RU2173425C2

RU2173425C2 - Pipe connector

Info

Publication number: RU2173425C2
Application number: RU97103205A
Authority: RU
Inventors: Дрис НЕЙСЕН
Original assignee: Георг Фишер Вага Н.В.
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 2001-09-10

Abstract

FIELD: connection of pipes. SUBSTANCE: pipe connector includes sleeve whose one end is used for inserting the pipe and sealing unit for sealing the pipe inserted into sleeve. Sealing unit has many identical sealing members which are in slidable contact forming part of closed ring. Thickness of members increases radially. Besides that, provision is made for hold-down members for pressing the sealing members to pipe. EFFECT: enhanced reliability of joint. 11 cl, 5 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к соединительному устройству для труб. The present invention relates to a pipe connector.

Соединительное устройство, содержащее муфтовую часть, имеющую вставной конец для трубы и уплотняющее средство для образования уплотнения вокруг трубы, вставляемой в муфтовую часть, известно из Европейского патента N 0418961. В этом соединительном устройстве применяют уплотняющее средство, состоящее из внутреннего кольца, закрытого резиновым уплотняющим кожухом, при этом внутреннее кольцо поддерживается опорными поверхностями части муфты так, чтобы проталкивать это уплотняющее кольцо к наружной стенке трубы. Это соединительное устройство может принимать и соединять трубы, имеющие различные диаметры, таким образом обеспечивается уплотнение для жидкости, газа и твердых частиц и труб различного диаметра, а если это потребуется, то можно соединять друг с другом различные материалы. A connecting device comprising a coupling part having an insertion end for a pipe and sealing means for forming a seal around a pipe inserted into the coupling part is known from European Patent No. 0418961. A sealing means consisting of an inner ring closed by a rubber sealing casing is used in this connecting device. while the inner ring is supported by the supporting surfaces of the part of the coupling so as to push this sealing ring to the outer wall of the pipe. This connecting device can receive and connect pipes having different diameters, thus providing a seal for liquid, gas and solid particles and pipes of different diameters, and if necessary, it is possible to connect different materials to each other.

Это может достигаться с известным уплотняющим кольцом, поскольку его можно сжать в направлении периферии и до определенной степени вокруг трубы, таким образом его можно приспособить к различным диаметрам труб, при этом уплотняющее кольцо относительно хорошо сохраняет свою форму в поперечном сечении. This can be achieved with the known sealing ring, since it can be compressed in the periphery direction and to a certain extent around the pipe, thus it can be adapted to different pipe diameters, while the sealing ring retains its shape relatively well in cross section.

Однако это известное устройство имеет множество недостатков. However, this known device has many disadvantages.

Во-первых, когда известное соединительное устройство используют с трубами меньшего диаметра, опора уплотняющего кольца может создать проблему, поскольку уплотняющее кольцо необходимо деформировать до такой степени, что эффект уплотнения больше не гарантируется. First, when the known connecting device is used with pipes of a smaller diameter, the support of the sealing ring can create a problem, since the sealing ring must be deformed to such an extent that the sealing effect is no longer guaranteed.

Другой проблемой, связанной с известным соединительным устройством, является то, что оно не имеет достаточной прочности на разрыв. Эти соединительные устройства обычно применяют для соединения подземных труб, например, под дорогой. Из-за движения грунта, возможно вызванного движением транспорта, такое соединение не заделывается прочно и вследствие смещения песка и т. п. соединение известных соединительных устройств может ослабляться тем, что происходит утечка. Another problem associated with the known connecting device is that it does not have sufficient tensile strength. These connecting devices are usually used to connect underground pipes, for example, under the road. Due to the movement of the soil, possibly caused by the movement of the vehicle, such a connection does not close well and due to sand displacement, etc., the connection of known connecting devices can be weakened by leakage.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение прочности и надежности соединительного устройства для труб. The technical result of the present invention is to increase the strength and reliability of the connecting device for pipes.

