RU2016340C1 - Apparatus for connecting metallic tubes - Google Patents

Abstract

FIELD: pipeline systems. SUBSTANCE: apparatus has clamping members in the form of thin-wall sleeve, having cutouts, forming petals at side of the tube input, the sleeve being placed between an outer surface of a sealing gasket and an inner surface of a union nut. A surface of the petals of the clamping member has conicity from its edge, respective to a conicity from an edge inside of the union nut. An inner surface of the petals has notches at side of tube output. The gasket, made of elastic material in the form of a sleeve with single-side cone part at side of a body, is placed between an inner surface of the clamping member and an outer surface of an end portion of the tube, being joined. Inside the body has a removable rest protrusion, arranged in an annular turning of the body. The union nut has inside its threadless part a turning, forming in a sectional view a smooth line, being transformed to a cone turning from the edge of the nut. EFFECT: enhanced reliability of tube joint. 5 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к соединениям трубопроводов, работающих под давлением, и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства для транспортировки веществ, находящихся в газообразном, жидком и сыпучем состояниях. The invention relates to connections of pipelines operating under pressure, and can be used in any sector of the national economy for the transport of substances in gaseous, liquid and bulk states.

Известно устройство для герметичного разъемного соединения труб с гладким цилиндрическими концами, которое содержит муфту, охватывающую трубы, гайки, расположенные между трубами и муфтой с торцов последней и поджимающие уплотнительные элементы, причем между торцами труб расположено центрирующее их уплотнение, имеющее в сечении Т-образную форму, а между уплотнением и гайками последовательно в осевом направлении в сторону гаек расположены конусные опорно-распорные кольца, антифрикционные шайбы, при этом конусные опорно-распорные кольца контактируют соответственно с наружной поверхностью Т-образного уплотнения и выступом муфты. Устройство снабжено также футорками и контрмуфтами, соединенными с гайками и футорками, между которыми расположены зажимные кольца, дополнительно опорные кольца и антифрикционные шайбы. A device for hermetically detachable connection of pipes with smooth cylindrical ends, which contains a sleeve covering the pipe, nuts located between the pipe and the sleeve at the ends of the latter and compressive sealing elements, and between the ends of the pipes is located centering their seal, in cross section T-shaped and between the seal and the nuts, conical back-up rings, anti-friction washers are arranged axially in the axial direction towards the nuts, while the conical back-up rings and contact respectively with the outer surface of the T-shaped seal and the protrusion of the coupling. The device is also equipped with futurites and counter-couplings connected to nuts and futors, between which there are clamping rings, additional support rings and anti-friction washers.

Недостатком такого устройства является большое количество деталей, обеспечивающих его работу. The disadvantage of this device is the large number of parts that ensure its operation.

Известно также устройство для соединения металлических труб, имеющее цилиндрических корпус, на противоположных концах которого с внутренней стороны имеется резьба, заканчивающаяся цилиндрической проточкой, переходящей в конус. В корпус ввернуты нажимные гайки, имеющию наружную резьбу, заканчивающуюся цилиндрической проточкой, аналогичной проточке в корпусе, переходящей в конус, обратный конусу в корпусе. Между коническими поверхностями гаек и корпуса помещены упругие шайбы сложной конфигурации. При ввертывании гаек в корпус до упора упругие шайбы обхватывают соединяемые трубы, деформируются и фиксируют положения труб, упирающихся концами в кольцевой выступ, расположенный внутри корпуса по центру. It is also known a device for connecting metal pipes having a cylindrical body, at the opposite ends of which there is a thread on the inside that ends with a cylindrical groove turning into a cone. Screw nuts having an external thread ending in a cylindrical groove similar to a groove in the housing, turning into a cone opposite the cone in the housing, are screwed into the housing. Between the conical surfaces of the nuts and the body, elastic washers of a complex configuration are placed. When the nuts are screwed into the housing all the way, the elastic washers encircle the pipes being connected, are deformed and the positions of the pipes abutting against the ring protrusion located centrally inside the housing are fixed.

Однако это устройство сложно в изготовлении и не обеспечивает герметичности соединения. However, this device is difficult to manufacture and does not provide a tight connection.

