RU10436U1 - Соединение металлических труб (варианты) - Google Patents

Abstract

1. Соединение металлических труб, содержащее размещенную на стык установленных с зазором труб с внешней стороны обжимную цилиндрическую муфту, на наружной поверхности которой выполнена кольцевая проточка с сечением в виде трапеции, при этом боковые стороны трапеции расположены по разные стороны от стыка, и герметизирующий элемент с кольцевым фланцем, установленный в зазор между торцами труб, при этом муфта установлена на стык труб с возможностью придания ее внешней поверхности цилиндрической формы, отличающееся тем, что герметизирующий элемент выполнен в виде уплотнительной прокладки с кольцевым фланцем, а на наружной поверхности обжимной цилиндрической муфты по обе стороны от кольцевой проточки выполнены дополнительные аналогичные кольцевые проточки, при этом общее число проточек выполнено нечетным, по меньшей мере равным трем, и на концах труб снаружи по обе стороны от стыка установлены по меньшей мере по два кольцевых элемента, которые размещены между проточками муфты.2. Соединение металлических труб, содержащее размещенную на стык установленных с зазором труб с внешней стороны обжимную цилиндрическую муфту, на наружной поверхности которой выполнена кольцевая проточка с сечением в виде трапеции, при этом боковые стороны трапеции расположены по разные стороны от стыка, и герметизирующий элемент с кольцевым фланцем, установленный в зазор между торцами труб, при этом муфта установлена на стык труб с возможностью придания ее внешней поверхности цилиндрической формы, отличающееся тем, что герметизирующий элемент выполнен в виде уплотнительной прокладки с кольцевым фланцем, а на наружной поверхност

Description

СОЕДИНЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к машиностроению, а именно, к неразъемным соединениям трубопроводов, и может быть использована при строительстве трубопроводов, преимущественно, в нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности.

Известно соединение металлических труб посредством позонного холодного деформирования надвижной пресс-шайбы, содержащее цилиндрический полый патрубок с фланцем в середине на наружной поверхности с возможностью упирания в него концов труб с надетыми на них гильзами с выступами на наружной поверхности, деформирующимися радиально внутрь при напрессовке пресс-шайбы, при этом на наружных цилиндрических поверхностях патрубка симметрично выступу гильзы выполнена по крайней мере одна кольцевая выемка и его цилиндрические части не выступают за углубление, образующееся на гильзе при напрессовке утолщения пресс-шайбы, при этом на внутренней поверхности пресс-шайбы со стороны торца, удаленного от центра, выполнено кольцевой, выступающее внутрь утолщение (см., например. Патент СССР №1386041,кл.Р 16 L 13/14, от 1983 г.).

Однако это соединение не обеспечивает достаточной герметичности стыка соединения при давлениях в трубопроводе свыще 5 МПа.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности является соединение металлических труб, содержащее размещенную на стык установленных с зазором труб с внешней стороны обжимную цилиндрическую муфту, на наружной поверхности которой выполнена кольцевая проточка с сечением в виде трапеции, при этом

МПК F 16L 13/14

боковые стороны трапеции расположены по разные стороны от стыка, и расположенный внутри труб герметизирующий элемент с кольцевым фланцем, установленный в зазор между торцами труб, при этом муфта установлена на стык труб с возмол ностью придания ее внешней поверхности цилиндрической формы (см., например. Патент РФ № 2016338, кл.Р 16 L 13/14, от 1990 г.).

Недостатком указанного известного соединения является недостаточная степень его эксплуатационной надежности и герметичности при высоком давлении в трубопроводе и пульсирующем режиме движения транспортируемой среды, поскольку из-за релаксации остаточных напряжений во времени между муфтой и трубами не исключается осевой и радиальный сдвиг соединяемых труб, а также и их , т.к. не обеспечивается одинаковая напряженность соединения труб и охватывающей муфты по всей длине контактных поверхностей, что объясняется наличием одной проточки в муфте только в районе стыка. В результате чего, это известное соединение не обеспечивает достаточной герметичности стыка при давлениях в трубопроводе свыше 280 МПа.

