RU2015442C1 - Device for threaded joining pipelines with cutting in ring - Google Patents

Device for threaded joining pipelines with cutting in ring Download PDF

Info

Publication number
RU2015442C1
RU2015442C1 SU4921857A RU2015442C1 RU 2015442 C1 RU2015442 C1 RU 2015442C1 SU 4921857 A SU4921857 A SU 4921857A RU 2015442 C1 RU2015442 C1 RU 2015442C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ring
pipe
cutting
nut
pipelines
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.С. Малышев
Г.С. Иоффе
А.А. Яцкевич
Original Assignee
Малышев Василий Сергеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Малышев Василий Сергеевич filed Critical Малышев Василий Сергеевич
Priority to SU4921857 priority Critical patent/RU2015442C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2015442C1 publication Critical patent/RU2015442C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: union and a coupling nut compress a ring cutting in the pipe. An annular inner groove is made in the front part of the ring on the side of the joint. Diametrically located cuttings which depth is no more than half the ring width are made in the back side of the ring. EFFECT: improved structure. 4 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при выполнении разборного резьбового соединения металлических трубопроводов с врезающимся кольцом для осевого монтажа. The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used when performing a collapsible threaded connection of metal pipelines with a cutting ring for axial mounting.

Известны соединения трубопроводов с применением врезающихся колец. Known pipe connections using cutting rings.

Одно из известных устройств - трубная муфта, состоящая из двух взаимодействующих деталей, аксиально перемещающихся одна относительно другой. Между этими деталями расположена нажимная гильза с двумя внутренними заплечиками одинакового диаметра. One of the known devices is a pipe coupling, consisting of two interacting parts, axially moving one relative to the other. Between these parts is a pressure sleeve with two inner shoulders of the same diameter.

Передний заплечик выполнен в виде режущей кромки, вращающейся в трубу. Плотное соединение между нажимной гильзой и трубой осуществляется за счет образования набегающего перед режущей кромкой кольцевого выступа из материала трубы. Однако в связи с большой радиальной жесткостью кольца надежное герметичное соединение может быть осуществлено только при минимальном радиальном зазоре между наружным диаметром трубы трубопровода и внутренним диаметром врезающегося кольца. The front shoulder is made in the form of a cutting edge rotating in a pipe. A tight connection between the pressure sleeve and the pipe is due to the formation of an annular protrusion of the pipe material running in front of the cutting edge. However, due to the large radial stiffness of the ring, a reliable tight connection can be made only with a minimum radial clearance between the outer diameter of the pipe and the inner diameter of the cutting ring.

Известно также винтовое трубное соединение, соединительные элементы которого аксиально ввинчиваются один в другой. Между этими элементами предусмотрена кольцевая выемка для конца трубы, на который надето уплотнительное кольцо. Торцы соединительных элементов, расположенные с обеих сторон уплотнительного кольца, расширяются один относительно другого в форме полого конуса. На одной стороне уплотнительного кольца предусмотрен стыкующийся конец с радиальным утолщением. К этой концевой поверхности при завинчивании прижимается подвижный внутренний торец, вдвигающий уплотнительное кольцо. С другой стороны уплотнительное кольцо имеет цилиндрический режущий конец, который радиально сжимается при набегании другой, неподвижный, внутренний торец. Режущий конец имеет две уплотнительные кромки, врезающиеся в поверхность трубы. Однако в связи с тем, что контакт торцовой поверхности конца кольца с поверхностью гайки происходит по окружной кромке, необходима высокая твердость прижимной гайки для обеспечения возможности последующей разборки резьбового соединения. A screw pipe connection is also known, the connecting elements of which are axially screwed into one another. An annular recess is provided between these elements for the end of the pipe, onto which the O-ring is fitted. The ends of the connecting elements located on both sides of the sealing ring expand one relative to the other in the form of a hollow cone. A mating end with a radial thickening is provided on one side of the o-ring. To this end surface, when screwing, a movable inner end is pressed, pushing the sealing ring. On the other hand, the o-ring has a cylindrical cutting end, which is radially compressed when the other, stationary, inner end faces. The cutting end has two sealing edges that cut into the pipe surface. However, due to the fact that the contact of the end surface of the end of the ring with the surface of the nut occurs on the circumferential edge, high hardness of the clamping nut is necessary to enable subsequent disassembly of the threaded connection.

