RU20741U1 - Соединение трубчатых деталей из термопластов - Google Patents

Abstract

1. Соединение трубчатых деталей из термопластов, сваренных радиальной сваркой трением, включающее трубу, армированную каркасом, выполненным в виде продольных и навитых на них спиральных проволочных элементов, и концевую втулку, сопрягающиеся без натяга по цилиндрическим поверхностям большего диаметра и с заданным натягом по цилиндрическим поверхностям меньшего диаметра, отличающееся тем, что оно содержит сварное кольцевое коническое сопряжение без натяга, выполненное по предварительно сформированным торцовым конусным поверхностям втулки и трубы, при этом центрирование втулки на трубе произведено по сопрягающимся без натяга цилиндрическим поверхностям на длине более длины сопряжения по поверхностям с натягом.2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что на торцовой конусной поверхности втулки выполнен кольцевой паз шириной не менее диаметра продольного проволочного элемента каркаса трубы, расположенный противоположно торцам этих продольных элементов.

Description

oottT oifs

Соединение трубчатых деталей из термонластов

Полезная модель относится к области сварки термопластов в производстве трубопроводов, предназначенных для работы в условиях агрессивных сред и высоких давлений.

Известно сварное соединение трубчатых деталей из термопластов, в котором взаимное сопряжение свариваемых деталей, преимущественно армированной трубы и концевой втулки, осуществлено с начальным натягом по двум посадочным поверхностям разного диаметра, причем сопряжение по посадочной поверхности меньшего диаметра осуществлено на диаметре, не превышающем внутренний диаметр армирующего каркаса, и на длине, соизмеримой с толпщной стенки трубы. (См. патент РФ № 2085383, конвенц. приоритег от 01.11.1993, опубл. 27.07.1997 г. МГЖ В29С65/06, «Способ радиальной сварки трением трубчатых деталей на основе полиолефинов).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата относится то, что осуществление натяга сразу по двум посадочным поверхностям требует специальных расчетов по соотношению величин натягов по обеим поверхностям, а также приспособлений для осуществления натяга и последз ющей радиальной сварки. Кроме того, наличие сварного сопряжения по длине всей посадочно поверхности с большим диаметром придает сварной конструкции повышенную жесткость и создает дополнительные напряжения в местах выхода грата, что негативно проявляется при транспортировке и монтаже, и жерткое сварное сопряжение по меньшему диаметру выполняет, фактически, функцию герметизации каркаса от попадания агрессивной среды.

Известно сварное соединение трубчатых изделий из термопластов, включающее термопластовую трубу и концевую втулку, сваренные радиальной сваркой трением по двум сопрягаюпщмся поверхностям разного диаметра, установленной с заданным начальным натягом по одной поверхности. Сопряжение с начальным натягом около 0,9% от диаметра посадочной поверхности осуществлено но поверхности с меньщим диаметром, а сопряжение с нулевым натягом осуществлено по поверхности с больщим диаметром, при этом длина сопряжения по обеим посадочным поверхностям примерно одинакова. Сварное соединение, обеспечивающее прочность и плотность изделия, выполнено, таким образом, по посадочной поверхности меньшего диаметра, а посадочная поверхность большего диаметра полноценной сварке не подвергается. (См. патент США № 3799821, В29С 27/00,1974 г.)

К причинам, препягствз юпщм достижению указанного ниже технического результата относится то, что при осуществлении натяга по одной посадочной поверхности пракгически отсутствует герметизация армирующего каркаса трубы. Ocзш ecтвляeмaя одновременно с радиальной сваркой трением торцовая сварка концевой втулки с торцом трубы не дает однозначного результата по герметизации каркаса, т.к. наличие в торцовой части поверхности трубы металла армирующего каркаса препятствует нормальному гфоцессу торцовой сварки трением.

Задача полезной модели заключается в получении прочного, обеспечивающего герметичность, соединения трубчатых деталей.

Заявляемое техническое решение направлено на повьнпение надежности работы узла соединения трубчатых деталей при монтаже и эксплуатации трубопроводов.

Указанный технический результат достигается тем, что соединение трубчатых деталей из термопластов, сваренных радиальной сваркой трением, включающее трубу, армированную каркасом, выполненным в виде продольных и навитых на них спиральных проволочных элементов, и

концевую втулку, сопрягающиеся без натяга по поверхностям большего диаметра и с заданным натягом по поверхностям меньшего диаметра, согласно изобретению, содержит сварное кольцевое коническое сопряжение без натяга, выполненное по предварительно сформированным торцовым конусным поверхностям втулки и трубы, при этом центрирование втулки на трубе произведено по сопрягаюдщмся без натяга цилиндрическим поверхностям на длине более длины сопряжения по поверхностям с натягом. Соединение выполнено с кольцевым пазом на торцовой конусной поверхности втулки, шириной не менее диаметра продольного проволочного элемента каркаса трубы, расположенным противоположно торцам этях продольных элементов.

Сопряжение трубы и втулки по торцовым коническим поверхностям исключает вьшолнение дополнительной посадочной поверхности с натягом, упрошая расчеты и исключая приспособления для осуществления натяга сразу по двум цилиндрическим поверхностям.