Известно также устройство для соединения труб, которое состоит из цилиндрического корпуса, на противоположных концах которого имеется резьба, а с внутренней стороны на некотором расстоянии от концов - кольцевые проточки, в которых размещены уплотняющие прокладки для герметизации соединения и кольцевые пружины (стопорные). С каждого конца на корпус навернуты накидные гайки, имеющие резьбу на внутренней стороне, аналогичную резьбе на корпусе, и конусную проточку в отверстии, обхватывающем соединяемую трубу. Между концами корпуса и накидными гайками находятся зажимающие детали с продольным разрезом, имеющим отверстие, внутренняя поверхность которого обхватывает концы труб, а наружная сопрягается с отверстиями в гайках. Это устройство принимается за прототип. There is also known a device for connecting pipes, which consists of a cylindrical body, at the opposite ends of which there is a thread, and from the inside at a certain distance from the ends there are ring grooves in which sealing gaskets are placed to seal the connection and ring springs (lock). At each end, cap nuts are screwed onto the body, having threads on the inside, similar to threads on the body, and a tapered groove in the hole surrounding the pipe to be connected. Between the ends of the housing and the union nuts are clamping parts with a longitudinal section having a hole, the inner surface of which covers the ends of the pipes, and the outer mates with the holes in the nuts. This device is taken as a prototype.

Применение перечисленных и известных устройств требуют перед соединением труб специальной подготовки из концов, например, изготовления высечек, накатки, строгой перпендикулярности торцов и т.д. Герметичность соединения в таких устройствах достигается за счет сложной многоэлементной конструкции. Отрицательно влияют на эксплуатационные качества приведенных соединений вибрации и переменные тепловые воздействия. The use of the listed and known devices requires special preparation from the ends before connecting the pipes, for example, the manufacture of die cuts, knurling, strict perpendicularity of the ends, etc. The tightness of the connection in such devices is achieved due to the complex multi-element design. Negatively affect the performance of these compounds vibration and variable thermal effects.

Цель изобретения - расширение сферы применения устройства при ремонтных работах, устранение операций по специальной подготовке концов, соединяемых труб, повышение надежности соединения, снижение усилий, необходимых при сборке соединения. The purpose of the invention is the expansion of the scope of application of the device during repair work, the elimination of operations for the special preparation of the ends, pipes to be connected, increasing the reliability of the connection, reducing the effort required when assembling the connection.

Указанная цель достигается тем, что корпус устройства имеет на противоположных концах с внешней стороны резьбу, а с внутренней стороны конусные проточки и выступ внутри корпуса. Выступ образован пружинным кольцом, которое фиксируется в кольцевой канавке. С каждого конца на корпус навернуты накидные гайки, имеющие резьбу, на внутренней стороне аналогичную резьбе на корпусе, и конусную проточку от края отверстия, охватывающего соединяемую трубу. Внутренняя часть гайки между проточкой и резьбой образована вращением геометрической кривой "клотоидной" либо "трактриссой" относительно осевой линии. Между корпусом устройства и накидными гайками размещены уплотняющие прокладки из упругого материала, имеющие конусную часть со стороны конусных проточек на концах корпуса. Между прокладками и накидными гайками помещены зажимающие детали, выполненные в виде широких тонкостенных втулок с разрывом. Со стороны захода трубы в устройство втулки имеют вырезы, образующие лепестки. На внутренней поверхности концов лепестков имеются насечки. Внешняя часть концов лепестков имеет конусность, соответствующую конусности проточки в накидной гайке от края отверстия. This goal is achieved by the fact that the housing of the device has threads at opposite ends from the outside, and conical grooves and a protrusion inside the housing from the inside. The protrusion is formed by a spring ring, which is fixed in the annular groove. At each end, cap nuts having a thread are screwed onto the body, similar to the threads on the body on the inside, and a tapered groove from the edge of the hole enclosing the pipe being joined. The inner part of the nut between the groove and the thread is formed by the rotation of the geometric curve "clothoid" or "tractor" relative to the center line. Between the housing of the device and the union nuts are placed gaskets made of elastic material having a conical part from the side of the conical grooves at the ends of the housing. Between the gaskets and union nuts are placed clamping parts made in the form of wide thin-walled bushings with a gap. On the side of the pipe inlet, the bushings have cutouts forming petals. On the inner surface of the ends of the petals there are notches. The outer part of the ends of the petals has a taper corresponding to the taper of the groove in the union nut from the edge of the hole.

