EA023582B1

EA023582B1 - Трубное соединение

Info

Publication number: EA023582B1
Application number: EA201170588A
Authority: EA
Inventors: Джон Мэннинг
Original assignee: Экорн Кэпитал Холдингз Лимитед
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2016-06-30
Also published as: AU2009306185B2; ES2535735T3; KR20110086691A; BRPI0920132A2; GB2477070A; CL2011000868A1; GB201108448D0; DK2350514T3; MY165518A; GB2477070B; EP2350514B1; MX2011004118A; GB2464672A; GB0819176D0; US9631757B2; CA2740813A1; CN102187140A; WO2010046627A1; EA201170588A1; US20110254262A1

Abstract

Изобретение относится к трубному соединению для соединения трубчатых патрубков, в частности для соединения длин трубы для образования системы для транспортировки текучей среды. Трубное соединение (2) содержит патрубок (14), образованный по меньшей мере с одним соединительным концом (18). Такой или каждый соединительный конец (18) содержит стенку, задающую приемное отверстие (8) для размещения конца длины (4) трубы; канавку (12), образованную на некоторую глубину во внутренней поверхности стенки приемного отверстия (8); и канал (34), взаимодействующий между канавкой (12) и внешней поверхностью соединительного конца (18). Трубное соединение дополнительно содержит соединительный элемент (30), образованный из длины материала, который является размещаемым в канавке (12) через канал (34) и который шире, чем глубина канавки, таким образом, что, когда размещен в канавке (12), соединительный элемент (30) проходит в приемное отверстие (8).

Description

Настоящее изобретение относится к соединению для соединения трубчатых патрубков, в частности для соединения длин трубы для образования системы для транспортировки текучей среды.

Системы для транспортировки текучей среды являются известными для перемещения материалов, таких как жидкости и газы, с общими примерами, включающими воду и топлива, такие как газ и нефть. Системы могут включать нефтяные и газовые магистрали для перемещения топлива на тысячи миль. Трубчатые патрубки, использующиеся при транспортировке текучей среды топлива, могут быть выполнены из различных металлов, включая сталь, железо, медь, алюминий и пластик.

Для пластиковых труб небольшого диаметра может использоваться соединение с прессовой или винтовой посадкой, а в медной трубе использование мягкого припоя является обычным средством узлового соединения.

Для труб большого диаметра, обычно 1-1,5 м (около 40-60 дюймов) в диаметре, использующихся в транспортировке топлива, обычно используются сварные соединения. Однако сварные соединения имеют недостаток, заключающийся в требовании квалифицированных рабочих, а также в наличии негативных последствий для здоровья и безопасности и окружающей среды. Например, конструкция газовых или нефтяных перемещающих магистралей, которые обычно выполнены приблизительно из большой 12-метровой (40 футов) длины стальной трубы с диаметром 1-1,5 м (около 40-60 дюймов) и традиционно используют сварные соединения. Каждое соединение может занимать у опытной команды целый день для выполнения, при учете развертывания оборудования на месте расположения соединения и проверки соединения рентгеновским оборудованием. Также около 1 из 10 таких сварных соединений придется ремонтировать после проверки. Это делает нефтяные и газовые магистрали дорогостоящими и требующими время на сооружение и обслуживание.

Дополнительная проблема с прессовой посадкой и сварными соединениями заключается в том, что они являются трудными для разъединения, например для ремонта или обслуживания, и когда разъединены, как правило, не являются пригодными для повторной эксплуатации. Более того, разъединение прессовой посадки или сварных соединений часто приводит к повреждению длин труб.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения обеспечено трубное соединение, содержащее патрубок, образованный по меньшей мере с одним соединительным концом, в котором такой или каждый соединительный конец содержит стенку, задающую приемное отверстие для размещения конца длины трубы;

канавку, образованную на некоторую глубину во внутренней поверхности стенки приемного отверстия;

канал, взаимодействующий между канавкой и внешней поверхностью соединительного конца; и соединительный элемент, образованный из длины материала, который является размещаемым в канавке через канал и который шире, чем глубина канавки, таким образом, что, когда размещен в канавке, соединительный элемент проходит в приемное отверстие.

Длина трубы, подлежащая присоединению к трубному соединению, образована с канавкой на ее внешней поверхности, соответствующей такой или каждой канавке на внутренней поверхности стенки таких или одного из соединительных концов. Соединительный элемент, когда расположен в канавке в стенке концевого соединения, проходит в соответствующую канавку в длине трубы. Для обеспечения устойчивого закрепления, которое также способствует уплотнению длины трубы в трубном соединении, соединительный элемент может быть плотно размещен между канавками.

