RU2191948C2 - Шарнирное соединение труб - Google Patents
Шарнирное соединение труб Download PDFInfo
- Publication number
- RU2191948C2 RU2191948C2 RU99109771/06A RU99109771A RU2191948C2 RU 2191948 C2 RU2191948 C2 RU 2191948C2 RU 99109771/06 A RU99109771/06 A RU 99109771/06A RU 99109771 A RU99109771 A RU 99109771A RU 2191948 C2 RU2191948 C2 RU 2191948C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- radius
- seal
- slot
- spherical surface
- Prior art date
Links
Landscapes
- Joints Allowing Movement (AREA)
Abstract
Изобретение относится к быстроразъемным шарнирным соединениям, допускающим значительную угловую подвижность труб относительно друг друга, и может быть использовано при сооружении линий трубопроводов в нефтяной и газовой промышленности. Шарнирное соединение труб содержит раструб, в котором выполнен паз, в котором установлено уплотнение, и дополнительный паз, в котором установлены эластичная прокладка (например, из микропористой резины) и стальной запорный элемент в виде разрезного кольца. Шаровой элемент имеет сферическую поверхность большого радиуса, равного радиусу внутренней поверхности манжеты, выполненной в виде кольца с наружным криволинейным выступом, и концентричную ей сферическую поверхность малого радиуса, контактирующую с уплотнением, выполненным в виде самоуплотняющегося резинового кольца. Резиновое кольцо в сечении имеет форму ласточкина хвоста. Предложенная конструкция обеспечивает прочное и герметичное соединение труб. 1 ил.
Description
Изобретение относится к быстроразъемным шарнирным соединениям, допускающим значительную угловую подвижность труб относительно друг друга, и может быть использовано при сооружении линий трубопроводов в нефтяной и газовой промышленности.
Известно соединение труб, содержащее манжету и раструб с разрезным запорным кольцом, размещенным с зазором в пазу с эластичной прокладкой. Однако это соединение труб имеет малую угловую подвижность (1,5...2,0o), которая при определенных условиях эксплуатации трубопровода в результате возникающих предельных напряжений, обусловленных высокими степенями нагружения основных конструктивных элементов, может вызывать его разрушение [1].
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, является шарнирное соединение труб, содержащее раструб, в котором выполнен паз, уплотнение, установленное в пазу, шаровой элемент, имеющий сферическую поверхность радиуса (R), равного радиусу внутренней поверхности манжеты, выполненной в виде кольца с наружным криволинейным выступом, запорный элемент, выполненный в виде разрезного кольца [2].
Недостатком этого технического решения является то, что его конструкция не в полной мере обеспечивает прочность и герметичность при внешнем и внутреннем силовом нагружении, что снижает надежность линии трубопровода в целом.
Технический результат изобретения - повышение прочности и герметичности соединения труб за счет уменьшения сил давления жидкости на его уплотнительных поверхностях и в сферической опоре с одновременным увеличением угловой подвижности труб в соединении.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном шарнирном соединении труб, содержащем раструб, в котором выполнен паз, уплотнение, установленное в пазу, шаровой элемент, имеющий сферическую поверхность большого радиуса, равного радиусу внутренней поверхности манжеты, выполненной в виде кольца с наружным криволинейным выступом, запорный элемент, выполненный в виде разрезного кольца, согласно изобретению в раструбе выполнен дополнительный паз, в котором установлены эластичная прокладка и стальной запорный элемент, шаровой элемент дополнительно снабжен концентричной сферической поверхностью малого радиуса, контактирующей с уплотнением, выполненным в виде самоуплотняющегося резинового кольца.
На чертеже представлено шарнирное (бисферическое) соединение труб.
Шарнирное (бисферическое) соединение труб включает выполненные на трубах 1 и 2 соответственно раструб 3 и шаровой элемент 4. В раструбе 3 выполнен дополнительный паз (без поз.), в котором размещены эластичная прокладка 5 (например, из микропористой резины) и разрезное запорное кольцо 6. На шаровой элемент 4, имеющий две концентричные сферические поверхности с различными радиусами (R и r), установлена манжета 7, выполненная в виде кольца с наружным криволинейным выступом и внутренней сферической поверхностью радиусом, равным большему радиусу R шарового элемента 4. Труба 2 с шаровым элементом 4 и манжетой 7 введена в раструб 3 и зафиксирована в нем при помощи разрезного запорного кольца 6. В месте контакта с шаровым элементом 4 по поверхности малого радиуса (r) в раструбе 3 имеется паз, в котором установлено уплотнение, выполненное в виде самоуплотняющегося резинового кольца 8. Резиновое кольцо 8 в сечении имеет форму "ласточкина хвоста".
