Способ присоединения деталей к стеклянной трубе

 

А Н

<»>68846I

E ОПИС

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

Сок1э Советсккл

Социалистических

Республик

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. синд-ву— (22) Заявле1ю 24.03.76 (21) 2342963/29-33 с присоединением заяв1ки №вЂ” (23) Г!риоритст— (43) Опубликовано 30.09.79. Ьк1ллетс!1ь ¹ 36 (45) Дата опубликования оппса11ия 20.!! .79

i 5 ) М.Кл.- "С 03 С 27 06 т 161 19/00

Государственный комитет (53) У,!1,К 661.1. 054. (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

B. А. Белый, А. С. Михневич, И. М. Медведовский, О. Г. Кохановский, Л. С. Корецкая, Г, И. Алексеев и К. М. Гайдамак (71) Заявитель

Институт механики металлополимерных систем

АН Белорусской ССР (54) СПОСОБ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

К СТЕКЛЯННОЙ ТРУБЕ

1 2

Изобретение относится к области монтажа и эксплуатации трубопроводов из хрупких материалов, преимущественно пз стекла.

Наибольшее распространение в технике присоединения концевых и монтажных деталей к стеклянным трубам получил метод упруго-фрикционного закрепления деталей. Сущность метода заключается в том, что на концах соединяемых труб устанавливают упруго-эластичные, преимущественно резиновые кольца, которые нажимными элементами сжимают, создавая герметичный контакт между резиной и стеклом. На основе этого метода разработаны фланцевые, байонетные, резьбомуфтовые и другие конструкции соединений (!).

Однако при закреплении соединительных элементов на концах cTcK;IHHHblx труб за счет упругой деформации резиновых прокладок возникают значительные локальные перенапряжения, делающие соединительный участок труб самым ненадежным местом трубопровода. Такие соединения недостаточно стабильны во времени, в связи с чем требуются дополнительные трудозатраты при эксплутации трубопроводных систем.

Стыки труб недостаточно жестки.

Наиболее близким к изобретению является способ присоединения деталей на концлх составных труб, при котором присоединительную дета1b. например фланец, надевают па трубу, л между ними устанавливают монтажное разрезное кольцо. Злтем соединяемые детали обматывают лентой (2).

Указанный способ мллопроизводптел и требует точной подгонки соеднняемы.. промежуточных деталей для получения качественных соединений.

Цель изобрстепня — повьпиепие производительности и качества присоединения.

Это достигается тем, что при способе присоединения деталей к стеклянной трубе, включа1ощем установку и закрепление деталей путем навивки ленты, закрепление осуществляют размягченной лентой термопластичного материала, причем витки ленты укладывают внахлестку при одновременной вытяжке ее на величину 1 01 — 1,5 длины исходной ленты.

Нл фиг. 1 схематически изображен процесс присоединения детали к трубе описываемым способом; на фиг. 2 а, б — закрепление фланца на трубе; на фиг. 3 — зл25 крепление крепежных деталей на трубе.

Деталь 1 присоединяют к трубе 2 путс м навивки ленты 8, выходящей,из исто1никл

4, например экструдера с приводом 5. Нлвивку ленты производят на вращающуюся деталь 1 и трубу 2. Скорость вращения

688461 трубы и об/с выбирают таким образом, что бы оня была больше скорости Г„м/с вы,:ускя ленты из источника, т. е. и d n>v,„ где d -- диаметр трубы, п — скорость вращения трубы. Это необходимо для обеспечения требуемой плотноспи навивки и герметичности стыка. Ленты из термопластичных пластмасс, применение которых наиболее эффективно, обладают способностью к ориентационному упрочнению. Для обеспечения монолитности витков, входящих в контакт друг с другом, необходима дополнительная тепловая энерпия, которая частично возникает при деформировании ленты в процессе ее навивки благодаря разности линейных скоростей вращения трубы и выпуска размягченной или расплавленной ленты из источника. Как показали эксперименты, величина вытяжки .чент зависит от свойств термопласта и находится в преде"...d и лах от l,до 50%, т. с. -- — =0,01 — 1,5.

Un

Для высоковязких лент из размягченного х-Й у полиэтилена или полипропилена

V. необходимо выбирать в пределах 1,2 — 1,5, а на основе пол иамидов и полиэфиров (пентяпласт) в пределах 1,01 — 1,2. При одновременной вытяжке ленты в размягченном состоянии ня 20 — 30% увеличивается прочность и ня 5 — 8 С уменьшается перегрев для образования монолитного слоя. Толщина навиваемого слоя зависит от многих факторов, главными из которых являются прочность навиваемого материала и конструктивные особенности устанавливаемых ня концах труб соединительных деталей.

Указанные параметры могут регулироваться в заданных пределах, чтобы обеспечить желаемое усилие натяга соединяемых торцов труб. Нявивка лент внахлестку (по винтовой траектории) прп вращении трубы может осуществляться как в резулы ате одновременного продольного перемещения (возвратно-поступательного при на ращинании слоя крепежа) трубы относительно источника 4 ленты, так и наоборот — перемещения источника ленты относительно трубы 2. Скорость продольного перемещения о„зависит от производительности источника ленты. Предварительное закрепление соединительных деталей на концах труб перед навивкой ленты термопласта может быть осуществлено различными приемами, предварительным приклеиванием, удержанием с помощью съемной обоймы, обвязкой и т. п.