Длина трубы может быть размещена в трубном соединении посредством нижеследующих этапов: вставка конца трубы в приемное отверстие; выравнивания такой или каждой канавки в трубе с соответствующей канавкой или канавками на внутренней стенке приемного отверстия; и вставка такого или каждого соединительного элемента через канал в пространство, образованное выровненными канавками.

Такая или каждая канавка в трубе может сопрягаться с соответствующей канавкой в стенке приемного отверстия, и соединительный элемент может быть обеспечен для каждой группы соответствующих канавок.

Размещение длины трубы в трубном соединении может быть выполнено посредством скольжения длины материала, образующего соединительный элемент вдоль пространства между соответствующими канавками через канал. Соединительный элемент охватывает канавку на внутренней поверхности стенки приемного отверстия и канавку на внешней стороне длины трубы для закрепления длины трубы в трубном соединении.

Трубное соединение в соответствии с настоящим изобретением является относительно недорогостоящим для выполнения и установки. Оно также является безопасным для установки, так как оно не требует сварки. Дополнительно, крепление может быть демонтировано для ремонта или обслуживания с внешней стороны трубного соединения посредством простого удаления соединительного элемента из канавок через канал. Средства для зацепления, например, могут представлять собой захватываемый крючок, обеспеченный на одном конце соединительного элемента для этой цели.

Установка длины трубы в трубном соединении может содержать дополнительные этапы образования канавки на внутренней поверхности стенки такого или каждого соединительного конца и образова- 1 023582 ния канавки на внешней поверхности длины трубы. Режущие инструменты являются доступными в данной области техники для нарезания таких канавок на трубах и трубных соединениях.

Соединительный элемент может быть образован из длины упругого материала, который является способным принимать форму канавки на внутренней поверхности стенки приемного отверстия, когда соединительный элемент перемещается через канал в канавку. Например, соединительный элемент может быть образован из длины металла, такого как пруток пружинной стали или длины металлической проволоки. Дополнительно, на соединительный элемент может быть нанесено смазочное покрытие, такое как Тейоп®, для способствования перемещению соединительного элемента через канал и канавку.

Одна или более канавок могут быть в приемном отверстии с соответствующим каналом и соединительным элементом для каждой канавки. В этом случае соответствующее количество канавок может быть образовано на внешней поверхности конца трубы. Такая или каждая канавка в приемном отверстии или длина трубы может иметь поперечное сечение, которое сопрягается с сегментом поперечного сечения соединительного элемента; в частности сегмент может представлять собой, по существу, круглый сегмент.

Канавки в приемном отверстии могут проходить, по существу, в окружном направлении вдоль внутренней поверхности стенки приемного отверстия. Аналогичным образом, канавки в длине трубы могут проходить, по существу, в окружном направлении вдоль внешней поверхности длины трубы. Например, канавки могут представлять собой кольцевые канавки, и соединительный элемент может проходить, по существу, полностью вокруг канавки. Эта конструкция обеспечивает закрепление между соединительным концом и длиной трубы, которое проходит полностью вокруг длины трубы, таким образом, обеспечивая высокопрочное соединение. Такая или каждая канавка в приемном отверстии может в качестве альтернативы проходить по спирали вокруг внутренней поверхности стенки приемного отверстия. В этом случае винтовая канавка может проходить по меньшей мере один раз вокруг приемного отверстия.

Длина материала соединительного элемента может иметь первый конец, вставляемый в канал, и второй конец, удаленный от первого конца, при этом второй конец может являться размещаемым на внешней поверхности соединительного конца, например, когда соединительный элемент полностью вставлен. Для облегчения вставки соединительного элемента в канавку через канал канал и канавка могут плавно переходить друг в друга.

Патрубок может содержать клапанный механизм, но он также может содержать другую длину трубы или какой-либо другой патрубок, использующийся для соединения одной или более длин труб.

Обычно внутренняя поверхность стенки приемного отверстия может быть, по существу, цилиндрической для того, чтобы размещать стандартную цилиндрическую трубу.

Соединение может дополнительно содержать упор для торцевой поверхности трубы, проходящий внутрь от внутренней поверхности патрубка. В этом случае упор может представлять собой кольцевой упор, и упор может образовывать посадочное место для кольцевого уплотнения.

Кольцевое уплотнение может уплотняться между кольцевым упором и торцевой поверхностью длины трубы.

