ЗАЖИМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ ТРУБ
CLAMPING PIPE JOINT

Изобретение относится к зажимному соединению для труб, сделанных из полимерного материала или композитных материалов, включающему соединитель, имеющий опорную втулку для надевания на нее присоединяемой трубы и ограниченный на одном конце упорным кольцом, причем на опорной втулке расположен уплотнительный элемент, а зажимное соединение дополнительно имеет зажимную втулку, которая перед установкой трубы уже жестко присоединена к упорному кольцу соединителя.
Трубы, сделанные из полимерного материала, например трубы из сшитого полиэтилена и многослойные композитные трубы, внутренний и наружный слой которых, например, выполнен из полимерного материала, такого как сшитый полиэтилен, а промежуточный слой сделан из алюминия, как правило используются в инженерном оборудовании зданий, в водопроводах для подачи питьевой воды, в системах подогрева пола или в рабочих трубопроводах теплового узла.
В большинстве случаев зажимные соединения данного типа используют в системах отопления и канализации для присоединения труб друг к другу или к арматуре. Зажимное соединение обеспечивает простую и быструю сборку. Кроме того, обеспечивается прочное уплотнение, что очень важно в случае использования подобных соединений, поскольку в случае утечки воды может быть нанесен значительный ущерб.
Из документа DE 4239705 С2 известно зажимное соединение, которое состоит из зажимной втулки и основного корпуса арматуры. Внутренний контур зажимной втулки выполнен так, что, начиная от каждой из двух сторон втулки, он конически сужается по направлению к ее середине как конически сужающееся или комбинированное конически/выпукло сужающееся отверстие. Благодаря тому, что зажимная втулка имеет описанный внутренний контур, ее можно использовать вне зависимости от того, в каком положении она установлена на трубе.
В данном случае недостаток состоит в необходимости изготовления сложного внутреннего контура зажимной втулки и осуществления последующего контроля контура.
Далее, в DE 19514210 С2 раскрыто зажимное соединение для труб и шлангов такого же типа. Опорная и зажимная муфты выполнены таким образом, что они улучшают уплотняющую способность, а также способность к адгезии в продольном направлении, которая обеспечивается посредством ребер на опорной втулке и внутреннем контуре зажимной втулки.
Недостаток этих двух вышеупомянутых зажимных соединений состоит в том, что перед соединением подсоединяемую трубу сначала надо расширить, чтобы затем ее можно было надвинуть на опорную втулку. Для этого необходим дополнительный рабочий этап, что приводит к удорожанию сборки. Кроме того, при использовании вышеупомянутых соединений легко забыть об установке зажимной втулки перед закреплением трубы на опорной втулке, и тогда трубу нужно будет снова снять с опорной втулки, а затем установить на трубу зажимную втулку. Далее трубу можно надвинуть на опорную втулку с самого начала.
В DE 202004000031 U1 раскрыта трубная нажимная муфта, имеющая опорную втулку, пресс-гильзу и обжимную втулку. Перед монтажом трубы отдельные детали уже предварительно собраны таким образом, чтобы минимизировать расходы на сборку. Кроме того, сама сборка значительно упрощается благодаря тому, что не требуется предварительная сборка трубной муфты.
Однако недостатком вышеупомянутой муфты является большое сужение поперечного сечения по отношению к поперечному сечению трубы. Кроме того, недостаток трубного соединения данного типа, как и в случае с ранее упомянутыми соединениями, состоит в том, что при наличии большого растягивающего усилия на трубе зажимная/нажимная втулка отделяется.
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить зажимное соединение, которое легко монтировать и которое можно изготавливать приемлемым способом. Кроме того, в случае наличия на смонтированной трубе растягивающего усилия соединение не должно отделяться либо зажимное соединение должно стать прочнее.
В соответствии с изобретением вышеупомянутая цель достигнута благодаря тому, что зажимание трубы, установленной на опорной втулке, осуществляют перемещением зажимной втулки по трубе в направлении, противоположном направлению, в котором вставлена труба.
Преимущество вышеупомянутого зажимного соединения состоит в том, что внутренний диаметр соединителя примерно соответствует внутреннему диаметру вставляемой трубы или немного меньше внутреннего диаметра вставляемой трубы. В результате благодаря использованию предлагаемого зажимного соединения можно минимизировать поперечные сужения в трубопроводе или в местах присоединения к арматуре, что благоприятно сказывается на форме потока.
Для прикрепления зажимного соединения в соответствии с изобретением к трубопроводу или вставления трубы в зажимное соединение нет необходимости в предварительном расширении трубы посредством дополнительного рабочего процесса, чтобы впоследствии установить трубу на соединитель, как в известных зажимных соединениях. Вводной конус соединителя или опорной втулки позволяет вставлять трубу без предварительного расширения. Вводной конус, помимо прочего, служит для расширения трубы.
Упорное кольцо соединителя дополнительно предназначено для того, чтобы в смонтированном состоянии зажимного соединения предотвращать с одной стороны перемещение зажимной втулки, или служить в качестве одностороннего упора для зажимной втулки. В результате такое соединение также является несъемным.
Дополнительное преимущество, обеспечиваемое зажимным соединением в соответствии с настоящим изобретением, состоит в том, что соединение или зажимание усиливается при приложении к трубе растягивающего усилия, поскольку смещение зажимной втулки в направлении уплотнительного элемента посредством растягивающего усилия на трубе еще больше усиливает зажимание между уплотнительным элементом или опорной втулкой и коническим внутренним диаметром зажимной втулки.
Как правило, зажимная втулка имеет две области. Одна из этих областей, упругая, служит для предварительной сборки, а также сборки зажимного соединения. Вторая область, жесткая, предназначена для зажимания, а также направления трубы. Очевидно, что зажимная втулка может иметь и больше областей.
Зажимание трубы, взаимодействующей с уплотнительным элементом или с поперечным расширением опорной втулки, обеспечено сужением внутреннего диаметра. Сужение выполнено в жесткой области зажимной втулки в направлении упругой области, причем размер внутреннего диаметра упругой области не зависит от изменения внутреннего диаметра или внутреннего контура жесткой области. Внутренний диаметр в упругой области, как правило, больше наружного диаметра вставленной трубы и не соприкасается с трубой, даже когда зажимное соединение находится в смонтированном состоянии.
Упругая область образована по меньшей мере двумя сегментами, которые, как правило, равномерно распределены по окружности. Упругая область, как правило, имеет от восьми до шестнадцати сегментов, которые обеспечивают радиальную упругость.
Желобок, расположенный вдоль внутреннего диаметра сегментов, предназначен для осевого позиционирования, а также для фиксирования зажимной втулки. В результате зажимная втулка закреплена и позиционирована или предварительно установлена на упорном кольце. Ширина желобка соответствует ширине упорного кольца. Преимущество конструкции состоит в том, что зажимная втулка в желобке, а также упорное кольцо имеют соответствующий участок с наклоном, что упрощает сборку или перемещение зажимной втулки со снятием ее с упорного кольца.
Примерный вариант осуществления настоящего изобретения описан с помощью чертежей, при этом изобретение не ограничено только примером осуществления изобретения, в котором:
На фиг. 1 показан продольный разрез предварительно собранного предлагаемого зажимного соединения в начале монтажа трубы,
на фиг. 2 показан продольный разрез собранного предлагаемого зажимного соединения при установке трубы, введенной на небольшое расстояние,
на фиг. 3 показан продольный разрез предварительно собранного предлагаемого зажимного соединения с полностью вставленной трубой,
на фиг. 4 показан продольный разрез предварительно собранного предлагаемого зажимного соединения в окончательно собранном состоянии,
на фиг. 5 показан продольный разрез предварительно собранной трубной муфты, имеющей с обеих сторон предлагаемое зажимное соединение,
на фиг. 6 показан вид разветвителя, имеющего предлагаемые зажимные соединения для соединения труб, и
на фиг. 7 показан продольный разрез и вид зажимной втулки предлагаемого зажимного соединения.
На фиг. 1 показано зажимное соединение 1 в соответствии с изобретением, в котором подсоединяемая труба 14 уже немного надвинута на коническую область опорной втулки 3 или вводной конус 11. Соединитель 2 имеет вводной конус 11, который обеспечивает возможность вставления присоединяемой трубы 14. Вводной конус 11 позволяет обойтись без предварительного расширения трубы 14, благодаря чему можно сэкономить на одном рабочем этапе во время сборки и, как следствие, упростить и ускорить сборку. Труба 14, которая изготовлена из полимерного материала или композитного материала, расширяется при ее надвигании на вводной конус 11, в результате чего появляется возможность вставить в нее соединитель 2 или опорную втулку 3. Зажимная втулка 6, которая уже предварительно собрана на соединителе 2, служит, помимо всего прочего, для направления трубы 14 во время ее ввода, как показано на фиг. 2. При достижении зажимной втулки 6 труба 14 направляется вдоль внутреннего контура или внутреннего диаметра зажимной втулки 6 и вдоль опорной втулки 3. Уплотнительный элемент 5, который, как правило, образован уплотнительным кольцом, предназначен для обеспечения оптимальной герметичности зажимного соединения 1. Уплотнительный элемент 5 расположен на опорной втулке 3 в канавке 12, которая предусмотрена для этой цели и которая предотвращает смещение уплотнительного элемента 5. Трубу 14 проталкивают внутрь зажимного соединения 1 до радиуса 13 и затем прикрепляют к зажимной втулке 6, которая уже предварительно собрана на соединителе 2. Зажимная втулка 6, как уже отмечалось выше, предварительно собрана на соединителе 2. Соединитель 2 имеет упор 4 на противоположном конце вводного конуса 11 опорной втулки 3. Вышеупомянутый упор служит помимо всего прочего для предварительной сборки зажимной втулки 6. Зажимная втулка 6 закреплена на упорном кольце 4. Предварительная сборка и снятие зажимной втулки 6 с упорного кольца 4 обеспечены благодаря радиально упругой области 9 зажимной втулки 6. Радиально упругая область 9 на зажимной втулке 6 образована посредством сегментов 7, расположенных на зажимной втулке 6, как показано на фиг. 7. Для предварительной сборки сегменты 7 можно немного расширить в радиальном направлении для того, чтобы вставить упорное кольцо 4 соединителя 2. Благодаря своей эластичности они затем защелкиваются с фиксацией на упорном кольце 4, причем на внутреннем контуре сегментов 7 имеется желобок 8, ширина которого соответствует ширине упорного кольца 4, в результате чего зажимная втулка 6 оказывается зафиксирована в осевом направлении на упорном кольце 4. Упругая область 9 состоит по меньшей мере из двух сегментов 7. Целесообразно, чтобы зажимная втулка 6, а также упорное кольцо 4 имели наклонный участок 15, который упрощает перемещение зажимной втулки 6 со снятием ее с упорного кольца 4 и надвигание ее на вставленную трубу 14. Данный процесс проиллюстрирован фиг. 3. Упругую область 9, образованную сегментами 7, деформируют, перемещая зажимную втулку 6 в направлении, противоположном направлению вставления трубы 14. Таким образом, наклонный участок 15 зажимной втулки 6 может быть смещен поверх наклонного участка 15 упорного кольца 4 и, как следствие, зажимная втулка 6 может быть надвинута на вставленную трубу 14. Внутренний контур или внутренний диаметр зажимной втулки 6 имеет сужение в жесткой области 10 этой втулки, причем внутренний диаметр в жесткой области 10 уменьшается в направлении упругой области 9, так что во время сборки или зажимания конусную часть зажимной втулки 6 или зажимную втулку 6 перемещают в направлении уплотнительного элемента 5. Благодаря наличию уплотнительного элемента 5 и канавки 12, предусмотренной для него, опорная втулка 3 имеет в этом месте увеличенное поперечное сечение, так что при смещении зажимной втулки 6 в направлении уплотнительного элемента 5 происходит зажимание. На фиг. 4 показано окончательно собранное зажимное соединение 1. Кроме того, из фиг. 4 можно видеть, что зажимание усилилось бы растягивающим усилием на трубе 14, поскольку зажимная втулка 6 также перемещалась бы в том же вышеуказанном направлении и соответственно конический диаметр зажимной втулки 6 перемещался бы к уплотнительному элементу 5, так что труба 14, расположенная между ними, соответственно обжималась бы. Упорное кольцо 4 также предназначено для использования после сборки для ограничения смещения зажимной втулки 6 в другом направлении и предотвращения ее снятия.