Этот технический результат достигается тем, что в соединительном устройстве для труб, содержащем муфтовую часть, имеющую, по меньшей мере, один конец для ввода трубы, и уплотняющее средство, радиально увеличивающееся по толщине, предназначенное для образования уплотнения вокруг трубы, вставленной в муфтовую часть, и имеющее прижимные приспособления для прижатия уплотнения к трубе, согласно изобретению уплотняющее устройство выполнено из соприкасающихся с возможностью скольжения уплотняющих элементов, образующих часть замкнутого кольца. This technical result is achieved in that in a pipe connecting device comprising a sleeve part having at least one end for introducing the pipe and sealing means radially increasing in thickness, intended to form a seal around the pipe inserted into the sleeve part, and having clamping devices for pressing the seal to the pipe, according to the invention, the sealing device is made of contacting non-sliding sealing elements forming part of a closed ring tsa.

Соединительное устройство в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает уплотнения, которые можно применять как на внутренней, так и на внешней сторонах трубы. Прижимные приспособления служат для прижатия уплотняющих элементов к трубе снаружи внутрь и, соответственно, изнутри наружу для приспособления к трубе. The connecting device in accordance with the present invention provides seals that can be used on both the inside and outside of the pipe. Clamping devices serve to press the sealing elements to the pipe from the outside to the inside and, accordingly, from the inside to the outside to adapt to the pipe.

Таким образом, кольцо, образованное уплотняющими элементами, можно легко приспособить к диаметру уплотняемой трубы и также можно легко приспособить его к шероховатостям на поверхности трубы. Thus, the ring formed by the sealing elements can be easily adapted to the diameter of the pipe being sealed and it can also be easily adapted to the roughnesses on the surface of the pipe.

Уплотняющие элементы могут быть дуговидными, но предпочтительно эти элементы являются клиновидными. Боковые поверхности, образующие клин клиновидных элементов, могут, например, образовывать угол 6^o, в этом случае будет достаточно 60 клиновидных элементов для образования замкнутого кольца. Уплотняющее кольцо может, отчасти, также состоять из элементов различной формы и также возможно другое количество таких элементов. Например, если угол между боковыми поверхностями, образующими клин, равен 5^o, то потребуются 72 уплотняющих элемента для образования замкнутого кольца. Чем больше применяют уплотняющих элементов, тем более точное распределение и более плотная посадка на уплотняемой трубе.The sealing elements may be arcuate, but preferably these elements are wedge-shaped. The lateral surfaces forming a wedge of wedge-shaped elements can, for example, form an angle of 6 ^o , in which case 60 wedge-shaped elements will be sufficient to form a closed ring. The sealing ring may, in part, also consist of elements of various shapes and another quantity of such elements is also possible. For example, if the angle between the side surfaces forming the wedge is 5 ^° , then 72 sealing elements will be required to form a closed ring. The more sealing elements are used, the more accurate the distribution and a denser fit on the pipe being sealed.

Настоящее изобретение основано на удивительном открытии, что путем смещения примыкающих элементов они вращаются таким образом, что происходит регулирование диаметра за счет элементов, образующих замкнутое кольцо. Когда их применяют на внешней стороне трубы, требуемый диаметр регулируют, начиная с большого диаметра, и затем прижимают элементы при помощи прижимных приспособлений к трубе, таким образом, регулировка до требуемого диаметра замкнутого кольца происходит автоматически. The present invention is based on the surprising discovery that by displacing adjacent elements, they rotate in such a way that the diameter is controlled by the elements forming a closed ring. When they are used on the outside of the pipe, the required diameter is adjusted starting from a large diameter, and then the elements are pressed using clamping devices to the pipe, thus, adjustment to the required diameter of the closed ring occurs automatically.

Для достижения требуемой прочности уплотнения желательно, чтобы каждый уплотняющий элемент был снабжен пазом на первой стороне и выступом на второй стороне элемента, расположенным противоположно первой стороне элемента, причем паз и выступ предназначены для взаимодействия с соответствующим выступом и пазом примыкающего уплотняющего элемента. Это позволяет закреплять уплотняющее средство для исключения взаимного скручивания элементов. To achieve the required seal strength, it is desirable that each sealing element has a groove on the first side and a protrusion on the second side of the element opposite the first side of the element, and the groove and protrusion are designed to interact with the corresponding protrusion and groove of the adjacent sealing element. This allows you to fix the sealing means to prevent mutual twisting of the elements.