Дополнительные признаки и преимущества изобретения станут очевидными из нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, данных только в качестве примера, который делается со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг. 1 - частичное продольное сечение трубного соединения, включающего клапан и длину трубы, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 - частичное поперечное сечение по линии А-А на фиг. 1;

на фиг. 3 - частичное продольное сечение трубного соединения, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 4 - частично поперечное сечение по линии В-В на фиг. 3;

на фиг. 4а - альтернативная конфигурация части трубного соединения на фиг. 3;

на фиг. 5 - частичное продольное сечение трубного соединения в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 6 - вид сбоку трубного соединения на фиг. 5;

на фиг. 7 - частичное поперечное сечение трубного соединения на фиг. 5;

на фиг. 8 - частичное продольное сечение трубного соединения в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 9 - вид сбоку трубного соединения на фиг. 8;

на фиг. 10 - частичное продольное сечение трубного соединения, в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 11 - частичное поперечное сечение трубного соединения на фиг. 10;

на фиг. 12 - частичное продольное сечение трубного соединения в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 13 - частичное поперечное сечение трубного соединения на фиг. 12;

- 2 023582 на фиг. 14 - частичное продольное сечение трубного соединения в соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 15 - частичное продольное сечение трубного соединения в соответствии с восьмым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 16 - частичное поперечное сечение трубного соединения на фиг. 15.

Одинаковые элементы показаны с помощью одинаковых позиций на каждой из фигур.

На фиг. 1 показано частичное продольное сечение через трубное соединение 2, присоединенное к длине трубы 4. Только конец длины 4 трубы, присоединенный к трубному соединению 2, показан на фиг. 1. Трубное соединение 2 содержит патрубок 14 с двумя открытыми соединительными концами 18. Патрубок 14 включает клапанный механизм 6, как известно в данной области техники; однако, патрубок 14 не требует включения клапанного механизма, а может содержать любую длину или форму патрубка с одним или более такими открытыми соединительными концами 18.

Каждый соединительный конец 18 образован с приемным отверстием 8, имеющим форму для размещения конца длины 4 трубы; приемное отверстие 8 в общем смысле имеет, по существу, круглое поперечное сечение. Приемное отверстие 8 образовано с торцевой поверхностью 24. По существу, периферическая кольцевая канавка 12 образована на внутренней поверхности стенки приемного отверстия 8, кольцевая канавка 12 которого имеет, по существу, полукруглое поперечное сечение. Канавка 12 может быть образована, когда образуется трубное соединение 2; в качестве альтернативы канавка 12 может быть нарезана на внутренней поверхности приемного отверстия 8 посредством использования режущего инструмента типа, известного в данной области техники для нарезания таких канавок. Канавка 12 взаимодействует с внешней поверхностью стенки приемного отверстия 8 через посредство канала 34, как показано на фиг. 2. Канал 34 плавно переходит в канавку 12, проходя, по существу, тангенциально от основания канавки 12. Каждое приемное отверстие 8 заканчивается на его конце, расположенном на расстоянии от торцевой поверхности 24, кольцевым выступом 22, причем кольцевой выступ 22 проходит радиально внутрь от внутренней поверхности патрубка 14. На фиг. 1 каждый кольцевой выступ 22 также образует часть камер клапанного механизма 6. Кольцевой выступ 22 образован с кольцевым упором 16, проходящим от кольцевого выступа 22 в направлении к торцевой поверхности 24, для того чтобы образовывать углубление 26 для кольцевого уплотнения на поверхности кольцевого выступа, направленной к торцевой поверхности. Углубление 26 для кольцевого уплотнения образовано на поверхности кольцевого выступа 22 между кольцевым упором 16 и внутренней поверхностью стенки приемного отверстия 8. Упругое кольцевое уплотнение 28 расположено в углублении 26 для уплотнения.

Длина 4 трубы предусматривает на ее конце и присоединяется к трубному соединению 2 посредством, по существу, периферической кольцевой канавки 10 на ее внешней поверхности, причем кольцевая канавка 10 имеет, по существу, полукруглое поперечное сечение. Канавка 10 может быть образована, когда образуется труба; в качестве альтернативы канавка может быть нарезана на конце длины 4 трубы посредством использования режущего инструмента типа, известного в данной области техники для нарезания таких канавок.