На фиг.1 показан вариант общего вида соединения с устройством в сборе; на фиг. 2 - 6 - элементы устройства; на фиг.7 и 8 - принцип работы устройства. Figure 1 shows a variant of a General view of the connection with the device assembly; in FIG. 2 - 6 - elements of the device; 7 and 8 - the principle of operation of the device.

Устройство содержит корпус 1, накидные гайки 2, уплотняющие прокладки 3, зажимающие детали 4, выступ 7, образованный пружинным кольцом 24. The device comprises a housing 1, union nuts 2, gaskets 3, clamping parts 4, a protrusion 7 formed by a spring ring 24.

Корпус 1 имеет резьбу 5, конусную проточку с обеих сторон 6, кольцевую проточку в средней части 20. The housing 1 has a thread 5, a tapered groove on both sides 6, an annular groove in the middle part 20.

Накидная гайка 2 имеет резьбу 8, конусную проточку 9 отверстия, внутреннюю часть 10 между резьбой и конусной проточкой 9, образованную вращением плавной кривой, например "клотоидной" или "трактриссой", относительно продольной оси устройства. The union nut 2 has a thread 8, a tapered bore 9 of the hole, an inner part 10 between the thread and a tapered bore 9, formed by the rotation of a smooth curve, for example, “clothoid” or “tractor”, relative to the longitudinal axis of the device.

Уплотняющая прокладка 3 имеет конусную часть 11 и изготавливается из упругого материала, стойкого к среде, перемещаемой по соединяемым трубам. The sealing gasket 3 has a conical part 11 and is made of an elastic material that is resistant to the medium moving through the connected pipes.

Зажимающая деталь 4 содержит вырезы 12, лепестки 13, на которых имеются насечки 14 с внутренней стороны кольца. Внешняя часть концов лепестков имеет конусность 15, соответствующую конусности 9 накидной гайки 2, и разрыв 19. The clamping part 4 contains cutouts 12, petals 13, on which there are notches 14 on the inner side of the ring. The outer part of the ends of the petals has a taper 15 corresponding to the taper 9 of the union nut 2, and a gap 19.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Гладкие концы труб 16 вводят с торцов устройства в накидные гайки 2 до упора 24 в корпусе 1. При затяжке гайки 2 лепестки 13 втулки деформируются, поджимая прокладку 3, которая конусным концом герметизирует зазор между корпусом 1 устройства и поверхностью трубы. Наружная поверхность втулки предохраняет уплотняющую прокладку от воздействия резьбы 8 и уменьшает усилия сборки. The smooth ends of the pipes 16 are inserted from the ends of the device into the union nuts 2 to the stop 24 in the housing 1. When tightening the nut 2, the sleeve petals 13 are deformed by pressing the gasket 3, which conically seals the gap between the device body 1 and the pipe surface. The outer surface of the sleeve protects the gasket from the effects of thread 8 and reduces assembly forces.

Скользя по образующей гайки 2, лепестки изгибаются, наружная конусная часть лепестков входит при этом в конусную проточку 9 гайки 2, образуя клин. При этом сила Р, действующая вдоль трубы 16, от завинчивания гайки 2 по резьбе корпуса 1 преобразуется в силу Р₁, действующую перпендикулярно стенкам соединяемой трубы 16, на лепестки 13 и насечки 14 на их концах врезаются в тело трубы, обеспечивая надежную фиксацию от прокручивания и продольных перемещений относительно устройства. Разрыв 19 втулки служит для сборки устройства и обеспечивает равномерное обжатие прокладки 3.Sliding along the generatrix of the nut 2, the petals are bent, the outer conical part of the petals thus enters the conical groove 9 of the nut 2, forming a wedge. In this case, the force P acting along the pipe 16, from screwing the nut 2 along the thread of the housing 1, is transformed into the force P ₁ acting perpendicular to the walls of the connected pipe 16, onto the petals 13 and the notches 14 at their ends cut into the pipe body, ensuring reliable fixation from twisting and longitudinal movements relative to the device. The gap 19 of the sleeve serves to assemble the device and provides uniform compression of the gasket 3.

Геометрия внутренней части 10 гайки 2 обеспечивает изгибание лепестков кольца и поступательное движение гайки 2 с возможными наименьшими усилиями при сборке соединения. The geometry of the inner part 10 of the nut 2 provides the bending of the ring petals and the translational movement of the nut 2 with the least possible effort in assembling the connection.

