RU2289058C1

RU2289058C1 - Pipeline coupling

Info

Publication number: RU2289058C1
Application number: RU2005116806/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Зинаков (RU); Алексей Алексеевич Зинаков; Геннадий Васильевич Новожилов (RU); Геннадий Васильевич Новожилов; Владимир Васильевич Балагуров (RU); Владимир Васильевич Балагуров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "БАЛТПРОМАРМАТУРА"
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2006-12-10

Abstract

FIELD: valving.

SUBSTANCE: pipeline coupling comprises housing with longitudinal joint in the plane that divides the housing into top and bottom sections. The sections are the same and provided with rigid fastening flanges for tightening the housing of the coupling with the pipeline by means of threaded ties. The groove in the top section receives the flexible ring member for sealing the housing joint. The housing of the coupling is provided with the detachable seat branch pipes for the pipeline. The branch pipes receive flexible detachable seats made of semi-rings. The plane of the joint of the flexible seats is in coincident with the plane that divides the housing into the top and bottom sections. The semi-rings of the flexible seats receive the ring flexible member. The grooves of the branch pipes receive the additional detachable flexible seats-semi-rings. The plane of the additional flexible seats is shifted with respect to the plane of the joint of the main flexible seats at an angle, e.g. 90°.

EFFECT: enhanced reliability.

Description

Изобретение относится к области арматуростроения, а именно к трубопроводным муфтам, и может быть использовано при монтаже и аварийно-восстановительном ремонте пневмогидравлических магистралей промышленного и бытового назначения.The invention relates to the field of valve manufacturing, namely to pipe couplings, and can be used in the installation and emergency repair of pneumohydraulic lines for industrial and domestic purposes.

Широко известны муфты для соединения трубопроводов, один из которых выполнен с гладким концом, а другой - с раструбом. Между концами соединяемых трубопроводов размещены эластичные герметизирующие элементы, а образованные в раструбе полости заполнены герметизирующим материалом, например мастикой (авторское свидетельство СССР №836442, МПК F 16 L 21/04, дата публикации 07.06.1981). Конструкция раструбного соединения позволяет компенсировать возникающие в процессе монтажа или эксплуатации трубопровода перекосы и смещения элементов трубного соединения.Couplings for connecting pipelines are widely known, one of which is made with a smooth end, and the other with a bell. Elastic sealing elements are placed between the ends of the connected pipelines, and the cavities formed in the socket are filled with sealing material, for example, with mastic (USSR copyright certificate No. 836442, IPC F 16 L 21/04, publication date 06/07/1981). The design of the bell-shaped connection allows you to compensate for distortions and displacements of the elements of the pipe connection that occur during installation or operation of the pipeline.

Под воздействием почвенной, химической, электрохимической, электрической коррозии и других внешних воздействий в трубах и их соединениях возникают локальные повреждения в виде коррозионных язв, трещин, свищей, кратеров, которые являются источниками протечек транспортируемого по трубам продукта (жидкостей, газов, пара, проч.). Для устранения этих явлений разрушения действующих трубопроводов применяют ремонтные и защитные муфтовые устройства.Under the influence of soil, chemical, electrochemical, electrical corrosion and other external influences in pipes and their joints, local damage occurs in the form of corrosion ulcers, cracks, fistulas, craters, which are sources of leakage of the product transported through pipes (liquids, gases, steam, etc. ) To eliminate these phenomena of destruction of existing pipelines, repair and protective coupling devices are used.

Известна муфта для ремонта трубопроводного соединения, защищенная патентом US5375888, МПК⁵ F 16 L 55/16, дата публикации 27.12.1994. Ремонтная муфта содержит два фланцевых сегмента жесткого корпуса, плотно надеваемых на ремонтируемый трубопровод снаружи от первичного трубопроводного соединения и стягиваемых болтами. Ремонтная муфта снабжена эластичными элементами, герметизирующими ее внутреннюю полость.A known coupling for repairing a pipe connection, protected by patent US5375888, IPC ⁵ F 16 L 55/16, publication date 12/27/1994. The repair sleeve contains two flanged segments of the rigid body tightly mounted on the pipeline being repaired outside of the primary pipe connection and tightened by bolts. The repair clutch is equipped with elastic elements that seal its internal cavity.

Недостатком аналога является жесткая фиксация муфты на трубопроводе, препятствующая компенсации угловых и радиальных относительных смещений элементов защищаемого трубопровода.The disadvantage of this analogue is the rigid fixation of the coupling on the pipeline, preventing the compensation of the angular and radial relative displacements of the elements of the protected pipeline.

Известен фитинг для устранения протечек, возникающих в местах концентрации напряжений в Т-образных и угловых соединительных трубопроводных муфтах (патент US 3944260, МПК⁵ F 16 L 55/18, дата публикации 16.03.1976). Фитинг состоит из двух фланцевых сегментов и предназначен для плотного жесткого схватывания соединительной трубопроводной муфты и соединяемого трубопровода. Фитинг герметизирован эластичной набивкой.Known fitting to eliminate leaks that occur in places of stress concentration in the T-shaped and angular connecting pipe couplings (patent US 3944260, IPC ⁵ F 16 L 55/18, publication date 03.16.1976). The fitting consists of two flanged segments and is designed for tight rigid gripping of the connecting pipe coupling and the connected pipe. The fitting is sealed with elastic packing.

Недостатком фитинга также является излишняя жесткость, сужающая его функциональные возможности в области компенсации относительных смещений соединяемых участков трубопровода.The disadvantage of the fitting is also excessive rigidity, narrowing its functionality in the field of compensation of relative displacements of the connected sections of the pipeline.