Кольцевая канавка 12, образованная в приемном отверстии 8, и кольцевая канавка 10, образованная на длине 4 трубы, совпадают друг с другом, имея, по существу, одинаковые поперечные сечения. Также кольцевая канавка 10, образованная на длине 4 трубы, может быть образована на заданном расстоянии от торцевой поверхности 32 длины 4 трубы, таким образом, когда торцевая поверхность 32 упирается в кольцевой упор 16 приемного отверстия 8, кольцевые канавки 10, 12 выровнены. Когда канавки 10, 12 выровнены, они образуют кольцевое пространство, по существу, с круглым поперечным сечением. Ссылаясь теперь на фиг. 1 и 2, соединительный элемент, называемый здесь соединительным кольцом 30, размещен в кольцевом пространстве, образованном выровненными канавками 10, 12 для того, чтобы зафиксировать длину 4 трубы в соединительном конце 18 трубного соединения 2. Соединительное кольцо 30 образовано из длины материала, например длины металлической проволоки (которая может быть многопроволочной) или прутка из пружинной стали, причем материал имеет, по существу, круглое поперечное сечение. Один конец длины материала может быть образован в виде захватываемой рукоятки, например в виде крючка 36. С рукояткой 36, примыкающей к внешней поверхности стенки приемного отверстия 8, рядом с каналом 34, длина материала является достаточно большой для заполнения кольцевого пространства, образованного кольцевыми канавками 10, 12, т.е. достаточно большой для прохождения полностью вокруг канавки 10 в конце 4 трубы. Поперечное сечение соединительного кольца 30 совпадает с поперечным сечением пространства, образованного выровненными канавками 10, 12, таким образом, соединительное кольцо 30 плотно размещено между выровненными канавками. Соединительное кольцо 3 0 выполняет функцию блокировки конца 4 трубы в приемном отверстии 8 трубного соединения

2. Это достигается посредством обеспечения посадки с натягом, которая препятствует отделению трубного соединения 2, когда соединительное кольцо 30 расположено в кольцевом пространстве, образованным выровненными кольцевыми канавками 10, 12.

Соединение между трубным соединением 2 и концом длины 4 трубы образовано, как изложено ниже. Конец длины 4 трубы устанавливается посредством скольжения в приемном отверстии 8 трубного соединения 2 до тех пор, пока торцевая поверхность 32 длины 4 трубы не будет упираться в упор 16. Это

- 3 023582 заключает кольцевое уплотнение 28 между торцевой поверхностью 32 длины 4 трубы и кольцевым выступом 22 патрубка 14. Кольцевое уплотнение 28 образует непроницаемое для текучей среды уплотнение между длиной 4 трубы и патрубком 14 трубного соединения 2. С торцевой поверхностью 32 длины 4 трубы, упирающейся в упор 16, канавки 10, 12 выровнены.

Конец 38 длины материала, образующего соединительное кольцо 30, причем конец 38 удален от захватываемой рукоятки 36, вставлен через канал 34 в пространство, образованное канавками 10, 12. Длина материала, образующего соединительное кольцо 30, проталкивается вокруг кольцевого пространства, образованного канавками 10, 12, до тех пор, пока захватываемая рукоятка 36 не упрется во внешнюю поверхность стенки приемного отверстия 8, и соединительное кольцо 30 не окружит конец 4 трубы. Соединительное кольцо 30 может проталкиваться в кольцевое пространство вручную или посредством машинного оборудования, например гидравлической системы. Длина материала, образующего соединительное кольцо 30, является гибкой и упругой для того, чтобы она была способной принимать форму кольцевого пространства, образованного между канавками 10, 12, по мере ее вставки в канал 34 и проталкивания вокруг кольцевого пространства. На длину материала, образующего соединительное кольцо 30, также может быть нанесено смазочное покрытие, такое как покрытие, выполненное из Тейои®. В качестве альтернативы или дополнительно, соединительное кольцо 30 может смазываться маслом или любым другим подходящим смазочным материалом до его вставки в кольцевое пространство, образованное между канавками 10, 12.

Следует понимать, что смазочный материал также будет служить с целью уплотнения. В конкретных применениях патрубок или труба может не использоваться в качестве части системы для транспортировки текучей среды; например, патрубок может использоваться в качестве электрического патрубка для размещения электрических проводов. В качестве альтернативы патрубок может использоваться в строительной промышленности и может устанавливаться в качестве конструкции, такой как барьер, поручень, мачта или т.п. Патрубок может использоваться в качестве опоры, например в качестве строительных лесов, опорной балки, стропила или т.п. В этих применениях соединение может не требовать уплотнения 28.