В нашей стране действует ГОСТ 23354-87 "Соединения трубопроводов резьбовые. Кольца врезающиеся". In our country, GOST 23354-87 "Threaded piping connections. Cutting rings" applies.

Врезающееся кольцо, выполненное в соответствии с этим стандартом, применяется при выполнении резьбовых соединений трубопроводов. На одном конце соединяемого трубопровода имеется штуцер. На конец другого трубопровода, предназначенного для соединения, надеваются врезающееся кольцо и накидная гайка (ГОСТ 23353-87). A cutting ring made in accordance with this standard is used when making threaded pipe connections. At one end of the connected pipeline there is a fitting. At the end of another pipeline intended for connection, a cutting ring and a union nut are put on (GOST 23353-87).

Известное кольцо имеет переднюю кромку, врезающуюся в тело трубы при выполнении соединения, и утолщенную заднюю часть в виде кольцевого выступа. Выступ имеет приемный конус с углом 90о с торцовой части для улучшения контакта с буртом накидной гайки. Однако такое выполнение врезающегося кольца налагает определенные ограничения на условия его применения: надежное соединение возможно только для холоднотянутых труб повышенной точности, т.е. калиброванных труб, при условии, что зазор между наружным диаметром трубы и внутренним диаметром кольца не превышает 0,10-0,15 мм; для выполнения соединения требуется предварительное обжатие врезающегося кольца на трубе трубопровода в специальном технологическом приспособлении, выполненном в виде специальных штуцеров, закаленных до твердости HRC42-45 и с контролем повышенного момента затяжки гайки. Таким образом, отсутствие калиброванных труб не позволяет выполнить резьбовое соединение с врезающимся кольцом.Known ring has a leading edge that cuts into the body of the pipe when making the connection, and a thickened back in the form of an annular protrusion. The protrusion has a receiving cone with an angle of 90 about from the end part to improve contact with the collar of the union nut. However, such a design of a cutting ring imposes certain restrictions on the conditions for its use: a reliable connection is possible only for cold-drawn pipes of increased accuracy, i.e. calibrated pipes, provided that the gap between the outer diameter of the pipe and the inner diameter of the ring does not exceed 0.10-0.15 mm; to make the connection, preliminary compression of the cutting ring on the pipe pipe is required in a special technological device made in the form of special fittings hardened to hardness HRC42-45 and with control of the increased nut tightening torque. Thus, the absence of calibrated pipes does not allow a threaded connection with a cutting ring.

Цель изобретения - повышение надежности соединения стальных труб любого класса точности. The purpose of the invention is to increase the reliability of the connection of steel pipes of any accuracy class.

Поставленная достигается за счет того, что в устройстве для резьбового соединения трубопроводов с врезающимся кольцом, содержащем штуцер на конце одного из соединяемых трубопроводов и гайку на подсоединяемом конце трубы другого трубопровода, врезающееся кольцо выполнено с кольцевой внутренней проточкой в передней части и диаметрально расположенными прорезями в задней части кольца, глубина которых не превышает половины ширины кольца. Целесообразно выбирать глубину и длину проточки в зависимости от наружного диаметра подсоединяемой трубы из соотношения:

Figure 00000001
= 0.02...0.05 (I)
Figure 00000002
=0.4...0.1 (II) (IV) где h - глубина проточки;
l - длина проточки;
d - наружный диаметр кольца в его передней части;
dвн - внутренний диаметр кольца в его передней части;
dтр - наружный диаметр подсоединенной трубы.This is achieved due to the fact that in the device for the threaded connection of pipelines with a cutting ring containing a fitting at the end of one of the connected pipelines and a nut at the connecting end of the pipe of another pipe, the cutting ring is made with an annular internal groove in the front and diametrically arranged slots in the back parts of the ring whose depth does not exceed half the width of the ring. It is advisable to choose the depth and length of the groove depending on the outer diameter of the connected pipe from the ratio:
Figure 00000001
= 0.02 ... 0.05 (I)
Figure 00000002
= 0.4 ... 0.1 (II) (IV) where h is the depth of the groove;
l is the length of the groove;
d is the outer diameter of the ring in its front;
d vn is the inner diameter of the ring in its front part;
d tr - the outer diameter of the connected pipe.

