Разъемное соединение трубопроводов для теплоносителей

 

Изобретение позволяет решить проблему герметизации стыков соединяемых труб трубопровода .при циклической закачке высокотемпературного теплоносителя. Разъемное соединение включает соединяемые посредством полумуфты трубы и уплотнение,.состоящее из кольцевого уплотнительного элемента в виде втулки, входящей в контакт с уплотняемой поверхностью 3 трубы 4. На уплотняемой поверхности трубы 6 установлена с зазором относительно внутренней поверхности трубы 6 фигурная втулка 9 с наружным 10 и внутренним 12 кольцевыми выступами, Наружным кольцевым выступом 10 фигурная втулка 9 опирается на уплотняемую поверхность 7 трубы 6. На внутренний кольцевой выступ 12 фигурной втулки 9 опирается гладкая втулка 1 с о бразованием герметичного соединения. При затягивании соединений образуется герметичное уплотнение на контакте втулки 1 с уплотняемой поверхностью трубы 4 фигурной втулки 9 - ее наружным кольцевым выступом 10 с уплотняемой поверхностью 7 трубы 6 и уплотняемой поверхностью в контакте гладкой втулки 1 с внутренней поверхностью кольцевого выступа 12 фигурной втулки 9. Втулка 1 и фигурная втулка 9 находятсй в одинаковых температурных условиях , что обуславливает одинаковое их термическое удлинение, а следовательно , обеспечивается постоянство контактных напряжений в уплотнении при циклическом изменении температуры в сопряжений. 1 ил. (rt tC 00 со 4 ОС 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 F 16 L 19 00

Г

h Д с е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«ывГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3925309/29-08 (22) 09.07.85 (46) 15.01.87. Бюл. Ф 2 (71) Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти (72) В.АкГиринский, В.НкКоршунов и В.А.Машков (53) 62 1.643 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11у 1203313, кл. F 16 L 19/00, 1983. (54) РАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ ДЛЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ (57) Изобретение позволяет решить проблему герметизации стыков соединяемых труб трубопровода,при циклической закачке высокотемпературного теплоносителя. Разъемное соединение включает соединяемые посредством полумуфты трубы и уплотнение,.состоящее из кольцевого уплотнительного элемента в виде втулки, входящей в контакт с уплотняемой поверхностью 3 трубы 4. На уплотняемой поверхности трубы 6 установлена с зазором относи„„SU„„1283488 А1 тельно внутренней поверхности трубы

6 фигурная втулка 9 с наружным 10 и внутренним 12 кольцевыми выступами.

Наружным кольцевым выступом 10 фигурная втулка 9 опирается на уплотняемую поверхность 7 трубы 6. На внутренний кольцевой выступ l2 фигурной втулки

9 опирается гладкая втулка 1 с образованием герметичного соединения.

При затягивании соединения образуется герметичное уплотнение на контакте втулки i с уплотняемой поверхностью трубы 4 фигурной втулки 9 — ее наруж ным кольцевым выступом 10 с уплотняемой поверхностью 7 трубы 6 и уплотняемой поверхностью в контакте гладкой втулки 1 с внутренней поверхностью кольцевого выступа 12 фигурной втулки (/)

9. Втулка 1 и фигурная втулка 9 нахо- рю дятся в одинаковых температурных условиях, что обуславливает одинаковое их термическое удлинение, а следовательно, обеспечивается постоянство кон- р ы тактных напряжений в уплотнении при фф циклическом изменении температуры в сопряжении. 1 ил.

СО

1283488

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для герметизации стыка соединяемых элементов — труб, работающих в условиях циклического изменения темпера- 5 туры.

Целью изобретения является обеспечение герметизации соединения труб при циклическом изменении температуры за счет постоянства контактных напря!

О жений в паре.

На чертеже схематически изображено уплотнение высокотемпературного соединения.

Уплотнение состоит из кольцевого уплотнительного элемента 1 в виде цилиндрической втулки с уплотнительной поверхностью 2, входящей в контакт с уплотняемой поверхностью 3 трубы 4 с резьбой. Труба 4 резьбой связана с полумуфтой 5 трубы 6, которая содержит уплотняемую поверхность

7. Полумуфта 5 имеет кольцевую расточку 8, в которой установлена с. зазором фигурная втулка 9 с наружным кольцевым выступом 10, на котором выполнена уплотнительная поверхность

11. Внутри фигурной втулки 9, ниже места расположения наружного кольцевого выступа 10, выполнен внутренний кольцевой выступ 12 с уплотняемой поверхностью 13, на которую опирается втулка 1.