На фиг. 3 показан альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения. Трубное соединение 31 имеет форму фланцевого соединительного элемента, который может использоваться для присоединения длины 33 трубы к другому устройству (не показано), такому как клапан, Т-образное соединение или другой фланцевый соединительный элемент. Торцевая поверхность 35 длины 33 трубы обеспечена с фаской, которая может быть вставлена в приемное отверстие 37 трубного соединения 31 и прижата к кольцевому уплотнению 28. Как показано на фиг. 3, кольцевое уплотнение 28 не расположено в углублении и деформируется на торцевой поверхности 35 со снятой фаской для принятия треугольного поперечного сечения и образования непроницаемого для текучей среды уплотнения между торцевой поверхностью 35 длины 33 трубы и трубным соединением 31. Благодаря трем поверхностям уплотнения, обеспеченным деформированным кольцевым уплотнением 28, кольцевое уплотнение 28 способно выдерживать более высокие давления, чем кольцевое уплотнение стандартного кольцевого уплотнения.

Как показано на фиг. 3 и 4, соединительное кольцо 30 не имеет рукоятки 36 на его конце. Взамен, соединительное кольцо 30 имеет удерживающий элемент 39, прикрепленный к соединительному кольцу 30 для обеспечения возможности вставки соединительного кольца 30 в кольцевое пространство, обеспеченное канавками 10, 12, и для обеспечения возможности извлечения соединительного кольца 30 из кольцевого пространства, когда требуется. Удерживающий элемент 39 может привинчиваться к соответствующей резьбовой части на трубном соединении 31. Когда требуется удалить соединительное кольцо 30 из кольцевого пространства между канавками 10, 12, удерживающий элемент 39 может вращаться для свинчивания его с трубного соединения 31; это вращение действует для начального освобождения или побуждения соединительного кольца 30, что может быть особенно предпочтительным, если соединительное кольцо 30 было расположено в кольцевом пространстве в течение длительного периода времени. Удерживающий элемент 39 обеспечен с канавкой 41 на его периферии; эта канавка 41 обеспечивает возможность взаимодействия инструмента (не показан) с удерживающим элементом 39 для облегчения извлечения соединительного кольца 30 из кольцевого пространства между канавками 10, 12.

Соединительное кольцо 30 также обеспечено с предохранительной втулкой 45, присоединенной к его концу 43 для предотвращения дальнейшего перемещения соединительного кольца в кольцевое пространство между канавками 10, 12, когда оно вставлено в него. Предохранительная втулка 45 может быть прикреплена к соединительному кольцу 30 посредством обжатия, например. Предохранительная втулка 45 расположена в углублении 49 в удерживающем элементе 39 и удерживается в нем посредством ниппеля 47; размер углубления 49 и расположение ниппеля 47 являются такими, что предохранительная втулка 45 может свободно вращаться в удерживающем элементе 39. Разница в размере между углублением 49 и предохранительной втулкой 45 обеспечивает канал между ними, через который смазочный материал или уплотнительный материал, который может вводиться через ниппель 47, может проходить для достижения кольцевого пространства, в котором расположено соединительное кольцо 30.

Предохранительная втулка 45 может быть такой формы, чтобы иметь некоторое количество плоских сторон, вокруг которых инструмент (не показан) может быть расположен для косвенного взаимо- 4 023582 действия с соединительным кольцом 30 и тем самым способствования вставке и/или удаления соединительного кольца 30 в/из кольцевого пространства, образованного канавками 10, 12. Если предохранительная втулка 45 обеспечена с шестью плоскими сторонами таким образом, что она имеет шестиугольное поперечное сечение, например, как показано на фиг. 3, углубление в удерживающем элементе 39 должно быть выполнено таким образом, чтобы быть достаточно большим для обеспечения возможности вращения шестиугольной предохранительной втулки 45 в углублении. Не требуется, чтобы углубление было такой же формы, что и предохранительная втулка 45; например, предохранительная втулка 45 может быть шестиугольной, а углубление 49 - круглым.

На фиг. 5 показан альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения. На фиг. 5 показано трубное соединение в виде простой соединительной муфты 50, которая может использоваться для соединения двух длин труб друг с другом. Соединительная муфта 50 предусмотрена с кольцевым уплотнением в виде уплотнительного кольца 52, расположенного в кольцевой канавке 54, образованной на внутренней поверхности стенок приемного отверстия 8. Также ссылаясь на фиг. 6 и 7, соединительное кольцо 30 в этом варианте осуществления не включает захватываемую рукоятку 36. Взамен канал 34 обеспечен с отверстием, имеющим резьбовую часть, для размещения заглушки 56, которая может использоваться для предотвращения проникновения какого-либо нежелательного вещества, например дождевой воды, почвы, росы или тому подобное, в канал 34. Соединительное кольцо 30 может быть выполнено в виде одного целого с заглушкой 56.