Уплотняющему элементу соединительного устройства в соответствии с настоящим изобретением способствует тот факт, что уплотняющее средство содержит резиновое кольцо, по меньшей мере, часть которого расположена между трубой и уплотняющими элементами. Можно использовать резиновое кольцо, полностью окружающее блок элементов, но это не обязательно для достижения цели настоящего изобретения. The sealing element of the connecting device in accordance with the present invention is facilitated by the fact that the sealing means comprises a rubber ring, at least a portion of which is located between the pipe and the sealing elements. You can use a rubber ring that completely surrounds the block of elements, but this is not necessary to achieve the purpose of the present invention.

В альтернативном варианте выполнения сторона уплотняющих элементов, примыкающая к трубе, частично изготовлена из резины. Эффект снятия напряжения в соединительном устройстве согласно настоящему изобретению достигается, в частности, если, по меньшей мере, несколько уплотняющих элементов частично снабжены шероховатой поверхностью, примыкающей к трубе. Для этого возможны также различные варианты. Например, шероховатая поверхность может быть образована захватывающим элементом, включенным в, по меньшей мере, один уплотняющий элемент, он очень эффективно снимает напряжение. Однако можно также получить шероховатую поверхность путем приклеивания песчинок к конкретной поверхности уплотняющих элементов. В другом варианте исполнения уплотняющие элементы снабжают захватывающим кольцом, выступающим, по меньшей мере, над частью периферии трубы. In an alternative embodiment, the side of the sealing elements adjacent to the pipe is partially made of rubber. The effect of stress relieving in the connecting device according to the present invention is achieved, in particular, if at least several sealing elements are partially provided with a rough surface adjacent to the pipe. Various options are also possible for this. For example, a rough surface can be formed by a gripping element included in at least one sealing element, which relieves stress very effectively. However, it is also possible to obtain a rough surface by gluing sand grains to a specific surface of the sealing elements. In another embodiment, the sealing elements are provided with a gripping ring protruding at least over a portion of the periphery of the pipe.

Для поддержания эффекта снятия напряжения, по меньшей мере, один или несколько уплотняющих элементов, равномерно распределенных по периферии трубы, можно изготовить из более твердого материала, чем материал трубы, например из металла, предпочтительно из нержавеющей стали. To maintain the stress relieving effect, at least one or more sealing elements evenly distributed around the periphery of the pipe can be made of a harder material than the pipe material, for example metal, preferably stainless steel.

Для оптимизации точной посадки уплотняющих элементов, примыкающих к трубе, в направлении периферии, независимо от различий в диаметре трубы, поверхность этих элементов, примыкающая к трубе, представляет собой поверхность, изогнутую дугой, соответствующей форме периферии трубы. To optimize the exact fit of the sealing elements adjacent to the pipe in the direction of the periphery, regardless of differences in the diameter of the pipe, the surface of these elements adjacent to the pipe is a surface curved by an arc corresponding to the shape of the periphery of the pipe.

В качестве прижимных приспособлений для клиновидных элементов могут служить различные конструкции. As clamping devices for wedge-shaped elements, various designs can serve.

В первом варианте исполнения соединительного устройства согласно настоящему изобретению прижимные приспособления содержат гидравлическую кольцеообразную камеру, включающую уплотняющие элементы, образующие смещаемую стенку этой камеры. Гидравлическая камера также имеет уплотняемое соединительное отверстие для подачи жидкости для создания гидравлического давления в камере. In a first embodiment of the connecting device according to the present invention, the pressing devices comprise a hydraulic annular chamber, including sealing elements forming a movable wall of this chamber. The hydraulic chamber also has a sealed connecting hole for supplying fluid to create hydraulic pressure in the chamber.

