Герметичное уплотнение для соединения труб

 

Сущность изобретения: в раструб с фланцем и бортиком на нем на конце одной трубы входит гладкий конец другой. Герметизирующая прокладка из эластомера состоит из закрепляющего элемента с выступом на наружной радиальной стороне прокладки и кольцевой пятой на внутренней стороне и герметизирующего корпуса с наружной цилиндрической поверхностью. Наружная поверхность прокладки между выступом и корпусом выполнена вогнутой с внутренним диаметром, меньшим диаметра выступа и корпуса. Наружный диаметр корпуса меньше или равен диаметру наружной поверхности выступа. 6 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к герметичному уплотнению из эластомера одной твердости для соединения труб с узким концом и с раструбом (фланцем трубы), который имеет сжимающийся корпус и круговой закрепляющий выступ на внешней радиальной поверхности прокладки. Изобретение относится также к фланцу трубы для установки герметизирующего уплотнения и получаемому с помощью этого уплотнения и этого фланца трубы соединению. Такое уплотнение радиально сжимается между внутренней поверхностью фланца соединяемых труб и наружной поверхностью узкого конца присоединяемой трубы.

Известна герметичная прокладка, в которой закрепляющий выступ продолжен во внутреннем радиальном направлении внутренней поверхности прокладки в виде кольцевой сжимающейся пяты. Таким образом, функция закрепления прокладки в раструбе трубы отделена от функции герметизации, зацепление обеспечивается комбинацией выступа и пяты, а герметичность обеспечивается сжимаемым корпусом, который удлиняет зацепляющую структуру к основанию раструба трубы (фланца трубы).

Такая прокладка позволяет эффективно обеспечить герметичность в тех пределах давлений и размерных допусков, для которых она была создана, однако при определенных обстоятельствах возникают проблемы. Действительно, на стройке трубы иногда вставляют не только смещенными относительно друг друга, но и с угловыми отклонениями, которые могут превышать 10о. Производители труб методом центробежного литья дают одинаковые допуски размеров фланцев трубы и узкого конца трубы.

Целью изобретения является герметизирующее уплотнение для соединения труб.

На фиг.1 показана герметизирующая прокладка в соответствии с изобретением, аксиальный разрез; на фиг.2 - показан фланец трубы для соединения, куда устанавливается герметичная прокладка, аксиальный разрез; на фиг.3 показано герметичное соединение герметизирующей прокладкой и с фланцем трубы в соответствии с изобретением.

Как видно из фиг.1, герметизирующая прокладка 1 с осью Х-Х имеет закрепляющую структуру (элемент) 2 с аксиальной длиной L2 и герметизирующий корпус 3 с аксиальной длиной L3, продолжающий закрепляющий элемент 2 в направлении оси Х-Х. Имеется промежуточный соединяющий элемент 4 с аксиальной длиной L4, соединяющий закрепляющий элемент 2 с герметизирующим корпусом 3. Аксиальная длина L2 закрепляющего элемента 2 составляет 25-35% общей аксиальной длины L1 прокладки 1. Объем закрепляющего элемента 2 составляет 30-40% общего объема герметизирующей прокладки 1.

Герметизирующая прокладка 1 имеет внешнюю радиальную поверхность в виде закрепляющего выступа 5 закрепляющего элемента 2 с внешней цилиндрической поверхностью диаметром D1, соединенную с конической поверхностью 6 закрепляющего элемента 4 поверхностью 7, плоской или немного конической с конусностью, расходящейся к герметизирующему корпусу 3, высотой c и перпендикулярной к оси Х-Х прокладки 1, и криволинейной поверхностью 8 в данном случае в форме дуги окружности радиуса R. Коническая поверхность 6 продолжается в направлении оси Х-Х цилиндрической поверхностью 9 герметизирующего корпуса 3. Поверхность 6 имеет конусность, открытую к герметизирующему корпусу 3, поверхности 6, 7, 8 образуют вогнутую поверхность, поверхности 7 и 8 образуют щеку высотой Н, равной c + R, следовательно, с внутренним диаметром, равным D1 - 2*H. Диаметр D2 цилиндрической поверхности 9 герметизирующего корпуса меньше или равен D1 и больше D1-2*H.