Ссылаясь теперь на фиг. 8 и 9, в альтернативном варианте осуществления соединительная муфта 50 может быть выполнена таким образом, чтобы включать в себя фланец 58 по меньшей мере на одном из ее концов. Фланец 58 может быть просверлен и обработан метчиком для обеспечения резьбового отверстия. Крепежная манжета 62, которая может скользить по концу 4 трубы, может быть прикреплена к фланцу 58 болтами 60, которые могут размещаться в резьбовом отверстии фланца 58. Фланец 58 также может быть обеспечен с углублением 64, в котором может быть расположено уплотнительное кольцо 52 для образования уплотнения между фланцем 58 и манжетой 62.

Ссылаясь теперь на фиг. 10 и 11, в еще одном дополнительном альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения обеспечено трубное соединение 2, содержащее уплотнительный узел 66. Уплотнительный узел 66 включает в себя прилив 68 на трубном соединении 2, в котором расположен уплотнительный элемент 70. Уплотнительный элемент 70 проходит вокруг внешней периферии длины 4 трубы, когда конец длины 4 трубы расположен в отверстии 8. Уплотнительный элемент 70 может быть натянут и закреплен на длине 4 трубы посредством какого-либо подходящего зажимного средства 72, такого как бандажный зажим, хомут шланга или стяжной хомут. Уплотнительный элемент 70 может быть выполнен из резины или какого-либо другого подходящего материала. Трубное соединение 2 показано не имеющим соединительное кольцо в варианте осуществления на фиг. 10. Соединительное кольцо 30 может быть опущено в применениях, где прочность соединения не должна быть особенно большой, таких как домашние применения. Однако оно может быть заново введено для высокопрочных применений.

На фиг. 12 и 13, показана альтернативная форма уплотнительного узла 66. Уплотнительный узел 66 включает в себя пружинное упорное кольцо 69 и отдельный зажим 71. Усилие, оказываемое уплотнительным узлом 66, может быть таким, что для конкретных применений соединительное кольцо 30 не требуется. Следовательно, соединительное кольцо 30 не показано на фиг. 12 и 13. Можно видеть, что ни конец длины 4 трубы, ни соединительный конец 18 трубного соединения 2 не образованы с соответствующими канавками 10, 12, в этом случае если трубное соединение 2 требуется для высокопрочного применения, соединительное кольцо 30 должно быть введено заново.

На фиг. 14 показано трубное соединение 2, которое может содержать крепежную манжету 74. Крепежная манжета 74 обеспечена с резьбовой внутренней поверхностью 76, которая приспособлена для сопряжения с резьбовой внешней поверхностью 78 соединительного конца 18 трубного соединения 2. Соединительное кольцо 30 заменено упругим разрезным кольцом 80, имеющим внутренний диаметр незначительно меньший, чем внешний диаметр длины 4 трубы. Эта конструкция обеспечивает возможность скольжения разрезного кольца 80 по концу длины 4 трубы и блокировки на месте в канавке 10, образованной на конце длины 4 трубы. Конец длины 4 трубы соединен с соединительным концом 18 посредством закручивания крепежной манжеты 74 на резьбе 78 на соединительном конце 18. Как только крепежная манжета 74 была закручена на достаточно значительное расстояние, крепежная манжета 74 упрется в разрезное кольцо 80 и будет приводить в движение конец длины 4 трубы в отверстие до тех пор, пока торцевая поверхность 32 не разместиться на кольцевом уплотнении 28. Крепежная манжета 74 может закручиваться посредством использования С-образного гаечного ключа или посредством какоголибо другого подходящего способа, известного в данной области техники.

Следует понимать, что соединительное кольцо 30 также может использоваться с крепежной манжетой 74, описанной в варианте осуществления на фиг. 14.

На фиг. 15 и 16 показан дополнительный вариант осуществления трубного соединения 2. Трубное соединение на фиг. 15 и 16 включает в себя разрезное кольцо 80, винтовую манжету 82 и коническое разрезное кольцо 84. Винтовая манжета 82 обеспечена с внешней резьбовой поверхностью 86, которая

- 5 023582 приспособлена для сопряжения с резьбовой внутренней поверхностью 88 соединительного конца 18 трубного соединения 2. В этом варианте осуществления трубного соединения 2 соединительное кольцо 30 было заменено разрезным коническим кольцом 84, которое может содержать тело 90, выполненное из упругого материала, такого как нейлон. Разрезное кольцо 80 может быть выполнено в виде одного целого с коническим разрезным кольцом 84; в качестве альтернативы разрезное кольцо 80 и коническое разрезное кольцо 84 могут представлять собой два отдельных элемента.