Далее настоящее изобретение будет более подробно описано со ссылкой на чертежи, на которых:
фигура 1A представляет вид в продольном разрезе части соединительного устройства для труб согласно первому варианту его выполнения;
фигура 1B представляет вид в продольном разрезе части соединительного устройства для труб согласно второму варианту его выполнения;
фигура 2 представляет вид в продольном разрезе соединительного устройства согласно третьему варианту его выполнения;
фигура 3A показывает вид сбоку дуговидных уплотняющих элементов, образующих замкнутое кольцо, согласно настоящему изобретению;
фигура 3B представляет вид сбоку клиновидных уплотняющих элементов, образующих замкнутое кольцо, согласно настоящему изобретению.The present invention will now be described in more detail with reference to the drawings, in which:
Figure 1A is a longitudinal sectional view of part of a pipe connecting device according to a first embodiment thereof;
Figure 1B is a longitudinal sectional view of part of a pipe connecting device according to a second embodiment thereof;
figure 2 is a view in longitudinal section of a connecting device according to a third variant of its implementation;
figure 3A shows a side view of the arcuate sealing elements forming a closed ring according to the present invention;
3B is a side view of wedge-shaped sealing elements forming a closed ring according to the present invention.

Фигуры 1A, 1B, 2 изображают первый, второй и третий варианты исполнения соединительного устройства, согласно настоящему изобретению. Это устройство содержит муфтовую часть 1, имеющую конец 2 для ввода трубы 10, и уплотняющее средство 3 для образования уплотнения вокруг трубы 10, вставляемой в муфтовую часть 1. Согласно настоящему изобретению уплотняющее средство 3 содержит множество одинаковых дуговидных или клиновидных уплотняющих элементов 4 (фигуры 3A и 3B). Figures 1A, 1B, 2 depict first, second, and third embodiments of a connecting device according to the present invention. This device comprises a coupling part 1 having an end 2 for introducing the pipe 10, and sealing means 3 to form a seal around the pipe 10 inserted into the coupling part 1. According to the present invention, the sealing means 3 comprises a plurality of identical arcuate or wedge-shaped sealing elements 4 (FIG. 3A and 3B).

Как можно увидеть на фигурах 3A и 3B, дуговидные или, соответственно, клиновидные элементы 4 образуют вместе замкнутое кольцо. Фигуры 3A и 3B также показывают часть кольца после взаимного вращения элементов 4, которое уменьшает диаметр кольца. As can be seen in figures 3A and 3B, the arcuate or, respectively, wedge-shaped elements 4 form together a closed ring. Figures 3A and 3B also show the part of the ring after the mutual rotation of the elements 4, which reduces the diameter of the ring.

Варианты исполнения, показанные на фигурах 1A, 1B, 2, дополнительно содержат прижимные приспособления 5,6,7,8,9,11 для прижатия различных уплотняющих элементов 4 к трубе 10. Каждый дуговидный или соответственно клиновидный элемент 4 выполнен с пазом /не чертеже не показан/ на первой стороне и с выступом /на чертеже не показан/ на второй стороне элемента 4, расположенной противоположно первой стороне, которые служат для взаимодействия с соответствующим выступом и пазом на примыкающем элементе 4. The embodiments shown in figures 1A, 1B, 2, further comprise clamping devices 5,6,7,8,9,11 for pressing various sealing elements 4 to the pipe 10. Each arcuate or respectively wedge-shaped element 4 is made with a groove / not drawing not shown / on the first side and with a protrusion / not shown / on the second side of the element 4 located opposite the first side, which serve to interact with the corresponding protrusion and groove on the adjacent element 4.

Уплотняющее средство 3 содержит резиновое кольцо 12, по меньшей мере, часть которого расположена между трубой 10 и дуговидными или соответственно клиновидными элементами 4. В другом варианте исполнения /на чертеже не показан/ сторона элементов 4, которая примыкает к трубе 10 и к опорной поверхности 9, может быть изготовлена частично из резины. The sealing means 3 comprises a rubber ring 12, at least part of which is located between the pipe 10 and the arcuate or respectively wedge-shaped elements 4. In another embodiment / not shown / the side of the elements 4, which is adjacent to the pipe 10 and to the supporting surface 9 may be made partially of rubber.