Таким образом предлагается существенно иное выполнение врезающегося кольца, обеспечивающее необходимую радиальную податливость передней части кольца с сохранением осевой жесткости кольца в целом. Thus, a substantially different embodiment of the cutting ring is proposed, providing the necessary radial compliance of the front of the ring while maintaining the axial stiffness of the ring as a whole.

В указанных выше соотношениях значения 0,05 (из первого соотношения) и 0,4 (из второго соотношения) выбираются для труб меньшего диаметра, значения 0,02 и 0,1 выбираются для труб наибольшего диаметра. Такое выполнение кольца позволяет осуществить надежное резьбовое соединение любых труб, в том числе некалиброванных и труб со сварным продольным швом, а также труб, имеющих некруглость, и в случае большого, до 1 мм, зазора между внутренним диаметром кольца и наружным диаметром трубы. In the above ratios, the values of 0.05 (from the first ratio) and 0.4 (from the second ratio) are selected for pipes of smaller diameter, the values of 0.02 and 0.1 are selected for pipes of the largest diameter. This embodiment of the ring allows a reliable threaded connection of any pipes, including non-calibrated and pipes with a welded longitudinal seam, as well as pipes having non-circularity, and in the case of a large gap, up to 1 mm, between the inner diameter of the ring and the outer diameter of the pipe.

Сопоставление заявляемого устройства для резьбового соединения трубопроводов с врезающимся кольцом с выбранным в качестве прототипа, показывает, что предлагаемое решение обладает совокупностью новых отличительных признаков, изложенных в отличительной части формулы изобретения и, следовательно, соответствует критерию "новизна". A comparison of the inventive device for a threaded connection of pipelines with a cutting ring with the one selected as a prototype shows that the proposed solution has a combination of new distinctive features set forth in the characterizing part of the claims and, therefore, meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявляемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них новые свойства признаков и новые признаки, отличающие заявляемое устройство от устройства - прототипа, несмотря на широкое использование врезающихся колец. Comparison of the claimed device not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field, did not allow us to identify new properties of signs and new features that distinguish the claimed device from the prototype device, despite the wide use of cutting rings.

Предлагаемое выполнение кольцевой проточки, выбор оптимального в отношении податливости соотношения глубины и ширины проточки позволяет под действием натяга резьбы реализовать клиновое уплотнение, обеспечить надежное соединение трубопроводов и решить проблему выполнения резьбовых соединений с врезающимся кольцом, сняв ограничения по точности на трубы. Предлагаемое решение гарантирует надежное соединение при использовании труб в широком диапазоне диаметров и при давлении в трубопроводе 6,0 МПа и выше. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия". The proposed implementation of the annular groove, the choice of the optimum ratio of depth and width of the groove with respect to flexibility allows the use of a thread interference to realize a wedge seal, to ensure reliable connection of pipelines and to solve the problem of making threaded connections with a cutting ring, removing restrictions on accuracy on pipes. The proposed solution guarantees a reliable connection when using pipes in a wide range of diameters and with a pressure in the pipeline of 6.0 MPa and higher. Thus, the proposed technical solution meets the criterion of "significant differences".

Ниже приведен конкретный пример реализации предлагаемого устройства для резьбового соединения трубопроводов. The following is a specific example of the implementation of the proposed device for a threaded connection of pipelines.