При использовании конструкция трубного соединения 2, показанная на фиг. 15, собиралась бы сначала посредством скольжения винтовой манжеты 82 по концу трубы 4. Разрезное кольцо 80 затем располагалось бы таким образом, чтобы размещаться в канавке 10 трубы 4. Коническое разрезное кольцо 84 скользило бы по концу трубы 4 таким образом, что канавка 92, расположенная на внутренней поверхности конического разрезного кольца 84, располагается на разрезном кольце 80. Конец трубы 4 затем располагался бы в отверстии 8 трубного соединения 2 до тех пор, пока внешняя поверхность конического разрезного кольца 84 не упрется во внутреннюю поверхность отверстия 8. Конец длины 4 трубы соединялся бы с соединительным концом 18 посредством закручивания винтовой манжеты 82 на резьбе 88 соединительного конца 18 посредством использования С-образного гаечного ключа, который сцеплялся бы с выемками 94 винтовой манжеты 82.

На фиг. 15 можно видеть, что трубное соединение 2 упирается в уплотнение 28 для образования непроницаемого для текучей среды уплотнения. Однако, трубное соединение 2 также может включать уплотнение 96, которое расположено между контактной поверхностью конического разрезного кольца 84 и винтовой манжеты 82. Уплотнение 96 может использоваться, когда трубное соединение используется в опасных условиях эксплуатации, в которых требуются два уплотнения, или где коррозионные газы могут иметь место снаружи трубы; уплотнение 96 может использоваться для предотвращения вхождении таких газов в контакт с каким либо из двух или с обоими разрезным кольцом 80 и коническим разрезным кольцом 84.

Следует понимать, что для конкретных применений использование нейлонового конического кольца 84 может обеспечить требуемое непроницаемое для текучей среды уплотнение для трубного соединения 2, таким образом обходясь без уплотнения 28 или уплотнения 96 в трубном соединении 2.

В еще одном дополнительном альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения канавки 10, 12 могут выравниваться, когда имеется небольшой зазор между торцевой поверхностью 32 длины 4 трубы и кольцевым упором 16 для того, чтобы обеспечить возможность теплового расширения длины 4 трубы. В этом варианте осуществления, если трубное соединение требует уплотнения, уплотнительный узел, как показан на любой из фиг. 5, 7, 10 или 12, может быть включен в трубное соединение.

Вышеприведенные варианты осуществления следует понимать в качестве иллюстративных примеров изобретения. Предусмотрены дополнительные варианты осуществления. Например, соединительное кольцо 30 и уплотнительное кольцо 52, показанные на фиг. 5, могут взаимозаменяться для того, чтобы уплотнительное кольцо 52 располагалось ближе к кольцевому упору 16. Такая конструкция останавливала бы открывание соединительного кольца 30 относительно текучей среды, проходящей через систему, которая в определенных обстоятельствах может быть коррозионной относительно соединительного кольца 30.

Как описано выше со ссылкой на фиг. 3, кольцевое уплотнение 28 не требует расположения в углублении.

Болт 60, показанный на фиг. 8, может быть заменен штифтовым соединением, которое проходит от фланца 58, и манжета 62 может быть закреплена посредством использования гаек и шайб.

Длина трубы может быть обеспечена с соединительным концом 18 и канавкой 12 на одном из ее концов, приводя к расширению длины трубы на этом конце; на ее противоположном конце конец трубы может быть выполнен таким образом, чтобы иметь кольцевую канавку 10 на его внешней поверхности, как показано на фигурах; в этом варианте осуществления соединительная муфта не требовала бы использования для соединения двух длин одинаковой трубы друг с другом. Взамен, канавка 10 на одном конце одной секции трубы сопрягалась бы с канавкой 12 на конце прилегающей секции трубы.

Хотя было установлено выше, что соединительное кольцо 30 может быть покрыто Тейои® для способствования вставке и извлечению соединительного элемента из канавки 10, 12, также являлось бы возможным покрыть или пропитать соединительное кольцо 30 другим пластиковым материалом для смазки соединительного кольца.

Канал 34 может быть обеспечен резьбой, к которой может быть прикреплен ниппель для обеспечения возможности подачи подходящего смазочного материала, такого как пластичный смазочный материал, медная суспензия или т.п., в канавки 10, 12.