Целью настоящей полезной модели является повышение эксплуатационной надежности и герметичности соединения труб в условиях высоких давлений в трубопроводе, а также пульсируюшем движении его среды путем обеспечения устойчивости стыка труб на сдвиг как в осевом направлении, так и на кручение за счет обеспечения распределения остаточных напряжений равномерно по всей длине поверхности соединения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном соединении металлических труб, содержащем размещенную на стык установленных с зазором труб с внешней стороны обжимную цилиндрическую муфту , на наружной поверхности которой выполнена кольцевая проточка с сечением в виде трапеции, при этом боковые стороны трапеции расположены по разные стороны от стыка, и герметизирующий элемент с кольцевым фланцем, установленный в зазор между торцами труб, при этом муфта установлена на стык труб с возможностью придания ее внешней поверхности цилиндрической формы, по первому варианту новым является то, что герметизирующий элемент выполнен в виде зтшотнительной прокладки с кольцевым фланцем, а на наружной поверхности обжимной цилиндрической муфты по обе стороны от кольцевой проточки выполнены дополнительные аналогичные кольцевые проточки, при этом общее число проточек выполнено нечетным, по меньшей мере, равным трем, и на концах труб снаружи по обе стороны от стыка установлены, по меньшей мере, по два кольцевых элемента, которые размещены между проточками муфты.

Согласно второму варианту, герметизирующий элемент выполнен в виде }тшотнительной прокладки с кольцевым фланцем, а на наружной поверхности обжимной цилиндрической муфты по обе стороны от кольцевой проточки выполнены дополнительные аналогичные кольцевые проточки, при этом общее число проточек выполнено нечетным, по меньшей мере, равным трем, при этом в крайних к торцам муфты проточках выполнены, по меньшей мере, по три сквозных отверстия, а на концах труб снарулси по обе стороны от стыка установлены, по меньшей мере, по два кольцевых элемента, которые размещены проточками муфты.

Кроме того, кольцевые элементы по первому и второму варианты могут быть выполнены из материала, твердость которого сопоставима с твердостью трубы, например, стальной проволоки, или из эластомера, например, резины.

Объединение двух технических решений в одну заявку связано с тем, что два данных устройства решают одну и ту же задачу - повышение эксплуатационной надежности и герметичности соединения труб в условиях высоких давлений и пульсирующем движении среды в трубопроводе, одним и тем же путем - обеспечение устойчивости стыка труб на сдвиг как в осевом направлении, так и на кручение, и не могут быть объединены обобщающим признаком.

Благодаря тому, что герметизирующий элемент в предлагаемом соединении выполнен в виде уплотнительной прокладки с кольцевым фланцем, обеспечивается надежная герметизация стыка между трубами, торцы которых могут быть выполнены как с фасками, так и без фасок, при простоте конструкции.

А благодаря тому, что на наружной поверхности обжимной цилиндрической муфты выполнены дополнительные кольцевые проточки, число которых, по меньшей мере, равно трем, обеспечивается при обжатии муфты равномерное распределение напряжений между муфтой и трубой по всей длине соединения с одновременным увеличением площади обжатия, и тем самым, предотвращается сдвиг стыка труб как на , так и в осевом направлении даже при высоком давлении в трубопроводе и пульсирующем режиме движения среды в нем.

Установление на концах труб снаружи по обе стороны от стыка кольцевых элементов и размещение их между проточками муфты, позволяет наряду с уменьшением деформации труб, предотвратить релаксацию остаточных напряжений во времени между муфтой и трубами

по всей длине соединения, что таклсе способствует увеличению величины сопротивления стыка на сдвиг: осевой и на кручение.

Такое же придание соединению устойчивости стыка на сдвиг и на кручение обеспечивается и вторым вариантом. При этом, благодаря тому, что в соединении по второму варианту в крайних к торцам муфты проточках выполнены сквозные отверстия, обеспечивается при обжатии муфты создание выступов на теле трубы, за счет чего образуются дополнительные замки, которые еще в большей степени увеличивают сопротивление стыка на сдвиг и на кручение.

Таким образом, конструктивное выполнение заявляемого соединения позволяет придать устойчивость стыку труб как на сдвиг, так и на кручение, благодаря чему обеспечивается эксплуатационная надежность и герметичность соединения труб даже в условиях высоких давлений в трубопроводе и при пульсирующем характере движения среды в нем.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено соединение по первому варианту, продольный разрез; на фиг.2 - соединение по первому варианту после обжатия муфты, продольный разрез; на фиг.З - соединение по второму варианту, продольный разрез; на фиг.4 - соединение по второму варианту после облсатия муфты, продольный разрез.

Соединение металлических труб содержит трубы 1 и 2, установленные с зазором 3, герметизирующий элемент 4, выполненный в виде уплотнительной прокладки с кольцевым фланцем 5, установленным в зазор 3 между торцами труб 1 и 2. С внешней стороны труб 1 и 2 в области их стыка размещена обжимная цилиндрическая муфта 6, на нарулшой поверхности которой выполнены кольцевые проточки 7, 8 и 9 с

сечением в виде трапеции, при этом боковые стороны 10 и 11 трапеции проточки 8 расположены по разные стороны от стыка труб 1 и 2.По второму варианту в крайних к торцам муфты 6 проточках 7 и 9 выполнены, по меньшей мере, по три сквозных отверстия 12. На концах труб 1 и 2 снаружи по обе стороны от стыка установлены , по меньшей мере, по два кольцевых элемента 13, которые размещены между проточками 7, 8 и 9 муфты 6. При этом муфта 6 установлена на стык труб

1и 2 с возможностью придания ее внешней поверхности цилиндрической формы , например, посредством позонного холодного деформирования аксиально надвижной пресс-шайбой 14 (фиг.2 и фиг.4).

