме ступенчатой втулки с цилиндрическим осевым отверстием, и со ступенчатой боковой наружной поверхностью с цилиндрическими участками различного диаметра, между участком боковой наружной поверхности вставки, с диаметром, соответствующим диаметру посадочного гнезда присоединительного элемента корпуса устройства для соединения труб, и участком боковой наружной поверхности вставки с диаметром, соответствующим внутреннему диаметру конечного участка присоединяемой трубы, имеется участок боковой наружной поверхности с диаметром, меньшим, чем диаметр посадочного гнезда присоединительного элемента корпуса устройства для соединения труб и большим, чем диаметр внутреннего отверстия конечного участка присоединяемой трубы. Кроме того, вставка выполнена с, по меньшей мере, одним внеосевым радиально расположенным и параллельным оси вставки цилиндрическим отверстием, поверхность которого имеет, по меньшей мере, одну общую прямую линию с участком боковой наружной поверхности вставки, имеющим диаметр, соответствующий диаметру посадочного гнезда присоединительного элемента корпуса устройства для соединения труб.
Для осуществления соединения труб с использованием заявленной полезной модели используется инструмент гнезда сварочного приспособления рабочая часть которого выполнена с цилиндрической внешней поверхностью, диаметр которой соответствует диаметру посадочного гнезда присоединительного элемента корпуса устройства для соединения труб, и осевым цилиндрическим ступенчатым внутренним отверстием со стороны торца рабочей части, при этом диаметр участка внутреннего отверстия со стороны торца рабочей части инструмента соответствует диаметру участка боковой наружной поверхности вставки, расположенному между участками ее боковой наружной поверхности, смежными с торцами вставки, а диаметр участка внутреннего отверстия рабочей части инструмента меньшего диаметра соответствует диаметру участка боковой наружной поверхности вставки наименьшего диаметра, при этом глубина участка внутреннего отверстия рабочей части инструмента меньшего диаметра больше суммарной высоты участка боковой наружной поверхности вставки наименьшего диаметра и смежного с ним торцевого участка вставки.
Полезная модель поясняется рисунками:
фиг.1 - вставка устройства для соединения труб из полимерных материалов (вид спереди) в форме ступенчатой втулки с осевым цилиндрическим отверстием; с участком s1 боковой цилиндрической поверхности с диаметром d1, соответствующим диаметру посадочного гнезда присоединительного элемента корпуса устройства для соединения труб; с участком s3 боковой цилиндрической поверхности с диаметром d3, соответствующим внутреннему диаметру конечного участка присоединяемой трубы; с участком s2 боковой цилиндрической поверхности с диаметром d2, соответсвующим диаметру цилиндрической поверхности инструмента гнезда сварочного приспособления; внеосевыми радиально расположенными цилиндрическими отверстиями с диаметром d4;
фиг.2 - вставка устройства для соединения труб из полимерных материалов (вид сверху);
фиг.3 - присоединительный элемент корпуса 2 устройства для соединения труб, в цилиндрическое посадочное гнездо с диаметром D1 которого установлена вставка 1;
Конструкция инструмента гнезда сварочного приспособления поясняется рисунком (фиг.4), где рабочая часть 4 инструмента гнезда 3 сварочного приспособления выполнена с цилиндрической наружной поверхностью с диаметром D1-1 и круглым осевым ступенчатым отверстием со стороны торца рабочей части. Участок ступенчатого отверстия рабочей части большего диаметра имеет диаметр D2-1 и глубину H1, соответствующие диаметру и высоте участка s2 наружной поверхности вставки. Участок ступенчатого отверстия меньшего диаметра D3-1, соответствующего диаметру участка s3 наружной поверхности вставки, имеет высоту Н2, большую суммарной высоты участка s3 и смежного с ним торцевого участка вставки.
Соединение труб из полимерных материалов с использованием завленной полезной модели осуществляют предварительно поместив вставку соединительного устройства в посадочное гнездо присоединительного элемента корпуса устройства. Затем, используя инструмент гнезда сварочного приспособления, осуществляют предварительный нагрев поверхности, образованной участком поверхности посадочного гнезда присоединительного элемента и участками наружной поверхности вставки. Одновременно, используя инструмент трубы сварочного приспособления, осуществляют предварительный нагрев внутренней, торцевой и внешней поверхности конечного участка трубы. После предварительного нагрева конечный участок трубы извлекают из инструмента трубы сварочного приспособления, а инструмент гнезда сварочного приспособления выводят из присоединительного элемента корпуса устройства. Затем конечный участок трубы совмещают с посадочным гнездом присоединительного элемента корпуса устройства и фиксируют в неподвижном состоянии для получения качественного соединения. При этом наличие внеосевых радиально расположенных отверстий во вставке предотвращает образование при совмещении конечного участка трубы с посадочным гнездом воздушной прослойки между торцевой поверхностью конечного участка трубы и дном посадочного гнезда, а излишки расплавленого полимера будут заполнять кольцевую полость, образованную поверхностью посадочного гнезда присоединительного элемента и участком s2 боковой поверхности боковой наружной поверхности вставки, увеличивая, тем самым, полощадь свариваемой поверхности получаемого соединения.
Осуществление соединения труб с ипользованием заявленной полезной модели поясняется рисунками:
фиг.5 - предварительный нагрев инструментом гнезда 3 сварочного приспособления поверхности, образованной участком S4 поверхности посадочного гнезда присоединительного элемента корпуса 2 и участками S5 наружной поверхности вставки 1;
фиг.6 - предварительный нагрев инструментом трубы 6 сварочного приспособления участков S6 внутренней, торцевой и внешней поверхности конечного участка трубы 5;
фиг.7 - совмещение конечного участка трубы с посадочным гнездом присоединительного элемента корпуса устройства, при котором излишки расплавленного полимера 7 заполняют кольцевую полость, образованную поверхностью посадочного гнезда присоединительного элемента и участком боковой наружной поверхности вставки, и внеосевые радиально расположенные цилиндрические отверстия во вставке.