Как показано на фигурах 1A и 2, по меньшей мере, несколько клиновидных элементов 4 выполнены частично с шероховатой поверхностью 13, примыкающей к трубе 10. Фигура 1B показывает вариант исполнения, в котором отсутствует шероховатая поверхность. Шероховатую поверхность можно получить различными путями. Шероховатая поверхность может быть образована шероховатым захватывающим элементом, включенным в, по меньшей мере, один уплотняющий элемент 4. Уплотняющие элементы 4 могут быть снабжены захватывающим кольцом, расположенным, по меньшей мере, над частью периферии трубы. Например, можно выполнить выемку в кольце, образованном дуговидными или соответственно клиновидными элементами 4, штампованной полоской, имеющей шероховатую поверхность, или можно снабдить поверхность элементов 4, обращенную к трубе 10, шероховатым слоем, например из песка. Шероховатая поверхность 13 также способствует достижению эффекта снятия напряжения в соединительном устройстве, тогда как резиновое кольцо 12 обеспечивает эффект уплотнения соединительного устройства. Альтернативным средством достижения эффекта снятия напряжения является равномерное распределение по периферии трубы 10 дуговидных или соответственно клиновидных элементов 4, изготовленных из металла, предпочтительно из нержавеющей стали. Это не показано на чертеже. As shown in figures 1A and 2, at least several wedge-shaped elements 4 are partially made with a rough surface 13 adjacent to the pipe 10. Figure 1B shows an embodiment in which there is no rough surface. A rough surface can be obtained in various ways. A rough surface may be formed by a rough gripping element included in at least one sealing element 4. The sealing elements 4 may be provided with a gripping ring located at least over part of the periphery of the pipe. For example, it is possible to make a recess in a ring formed by arcuate or respectively wedge-shaped elements 4, stamped by a strip having a rough surface, or you can provide the surface of the elements 4 facing the pipe 10 with a rough layer, for example of sand. The rough surface 13 also contributes to the effect of relieving stress in the connecting device, while the rubber ring 12 provides the sealing effect of the connecting device. An alternative means of achieving the effect of stress relieving is the uniform distribution on the periphery of the pipe 10 of the arcuate or accordingly wedge-shaped elements 4 made of metal, preferably stainless steel. This is not shown in the drawing.

Предпочтительно поверхность 14 /фиг.3A и 3B/ дуговидных или клиновидных элементов 4, которая примыкает к трубе 10, представляет поверхность, изогнутую дугой, соответствующей форме трубы. Результатом этого является образование ограниченного открытого пространства между различными элементами 4 и поверхностью трубы 10, на которую они опираются. Таким образом, дуговидные или клиновидные элементы 4 образуют по возможности наилучшую закрытую переднюю часть относительно стенки трубы 10, что важно для уплотняющего эффекта уплотняющего средства 3. Preferably, the surface 14 (Fig. 3A and 3B) of the arcuate or wedge-shaped elements 4, which is adjacent to the pipe 10, represents a surface curved by an arc corresponding to the shape of the pipe. The result of this is the formation of limited open space between the various elements 4 and the surface of the pipe 10 on which they rest. Thus, the arcuate or wedge-shaped elements 4 form the best possible closed front part relative to the wall of the pipe 10, which is important for the sealing effect of the sealing means 3.

Фигуры 1A, 1B также показывают первый вариант исполнения прижимных приспособлений 8,9,11 для клиновидных элементов 4. Конструкция на фигурах 1A, 1B имеет две опорные поверхности 9 и 11, которые под действием приспособления 8 могут перемещаться в сторону друг друга, таким образом опорные поверхности 9 и 11 создают усилие на элементах 4, направленное в сторону трубы 10. Figures 1A, 1B also show the first embodiment of the clamping devices 8,9,11 for wedge-shaped elements 4. The design in figures 1A, 1B has two supporting surfaces 9 and 11, which under the action of the device 8 can move towards each other, thus supporting surfaces 9 and 11 create a force on the elements 4 directed towards the pipe 10.