Вместе с этим, кольцевые элементы 13 могут быть выполнены из твердого материала, например, стальной проволоки (фиг.1 и 2), или из эластомера, например, резины (фиг.З и 4).

Соединение металлических труб осуществляется следующим образом. Трубы 1 и 2 устанавливают с зазором 3, Между торцами труб 1 и

2в зазор 3 устанавливается уплотнительная прокладка 4, кольцевой фланец 5 которой помещается между торцами труб 1 и 2. С внешней стороны труб 1 и 2 на их стык устанавливают обжимную цилиндрическую муфту 6, имеющую кольцевые проточки 7, 8 и 9, причем по воторому варианту в проточках 7 и 9 выполнены сквозные отверстия 12 . При этом проточки 7, 8 и 9 имеют сечение в виде трапеции. На концах труб 1 и 2 снаружи по обе стороны от их стыка устанавливают кольцевые элементы 13, размещая их точно между проточками 7, 8 и 9 муфты 6. Далее, воздействуя обжимающей деформирующей силой (например, прессшайбой) на муфту б, внешней поверхности последней придается цилиндрическая форма, и при этом ее внутренняя поверхность и труба изменяют свою форму, как показано на фиг.2 и фиг.4. В результате

образуется надежное, герметичное соединение труб, исключающее сдвиг стыка труб по оси и посредством кручения.

Благодаря использованию такого соединения труб при строительстве трубопровода обеспечивается надежная герметизация стыка труб. Трубы выдерживают давление жидкости и газа до 40 МПа даже в случае пульсирующего характера движения среды.

Кроме того, в процессе эксплуатации трубопроводов предлагаемое соединение предотвращает релаксацию остаточных напряжений и сохраняет натяг между трубой и муфтой, что позволяет сберечь надежность соединения на весь период службы трубопровода. 19 января 1999 г.

/ Заневский С.С.

Claims (3)

1. Соединение металлических труб, содержащее размещенную на стык установленных с зазором труб с внешней стороны обжимную цилиндрическую муфту, на наружной поверхности которой выполнена кольцевая проточка с сечением в виде трапеции, при этом боковые стороны трапеции расположены по разные стороны от стыка, и герметизирующий элемент с кольцевым фланцем, установленный в зазор между торцами труб, при этом муфта установлена на стык труб с возможностью придания ее внешней поверхности цилиндрической формы, отличающееся тем, что герметизирующий элемент выполнен в виде уплотнительной прокладки с кольцевым фланцем, а на наружной поверхности обжимной цилиндрической муфты по обе стороны от кольцевой проточки выполнены дополнительные аналогичные кольцевые проточки, при этом общее число проточек выполнено нечетным, по меньшей мере равным трем, и на концах труб снаружи по обе стороны от стыка установлены по меньшей мере по два кольцевых элемента, которые размещены между проточками муфты.

2. Соединение металлических труб, содержащее размещенную на стык установленных с зазором труб с внешней стороны обжимную цилиндрическую муфту, на наружной поверхности которой выполнена кольцевая проточка с сечением в виде трапеции, при этом боковые стороны трапеции расположены по разные стороны от стыка, и герметизирующий элемент с кольцевым фланцем, установленный в зазор между торцами труб, при этом муфта установлена на стык труб с возможностью придания ее внешней поверхности цилиндрической формы, отличающееся тем, что герметизирующий элемент выполнен в виде уплотнительной прокладки с кольцевым фланцем, а на наружной поверхности обжимной цилиндрической муфты по обе стороны от кольцевой проточки выполнены дополнительные аналогичные кольцевые проточки, при этом общее число проточек выполнено нечетным, по меньшей мере равным трем, при этом в крайних к торцам муфты проточках выполнены по меньшей мере по три сквозные отверстия, а на концах труб снаружи по обе стороны от стыка установлены по меньшей мере по два кольцевых элемента, которые размещены между проточками муфты.

3. Соединение по п. 1 или 2, отличающееся тем, что кольцевые элементы выполнены из материала, твердость которого сопоставима с твердостью трубы, например, из стальной проволоки или из эластомера, например резины.