RU2187737C2

RU2187737C2 - Joint for smooth tubes

Info

Publication number: RU2187737C2
Application number: RU2000122465/06A
Authority: RU
Inventors: В.М. Кузнецов; Ш.Ш. Темирбулатов; А.П. Токарев
Original assignee: Кузнецов Вячеслав Матвеевич; Темирбулатов Шавкет Шамильевич; Токарев Алексей Петрович
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2002-08-20

Abstract

FIELD: pipe line fittings; sanitary and industrial systems working under pressure; tight connection of pipe lines and units during repair and reconditioning. SUBSTANCE: proposed joint includes threaded pipe union provided with one or two internal bores for receiving one or two sealing bushes, nut, washer, flexible member made in form of disk spring and placed between washer and pressure nut. Flexible member made in form of disk spring ensures effective clamping of sealing member under varying operating conditions of tube within wide temperature and pressure ranges. Surface of washer facing the sealing gasket is provided with bead with internal cone; sealing bush is provided with cone-shaped engageable surface at conicity equal to that of bead. Bead found on washer ensures smooth distribution of forces exerted on end surface of sealing bush for smooth deformation and tight clamping of tube by bush. EFFECT: enhanced reliability of joint. 5 dwg

Description

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры и может быть использовано в сантехнических и промышленных системах, работающих под давлением, для герметичного соединения трубопроводов и агрегатов, в том числе при их ремонте и восстановлении. The invention relates to the field of pipe fittings and can be used in plumbing and industrial systems operating under pressure, for the tight connection of pipelines and units, including during their repair and restoration.

Известны соединения гладких труб, включающие резьбовой штуцер, выполненный с внутренней проточкой, нажимную гайку и установленную между ними эластичную уплотняющую втулку и детали, обеспечивающие фиксацию соединяемых труб и направленную деформацию уплотняющей втулки (авторское свидетельство СССР 1714276, кл. 5 F 16 L 21/06). В большинстве известных соединений функции уплотнения соединяемых труб выполняют эластичные, значительно объемно-деформирумые детали, выполненные, например, из резины. Такое исполнение требует значительных размеров соединения для выполнения больших деформаций элемента и не обеспечивает надежной герметичности при изменении давления внутри трубопроводов и геометрических размеров элементов соединения при больших изменениях температуры внутри труб. Known smooth pipe joints, including a threaded fitting made with an internal groove, a pressure nut and an elastic sealing sleeve installed between them and parts that secure the pipes to be connected and directionally deform the sealing sleeve (USSR author's certificate 1714276, class 5 F 16 L 21/06 ) In most known compounds, the sealing functions of the pipes to be connected are performed by elastic, significantly volume-deformable parts made, for example, of rubber. This design requires significant dimensions of the connection to perform large deformations of the element and does not provide reliable tightness when changing the pressure inside the pipelines and the geometric dimensions of the elements of the connection with large changes in temperature inside the pipes.

Наиболее близким к предлагаемому соединению трубопроводов является соединение, в котором эластичный элемент уплотняется путем его деформации путем воздействия на его торцевую поверхность нажимной гайкой через разрезное фиксирующее кольцо (патент Российской Федерации 2073163, кл. 6 F 16 L 19/06). Closest to the proposed pipeline connection is a connection in which the elastic element is sealed by deforming it by applying a pressure nut to the end surface thereof through a split retaining ring (Russian Federation patent 2073163, class 6 F 16 L 19/06).

В этом соединении функции уплотнения выполняет эластичный уплотняющий элемент при воздействии на него определенных усилий со стороны фиксирующего кольца, причем эти усилия должны быть достаточны также и для деформации фиксирующего кольца с врезанием его острых кромок в трубу и гайку. Такое условие требует точной калибровки фиксирующего кольца треугольной формы в основном или с выполнением внешней поверхности, образованной вращением вокруг кольца отрезка кривой на конкретное давление, необходимое для надежного уплотнения. Изготовление такого кольца достаточно сложно и требует специальных материалов. In this connection, the sealing function is performed by the elastic sealing element when certain forces are applied to it from the side of the retaining ring, and these efforts should also be sufficient to deform the retaining ring by cutting its sharp edges into the pipe and nut. This condition requires accurate calibration of the retaining ring of a triangular shape, mainly or with the implementation of the outer surface formed by rotation around the ring of the curve segment at the specific pressure required for reliable sealing. The manufacture of such a ring is quite complicated and requires special materials.

Задачей изобретения является повышение надежности соединения труб. The objective of the invention is to increase the reliability of the pipe connection.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом изобретении между шайбой и нажимной гайкой расположен упругий элемент, выполненный в виде тарельчатой пружины, который передает на уплотняющую втулку необходимое для уплотнения и фиксации усилие со стороны нажимной гайки, а на поверхности шайбы, обращенной к уплотняющей втулке, выполнен буртик с внутренним конусом, причем на уплотняющей втулке выполнена конусообразная сопрягаемая поверхность с конусностью, равной конусности на буртике. The technical result is achieved by the fact that in the present invention between the washer and the pressure nut there is an elastic element made in the form of a disk spring, which transfers the force necessary for sealing and fixing from the pressure nut side to the sealing sleeve, and on the surface of the washer facing the sealing sleeve, a flange with an inner cone is made, moreover, a conical mating surface with a taper equal to the taper on the flange is made on the sealing sleeve.

На фиг. 1 показан продольный разрез соединения, состоящего из штуцера, гайки, шайбы, уплотняющей втулки, упругого элемента, причем штуцер является общим для такого же соединения (основное исполнение, в частности для соединения двух труб); на фиг.2 - продольный разрез варианта исполнения, в котором штуцер приварен, например, к емкости или трубопроводу большого диаметра; на фиг.3 показан вариант соединения труб большого диаметра, при котором гайка и штуцер снабжены фланцами, стягиваемыми соответственно болтами; на фиг. 4 показан вариант соединения при разветвлении трубопровода на четыре стороны (аналогично выполняется соединение при разветвлении трубопровода на три стороны); на фиг.5 показан вариант соединения, в котором оно состоит из штуцера, уплотняющей втулки, шайбы, упругого элемента и нажимной гайки. In FIG. 1 shows a longitudinal section through a connection consisting of a fitting, a nut, a washer, a sealing sleeve, an elastic element, the fitting being common to the same connection (basic design, in particular for connecting two pipes); figure 2 is a longitudinal section of an embodiment in which the fitting is welded, for example, to a container or pipeline of large diameter; figure 3 shows a variant of connecting pipes of large diameter, in which the nut and the fitting are equipped with flanges, respectively tightened by bolts; in FIG. 4 shows a connection option when branching a pipeline into four sides (similarly, a connection is made when branching a pipeline into three sides); figure 5 shows a variant of the connection in which it consists of a fitting, a sealing sleeve, a washer, an elastic element and a pressure nut.

Соединение состоит из резьбового штуцера 1, выполненного с одной или двумя внутренними проточками для размещения одной или двух уплотняющих втулок 2, гайки 3, шайбы 4, упругого элемента 5, выполненного в виде тарельчатой пружины и размещенного между шайбой 4 и нажимной гайкой 3. Упругий элемент 5 в форме тарельчатой пружины обеспечивает наиболее эффективное поджатие уплотняющего элемента 2 при различных внешних условиях работы трубы 6 и в широком диапазоне температур и давлений внутри трубы 6. На поверхности шайбы 4, обращенной к уплотняющей втулке 2, выполнен буртик 7 с внутренним конусом, причем на уплотняющей втулке выполнена конусообразная сопрягаемая поверхность с конусностью, равной конусности на буртике 7. The connection consists of a threaded fitting 1 made with one or two internal grooves to accommodate one or two sealing sleeves 2, nut 3, washer 4, elastic element 5, made in the form of a disk spring and placed between the washer 4 and the pressure nut 3. Elastic element 5 in the form of a disk spring provides the most effective compression of the sealing element 2 under various external operating conditions of the pipe 6 and in a wide range of temperatures and pressures inside the pipe 6. On the surface of the washer 4 facing the sealing tube street 2, made a shoulder 7 with an inner cone, and on the sealing sleeve is made a conical mating surface with a taper equal to the taper on the shoulder 7.