Выполнение на конусной поверхности втулки кольцевого паза шириной не менее диаметра продольного проволочного элемента каркаса трубы, расположенного противоположно торцам этих продольных элементов, исключает на площади паза контакт кщжаса трубы и корпуса втулки, обеспечивая качество шва и необходимую герметизацию каркаса при соответствующем поджиме втулки и трубы и при их сварке трением по кольцевой конической поверхности.

Выполнение сварных сопряжений трубы и втулки по одной поверхности с натягом и по двум поверхностям без натяга, радиальной и конической, позволяет снизить излишнюю жесткость трубы при сохранении ее прочности.

Выполнение сопрягаемых торцовых поверхностей трубы и втулки коническими позволяет увеличить площадь контакта этих поверхностей при торцовой сварке для надежной герметизации, и исключить ропадание

агрессивной среды на металлический каркас, тем самым, повысив обпщо надежность соединения.

Выполнение сопряжения без натяга по поверхностям большего диаметра, обеспеченное, в том числе цешрщюванием впулки на трубе до начала выполнения натяга по поверхностям с меньшим диаметром, уменьшает задщзы и, следовательно, возможность сварки поверхностей большего диаметра, увеличивающей жесткость соеданения, нежелательную при монтаже трубопровода.

Выполнение сопряжения, осуществляемого без натяга по поверхностям с большим диаметром па длине более длины, осуществляемой с натягом, совместно с уттругими свойствами полиэтилена обеспечивает уменьшение напряжений в местах их концентрации на сварном шве, а также уменьшение напряжений в проволочном каркасе при изгибаюпщх нагрузках, воздейств)лющих на трубу.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого устройства, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию новизна.

Сварное соединение трубчатых деталей из термопластов представлено на фиг, - Общий вид соединения трубчатых деталей из TqpMomiacroB, разрез.

Сварное соедашение трубчатых деталей из термопластов включает в себя термопластовую трубу 1 и концевз ю втулку 2.

Термопластовая труба 1, содержащая усилитель 1фочности в виде жесткого сварного каркаса 3, сваренного ЕВ щзодольных 4 и навитых вса них спиральных элементов 5, устшювлена во втулке 2. На торцовой конусной поверхности втулки 2 выполнен кольцевой паз 6, ппфиной не менее диаметра продольного щюволочного элемента 4 каркаса 3 трубы, расположенным противоположно торцам этих продольных элементов 4. Труба 1 сопрягается с концевой втулкой 2 по сваренным рада1альной сваркой трением цилищфическим поверхностям 7 с натяпгом, по цилиндрическим поверхностям 8 без натяга, и по конусным кольцевым поверхностям 9 без

натяга. В теле втулки выполнены технологические отверстия для выхода грата 10.

Способ осзпществления соединения трубы и втулки заключается в следующем. Обрабатывают поверхности 7 трубы 1 и втулки 2 по заданному диаметру и на длине, обеспечивающим прочность и плотность сопряжения с заданным натягом, а также по заданному диаметру на поверхности 8, обеспечивающему согфяжение трубы и втулки без натяга, и на длине, более длины сопряжения с натягом.

Обрабатъгоают торцы трубы и втулки на конус под заданным углом.

Центрируют втулку на трубе по поверхностям 8 и осуществляют по ним сопряжение без натяга.

Осуществляют сопряжения втулки с трубой с натягом по посадочным поверхностям 7, а по коническим поверхностям 9 втулки и трубы - без натяга с заданным аксиальным усилием.

Относительным вращением деталей, производят радиальную сварку трением поверхностей 7 трубы и втулки, сопряженных с натягом, и сварку по коническим торцам трубы и втулки 9. Контроль качества сварки осуществляют по выходу грата из отверстий 10 и из сопряжения по поверхности 9 на технологической оправке 11.

Производят торможение и выдержку для охлаждения.

Таким образом, предлагаемое техническое решение соединения трубчатых деталей преимущественно из термопластов, обеспечивает получение прочного герметичного соединения трубы и втулки за счет сочетания сопряжения с натягом по цилиндрическим поверхностям с меньшим диаметром и сопряжения по коническим поверхностям трубы и втулки. Сопряжение, осуществляемое без натяга по поверхностям с большим диаметром на длине более длины, осуществляемой с натягом, совместно с упругими свойствами полиэтилена обеспечивает уменьшение напряжений на сварном шве в местах их концентрации М (см. фиг.), а также напряжений в проволочном каркасе при изгибающих нагрузках, воздействующих на

5(///4X /r соединение при транспортировке и эксплуатации трубопровода. Пример конкретного выполнения. /r монтаже и при последующей

Claims (2)

1. Соединение трубчатых деталей из термопластов, сваренных радиальной сваркой трением, включающее трубу, армированную каркасом, выполненным в виде продольных и навитых на них спиральных проволочных элементов, и концевую втулку, сопрягающиеся без натяга по цилиндрическим поверхностям большего диаметра и с заданным натягом по цилиндрическим поверхностям меньшего диаметра, отличающееся тем, что оно содержит сварное кольцевое коническое сопряжение без натяга, выполненное по предварительно сформированным торцовым конусным поверхностям втулки и трубы, при этом центрирование втулки на трубе произведено по сопрягающимся без натяга цилиндрическим поверхностям на длине более длины сопряжения по поверхностям с натягом.

2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что на торцовой конусной поверхности втулки выполнен кольцевой паз шириной не менее диаметра продольного проволочного элемента каркаса трубы, расположенный противоположно торцам этих продольных элементов.