На внутренней поверхности герметизирующей прокладки 1 имеется кольцевая пята 10 на внутреннем радиальном продолжении закрепляющего выступа 5, т.е. напротив этого выступа. Кольцевая пята 10 образована внутренней цилиндрической поверхностью 11 диаметром D11 и входной конической поверхностью 12 с осью Х-Х, соединенной в закрепляющих выступом 5 немного конической поверхностью 13 с осью Х-Х. Коническая поверхность 12 имеет конусность, расходящуюся в направлении к герметизирующему корпусу 3, и половина угла при вершине равна 40-48о, что имеет преимущества. Коническая поверхность 13 имеет конусность, открытую в направлении к герметизирующему корпусу 3, половина угла при вершине превышает 80о.

На внутренней поверхности герметизирующего корпуса 4, расположенной вблизи от кольцевой пяты 10, имеется коническая поверхность 14 с половиной угла при вершине около 40о, с конусностью, открытой к закрепляющему элементу 2, за которой идет вторая внутренняя цилиндрическая поверхность 15 с осью Х-Х и внутренним диаметром D12, которая заканчивается конической поверхностью 16 с половиной угла при вершине 10-20о, с конусностью, открытой к закрепляющему элементу 2. Внутренний диаметр D12 внутренней поверхности 15 меньше диаметра D11 поверхности 11 кольцевой пяты 10.

На поперечной поверхности конца герметизирующего корпуса 3, противоположной поверхности 13 закрепляющего элемента 2, имеется лепесток 17, аксиально выступающий к этой поперечной поверхности, и две фаски с поверхностями 18, 19, образующие часть указанной поперечной поверхности по обе стороны от лепестка 17. Поверхность 18 образует с поверхностью 16 небольшую треугольную губку 20, при этом поверхность 19 плоская или немного трехконическая, перпендикулярная к оси Х-Х, переходит в цилиндрическую внешнюю поверхность 9 герметизирующего корпуса 3.

Кольцевая канавка 21, расположенная между кольцевой пятой 10 и герметизирующим корпусом 3 на внутренней поверхности прокладки 1, соединяет внутреннюю поверхность 11 пяты 10 с внутренней конической поверхностью 14 герметизирующего корпуса 3 и является внутренним радиальным пределом соединительного элемента 4.

Ребро, образованное поверхностью 11 пяты 10 и кольцевой канавкой 21, располагается в месте поверхности 7, которая ограничивает сбоку закрепляющий выступ 5. Таким образом, отношение между минимальной толщиной прокладки 1 в месте расположения кольцевой канавки 21 и криволинейной поверхности 8, и высотой Н закрепляющего выступа 5 находится в пределах 1,3-2,5.

В случаях максимального эксцентриситета и углового отклонения между двумя соединяемыми трубами необходимо выдерживать достаточную высоту Н закрепляющего выступа 5. Отношение между высотой Н закрепляющего выступа 5 и толщиной Е герметизирующего выступа должно быть больше 0,2, чтобы эффект закрепления, создаваемый закрепляющим выступом 5 в сочетании с кольцевой пятой 10, был достаточным. Предпочтительно, чтобы отношение H/E было 0,25-0,38. Для сохранения разумных степеней сжимаемости прокладки 1, которые учитывают старение эластомера, из которого сделана прокладка 1, сохраняют эффективную герметичность в диапазоне допусков, которые должна компенсировать прокладка. Если A представляет толщину герметизирующей прокладки в месте выступа 5 и пяты 10, то необходимо, с одной стороны, чтобы отношение A/E составляло 0,8-1, предпочтительно 0,85-0,95, а отношение (D11-D12)/2*E превышало 0,18, предпочтительно, чтобы оно было 0,2-0,3.