Выполнение буртика 7 на шайбе 4 обеспечивает равномерное распределение усилий на торцевую поверхность уплотняющей втулки 3 для равномерной ее деформации и плотного обжатия трубы 6 втулкой 3. Выполнение упругого элемента 5 в виде тарельчатой пружины обеспечивает сохранение определенного диапазона давления на уплотняющую втулку 3 при широком изменении как внешних условий эксплуатации трубы 6, так и изменении температур и давлений внутри трубы 6. The implementation of the flange 7 on the washer 4 provides an even distribution of forces on the end surface of the sealing sleeve 3 for uniform deformation and tight compression of the pipe 6 by the sleeve 3. The execution of the elastic element 5 in the form of a disk spring ensures that a certain pressure range is maintained on the sealing sleeve 3 with a wide change as external operating conditions of the pipe 6, and the change in temperature and pressure inside the pipe 6.

Сборка соединения осуществляется, например, следующим образом. The assembly of the connection is carried out, for example, as follows.

В предварительно собранный и незатянутый комплект соединения вдвигают свободный конец трубы 6 на величину полной длины соединения до середины штуцера 1. Затяжкой гайки 3 обеспечивают радиальное и осевое обжатие вокруг трубы 6 уплотняющей втулки 2 и осевое сжатие упругого элемента 5. При этом необходимое удельное давление уплотняющей втулки 3 на трубу 6 обеспечивается рациональным выбором размеров внешней поверхности втулки 3 и размеров соответствующей поверхности штуцера 1. Если штуцер приварен к емкости или к другой трубе, то сборка на этом закончена. The free end of the pipe 6 is pushed into the pre-assembled and loose assembly by the total length of the connection to the middle of the fitting 1. By tightening the nuts 3, radial and axial compression around the pipe 6 of the sealing sleeve 2 and axial compression of the elastic element 5 are provided. The required specific pressure of the sealing sleeve 3 on the pipe 6 is provided by a rational choice of the dimensions of the outer surface of the sleeve 3 and the dimensions of the corresponding surface of the fitting 1. If the fitting is welded to the container or to another pipe, then assembly m finished.

В случае соединения двух и более (3 или 4) труб 6 штуцер 1 имеет две, три или четыре цилиндрических части с соответствующими внутренними проточками. Сборка соединения на каждой такой части штуцера 1 осуществляется аналогично. In the case of connecting two or more (3 or 4) pipes 6, the fitting 1 has two, three or four cylindrical parts with corresponding internal grooves. The assembly of the connection on each such part of the fitting 1 is carried out similarly.

Разборка соединения осуществляется в обратном порядке. Disassembly of the connection is carried out in the reverse order.

Практическое применение изобретения обеспечивает герметичность соединения труб, а также упрощение ремонта и реконструкции эксплуатируемых трубопроводных сетей без применения сварки или нарезки резьбы. При этом следует учесть, что сварка пожароопасна, а в некоторых случаях невозможна или связана с огромными затратами при осуществлении ремонта в детских, лечебных и других учреждениях, в старых деревянных зданиях и кирпичных зданиях с деревянными перекрытиями, деревянными лестницами. Нарезка резьбы при ремонте труб, расположенных вдоль стен зданий или в трудно доступных местах, зачастую невозможна. The practical application of the invention provides a tight connection of pipes, as well as simplifying the repair and reconstruction of operated pipeline networks without the use of welding or threading. It should be borne in mind that welding is fire hazardous, and in some cases impossible or associated with enormous expenses when carrying out repairs in children's, medical and other institutions, in old wooden buildings and brick buildings with wooden floors, wooden stairs. Threading during repair of pipes located along the walls of buildings or in hard-to-reach places is often impossible.

Claims

The connection of smooth pipes, including a pressure nut and a threaded fitting, made with an internal groove, a sealing sleeve with an external conical surface and a support ring installed between them, pressed by a compression nut to the fitting, characterized in that an elastic element is located between the washer and the pressure nut, made in in the form of a disk spring, and a flange with an inner cone is made on the surface of the washer facing the sealing sleeve, and a conical mating surface is made on the sealing sleeve with onusnostyu equal to the taper on the collar.