На фиг. 1 показано устройство для резьбового соединения трубопроводов с врезающимся кольцом, разрез; на фиг. 2 - врезающееся кольцо; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2. In FIG. 1 shows a device for threaded connection of pipelines with a cutting ring, section; in FIG. 2 - a cutting ring; in FIG. 3 - node I in FIG. 2.

На конце трубопровода 1, предназначенном для соединения, имеется штуцер 2. На конце подсоединяемой трубы 3 другого трубопровода имеются врезающееся кольцо 4 и накидная гайка 5. Штуцер 2 и гайка 5 - стандартные детали и подбираются по параметрам резьбы с возможностью выполнения резьбового соединения. Штуцер 2 имеет приемный конус с углом 24о. Врезающееся кольцо - оригинальная деталь. Передняя часть кольца 4 - рабочая часть и выполнена утоненной с внутренней кольцевой проточкой и, следовательно, обладает меньшей жесткостью по сравнению с задней частью кольца - опорной. Ширина кольца выбирается с учетом наружного диаметра подсоединяемой трубы трубопровода для труб с наружным диаметром 6-16 мм достаточно кольцо шириной 9 мм; для труб диаметром 18-42 мм ширина кольца выбирается в пределах 10-13 мм. Глубина и длина проточки выбираются также с учетом наружного диаметра подсоединяемой трубы, а именно, из следующих соотношений:

Figure 00000003
=0.02...0.05 (III)
Figure 00000004
=0.4...0.1
Стенка проточки, примыкающая к передней кромке кольца, выполнена со скосом 35о.At the end of the pipe 1 intended for connection, there is a fitting 2. At the end of the connected pipe 3 of the other pipe there is a cutting ring 4 and a union nut 5. The fitting 2 and nut 5 are standard parts and are selected according to the thread parameters with the possibility of making a threaded connection. The fitting 2 has a receiving cone with an angle of 24 about . Crash ring - original part. The front part of the ring 4 is the working part and is made thinned with an inner annular groove and, therefore, has less rigidity compared to the back part of the ring - the supporting one. The width of the ring is selected taking into account the outer diameter of the connected pipeline pipe for pipes with an outer diameter of 6-16 mm, a ring of 9 mm wide is sufficient for pipes with a diameter of 18-42 mm, the width of the ring is selected in the range of 10-13 mm. The depth and length of the groove are also selected taking into account the outer diameter of the connected pipe, namely, from the following ratios:
Figure 00000003
= 0.02 ... 0.05 (III)
Figure 00000004
= 0.4 ... 0.1
The wall of the groove adjacent to the front edge of the ring is made with a bevel of 35 about .

Наружная сторона передней кромки имеет технологический радиус закругления. Таким образом, утоненная часть кольца заканчивается передней кромкой толщиной 0,3-0,5 мм, внутренний диаметр которой равен номинальному наружному диаметру подсоединяемого трубопровода. Задняя часть кольца 4, обращенная вовнутрь гайки 5, имеет четыре диаметрально противоположные прорези. Глубина прорезей по величине близка ширине наружного выступа кольца. Ширина прорезей в 2,0-2,5 раза меньше длины. Наличие прорезей на врезающемся кольце для труб с наружным диаметром более 16 мм позволяет повысить радиальную податливость задней части кольца с целью обеспечения дополнительного контакта врезающегося кольца с трубой трубопровода и центрирования кольца на трубе при больших радиальных зазорах. Для обеспечения хорошего контакта кольца 4 с внутренним буртом гайки 5 задняя торцовая поверхность кольца имеет приемный конус 43о.The outer side of the leading edge has a technological radius of curvature. Thus, the thinned part of the ring ends with a leading edge 0.3-0.5 mm thick, the inner diameter of which is equal to the nominal outer diameter of the connected pipeline. The back of the ring 4, facing the inside of the nut 5, has four diametrically opposite slots. The depth of the slots is close in magnitude to the width of the outer lip of the ring. The width of the slots is 2.0-2.5 times less than the length. The presence of slots on the cutting ring for pipes with an outer diameter of more than 16 mm allows increasing the radial compliance of the rear part of the ring in order to provide additional contact between the cutting ring and the pipe and centering the ring on the pipe with large radial clearances. To ensure good contact of the ring 4 with the inner shoulder of the nut 5, the rear end surface of the ring has a receiving cone 43 about .