Монтаж уплотнения и его работа в соединении осуществляется в следующей последовательности.

Втулку 1 устанавливают внутри фигурной втулки 9 до контакта с уплотняемой поверхностью 13 внутреннего кольцевого выступа 12. Уплотнение в сборе устанавливается в кольцевой расточке 8 трубы 6 с посадкой уплотнительнсй поверхности 11 на уплотняемую поверхность 7 трубы 6. Трубу 4 вкручивают в полумуфту 5 трубы 6 до контакта уплотняемой поверхности 3 трубы 4 с уплотнительной поверхностью

2 втулки 1.

Момент закручивания трубы 4 в полумуфту 5 трубы 6 выбирается таким, чтобы обеспечить предварительный зажим уплотнения с достижением на уплотняемых поверхностях 7,3 и 13 необхо"димых контактных напряжений, обеспе55 чивающих герметичность соединения.

При этом втулка 1 получает в своем сечении сжимающие напряжения, а фи,гурная втулка 9 на участке от уплот— няемой поверхно .ти 11 по уплотняемой поверхности 13, на внутреннем бурте

l2, получает в сечении растягивающие напряжения.

Участок полумуфты 5 от резьбы до уплотняемой поверхности 7 получает в сечении также растягивающие напряжения. Величина этих напряжений не должна быть вьпне допустимых значений для материала полумуфты и регулируется моментом затяжки уплотнения, а также путем подбора сечения втулок

1 и 9, входящих в уплотнение.

Рассмотрим работу уплотнения при изменении температуры от обычной тем-! пературы, при которой происходит монтаж, до температуры рабочей жидкости (теплоносителя), прокачиваемой по трубам с учетом того, что гладкая 1 и фигурная 9 втулки выполнены из идентичных материалов. Поскольку втулка

1 и втулка 9 контактируют друг с другом и эксплуатируются в одинаковых условиях, то они получают одинаковый нагрев. Термическое удлинение втулки

1 направлено в сторону уплотняемой поверхности 13 на внутреннем кольцевом выступе 12. Термическое удлинение фигурной втулки 9 направлено в ту же сторону. При равенстве площадей поперечных сечений втулки t и фигурной втулки 9 необходимо учитывать то, что длина втулки 1 больше длины фигурной втулки 9 на величину, сравнимую с величиной участка длины полу- < муфты 5 от резьбы до уплотняемой поверхности 7.

Абсолютное термическое удлинение втулки 1 при этом больше абсолютного термического удлинения фигурной втулки 9 на величину термического удлинения участка полумуфты 5 от резьбы до уплотнительной поверхности 7 при той же температуре. В этом случае происходит дополнительное поджатие и рост контактных напряжений в месте контакта втулки 1 с уплотняемыми поверхностями 3 и 7 соответственно труб 4, 6 и полумуфты 5.

По мере прогрева труб 4 и 6 и полумуфты 5 происходит их термическое удлинение. При этом участок полумуфты

5 на участке между резьбой и уплотняемой поверхностью 7 получает термическое удлинение. Это приводит к уменьшению сжимающих напряжений во втулке 1 и растягивающих напряжений в фигурной втулке 9 до первоначально1283488

Составитель И.Пащенко

Редактор Н.Швыдкая Техред М.Ходанич Корректор M.Càìáoðñêàÿ

Заказ 7410/34 Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ro значения, полученного при сборке соединения. При этих условиях и происходит эксплуатация уплотнения стыка соединяемых труб 4 и 6, После остановки в подаче теплоносителя происхо- 5 дит остывание скважины и колонны труб. При этом происходит одновременное остывание и термическое изменение размеров уплотнения — гладкой втулки

1 и фигурной втулки 9 с сохранением 10 необходимых контактных напряжений и уплотняемых поверхностях.Приповторной подаче теплоносителяпроисходит указанный процесс работы уплотнения. Уплотнение может быть использовано неоднократнс15

Формула из обретения

Разъемное соединение трубопроводов для теплоносителей, состоящее из муфтового соединения свинчивяемых труб с уплотняемыми поверхностями и уплотнения между ними, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения герметизации соединения при циклическом изменении температуры, уплотнение состоит из фигурной втулки с наружным и внутренним кольцевыми выступами и цилиндрической втулки, установленной внутри фигурной втулки с возможностью взаимодействия одним концом с уплотняемой поверхностью одной из труб, а другим концом — с внутренним кольцевым выступом фигурной втулки, причем фигурная втулка наружным кольцевым выступом образует герметичное соединение с уплотняемой поверхностью другой трубы.