RU2191948C2 - Шарнирное соединение труб - Google Patents

Шарнирное соединение труб Download PDF

Info

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
Application number
RU99109771/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU99109771A (ru
Inventor
В.В. Середа
А.В. Елькин
Н.А. Морозов
А.И. Кузнецов
А.А. Щипакин
В.А. Швецов
В.Г. Митрофанов
А.П. Германович
Original Assignee
Середа Владимир Васильевич
Елькин Алексей Вячеславович
Морозов Николай Александрович
Кузнецов Александр Иванович
Щипакин Алексей Анатольевич
Швецов Владимир Алексеевич
Митрофанов Виктор Геннадьевич
Германович Андрей Павлович
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 Середа Владимир Васильевич, Елькин Алексей Вячеславович, Морозов Николай Александрович, Кузнецов Александр Иванович, Щипакин Алексей Анатольевич, Швецов Владимир Алексеевич, Митрофанов Виктор Геннадьевич, Германович Андрей Павлович filed Critical Середа Владимир Васильевич
Priority to RU99109771/06A priority Critical patent/RU2191948C2/ru
Publication of RU99109771A publication Critical patent/RU99109771A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2191948C2 publication Critical patent/RU2191948C2/ru

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.
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.
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.
2. Патент GB 2021226 А, кл. F 16 L 27/06, опубл. 28.11.1979 - прототип.

Claims (1)

  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.
RU99109771/06A 1999-05-05 1999-05-05 Шарнирное соединение труб RU2191948C2 (ru)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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