Хотя, по существу, цилиндрическое трубное соединение 2 и длина 4 трубы были описаны выше, трубное соединение 2 и длина 4 трубы могут иметь любую конфигурацию. Аналогичным образом, канавки 10, 12 и соединительное кольцо 30 могут принимать любую форму. Например, канавки 10, 12 могут быть выполнены таким образом, чтобы образовывать кольцевое пространство с четырехугольным поперечным сечением, таким как квадрат, в котором имеющее соответствующую форму соединительное кольцо 30 может быть расположено для соединения длины трубы с трубным соединением. Имеющее

- 6 023582 форму квадрата кольцевое пространство может означать, что при использовании соединение между трубным соединением и длиной трубы выдерживает большие усилия, чем соединение, образованное когда канавки 10, 12 и соединительное кольцо 30 имеют круглое поперечное сечение. Однако обеспечение имеющего форму квадрата кольцеобразного зазора, в конкретных применениях, может вызывать разрушающие напряжения в углах канавки 10 в длине трубы. Следовательно, для формы канавки 10 в длине трубы может быть лучше быть полукруглой в этих применениях.

Следует понимать, что какой-либо признак, описанный относительно какого-либо одного варианта осуществления, может использоваться отдельно, или в комбинации с другими описанными признаками, и также может использоваться в комбинации с одним или более признаками какого-либо другого из вариантов осуществления, или в какой-либо комбинации любого другого из вариантов осуществления. Более того, эквиваленты и модификации, не описанные выше, также могут использоваться, не выходя за пределы объема изобретения, который определен в прилагаемой формуле изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Трубное соединение, содержащее патрубок и соединительный элемент, при этом патрубок выполнен по меньшей мере с одним соединительным концом, при этом соединительный конец содержит стенку, образующую приемное отверстие для размещения конца длины трубы; канавку, выполненную на некоторой глубине во внутренней поверхности стенки приемного отверстия; упор для торцевой поверхности трубы, проходящий внутрь от внутренней поверхности патрубка; и канал, взаимодействующий между канавкой и внешней поверхностью соединительного конца; при этом соединительный элемент имеет, по существу, круглое поперечное сечение и выполнен из многожильной проволоки или прутка из пружинной стали, размещается в канавке через канал и при этом шире, чем глубина канавки, таким образом, что, когда материал размещен в канавке, соединительный элемент проходит в приемное отверстие, и причем отрезок материала соединительного элемента имеет первый конец, вставляемый в канал, и второй конец, удаленный от первого конца, при этом второй конец является размещаемым на внешней поверхности соединительного конца.
2. Трубное соединение по п.1, в котором соединительный элемент выполнен из отрезка упругого материала.
3. Трубное соединение по п. 1 или 2, в котором соединительный элемент имеет смазочное покрытие.
4. Трубное соединение по любому из пп.1-3, в котором канал для смазки выполнен во взаимодействии текучей среды с канавкой.
5. Трубное соединение по любому из пп.1-4, в котором канавка имеет поперечное сечение, сопряженное с сегментом поперечного сечения соединительного элемента.
6. Трубное соединение по любому из пп.1-5, в котором канавка представляет собой кольцевую канавку, причем соединительный элемент проходит, по существу, полностью вокруг канавки.
7. Трубное соединение по любому из пп.1-6, в котором второй конец соединительного элемента содержит захватываемую рукоятку.
8. Трубное соединение по любому из пп.1-7, в котором патрубок содержит клапанный механизм.
9. Трубное соединение по любому из пп.1-8, в котором упор для торцевой поверхности трубы представляет собой кольцевой упор, причем упор образует посадочное место для кольцевого уплотнения.
10. Трубное соединение по любому из пп.1-9, дополнительно содержащее уплотнительный узел.
11. Трубное соединение по любому из пп.1-10, присоединенное к длине трубы, в котором отрезок трубы образован с канавкой на ее внешней поверхности, соответствующей такой или каждой канавке на внутренней поверхности стенки такого или одного из соединительных концов, и соединительный элемент, когда расположен в канавке в стенке торцевого соединения, проходит в канавке в длине трубы.
12. Трубное соединение по п.9 или 11, в котором кольцевое уплотнение выполнено с возможностью уплотнения между кольцевым упором и торцевой поверхностью длины трубы.
13. Способ соединения трубы с трубным соединением по любому из пп.1-12, при этом указанный способ содержит этапы, на которых осуществляют вставку конца длины трубы в приемное отверстие; выравнивание канавки на внешней поверхности трубы с соответствующей канавкой на внутренней стенке приемного отверстия и вставку соединительного элемента через канал в пространство, образованное выровненными канавками.
14. Способ по п.13, содержащий дополнительные этапы, на которых образуют канавку на внутренней поверхности стенки такого или каждого соединительного конца и образуют канавку на внешней поверхности длины трубы.