Как видно из фиг.2, герметизирующая прокладка 1 предназначена для установки внутри фланца 22 трубы с осью Х-Х. В этом фланце трубы имеется на входном конце после выступа 23 коаксиальная проточка 24, образованная немного конической поверхностью 25, за которой идет к основанию фланца трубы цилиндрическая поверхность 26 диаметром D31, которая заканчивается во внутреннем радиальном направлении плоской или немного конической поверхностью 27, перпендикулярной к оси Х-Х. Плоская поверхность 27 продолжается к основанию фланца 22 трубы выпуклой кривой 28 и конической поверхностью 29, которая переходит в цилиндрическую поверхность 30 диаметром D32, меньшим диаметра D31 цилиндрической поверхности 26 проточки 24 фланца трубы. Коническая поверхность 29 имеет конусность, открытую к основанию фланца 22. Таким образом, внутренняя поверхность фланца трубы имеет профиль, соответствующий наружному профилю прокладки 1. В основании фланца трубы цилиндрическая поверхность 30 заканчивается радиальным упором 31, который ограничивает длину этой цилиндрической поверхности.

Как видно из фиг.3, герметизирующая прокладка 1 предназначена для установки во фланце 22 трубы Т1, в котором закрепляющий выступ 5 располагается в проточке 24 указанного фланца трубы, поверхности 6,7,8,9 пpокладки 1 контактируют с соответствующими поверхностями 27,28,29,30 фланца 22. Во фланец трубы вводится узкий конец 32 трубы Т2, что вызывает сжатие кольцевой пяты 10, при этом закрепляющий выступ 5 заталкивается в проточку 24 фланца трубы.

Особый профиль фланца 22 трубы связан с указанным выше условием относительно высоты H закрепляющего выступа. Действительно, если удержать герметизирующий корпус 3, который непосредственно соединен с закрепляющим выступом 5, но наружный диаметр закрепляющего выступа с учетом высоты H становится таким, что толщина фланца 22 трубы в месте проточки 24 становится недостаточной, чтобы обеспечить реальную механическую прочность этого фланца трубы. Следовательно, необходимо иметь высоту H выступа 5 достаточной по отношению к толщине E герметизирующего корпуса 3, не приводя к соответствующему уменьшению толщины фланца 22 трубы в месте расположения проточки 24. Это получается за счет применения закрепляющего выступа 5, получаемого за счет смещения поверхностей 6, 7, 8 прокладки 1 (и соответствующих поверхностей 27, 28, 29 фланца 22 трубы). Без этого высота выступа была бы только D1-D2/2.

Величина половины угла при вершине конической поверхности 12 пяты 10 позволяет вводить узкий конец трубы во фланец трубы для подсоединения с угловыми отклонениями одной трубы по отношению к другой больше 10о, а также в том случае, когда на вводимом узком конце трубы отсутствует фаска или она с дефектами. Упор 31 ограничивает сдвигание герметизирующей прокладки 1 к основанию фланца 22 трубы. Относительный объем элемента 2 закрепления по отношению к общему объему герметизирующей прокладки 1 позволяет избежать выталкивание прокладки из фланца трубы при подаче флюида под высоким давлением внутри труб. Контакт конической поверхности 13 герметизирующей прокладки 1 с конической поверхностью 25 фланца 22 трубы обеспечивает хорошее проникновение закрепляющего выступа 5 в проточку 24.

Таким образом, герметизирующая прокладка и фланец трубы в соответствии с изобретением позволяют создать герметичное соединение, компенсирующее все допуски при изготовлении труб, полученных центробежным литьем. Они позволяют вводить узкий конец одной трубы во фланец другой трубы при угловом отклонении более 10о, не вызывая выталкивания герметизирующей прокладки из фланца трубы и сохраняя не слишком большие усилия сочленения.

Формула изобретения

1. ГЕРМЕТИЧНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ, содержащее раструб с фланцем и бортиком на нем на конце одной трубы, входящей в него гладкий конец другой, герметизирующую прокладку из эластомера, состоящую из закрепляющего элемента с выступом на наружной радиальной стороне прокладки и кольцевой пятой на внутренней и герметизирующего корпуса с наружной цилиндрической поверхностью, отличающееся тем, что наружная поверхность герметизирующей прокладки между радиальным выступом и герметизирующим корпусом выполнена вогнутой с внутренним диаметром, меньшим диаметра закрепляющего выступа и герметизирующего корпуса, при этом наружный диаметр герметизирующего корпуса меньше или равен диаметру наружной поверхности закрепляющего выступа.

2. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что соотношение между высотой наружного закрепляющего выступа и толщиной герметизирующего корпуса превышает 0,2.

3. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что соотношение толщины закрепляющего элемента по отношению к толщине герметизирующего корпуса составляет 0,80 - 1, причем соотношение разницы внутренних диаметров закрепляющего элемента и герметизирующего корпуса по отношению к двойной толщине герметизирующего корпуса превышает 0,18.

4. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что внутренняя поверхность кольцевой пяты имеет входную сторону в форме усеченного конуса, с полууглом при вершине, составляющим 40 - 48o, соединенную с закрепляющим выступом посредством наклонной поверхности.

5. Уплотнение по п.4, отличающееся тем, что наклонная поверхность, соединяющая поверхность в форме усеченного конуса кольцевой пяты с закрепляющим выступом, имет форму усеченного конуса с полууглом в вершине, превышающим 80o.

6. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что внутренняя поверхность раструба фланца после входного бортика имеет канавку, удлиненную выпуклым элементом, переходящим в цилиндрическую поверхность с диаметром, меньшим диаметра канавки.

7. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что наружная поверхность герметизирующей прокладки имеет профиль, соответствующий внутренней поверхности фланца.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к уплотнению из эластомера с одинаковой твердостью для соединения труб с узким концом и с раструбом, имеющему тело сжатия и кольцевой анкерный выступ, выходящий за наружную радиальную поверхность уплотнения

Изобретение относится к соединениям труб, в частности к соединениям в виде составных втулок (муфт), и может быть использовано, например, для соединения защитных кабельных металлических труб при их установке в зданиях, сооружениях

Изобретение относится к кожуху, включающему в себя зажимной элемент для скрепления вместе двух частей кожуха, в особенности затвора для сращивания кабелей, например для вмещения телекоммуникационных кабелей, особенно оптоволоконных кабелей или других кабелей

Группа изобретений относится к муфте для труб. Устройство для прижатия уплотнения содержит уплотнительный элемент, имеющий осевую длину и наружный криволинейный край, прижимаемый к внутреннему диаметру уплотнения, причем указанный уплотнительный элемент имеет осевой ряд монтажных отверстий для размещения в них механических крепежных средств и, по меньшей мере, одну крыльчатую удлинительную часть, проходящую от конца указанного уплотнительного элемента и изогнутую внутрь от указанного наружного криволинейного края уплотнительного элемента. Изобретение повышает герметичность соединения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к соединениям трубопроводов. Соединительное устройство включает прокладку и оболочку, имеющую первую боковую сторону для приема первого трубного сегмента и вторую боковую сторону для приема второго трубного сегмента. Вторая боковая сторона находится на расстоянии от первой боковой стороны, определяя серединную ось оболочки. Внутренняя поверхность оболочки определяет полость для схватывания и размещения прокладки, располагаемой вокруг первого и второго трубных сегментов. Прокладка включает периферическую поверхность и внутреннюю поверхность, которые могут иметь свойства, относящиеся и к оболочке, и к трубным сегментам, образуя непроницаемый для текучей среды узел трубного стыка. Изобретение повышает надежность уплотнения и соединения трубопровода. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к стяжному ремню для трубной муфты для соединения с силовым замыканием, в частности, труб с гладкими концами. Устройство имеет перекрывающиеся концы, при этом ширина двух перекрывающихся концов стяжного ремня вместе соответствует максимум ширине стяжного ремня на продольном участке между этими концами. В конце стяжного ремня, который продет через продольную прорезь другого конца, предусмотрена по меньшей мере одна проходящая в продольном направлении стяжного ремня продольная прорезь. Трубная муфта с применением этого стяжного ремня имеет уплотнительный элемент, при необходимости скрепляющий элемент, заключающий в себе этот уплотнительный элемент, который состоит из поочередно следующих в окружном направлении элементов. В областях стяжных винтов в скрепляющем элементе предусмотрено по одному углублению, в котором, по меньшей мере, частично оказывается продольный участок стяжных винтов. Изобретение обеспечивает равномерную нагрузку труб с наименьшими нагрузками механизмов стягивания. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх