RU2280209C1

RU2280209C1 - Detachable joint

Info

Publication number: RU2280209C1
Application number: RU2005121860/06A
Authority: RU
Inventors: Валерий Константинович Погодин (RU); Валерий Константинович Погодин; Анатолий Макарович Кузнецов (RU); Анатолий Макарович Кузнецов; Иль Михайлович Рудых (RU); Илья Михайлович Рудых; Сергей Петрович Меринов (RU); Сергей Петрович Меринов; Борис Дмитриевич Комаров (RU); Борис Дмитриевич Комаров; Владимир Петрович Колмаков (RU); Владимир Петрович Колмаков; Сергей Васильевич Мухин (RU); Сергей Васильевич Мухин; Валерий Викторович Бондарев (RU); Валерий Викторович Бондарев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ангарская нефтехимическая компания" (ОАО "АНХК"); Открытое акционерное общество "Ангарский ремонтно-механический завод" (ОАО "АРМЗ")
Priority date: 2005-07-11
Filing date: 2005-07-11
Publication date: 2006-07-20

Abstract

FIELD: pipeline engineering.

SUBSTANCE: detachable joint comprises cylindrical member to be joined, say pipes with flanges and conical sealing surfaces, and sealing ring with stiffening rib, which are coupled by means of a clamping arrangement. The clamping arrangement has arc-like bow members interconnected via fastening members. The ends of the arc-like bow members are provided with two fastening projections arranged symmetrically to the plane of the detachment on their faces and oriented along the central axis of the joint.

EFFECT: enhanced reliability.

2 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для соединения трубопроводов, а также для соединения других элементов цилиндрической формы (например, крышки с корпусом аппарата), работающих под высоким давлением, и может быть использовано в химической, нефтехимической, энергетической и в других отраслях промышленности.The present invention relates to devices for connecting pipelines, as well as for connecting other elements of a cylindrical shape (for example, a lid with a body of an apparatus) operating under high pressure, and can be used in chemical, petrochemical, energy and other industries.

Известно разъемное соединение (патент США №3181901, Н. кл. 285-367, приоритет от 03.05.1962 г.), содержащее соединяемые элементы цилиндрической формы, в частности две стальные трубы одинакового диаметра с фланцами, стальное уплотнительное кольцо, кольцевое зажимное приспособление для стягивания между собой соединяемых элементов в осевом направлении и удержания их в рабочем положении. Зажимное приспособление состоит из трех шарнирно соединенных между собой дугообразных элементов (называемых бугельными элементами), на концах которых имеются радиально расположенные крепежные выступы с отверстиями для установки крепежных деталей (осей шарнирного соединения). Зажимное приспособление имеет разъемы. На внутренней поверхности дугообразных элементов зажимного приспособления выполнена коническая проточка, в которую входит внешняя часть фланцев трубопроводов, имеющих конусность, равную конусности этой проточки. На крепежном выступе одного из дугообразных элементов в месте разъема шарнирно установлен соединительный болт с резьбой, а на свободном конце другого дугообразного элемента имеется крепежный выступ для зацепления и фиксации соединительного болта. Каждый крепежный выступ известного соединения прикреплен к внешней поверхности дугообразных элементов консольно и образует радиально расположенный рычаг определенной длины по отношению к внешней поверхности дугообразных элементов.Known detachable connection (US patent No. 3181901, N. CL. 285-367, priority from 05/03/1962), containing connected elements of a cylindrical shape, in particular two steel pipes of the same diameter with flanges, a steel sealing ring, an annular clamping device for pulling together the connected elements in the axial direction and holding them in the working position. The clamping device consists of three arcuate elements pivotally connected to each other (called yoke elements), at the ends of which there are radially spaced mounting protrusions with holes for mounting fasteners (pivot joint axes). The fixture has connectors. A conical groove is made on the inner surface of the arcuate elements of the fixture, into which the outer part of the flanges of pipelines having a taper equal to the taper of this groove is included. A threaded connecting bolt is pivotally mounted on a mounting protrusion of one of the arcuate elements in the place of the connector, and on the free end of the other arcuate element there is a mounting protrusion for engaging and fixing the connecting bolt. Each mounting protrusion of the known connection is attached to the outer surface of the arcuate elements cantilever and forms a radially arranged lever of a certain length relative to the outer surface of the arcuate elements.

Известное разъемное соединение имеет недостатки, основным из которых является то, что оно не может обеспечить надежность герметизации соединения, особенно при больших диаметрах соединяемых трубопроводов и других соединяемых элементов цилиндрической формы, а также при высоких давлениях среды в них. Причиной этого недостатка является то, что при стягивании соединительным болтом двух свободных концов зажимного приспособления возникают высокие напряжения на самом болте, на осях шарнирного крепления и на крепежных выступах. Усилие затяжки, направленное тангенциально, воздействует на крепежные выступы как на рычаги, в которых возникает напряжение изгиба, которое тем больше, чем больше радиальное расстояние от центральной оси соединения до геометрической оси крепежных деталей. Известное разъемное соединение требует приложения значительных сил предварительного нагружения для обеспечения прижатия внутренней конической поверхности проточек дугообразных элементов к внешней конической поверхности стягиваемых фланцев. Однако при этом оно не может обеспечить создания необходимой равномерности контактного давления по всей окружности уплотнительного кольца из-за неравномерного прижатия дугообразных элементов по всей окружности фланцев. Эта неравномерность возрастает при увеличении диаметра соединяемых элементов цилиндрической формы. Это обусловлено тем, что из-за консольного расположения крепежных выступов на них создается изгибающий момент и поэтому наибольшие напряжения, вызываемые усилием затяжки, концентрируются на концах дугообразных элементов. Под действием этих напряжений на концевых частях дугообразных элементов создается радиально направленная сила, посредством которой концевые части дугообразных элементов прижимаются к коническим поверхностям фланцев сильнее, чем их средние части, на которые радиально направленная сила действует меньше, и они в меньшей степени испытывают прижимающее воздействие усилия затяжки. Неравномерность прижатия дугообразных элементов к сопрягаемым поверхностям фланцев вызывает соответствующую неравномерность распределения контактного давления на уплотнительных поверхностях уплотнительного кольца. Указанная неравномерность прижатия дугообразных элементов может возрасти при нагружении трубопроводов рабочим давлением среды, которое, в свою очередь, может привести к нарушению герметичности известного соединения.The known detachable connection has drawbacks, the main of which is that it cannot provide reliable sealing of the connection, especially with large diameters of the connected pipelines and other connected elements of a cylindrical shape, as well as at high environmental pressures in them. The reason for this disadvantage is that when the connecting bolt pulls together the two free ends of the clamping device, high voltages occur on the bolt itself, on the hinge axes and on the mounting protrusions. The tightening force directed tangentially acts on the mounting protrusions as levers, in which a bending stress occurs, which is greater, the greater the greater the radial distance from the Central axis of the connection to the geometric axis of the fasteners. Known detachable connection requires the application of significant pre-loading forces to ensure that the inner conical surface of the grooves of the arcuate elements is pressed against the outer conical surface of the contracted flanges. However, at the same time, it cannot provide the necessary uniformity of the contact pressure around the entire circumference of the sealing ring due to the uneven pressing of the arcuate elements around the entire circumference of the flanges. This unevenness increases with increasing diameter of the connected elements of a cylindrical shape. This is due to the fact that due to the cantilever arrangement of the mounting protrusions, a bending moment is created on them and therefore the greatest stresses caused by the tightening force are concentrated on the ends of the arcuate elements. Under the influence of these stresses, a radially directed force is created at the end parts of the arcuate elements, by which the end parts of the arcuate elements are pressed against the conical surfaces of the flanges more than their middle parts, on which the radially directed force acts less, and they are less affected by the tightening force . The unevenness of the pressing of the arched elements to the mating surfaces of the flanges causes a corresponding uneven distribution of contact pressure on the sealing surfaces of the sealing ring. The indicated unevenness of the pressing of the arched elements can increase when the pipelines are loaded with the working pressure of the medium, which, in turn, can lead to a violation of the tightness of the known connection.

Другим недостатком известного разъемного соединения является то, что оно имеет значительные габаритные размеры по своему диаметру из-за радиальной удаленности концов крепежных выступов и соединительного болта от внешней кольцевой поверхности дугообразных элементов, что требует увеличения площади при монтаже нескольких трубопроводов.Another disadvantage of the known detachable connection is that it has significant overall dimensions in diameter due to the radial distance of the ends of the mounting protrusions and the connecting bolt from the outer annular surface of the arcuate elements, which requires an increase in the area when installing several pipelines.

Известно разъемное соединение, наиболее близкое предлагаемому по конструкции и назначению (см. проспект фирмы GALPERTI ENGINEERING, 2000 г., стр.6-7, сайт фирмы: www. galperti. com.), содержащее соединяемые элементы цилиндрической формы, в частности две стальные трубы одинакового диаметра, снабженные специальными фланцами, стальное уплотнительное кольцо с осевым упором и коническими уплотнительными поверхностями, кольцевое зажимное приспособление для стягивания соединяемых элементов и удержания их в рабочем положении, крепежные детали, дугообразные бугельные элементы зажимного приспособления. Зажимное приспособление состоит из двух дугообразных бугельных элементов, имеющих на своих концах радиально направленные крепежные выступы, на каждом из которых выполнено по два отверстия под крепежные детали, в данном случае - резьбовые шпильки с гайками. На внутренней поверхности каждого дугообразного бугельного элемента выполнена проточка с коническими боковыми поверхностями. Внешняя боковая поверхность каждого фланца имеет конусность, равную конусности проточки, имеющейся на каждом дугообразном бугельном элементе. Дугообразные бугельные элементы располагают на фланцах соединяемых трубопроводов и стягивают их между собой с помощью резьбовых шпилек и гаек. При этом трубопроводы за счет конусности на их фланцах и на проточках дугообразных бугельных элементов стягиваются между собой в осевом направлении до создания осевого контакта с осевым упором уплотнительного кольца, а также радиального контакта его конусных уплотнительных поверхностей с конусными уплотнительными поверхностями соединяемых труб.A detachable connection is known which is closest to that proposed in design and purpose (see the prospectus of GALPERTI ENGINEERING, 2000, pp. 6-7, website of the company: www. Galperti. Com.) Containing connected cylindrical elements, in particular two steel pipes of the same diameter equipped with special flanges, a steel sealing ring with an axial stop and conical sealing surfaces, an annular clamping device for tightening the connected elements and holding them in the working position, fasteners, arcuate yokes suspended elements of the clamping device. The clamping device consists of two arcuate yoke elements having radially directed fastening protrusions at their ends, each of which has two holes for fasteners, in this case, threaded rods with nuts. A groove with conical side surfaces is made on the inner surface of each arcuate yoke element. The outer lateral surface of each flange has a taper equal to the taper of the groove present on each arcuate yoke element. The arcuate yoke elements are placed on the flanges of the connected pipelines and are pulled together by threaded rods and nuts. In this case, pipelines due to the taper on their flanges and on the grooves of the arcuate yoke elements are pulled together in the axial direction until the axial contact with the axial emphasis of the sealing ring is created, as well as the radial contact of its conical sealing surfaces with the conical sealing surfaces of the connected pipes.

Основным недостатком известного разъемного соединения является то, что оно не позволяет обеспечить высокую надежность работы из-за возможного нарушения герметичности соединения. Это связано с трудностями обеспечения равномерного распределения контактного давления на уплотнительных поверхностях уплотнительного кольца. Причина указанного недостатка заключается в особенностях конструкции известного разъемного соединения. Значительное радиальное удаление места установки крепежных деталей (резьбовых шпилек) от места, где дугообразные элементы контактируют с поверхностью фланцев, создает условия для возникновения значительных изгибающих напряжений у основания крепежного выступа в процессе стягивания дугообразных бугельных элементов между собой именно ввиду того, что усилие затяжки сосредоточено только на одной небольшой площадке каждого крепежного выступа. Нагружение известного разъемного соединения рабочим давлением среды в этом случае могло бы привести к разрушению крепежных выступов. Поэтому крепежные выступы известного разъемного соединения имеют значительные размеры, выполняются достаточно массивными и имеют сложную форму, что требует увеличения расхода металла для их изготовления и усложняет сам процесс изготовления дугообразных бугельных элементов. Кроме этого, из-за увеличенных размеров крепежных выступов требуется прикладывать увеличенное усилие затяжки шпилек для обеспечения предварительного нагружения уплотнительного кольца. Однако при этом трудно создать контактные давления равномерно на уплотнительных поверхностях по всей окружности уплотнительного кольца из-за неравномерности прижатия дугообразных бугельных элементов по всей окружности стягиваемых фланцев. Причина указанного недостатка заключается в следующем. Почти радиальное расположение крепежных выступов и радиальное удаление крепежных деталей от сопрягаемых поверхностей дугообразных элементов обусловливает то, что под действием сил предварительного нагружения, направленных тангенциально, на крепежных выступах возникает значительный по величине изгибающий момент, из-за которого концевые части дугообразных бугельных элементов прижимаются к фланцам сильнее, чем их средние части. Неравномерность прижатия дугообразных бугельных элементов к сопрягаемым поверхностям фланцев вызывает соответствующую неравномерность распределения контактного давления на уплотнительных поверхностях уплотнительного кольца. Степень указанной неравномерности возрастает, если известное разъемное соединение имеет большой диаметр, который при наличии изгибающих моментов на крепежных выступах при их большой жесткости может привести к появлению дополнительных участков с неравномерным прижатием дугообразных бугельных элементов к сопрягаемым поверхностям фланцев, что, в свою очередь, может привести к ослаблению контактных давлений на соответствующих участках поверхности уплотнительного кольца. При этом в случае нагружения известного разъемного соединения рабочим давлением среды может произойти разгерметизация уплотнительного кольца в местах, где создается наименьшая сила прижатия дугообразных элементов к фланцам.The main disadvantage of the known detachable connection is that it does not provide high reliability due to a possible violation of the tightness of the connection. This is due to difficulties in ensuring an even distribution of contact pressure on the sealing surfaces of the sealing ring. The reason for this drawback is the design features of the known detachable connection. Significant radial removal of the mounting location of the fasteners (threaded rods) from the place where the arcuate elements are in contact with the surface of the flanges creates the conditions for significant bending stresses at the base of the mounting protrusion in the process of pulling the arcuate yoke elements together, precisely because the tightening force is concentrated only on one small platform of each fixing ledge. The loading of a known detachable joint with the working pressure of the medium in this case could lead to the destruction of the mounting protrusions. Therefore, the mounting protrusions of the known detachable connection are significant, they are quite massive and have a complex shape, which requires an increase in metal consumption for their manufacture and complicates the process of manufacturing arcuate yoke elements. In addition, due to the enlarged dimensions of the mounting protrusions, it is required to apply an increased tightening force of the studs to provide pre-loading of the sealing ring. However, it is difficult to create contact pressures evenly on the sealing surfaces around the entire circumference of the sealing ring due to the uneven pressure of the arcuate yoke elements around the entire circumference of the contracted flanges. The reason for this drawback is as follows. The almost radial arrangement of the fastening protrusions and the radial removal of the fasteners from the mating surfaces of the arcuate elements leads to the fact that under the action of the preload forces directed tangentially, a significant bending moment arises on the fastening projections, due to which the end parts of the arcuate yoke elements are pressed against the flanges stronger than their middle parts. The unevenness of pressing the arcuate yoke elements to the mating surfaces of the flanges causes a corresponding uneven distribution of contact pressure on the sealing surfaces of the sealing ring. The degree of this unevenness increases if the known detachable connection has a large diameter, which, in the presence of bending moments on the mounting protrusions and their high stiffness, can lead to the appearance of additional sections with uneven compression of the arcuate yoke elements to the mating surfaces of the flanges, which, in turn, can lead to to weakening contact pressure on the corresponding surface areas of the sealing ring. In this case, in the case of loading a known detachable joint with a working pressure of the medium, depressurization of the sealing ring may occur in places where the smallest pressing force of the arcuate elements to the flanges is created.

Другой недостаток известного разъемного соединения заключается в его увеличенных габаритах, которые оно имеет по своему радиусу из-за радиальной длины крепежных выступов, что требует дополнительного рабочего пространства при монтаже рядом расположенных трубопроводов.Another disadvantage of the known detachable connection is its increased dimensions, which it has in its radius due to the radial length of the mounting protrusions, which requires additional working space when mounting adjacent pipelines.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы и обеспечение надежной герметичности разъемного соединения, а также упрощение его изготовления и уменьшение радиальных габаритов.The objective of the invention is to increase the reliability and ensure reliable tightness of the plug-in connection, as well as simplifying its manufacture and reducing radial dimensions.

Поставленная задача решается тем, что в разъемном соединении, содержащем соединяемые элементы цилиндрической формы, уплотнительное кольцо, зажимное приспособление для стягивания соединяемых элементов и удержания их в рабочем положении, крепежные детали, дугообразные бугельные элементы зажимного приспособления, согласно изобретению каждый дугообразный бугельный элемент имеет по меньшей мере на одном своем конце два крепежных выступа, расположенных симметрично относительно плоскости разъема соединения на торцевых сторонах дугообразного бугельного элемента, при этом радиальное расстояние от центральной оси соединения до геометрической оси крепежной детали выполнено меньшим, чем радиальное расстояние от центральной оси соединения до внешней стороны кольцевой части дугообразного бугельного элемента.The problem is solved in that in a detachable connection containing connected cylindrical elements, an o-ring, a clamping device for tightening the connected elements and holding them in position, fasteners, arcuate yoke elements of the clamping device, according to the invention, each arcuate yoke element has at least at least one of its ends, two mounting tabs located symmetrically relative to the plane of the connection connector on the end sides of the arc of the yoke element, while the radial distance from the central axis of the connection to the geometric axis of the fastener is made smaller than the radial distance from the central axis of the connection to the outer side of the annular part of the arcuate yoke element.

В разъемном соединении крепежные выступы могут быть расположены вдоль центральной оси соединения.In a detachable connection, the mounting protrusions may be located along the central axis of the connection.

Разъемное соединение может иметь дугообразные бугельные элементы, соединенные между собой шарнирно.The detachable connection may have arcuate yoke elements interconnected pivotally.

Технический результат изобретения выражается в уменьшении степени воздействия усилия затяжки на каждый крепежный выступ за счет распределения этого усилия между двумя крепежными выступами, а также в обеспечении равномерного распределения контактного давления на уплотнительных поверхностях уплотнительного кольца разъемного соединения благодаря исключению возникновения изгибающего момента на крепежных выступах за счет сокращения радиального расстояния между геометрической осью крепежной детали и сопрягаемой поверхностью фланца.The technical result of the invention is expressed in reducing the degree of influence of the tightening force on each fastening protrusion due to the distribution of this force between the two fastening protrusions, as well as in ensuring uniform distribution of contact pressure on the sealing surfaces of the sealing ring of the detachable joint due to the elimination of bending moment on the fastening protrusions by reducing radial distance between the geometrical axis of the fastener and the mating surface of the flange .

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид в аксонометрии разъемного соединения в сборе; на фиг.2 - вид на это соединение с частичным продольным разрезом; на фиг.3 - вид с торца на зажимное приспособление с двумя дугообразными бугельными элементами, скрепленными шпильками с обеих сторон; на фиг.4 - вид сверху на отдельный дугообразный бугельный элемент и на проточку с коническими боковыми поверхностями, выполненную на его внутренней стороне; на фиг.5 - вид с торца на соединение, которое имеет дугообразные бугельные элементы, соединенные между собой шарнирно.The essence of the invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view in a perspective view of a detachable connection assembly; figure 2 is a view of this connection with a partial longitudinal section; figure 3 is an end view of the clamping device with two arcuate yoke elements fastened with studs on both sides; figure 4 is a top view of a separate arcuate yoke element and a groove with conical side surfaces made on its inner side; figure 5 is an end view of the connection, which has an arcuate yoke elements interconnected pivotally.

Предлагаемое разъемное соединение в собранном виде содержит соединяемые между собой элементы цилиндрической формы, например трубопроводы 1 и 2, расположенные на общей центральной оси и имеющие на соединяемых концах специальные фланцы 3 и 4, расположенные симметрично относительно поперечной плоскости разъема соединения. Внутри трубопроводов 1 и 2 между фланцами 3 и 4 установлено уплотнительное кольцо 5, имеющее осевой упор 6 и конические кольцевые поверхности 7 и 8, сопряженные с коническими поверхностями (на чертежах не обозначены), выполненными на внутренней стороне трубопроводов 1 и 2 (фиг.2). По окружности фланцев 3 и 4 размещено зажимное приспособление для стягивания соединяемых трубопроводов 1 и 2 и удержания их в рабочем положении. Зажимное приспособление состоит по меньшей мере из двух дугообразных бугельных элементов - верхнего элемента 9 и нижнего элемента 10. Каждый дугообразный бугельный элемент 9 и 10 имеет по меньшей мере на одном своем конце два крепежных выступа 11 и 12, расположенных симметрично относительно поперечной плоскости разъема соединения на торцевых сторонах дугообразных бугельных элементов 9 и 10. При этом крепежные выступы 11 и 12 направлены в противоположные стороны и расположены вдоль общей центральной оси соединения (фиг.1 и 2). На других концах дугообразных бугельных элементов 9 и 10 могут быть также выполнены крепежные выступы 11 и 12 (фиг.4) или они могут быть соединены между собой шарнирно с помощью промежуточного дугообразного бугельного элемента 13, оба конца которого имеют крепежные детали - шарнирные оси 14, которые входят в отверстия 15, выполненные на свободных концах дугообразных бугельных элементов 9 и 10 (фиг.5). Каждый крепежный выступ 11 и 12 имеет по одному отверстию 16 (фиг.4) под крепежные детали - резьбовые шпильки 17, на концах которых навинчены гайки 18. На внутренней поверхности каждого дугообразного бугельного элемента 9, 10 и 13 выполнена проточка 19 с коническими боковыми поверхностями 20 и 21. Внешние боковые поверхности 22 и 23 каждого фланца 3 и 4 имеют конусность, равную конусности боковых поверхностей 20 и 21 проточки 19 на каждом дугообразном бугельном элементе 9, 10 и 13 (фиг.2, 4 и 5). На торцевых стенках с внутренней стороны дугообразных бугельных элементов 9, 10 и 13 выполнены компенсационные пазы 24. Радиальное расстояние L₁ от центральной оси соединения до геометрических осей крепежных деталей - шпилек 17 и шарнирных осей 14 выполнено меньшим, чем радиальное расстояние L₂ от центральной оси соединения до внешней стороны кольцевой части дугообразных бугельных элементов 9, 10 и 13 (фиг.3 и 5). Таким образом, благодаря тому, что крепежные выступы 11 и 12 выполнены на торцевых сторонах дугообразных бугельных элементов 9 и 10 и ориентированы вдоль центральной оси соединения, они не выходят за пределы кольцевого размера дугообразных бугельных элементов 9 и 10, определяющего их радиальные габариты.The proposed detachable connection in assembled form contains interconnected elements of a cylindrical shape, for example, pipelines 1 and 2 located on a common central axis and having special flanges 3 and 4 at the connected ends located symmetrically with respect to the transverse plane of the connection connector. Inside the pipelines 1 and 2, between the flanges 3 and 4, a sealing ring 5 is installed, having an axial stop 6 and conical annular surfaces 7 and 8, mating with conical surfaces (not indicated in the drawings) made on the inner side of pipelines 1 and 2 (Fig. 2 ) Around the circumference of the flanges 3 and 4 there is a clamping device for tightening the connected pipelines 1 and 2 and holding them in the working position. The clamping device consists of at least two arcuate yoke elements - the upper element 9 and the lower element 10. Each arcuate yoke element 9 and 10 has at least one of its end two mounting tabs 11 and 12, located symmetrically relative to the transverse plane of the connection connector on the end sides of the arcuate yoke elements 9 and 10. In this case, the mounting protrusions 11 and 12 are directed in opposite directions and are located along the common central axis of the connection (figure 1 and 2). At the other ends of the arcuate yoke elements 9 and 10 can also be made mounting protrusions 11 and 12 (figure 4) or they can be interconnected using an intermediate arcuate yoke element 13, both ends of which have fasteners - hinge axis 14, which enter the holes 15 made on the free ends of the arcuate yoke elements 9 and 10 (figure 5). Each mounting protrusion 11 and 12 has one hole 16 (Fig. 4) for fasteners - threaded rods 17, the ends of which are screwed nuts 18. On the inner surface of each arcuate yoke element 9, 10 and 13 is made a groove 19 with conical side surfaces 20 and 21. The outer side surfaces 22 and 23 of each flange 3 and 4 have a taper equal to the taper of the side surfaces 20 and 21 of the groove 19 on each arcuate yoke element 9, 10 and 13 (FIGS. 2, 4 and 5). On the end walls on the inner side of the arcuate yoke elements 9, 10 and 13, compensation grooves are made 24. The radial distance L ₁ from the central axis of the connection to the geometric axes of the fasteners - studs 17 and hinge axes 14 is made smaller than the radial distance L ₂ from the central axis connection to the outer side of the annular part of the arcuate yoke elements 9, 10 and 13 (Fig.3 and 5). Thus, due to the fact that the mounting protrusions 11 and 12 are made on the end faces of the arcuate yoke elements 9 and 10 and are oriented along the central axis of the connection, they do not go beyond the ring size of the arcuate yoke elements 9 and 10, which determines their radial dimensions.