При установке деталей на трубу с целью обеспечен|ия более высокой плотности контакта и снижения контактных напряжений между стеклянной трубой и деталью необходимо на контактные поверхности наносить упруго-демпфирующие покрытия (слои), монолитизирующиеся в процессе навивки расплава благодаря поглощснщо выделяющейся теплоты охлаждения ленты. Для этой цели могут быть использованы вулканизующиеся композиции Hя основе полиолефинов, эпоксидные компаунды и т. п. Размягчение термопластичной лситы можно осуществлять не только экструзионным способом, но, например, нагревом горячим воздухом, пропусканием через высокочастотный индуктор или другими приемами прп навивке ленты из бухты, барабана и т. п.

В настоящее время промышленностью освоено серийное производство источников размягчения лент, например экструдеров, с производительностью 80 — 100 кг/ч, что предполагает высокую производительность процесса присоединения соединительных деталей к концам стеклянных труб. Предлагаемый способ можно использовать для труб из различных материалов: керамики, ситялля, металлов, фарфора и др.

Пример 1. Г1роизводят закрепление стального фланца (фиг. 2) на ситалловой трубе диаметром 45 мм ТУ-21-БССР-127-74.

Фланец 1 со стороны торца соединяемой трубы 2 имеет резьбовую нарезку б для пос,чедующего сопряжения с соединяемой муфтой, а с противоположной

30 стороны разрезной фартук 7 длиной 150 мм, позволяющий при остывании навиваемого слоя (ленты) 8 обеспечивать плотное прилегяние фартука к стальной трубе 2. Для прочного соединения фартука фланца с наз5 впваемым слоем пластмассы (ленты) 8 на нем выполнены кольцевые канавки 8 радиусом б мм и шагом 20 мм.

Навивку термопласта осуществляют в виде размягченной ленты сечением 238 мм.

4о В качестве материала используют полиэтилен высокого давления ГОСТ 16337-70.

Скорость выхода ленты из источника 0,1 м/с при 200 С. Скорость вращения трубы при навивке 1,2 об/с. Такое соотношение скоро45 стей обеспечивает вытяжку ленты до

30,0 /о. Длина навитого слоя на присоединяемой детали и конце трубы составляет

200 мм, толщина б мм. После остывания ленты фланец прочно закрепляют на конце

50 трубы. Испытания фланца на выдергивание показывают, что вплоть до разрушения ситалловой трубы отделения муфты от трубы не наблюдается.

Пример 2. Производят закрепление

55 сегментных наборных крепежных деталей на стеклянной трубе диаметром 68 мм, ГОСТ-8894-58. Схема закрепления крепежных деталей на конце трубы изображена на фиг. 3. Крепежные детали 1 в виде от50 дельных сегментных накладок перед навивкой ленты 8, выходящей из источника 4 расплава, равномерно располагают по образующей наружной поверхности трубы 2 с предварительной их фиксацией быстро55 твердеющим клеем на основе жидкого стек688461

1,0

50 и

40

45 ла. После фиксации накладок производят иавивку расплава полипропилена МРТУ

6-05-1105-67 марки ОЧП 10/010.

Технологические параметры навивки лснты следующие:

Скорость выхода ленты расплава, см!с

Скорость вращения трубы, об/с

Величина вытяжки расплава, О/, Температура расплава, С

Толщина навитого слоя, мл

После закрепления накладок навивку продолжают, покрывая всю стеклянную 15 трубу защитной полимерной оболочкой. Испытания прочности закрепления наборны крепежных деталей на растяжение показывают, что усилие закрепления превышает прочность стеклянной трубы. 20

Как свидетельствуют приведенные примеры, на стеклянных и т. п. трубах могут быть закреплены самые разнообразные крепежные концевые элементы.

Описываемый способ весьма производителен. Присоединение деталей на концах труб может осуществляться в заводских условиях нри производительности 160 заделок концов в час (при производительно- 30 сти источника 80 кг/ч), что значительно производительнее известных методов. Достоинством способа является обеспечение высокой стабильности соединения во времени эксплуатации.

Изделие, полученное описываемым способом, имеет следующие показатели:

Стабильность соединений при внутреннем давлении 4 ar», периодичность поджима соединений в сутках, среда— серная кислота при 50 С, месяц 4

Допускаемос осевое усилие раздвижения стыка в осевом направлении, кг 350

Допускаемая сосредоточенная изыбная нагрузка на стыковос соединение, кг 80

Возможность соединения стыков труб под углом с перекосом более 3 Допускает с любым требуемым углом поворота трубопровода

Г!роизводитечьность монтажа равна 300 соединениям в час.

Существенным достоинством изобретения является возможность расширения диапазона использования недефицнтных стек,lHHHb1x труб взамен металлических, что позволит получить значительный техникоэкономический эффект в народном хозяйстве.

Формула изобретения

Способ присоединения деталей к стеклянной трубе, вкгпочающий установку tf закрепление деталей путем навивки ленты, отл н ч а ющи и с я тем, что, с целью по«ышенпя производительности п качества присоединения, закрепление осуществ.чяют размягчегпюй .чентой термопластичного материала, причем витки ленты укладывают внахлестку при одновременной вытяжке ее на величину 1,О! — 1,5 длины исходной ленты.

Источники информации. принятые во внимание прп экспертизе:

1. Слонимер Б. М Монтаж и эксплуатация стеклянных трубопроводов, М., Стройиздат, 1967, с. 46 — 62.

2. Патент СШЛ ¹ 37578 7. кл. 138-109, опх блик. 1973.

-г—

Составнтспв С. Михневич

Подп испо

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Редактор Т. Кузьгинна Техред Н. Строганова

Заказ 1094/1335 Изд. ¹ 608 Тираж

НПО «Поиск» Государстве ного ком тета СССР по делам

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, Корректор И. Сигикинз

5/5 пюбретснпй д. 4/5