МУФТА С РАВНОМЕРНОЙ КРУГОВОЙ ЗАТЯЖКОЙ
COUPLING WITH UNIFORM CIRCUMFERENTIAL TIGHTENING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в целом к соединителям (муфтам или хомутам) и зажимным кольцам для труб, более точно, к муфте с равномерной круговой затяжкой.
Предпосылки создания изобретения
Известны съемные муфты множества типов с эластомерным уплотнением, которое затягивается и образует водонепроницаемое уплотнение стыка труб (US 2013/0154259 A1, 20.06.2013). Следует отметить, что в описании и формуле изобретения термином "труба" обозначен в целом цилиндрический объект любого рода. Муфта обычно представляет собой частичное кольцо с зажимными кулаками или ушками, которые стягиваются навстречу друг другу с помощью одного или нескольких установленных на них болтов. При затяжке болта общий диаметр муфты уменьшается, и муфта затягивается вокруг трубы, обеспечивая желаемое водонепроницаемое уплотнение. Кулаки обычно находятся сверху муфты в положении 12 часов.
Важно формировать равномерно затянутое уплотнение по всей окружности трубы. Тем не менее, поскольку такие муфты обычно изготовлены из прочных материалов, таких как сталь, область ушек или кулаков (менее жесткая, чем остальная муфта) затягивается в большей степени, чем остальная муфта, в частности, область, противолежащая кулакам (в положении 6 часов). Что еще хуже, из-за неравномерной затяжки муфты область ушек или кулаков может вдавливаться в трубу. Это может повреждать трубу, а также мешать дальнейшей затяжке муфты.
Краткое изложение сущности изобретения
В основу настоящего изобретения положена задача создания усовершенствованной муфты, в которой преодолен упомянутый недостаток известного уровня техники, как подробнее описано далее. В отличие от известного уровня техники, муфта согласно настоящему изобретению имеет усиленные круговые элементы жесткости, которые обеспечивают равномерную круговую затяжку.
В соответствии с известным уровнем техники зажим, который затягивает муфту, действует при ограниченной длине дуги муфты, такой как дуга, стягивающая точки в положениях 11 часов и 1 час. В настоящем изобретении эффективность затяжки повышена за счет усиленных круговых элементов жесткости и рассчитана на дугу значительно большей длины, такую дуга, стягивающая точки в положениях 8 или 9 часов и 3 или 4 часа (т.е. дугу прожженностью по меньшей мере 180°).
Соответственно, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предложена трубная муфта, содержащая кольцевой зажимной хомут, концы которого снабжены двумя противолежащими зажимными элементами и который содержит один или несколько затяжных элементов для затяжки зажимных элементов навстречу друг другу в направлении, поперечном осевой длине кольцевого зажимного хомута, с целью приложения обращенного радиально внутрь усилия зажима к трубе, зажимаемой кольцевым зажимным хомутом, и кольцевое уплотнение, установленное в кольцевом зажимном хомуте, который содержит один или несколько усиленных круговых элементов жесткости.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения один или несколько усиленных круговых элементов жесткости обеспечивают равномерную круговую затяжку муфты при затяжке одного или нескольких затяжных элементов.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения один или несколько усиленных круговых элементов жесткости содержат одну или несколько круговых стенок, которые образуют структуру кольцевого зажимного хомута и имеют переменную ширину.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения две круговые стенки отделены друг от друга круговым каналом.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения одна или несколько стенок имеют наибольшую ширину вблизи верха муфты и наименьшую ширину вблизи низа муфты, при этом ширина одной или нескольких стенок равномерно изменяется от верха к низу.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения один или несколько усиленных круговых элементов жесткости содержат кольцевое ребро жесткости переменной ширины.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения кольцевое ребро жесткости имеет наибольшую ширину вблизи верха муфты и сужается до небольшой или нулевой ширины по мере того, как ребро проходит по окружности вниз.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет лучше понято и оценено из следующего далее подробного описания со ссылкой на чертежи, на которых:
на фиг. 1 и 2 показаны упрощенные вид в перспективе и с торца, соответственно, трубной муфты, сконструированной и действующей согласно одному из неограничивающих вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг. 3, 4 и 5 показаны упрощенные виды в перспективе соединительного элемента с усиленными круговыми элементами жесткости согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг. 6 показан упрощенный вид в перспективе трубной муфты и фланца в сборе согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления
Рассмотрим фиг. 1 и 2, на которых проиллюстрирована трубная муфта 10, сконструированная и действующая согласно одному из неограничивающих вариантов осуществления настоящего изобретения.