Сущность изобретения заключается в том, что:
в раструбе выполнен дополнительный паз с установленными в нем эластичной прокладкой 5 и стальным запорным элементом 6. Этим достигается возможность удержания соединения в сборе и его прочность;
шаровой элемент 4 имеет две концентричные сферические поверхности с разными радиусами (R и r) и представляет собой бисферу. Этим достигается эффект свободного поворота шарового элемента 4 внутри раструба 3 на заданный угол;
манжета 7 выполнена в виде кольца с наружным криволинейным выступом и внутренней поверхностью радиусом, равным большему радиусу R сферической поверхности шарового элемента 4. Этим достигается возможность удержания соединения в сборе и эффект свободного поворота шарового элемента 4 внутри манжеты 7 по ее сферической поверхности на угол до 20o;
раструб 3 в месте контакта с шаровым элементом 4 по сферической поверхности малого радиуса (r) оснащен пазом, в котором размещено уплотнение 8, выполненное в виде самоуплотняющегося резинового кольца. Этим достигается герметичность соединения труб.
в раструбе выполнен дополнительный паз с установленными в нем эластичной прокладкой 5 и стальным запорным элементом 6. Этим достигается возможность удержания соединения в сборе и его прочность;
шаровой элемент 4 имеет две концентричные сферические поверхности с разными радиусами (R и r) и представляет собой бисферу. Этим достигается эффект свободного поворота шарового элемента 4 внутри раструба 3 на заданный угол;
манжета 7 выполнена в виде кольца с наружным криволинейным выступом и внутренней поверхностью радиусом, равным большему радиусу R сферической поверхности шарового элемента 4. Этим достигается возможность удержания соединения в сборе и эффект свободного поворота шарового элемента 4 внутри манжеты 7 по ее сферической поверхности на угол до 20o;
раструб 3 в месте контакта с шаровым элементом 4 по сферической поверхности малого радиуса (r) оснащен пазом, в котором размещено уплотнение 8, выполненное в виде самоуплотняющегося резинового кольца. Этим достигается герметичность соединения труб.
Шарнирное (бисферическое) соединение труб работает следующим образом.
При стыковке труб 1 и 2 шаровой элемент 4, обжатый по поверхности радиуса R манжетой 7, вводится в раструб 3. При движении в осевом направлении внутри раструба 3 манжета 7, толкаемая специальным монтажным ключом, разжимает разрезное запорное кольцо 6, утапливая его в полость размещения эластичной прокладки 5 в раструбе 3. При дальнейшем перемещении манжеты 7 в раструбе 3 ее криволинейный выступ проходит разрезное запорное кольцо 6, которое под действием накопленных сил упругой деформации, выходя из полости размещения эластичной прокладки 5 в раструбе 3, стремится принять первоначальную форму за криволинейным выступом, препятствуя перемещению манжеты 7 в обратном направлении, и таким образом замыкает соединение.
Сфера малого радиуса r шарового элемента занимает позицию под резиновым кольцом 8, которое обжимает эту сферу.
Преимущество заявляемого соединения перед известным выявлено в сравнении величин осевых продольных сил от внутреннего давления жидкости (перекачиваемого продукта), действующих в области уплотнения 8. Силы определяются по известным формулам
F1 = πR2P, (1)
F2 = πr2P, (2)
где F1 - величина осевых продольных сил от внутреннего давления жидкости в соединении-аналоге;
F2 - величина осевых продольных сил от внутреннего давления жидкости в предлагаемом соединении;
R и r - радиусы сферических поверхностей шарового элемента 4;
Р - внутреннее давление продукта в трубопроводе.
F1 = πR2P, (1)
F2 = πr2P, (2)
где F1 - величина осевых продольных сил от внутреннего давления жидкости в соединении-аналоге;
F2 - величина осевых продольных сил от внутреннего давления жидкости в предлагаемом соединении;
R и r - радиусы сферических поверхностей шарового элемента 4;
Р - внутреннее давление продукта в трубопроводе.
Из анализа состояний нагружения видно, что F1>F2. Очевидно, что запас прочности у предлагаемого соединения труб больше.