Такое зажимное соединение, в котором зажимную втулку устанавливают против направления вставления трубы, не известно из уровня техники, поскольку до настоящего времени подобная операция воспринималась как нелогичная, так как вследствие этого труба в случае использования известных зажимных соединений снова выталкивалась бы опорной втулкой. Кроме того, в случае использования обычных предварительно собранных зажимных соединений зажимная втулка также закреплена на опорной втулке, однако не со стороны упорного кольца, а со стороны вставляемой трубы.
Возможность сборки в вышеуказанном направлении трубы 14 обеспечена благодаря увеличенному внутреннему контуру или конусности внутреннего диаметра зажимной втулки 6, выполненной согласно настоящему изобретению и расширению поперечного сечения опорной втулки 3 с помощью уплотнительного элемента 5, причем для достижения указанного эффекта зажимания, при котором зажимание усиливается, а не ослабляется при наличии растягивающего усилия на трубе, достаточно простого расширения поперечного сечения на опорной втулке 3 без уплотнительного элемента 5. Кроме того, на фиг. 4 можно увидеть, что внутреннее поперечное сечение или диаметр соединителя 2 примерно соответствует диаметру вставляемой трубы. В результате этого можно уменьшить сужение трубопровода в случае с трубными муфтами или штуцерными соединениями посредством зажимного соединения в соответствии с изобретением. Кроме того, вводным конусом 11 образован оптимальный переход, так что вставленный соединитель 2 не создает препятствий, затрудняющих поток.
На фиг. 5 показана трубная муфта 16, которая подходит для соединительных труб 14. Муфта 16 имеет с обеих сторон предлагаемое зажимное соединение 1 в соответствии с изобретением. Трубная муфта 16 показана в предварительно собранном состоянии. Кроме того, подобные зажимные соединения 1 подходят, например, для соединений на арматуре.
На фиг. 6 показано зажимное соединение 1 в соответствии с изобретением, которое находится на разветвителе.
Зажимная втулка 6 зажимного соединения 1 в соответствии с изобретением, которая показана отдельно на фиг. 7, имеет упругую область 9. Радиально упругая область 9 состоит из сегментов 7, которые расположены по окружности. Количество и размеры сегментов 7 должны соответствовать требованиям зажимного соединения 1 и его размерам. Кроме того, зажимная втулка 6 имеет жесткую область 10, благодаря чему появляется возможность зажать вставленную трубу 14. Внутренний контур или внутренний диаметр в жесткой области 10 сужается в направлении упругой области 9, в результате чего, как было описано ранее, с использованием опорной втулки 3 создается зажимное действие. На внешней окружности зажимной втулки 6, как правило, есть фланец 17, предназначенный для сборки. Зажимное соединение 1 может быть установлено с использованием соответствующего сборочного инструмента посредством фланца 17 на зажимной втулке 6.
Список условных обозначений
1
Зажимное соединение
2
Соединитель
3
Опорная втулка
4
Упорное кольцо
5
Уплотнительный элемент
6
Зажимная втулка
7
Сегмент
8
Желобок
9
Упругая область
10
Жесткая область
11
Вводной конус
12
Канавка
13
Радиус
14
Труба
15
Наклонный участок
16
Трубная муфта
17
Перегородка