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

На свободный конец трубы 3 трубопровода, подлежащий подсоединению, надевают наружную гайку 5 и кольцо 4. Свободный конец трубы 3 трубопровода вводят в штуцер 2 трубопровода 1 и продвигают до тех пор, пока он своим торцем не упрется в бурт штуцера 2. Затем начинают навинчивать гайку 5 на штуцер 2. Гайка 5 давит на заднюю кромку кольца 4. Кольцо начинает перемещаться и своей передней кромкой входит в приемный конус штуцера 2. При дальнейшем вращении гайки 2 происходит продвижение кольца 4 вовнутрь приемного кольца штуцера 2. При этом начинается обжатие кольца 4 по диаметру. Передняя кромка кольца 4 прижимается к наружной поверхности трубы 3. При дальнейшем затягивании гайки 5 продолжается осевое смещение кольца 4 в направлении к штуцеру 2, происходит деформация утоненной части кольца 4 и врезание передней кромки кольца 4 в тело трубы 3. On the free end of the pipe 3 of the pipeline to be connected, put on the outer nut 5 and the ring 4. The free end of the pipe 3 of the pipeline is inserted into the fitting 2 of the pipe 1 and is advanced until it abuts against the shoulder of the fitting 2. Then start screwing the nut 5 onto the fitting 2. The nut 5 presses on the trailing edge of the ring 4. The ring begins to move and, with its leading edge, enters the receiving cone of the fitting 2. With a further rotation of the nut 2, the ring 4 advances into the receiving ring of the fitting 2. This starts compression 4 ring diameter. The front edge of the ring 4 is pressed against the outer surface of the pipe 3. With further tightening of the nut 5, the axial displacement of the ring 4 continues towards the fitting 2, the thinned part of the ring 4 is deformed and the leading edge of the ring 4 is cut into the body of the pipe 3.

Процесс завершится тогда, когда край приемного конуса штуцера 2 совместится с прямым краем внутренней канавки кольца 4, т.е. будет пройдена утоненная часть кольца. Поскольку жесткость кольца в указанной зоне выше, деформация кольца в этой зоне не происходит. При углублении передней кромки кольца 4 в тело трубы 3 происходит выдавливание металла, и на поверхности трубы образуется уступ, препятствующий вырыванию кольца и нарушению соединения. Кольцо может проворачиваться при отжатой гайке в этой, образованной в теле трубы канавке, но удалить кольцо можно только разрезав трубу. The process will end when the edge of the receiving cone of the fitting 2 is aligned with the straight edge of the inner groove of the ring 4, i.e. the thinned part of the ring will be passed. Since the stiffness of the ring in the specified zone is higher, deformation of the ring in this zone does not occur. When the leading edge of the ring 4 is deepened into the body of the pipe 3, metal is extruded, and a ledge is formed on the pipe surface, which prevents the ring from being pulled out and breaking the connection. The ring can be rotated with the nut pressed out in this groove formed in the pipe body, but the ring can only be removed by cutting the pipe.

Таким образом, в окончательном виде в соединении трубопроводов с врезающимся кольцом под действием усилия натяга резьбы образуется своеобразный клин, существенно повышающий надежность соединения. Имеет место уплотнение: внутренний конус штуцера 2 - врезающееся кольцо 4. Размеры врезающегося кольца при известности размеров подсоединяемой трубы определяются в соответствии с соотношениями (III) и (IV) (см. таблицу). Thus, in the final form, in the connection of pipelines with a cutting ring, a peculiar wedge is formed under the action of the interference thread, significantly increasing the reliability of the connection. There is a seal: the inner cone of the fitting 2 - the cutting ring 4. The dimensions of the cutting ring, when the dimensions of the connected pipe are known, are determined in accordance with ratios (III) and (IV) (see table).