Герметичность шарового (бисферического) соединения зависит от контактного давления на уплотняемой поверхности сферы малого радиуса. Конструкция уплотнения 8 (в виде "ласточкина хвоста") при увеличении рабочего давления внутри трубопровода до Рр=6,0 МПа создает эффект самоуплотнения, что обеспечивает необходимую герметичность соединения в целом.
Предельный угол относительного поворота труб в заявляемом соединении составляет ψПР=20,0o.
Предлагаемое соединение труб легко реализуемо, так как для его реализации могут быть использованы стандартное оборудование, приспособления и материалы широко распространенной технологии изготовления соединений труб, применяемых при сооружении линий трубопроводов в нефтяной и газовой промышленности.
Применение изобретения позволит увеличить прочность, герметичность и угловую подвижность шарнирного соединения труб, что снизит потери перекачиваемого продукта и повысит надежность трубопровода в целом.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 265635, кл. F 16 L 37/08, 1969.
1. Авторское свидетельство СССР 265635, кл. F 16 L 37/08, 1969.
2. Патент GB 2021226 А, кл. F 16 L 27/06, опубл. 28.11.1979 - прототип.
Claims (1)
- Шарнирное соединение труб, содержащее раструб, в котором выполнен паз, уплотнение, установленное в пазу, шаровой элемент, имеющий сферическую поверхность большого радиуса, равного радиусу внутренней поверхности манжеты, выполненной в виде кольца с наружным криволинейным выступом, запорный элемент, выполненный в виде разрезного кольца, отличающееся тем, что в раструбе выполнен дополнительный паз, в котором установлены эластичная прокладка и стальной запорный элемент, шаровой элемент дополнительно снабжен концентричной сферической поверхностью малого радиуса, контактирующей с уплотнением, выполненным в виде самоуплотняющегося резинового кольца.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99109771/06A RU2191948C2 (ru) | 1999-05-05 | 1999-05-05 | Шарнирное соединение труб |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99109771/06A RU2191948C2 (ru) | 1999-05-05 | 1999-05-05 | Шарнирное соединение труб |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99109771A RU99109771A (ru) | 2001-06-27 |
RU2191948C2 true RU2191948C2 (ru) | 2002-10-27 |
Family
ID=20219640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99109771/06A RU2191948C2 (ru) | 1999-05-05 | 1999-05-05 | Шарнирное соединение труб |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2191948C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2560235C1 (ru) * | 2014-12-03 | 2015-08-20 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Шарнирное соединение труб |
RU179681U1 (ru) * | 2018-01-15 | 2018-05-22 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Шарнирное быстроразъемное устройство для трубопровода |
-
1999
- 1999-05-05 RU RU99109771/06A patent/RU2191948C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2560235C1 (ru) * | 2014-12-03 | 2015-08-20 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Шарнирное соединение труб |
RU179681U1 (ru) * | 2018-01-15 | 2018-05-22 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Шарнирное быстроразъемное устройство для трубопровода |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4159132A (en) | Sealed connection | |
US3260539A (en) | Coupling for fluid conduits | |
US5538296A (en) | Swivel joint | |
CA2182360C (en) | Fluid-tight connecting apparatus | |
US5740839A (en) | Flexible extension conduit | |
GB2388170A (en) | Flared ends conduit coupling | |
US5176409A (en) | High pressure pipe coupling | |
GB2218166A (en) | Jacking pipe seals | |
US4529211A (en) | Pipe joint and seal | |
WO2002035128A3 (en) | Threaded pipe joint | |
US6113157A (en) | Adjustable ball joint connector | |
AU675584B2 (en) | Pipe connector | |
US4193617A (en) | Sealed connection | |
EP1079163A2 (en) | Flexible expansion joint for tubes and assembling method thereof | |
RU2191948C2 (ru) | Шарнирное соединение труб | |
RU2333416C2 (ru) | Быстроразъемное шарнирное соединение для турбопроводов, содержащее запорное средство, установленное с возможностью вращения по отношению к охватывающей детали | |
US6386595B1 (en) | Swivel joint and method for connecting conduits | |
US3929355A (en) | Pivotal pipe joint | |
US20060131883A1 (en) | Externally pressurized connection | |
US6015170A (en) | Coupling assembly | |
CN214579545U (zh) | 沟槽钢管用安全接头 | |
RU2234023C1 (ru) | Подвижное соединение труб | |
US4826219A (en) | Hydraulic dredge pipeline coupling | |
KR101161717B1 (ko) | 배관용 조인트 | |
CN220060993U (zh) | 一种pvc-o管用快速连接接头 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20010506 |