Предложенное разъемное соединение работает следующим образом.The proposed detachable connection works as follows.

После установки внутри трубопроводов 1 и 2 уплотнительного кольца 5 и сближения их до стыковки с его осевым упором 6 на фланцы 3 и 4 устанавливают зажимное приспособление и производят затяжку гаек 18 на шпильках 17. В процессе затяжки крепежных деталей дугообразные бугельные элементы 9, 10 и 13 смещаются в радиальном направлении к центральной оси соединения и зажимают фланцы 3 и 4, стягивая их между собой в осевом направлении за счет конусности своих поверхностей 20 и 21 и конусности поверхностей 22 и 23 на фланцах 3 и 4 до создания расчетного усилия затяжки, которое распределяется равномерно между крепежными выступами 11 и 12 благодаря их симметричному расположению. Геометрические оси шпилек 17, шарнирных осей 14 и сопрягаемые поверхности 20 и 21, 22 и 23 находятся почти на одинаковом радиальном расстоянии L₁ от центральной оси соединения. Поэтому крепежные выступы 11 и 12, а также шарнирные оси 14 не испытывают чрезмерных изгибающих напряжений, направленных радиально к сопрягаемым поверхностям 22 и 23, благодаря чему обеспечивается равномерное прижатие дугообразных бугельных элементов 9, 10 и 13 к боковым поверхностям 22 и 23 по всей окружности фланцев 3 и 4. В результате легко обеспечиваются равномерные и одинаковые значения предварительных контактных давлений на сопрягаемых уплотнительных поверхностях 7, 8 и на торцевых поверхностях осевого упора 6 уплотнительного кольца 5 и на конических поверхностях трубопроводов 1 и 2.After the installation of the sealing ring 5 inside the pipelines 1 and 2 and their rapprochement with the axial stop 6 on the flanges 3, a clamping device is installed on the flanges 3 and 4 and the nuts 18 are tightened on the studs 17. During the fastening of the fasteners, the arcuate yoke elements 9, 10 and 13 they are shifted in the radial direction to the central axis of the connection and clamp the flanges 3 and 4, pulling them together in the axial direction due to the taper of their surfaces 20 and 21 and the taper of the surfaces 22 and 23 on the flanges 3 and 4 until the calculated effort is tightened jaws, which is distributed evenly between the mounting tabs 11 and 12 due to their symmetrical arrangement. The geometric axis of the studs 17, the hinge axles 14 and the mating surfaces 20 and 21, 22 and 23 are located at almost the same radial distance L ₁ from the Central axis of the connection. Therefore, the mounting protrusions 11 and 12, as well as the hinge axis 14 do not experience excessive bending stresses directed radially to the mating surfaces 22 and 23, which ensures uniform pressing of the arcuate yoke elements 9, 10 and 13 to the side surfaces 22 and 23 around the entire circumference of the flanges 3 and 4. As a result, uniform and identical values of the preliminary contact pressures on the mating sealing surfaces 7, 8 and on the end surfaces of the axial stop 6 of the sealing ring 5 and on ble surfaces of pipes 1 and 2.

Под воздействием рабочего давления внутренней среды, подаваемой в трубопроводы 1 и 2, контактное давление на уплотнительных поверхностях 7 и 8 уплотнительного кольца 5 возрастает относительно его значений, которые созданы заданным предварительным усилием затяжки. При этом равномерность распределения контактного давления на всех уплотнительных поверхностях по всей окружности кольца 5 сохраняется за счет достигнутой при затяжке равномерности прижатия дугообразных бугельных элементов 9, 10 и 13 к фланцам 3 и 4. Благодаря этому повышается надежность работы и обеспечивается надежность герметичности разъемного соединения.Under the influence of the working pressure of the internal medium supplied to the pipelines 1 and 2, the contact pressure on the sealing surfaces 7 and 8 of the sealing ring 5 increases relative to its values, which are created by a predetermined preliminary tightening force. Moreover, the uniformity of the contact pressure distribution on all sealing surfaces around the entire circumference of the ring 5 is maintained due to the uniformity of the compression of the arcuate yoke elements 9, 10 and 13 against the flanges 3 and 4, achieved by tightening.

Таким образом, преимуществами предлагаемой конструкции разъемного соединения по сравнению с прототипом являются его высокая надежность работы и надежная герметичность. Кроме того, зажимное приспособление имеет меньшие радиальные размеры и меньшую массу, а также проще в изготовлении за счет возможности использования для его изготовления не отливок, а трубных заготовок, удобных для токарной обработки.Thus, the advantages of the proposed design of the detachable connection in comparison with the prototype are its high reliability and reliable tightness. In addition, the clamping device has a smaller radial size and lower weight, and is also easier to manufacture due to the possibility of using for its manufacture not castings, but pipe blanks suitable for turning.

Claims

1. A detachable connection containing connected cylindrical elements, a sealing ring, a clamping device for tightening the connected elements and holding them in position, fasteners, arcuate yoke elements of the clamping device, characterized in that each arcuate yoke element has at least at one end there are two mounting protrusions located symmetrically relative to the plane of the connection connector on the end sides of the arcuate yoke element, while p The adial distance from the central axis of the joint to the geometric axis of the fastener is smaller than the radial distance from the central axis of the joint to the outer side of the annular part of the arcuate yoke element.

2. The detachable connection according to claim 1, characterized in that the mounting tabs are located along the Central axis of the connection.

3. The detachable connection according to claim 1, characterized in that it has arched yoke elements connected articulously.