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ С ВРЕЗАЮЩИМСЯ КОЛЬЦОМ, содержащее штуцер, накидную гайку и обжимаемое или врезающееся в трубопровод кольцо, отличающееся тем, что в передней части врезающегося кольца со стороны стыка выполнена кольцевая внутренняя проточка, а в задней части кольца выполнены диаметрально расположенные прорези, глубина которых не превышает половины ширины кольца. DEVICE FOR THREADED CONNECTION OF PIPELINES WITH CUTTING RING, containing a fitting, a flare nut and a ring that is crimped or cut into the pipe, characterized in that an annular groove is made in the front of the cutting ring from the joint side, and the diameter is diametrically cut in the back of the ring which does not exceed half the width of the ring.
SU4921857 1991-03-26 1991-03-26 Device for threaded joining pipelines with cutting in ring RU2015442C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4921857 RU2015442C1 (en) 1991-03-26 1991-03-26 Device for threaded joining pipelines with cutting in ring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4921857 RU2015442C1 (en) 1991-03-26 1991-03-26 Device for threaded joining pipelines with cutting in ring

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2015442C1 true RU2015442C1 (en) 1994-06-30

Family

ID=21566575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4921857 RU2015442C1 (en) 1991-03-26 1991-03-26 Device for threaded joining pipelines with cutting in ring

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2015442C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2627783C2 (en) * 2015-02-03 2017-08-11 Камсахан Ко., Лтд. Arrangement of connecting pipe nozzle
RU178926U1 (en) * 2018-01-16 2018-04-23 Общество с ограниченной ответственностью "Арзамасский литейно-механический завод "Старт" PIPELINE CONNECTOR
RU2664908C2 (en) * 2013-09-10 2018-08-23 Полтон Текнолоджиз Лимитед Pipe connector

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Акцептованная заявка ФРГ N 1450382, кл. F 16L 19/08, приоритет 18.01.1964. *
ГОСТ 23354-87 "Соединения трубопроводов резьбовые. Кольца врезающиеся". *
Патент ФРГ N 1525806, кл. F 16L 19/08, приоритет 28.08.1965. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2664908C2 (en) * 2013-09-10 2018-08-23 Полтон Текнолоджиз Лимитед Pipe connector
RU2768320C2 (en) * 2013-09-10 2022-03-23 Полтон Текнолоджиз Лимитед Pipe connector
RU2627783C2 (en) * 2015-02-03 2017-08-11 Камсахан Ко., Лтд. Arrangement of connecting pipe nozzle
RU178926U1 (en) * 2018-01-16 2018-04-23 Общество с ограниченной ответственностью "Арзамасский литейно-механический завод "Старт" PIPELINE CONNECTOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100249005B1 (en) Pipe joint made of resin
CA1246117A (en) Flat-face tube connector
US4770444A (en) Joint for oil-or gas-field pipe
GB1488395A (en) Pipe connector
US6481762B1 (en) Pipe coupling
AU2002210610B2 (en) A pipe joint
ES2167915T3 (en) TIGHTENING ADAPTER ACCESSORY FOR OBTAINING AN INDISOLUBLE TUBE UNION.
US2474178A (en) Pipe coupling
KR20000029601A (en) Pipe joint
US11873939B2 (en) Pipe liner end termination
US2477969A (en) Coupling
US2499024A (en) Tube fitting
US2687315A (en) Short coupling converter
FI95832B (en) Couplings
RU2015442C1 (en) Device for threaded joining pipelines with cutting in ring
US2466317A (en) Tube coupling
GB2251045A (en) A pipe coupling
EP0523020B1 (en) A reduction device
US2523135A (en) Coupling
US2341629A (en) Tube coupling
EP0083135A1 (en) A pipe coupling or branch pipe
JP6356893B1 (en) Pipe joint structure
GB2234306A (en) Pipe fittings
GB1456143A (en) Multigrade pipe coupling
CN217951553U (en) Pipe connection device