Фигура 2 показывает другой вариант исполнения прижимного приспособления, в котором сторона дуговидных или клиновидных элементов 4, обращенная в направлении от трубы 10, снабжена гидравлической камерой 7, расположенной кольцеообразно вокруг трубы 10. Гидравлическая камера 7 снабжена уплотняемым отверстием 5 для подачи жидкости, создающей гидравлическое давление в этой камере. Это давление действует на элементы 4 через перегородку 6, которая служит для исключения утечки жидкости. Figure 2 shows another embodiment of the clamping device, in which the side of the arcuate or wedge-shaped elements 4, facing away from the pipe 10, is provided with a hydraulic chamber 7 located annularly around the pipe 10. The hydraulic chamber 7 is provided with a sealing hole 5 for supplying a fluid that creates hydraulic pressure in this cell. This pressure acts on the elements 4 through the partition 6, which serves to prevent fluid leakage.

Одним из преимуществ соединительного устройства в соответствии с настоящим изобретением, является то, что, в определенных пределах, установленных формой уплотняющих элементов 4, трубу 10 можно поворачивать аксиально в соединительном устройстве без ослабления уплотняющего эффекта соединения или снятия напряжения. One of the advantages of the connecting device in accordance with the present invention is that, within certain limits established by the shape of the sealing elements 4, the pipe 10 can be rotated axially in the connecting device without attenuating the sealing effect of the connection or relieving stress.

Другим преимуществом является то, что соединительное устройство можно также применять с некруглой трубой, так как клиновидные элементы можно просто сцентрировать соответственно, таким образом, в случае возникновения переходов под острым углом, можно использовать промежуточные элементы для перекрытия таких угловых переходов. Another advantage is that the connecting device can also be used with a non-circular pipe, since the wedge-shaped elements can simply be centered accordingly, so in the case of transitions at an acute angle, intermediate elements can be used to overlap such angular transitions.

Можно также упомянуть то, что соединительное устройство в соответствии с настоящим изобретением является очень приспособленным к ремонтным работам, в частности в случае с непрерывными трубопроводами, поскольку кольцо из соединенных элементов 4 может поломаться и может потребоваться повторная сборка в любой точке. You can also mention that the connecting device in accordance with the present invention is very suitable for repair work, in particular in the case of continuous pipelines, since the ring of the connected elements 4 may break and may require reassembly at any point.

Наконец, следует упомянуть то, что описанные варианты исполнения представляют только примеры и что в объеме изобретения, определенном формулой изобретения, возможны различные альтернативные исполнения. Finally, it should be mentioned that the described embodiments are only examples and that various alternative designs are possible within the scope of the invention defined by the claims.

Claims

1. A pipe connecting device comprising a sleeve part having at least one end for introducing a pipe, and a sealing tool radially increasing in thickness, intended to form a seal around a pipe inserted in the sleeve part, and having clamping devices for pressing sealing to the pipe, characterized in that the sealing means is made of contacting with the possibility of sliding sealing elements forming part of a closed ring.

2. The connecting device according to claim 1, characterized in that the sealing elements are made wedge-shaped.

3. The connecting device according to claim 1 or 2, characterized in that each sealing element is made with a groove on the first side and with a protrusion on the second side of the element located opposite the first side, and the groove and protrusion are designed to interact with the corresponding protrusion and groove in contact sealing element.

4. The connecting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sealing means comprises a rubber ring, at least a portion of which is located between the pipe and the sealing elements.

5. The connecting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the side of the sealing elements adjacent to the pipe is partially made of rubber.

6. The connecting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least several sealing elements are partially provided with a rough surface adjacent to the pipe.

7. The connecting device according to claim 6, characterized in that the rough surface is formed by a rough gripping element included in at least one sealing element.

8. The connecting device according to claim 7, characterized in that the sealing elements are provided with a gripping ring located at least over part of the periphery of the pipe.

9. The connecting device according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one or more sealing elements evenly distributed around the periphery of the pipe are made of metal, preferably stainless steel.

10. The connecting device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the surface of the sealing elements adjacent to the pipe is a surface curved by an arc corresponding to the shape of the periphery of the pipe.

11. The connecting device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the clamping devices comprise a hydraulic annular chamber including sealing elements forming a movable wall of this chamber, and the hydraulic chamber has a sealed connecting hole for supplying fluid to create hydraulic pressure in this the camera.