Трубная муфта 10 содержит цилиндрический корпус 11 с одним или несколькими кольцевыми зажимными хомутами 12 обычно их гибкого металла, такого как без ограничения нержавеющая сталь. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1, на противоположных концах корпуса 11 имеется пара кольцевых зажимных хомутов 12. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 6, на одном конце корпуса 11 имеется один кольцевой зажимной хомут 12, а на другом конце корпуса 11 имеется фланец 14. Кольцевой зажимной хомут 12 рассчитан на уплотнение труб различных диаметров (не показанных). (Например, пара кольцевых зажимных хомутов 12 может использоваться для зажима труб одного диаметра или различных диаметров.)
Кольцевой зажимной хомут 12 снабжен кольцевым уплотнением 16, которое может быть выполнено без ограничения из каучука (например, EPDM (каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера), бутилкаучука, бутадиен-стирольного каучука или неопрена) или термоэластопласта (например, полиуретан или олефина), совместимого с жидкотекучей средой для транспортировки по трубам. Например, уплотнение 16 может быть выполнено без ограничения из EPDM с твердостью по Шору 70-80.
Концы кольцевого зажимного хомута 12 снабжены двумя противолежащими зажимными элементами 18. Один или несколько затяжных элементов 19 (например, один или несколько механических зажимов, таких как болт или винт, стопорная гайка и, возможно, прокладка) стягивают зажимные элементы 18 навстречу друг другу в направлении, поперечном осевой длине кольцевого зажимного хомута 12, с целью приложения обращенного радиально внутрь усилия зажима к уплотнению 16 и зажимаемой трубе и тем самым создания водонепроницаемого уплотнения трубы.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения кольцевой зажимной хомут 12 содержит один или несколько усиленных круговых элементов жесткости. Усиленный круговой элемент жесткости одного из типов представляет собой одну или несколько круговых стенок 20, которые образуют структуру хомута 12 (в проиллюстрированном варианте осуществления предусмотрены две такие стенки 20, разделенные круговым каналом 22). Стенки 20 имеют переменную ширину (измеряемую в радиальном направлении муфты, поперечном ее продольной оси). Например, стенки имеют наибольшую ширину вблизи верха муфты и наименьшую ширину вблизи низа муфты, при этом их ширина равномерно изменяется от верха к низу. За счет придания относительной жесткости верху и относительного разупрочнения низа кольцевого зажимного хомута 12 он имеет равномерную жесткость по всей окружности и устраняет недостаток известного уровня техники.
В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1, каждый кольцевой зажимной хомут 12 содержит пару соединительных элементов 12А и 12В, стянутых друг с другом внизу муфты одним или несколькими зажимами 24, которые проходят через отверстия 25 (фиг. 3). В качестве альтернативы, кольцевой зажимной хомут 12 может иметь цельную конструкцию.
На фиг. 3-5 показан соединительный элемент 12А (элемент 12В является его зеркальным отображением). В другом варианте осуществления настоящего изобретения кольцевой зажимной хомут 12 также содержит усиленные круговые элемент жесткости 26. Например, соединительные элементы 12А или 12В могут содержать кольцевое ребро 26 жесткости, расположенное в канале 22, который проходит в целом от положения 12 часов до положения 3 или 4 часа. Кольцевое ребро 26 жесткости может иметь переменную ширину, которая является наибольшей вверху, и сужается до небольшой или нулевой ширины по мере того, как ребро проходит по окружности вниз.