Пружинное кольцо, образующее упор для соединяемых труб в месте разрыва, имеет закраины, позволяющие извлекать его из корпуса 1 при использовании устройства для ремонта трубопровода. The spring ring, which forms the stop for the pipes to be connected at the point of rupture, has flanges that allow it to be removed from the housing 1 when using the device for repairing the pipeline.

Прокладка 3 под действием силы Р сжимается и острием конусной части герметизирует кольцевой зазор 17, образованный наружной поверхностью трубы 16 и внутренней поверхностью корпуса 1, одновременно с этим обеспечивается дополнительная фиксация концов труб ее кольцевой плоскостью 18 за счет сил упругости. The gasket 3 is compressed by the force P and the tip of the conical part seals the annular gap 17 formed by the outer surface of the pipe 16 and the inner surface of the housing 1, at the same time additional fixing of the ends of the pipes by its annular plane 18 is ensured due to the elastic forces.

Такое решение позволяет отказаться от выполнения на концах соединяемых труб насечек, накатки, не требует строгой перпендикулярности их концов, что значительно упрощает применение устройства и не требует квалификационной рабочей силы. Подбор материалов для прокладки 3 и зажимающей детали 4 позволяют гарантированно обеспечивать герметичность и надежность соединений под заданные параметры транспортируемой среды. This solution allows you to refuse to perform at the ends of the connected pipes notches, knurling, does not require strict perpendicularity of their ends, which greatly simplifies the use of the device and does not require qualified workforce. The selection of materials for the gasket 3 and the clamping part 4 can guarantee the tightness and reliability of the joints for the given parameters of the transported medium.

Предлагаемое устройство может с большой эффективностью использоваться в санитарно-технических системах как в промышленности, так и в индивидуальном строительстве, при соединении стальных труб, труб из цветных металлов и биметаллических. Фитинги, выполненные на базе устройства, могут стать альтернативой резьбовым, используемым во всех отраслях народного хозяйства, включая сельское хозяйство. The proposed device can be used with great efficiency in sanitary systems both in industry and in individual construction, when connecting steel pipes, non-ferrous metal pipes and bimetal pipes. Fittings made on the basis of the device can become an alternative to threaded ones used in all sectors of the national economy, including agriculture.

Claims (5)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ, включающее цилиндрический корпус, уплотняющие прокладки, накидные гайки и зажимающие детали, отличающееся тем, что зажимающие детали выполнены в виде тонкостенной втулки с вырезами, образующими лепестки со стороны захода трубы, помещенной между наружной поверхностью уплотняющей прокладки и внутренней поверхностью накидной гайки. 1. A DEVICE FOR CONNECTING METAL PIPES, including a cylindrical body, sealing gaskets, union nuts and clamping parts, characterized in that the clamping parts are made in the form of a thin-walled sleeve with cutouts forming petals on the entry side of the pipe placed between the outer surface of the sealing gasket and the inner the surface of the union nut. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешняя поверхность лепестков зажимающей детали имеет от края конусность, соответствующую конусности от края внутри накидной гайки, а внутренняя поверхность лепестков - насечки со стороны захода трубы. 2. The device according to claim 1, characterized in that the outer surface of the petals of the clamping part has a taper from the edge corresponding to the taper from the edge inside the union nut, and the inner surface of the petals has notches from the side of the pipe inlet. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая уплотняющая прокладка выполнена из упругого материала в виде втулки с односторонней конусной частью со стороны корпуса, помещенной между внутренней поверхностью зажимающей детали и наружной поверхностью конца соединяемой трубы. 3. The device according to claim 1, characterized in that each sealing gasket is made of elastic material in the form of a sleeve with a one-sided conical part from the side of the housing, placed between the inner surface of the clamping part and the outer surface of the end of the connected pipe. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутри корпуса выполнен съемный упорный выступ, помещенный в кольцевую проточку корпуса. 4. The device according to claim 1, characterized in that a removable thrust protrusion placed in the annular groove of the housing is made inside the housing. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутри безрезьбовой части накидной гайки выполнена проточка, образующая в разрезе плавную кривую, переходящую в конусную проточку от края накидной гайки. 5. The device according to claim 1, characterized in that a groove is made inside the threaded portion of the union nut, forming a smooth curve in the section, passing into a conical groove from the edge of the union nut.

Images