Прототипом заявляемой трубопроводной муфты является защитная антикоррозионная муфта для раструбных соединений подземных трубопроводов (патент US3851671, МПК F 16 L 55/17, дата публикации 03.12.1974). Защитная муфта выполнена в виде разъемного полимерного хомута сферической формы с посадочными патрубками и разъемными эластичными седлами для соединяемого трубопровода. Вдоль разъема хомута полусферы снабжены рядом ответных профилированных упругих отбортовок, соединяемых друг с другом при монтаже хомута на трубопроводе с помощью упругих тангенциальных зажимов. Разъем защитного хомута герметизирован эластичным элементом. Объемная форма хомута, упругое исполнение его корпуса, крепежных элементов, наличие эластичных седел позволяют хомуту совместно с первичным раструбным соединением трубопровода компенсировать возникающие в процессе эксплуатации угловые, радиальные и осевые относительные смещения соединяемых труб.The prototype of the claimed pipeline coupling is a protective anti-corrosion coupling for socket connections of underground pipelines (patent US3851671, IPC F 16 L 55/17, publication date 12/03/1974). The protective sleeve is made in the form of a demountable polymeric collar of a spherical shape with landing tubes and detachable elastic saddles for the connected pipeline. Along the connector connector, the hemispheres are equipped with a number of reciprocal profiled elastic flanges, connected to each other when mounting the clamp on the pipeline using elastic tangential clamps. The protective clamp connector is sealed with an elastic element. The volumetric shape of the clamp, the elastic design of its body, fasteners, the presence of elastic seats allow the clamp together with the primary socket connection of the pipeline to compensate for the angular, radial and axial relative displacements of the pipes being connected during operation.

Недостатком прототипа является его узкая функциональная направленность на обеспечение лишь антикоррозионной защиты первичного монтажно-ремонтного муфтового соединения трубопровода. Низкие прочностные характеристики прототипа не позволяют использовать его в качестве самостоятельного соединительно-ремонтного компенсирующего устройства на тяжело нагруженных трубопроводах.The disadvantage of the prototype is its narrow functional focus on providing only anti-corrosion protection of the primary installation and repair of the sleeve coupling of the pipeline. The low strength characteristics of the prototype do not allow it to be used as an independent connecting and repair compensating device on heavily loaded pipelines.

Заявляемое изобретение решает техническую задачу расширения функциональных возможностей компенсационной трубопроводной муфты за счет повышения надежности ее работы на тяжело нагруженных магистралях.The claimed invention solves the technical problem of expanding the functionality of a compensating pipe coupling by increasing the reliability of its operation on heavily loaded highways.

Заявленная техническая задача решена в конструкции трубопроводной муфты, корпус которой выполнен с продольным разъемом, скреплен по разъему соединительными элементами и герметизирован эластичным элементом, снабжен посадочными патрубками и эластичными разъемными седлами. Корпус выполнен жестким, разъем корпуса выполнен фланцевым, соединительные элементы выполнены жесткими, например в виде резьбовых тяг. Эластичный элемент выполнен в виде замкнутого кольца. Эластичные разъемные седла выполнены в виде полуколец для фиксации в них эластичного элемента и снабжены дополнительными эластичными седлами-полукольцами, плоскость разъема которых смещена относительно плоскости разъема основных эластичных седел, например, на 90°.The claimed technical problem is solved in the design of the pipe coupling, the casing of which is made with a longitudinal connector, fastened to the connector by connecting elements and sealed with an elastic element, equipped with fittings and elastic split seats. The housing is rigid, the housing connector is flanged, the connecting elements are rigid, for example in the form of threaded rods. The elastic element is made in the form of a closed ring. The elastic split seats are made in the form of half rings for fixing the elastic element in them and are equipped with additional elastic half rings, the plane of the connector of which is offset from the plane of the main elastic seats, for example, by 90 °.

Существо изобретения поясняется чертежом, на фиг.1 которого изображена заявляемая трубопроводная муфта, вид на разъем; на фиг.2 - то же, вид с торца и разрез по А-А фиг.1.The invention is illustrated in the drawing, figure 1 which shows the inventive pipe sleeve, view of the connector; figure 2 is the same, end view and a section along aa of figure 1.

Трубопроводная муфта содержит корпус с продольным разъемом в плоскости «а-а», делящим его пополам на верхний 1 и нижний 2 сегменты. Сегменты 1 и 2 снабжены жесткими крепежными фланцами 3 и 4 для плотной стяжки корпуса муфты на трубопроводе 5 с помощью резьбовых тяг, например с помощью болтов 6 и гаек 7. В канавке 8 верхнего сегмента 1 установлен эластичный кольцевой элемент 9 для герметизации разъема корпуса. Корпус муфты снабжен разъемными посадочными патрубками 10 и 11 для трубопровода 5. В патрубках 10 и 11 выполнены канавки 12 и 13, в которых установлены эластичные разъемные седла для трубопровода 5, состоящие из полуколец 14, 15, 16 и 17. Плоскость разъема эластичных седел совпадает с плоскостью «а-а» разъема корпуса муфты. В полукольцах 14, 15, 16 и 17 эластичных седел зафиксирован кольцевой эластичный элемент 9. В канавках 12 и 13 патрубков 10 и 11 размещены также дополнительные, разъемные в плоскости «в-в», эластичные седла-полукольца 18, 19, 20 и 21. Плоскость разъема «в-в» дополнительных эластичных седел смещена относительно плоскости разъема «а-а» основных эластичных седел на угол α, равный например 90°. Корпус муфты содержит свободное внутреннее пространство 22 для компенсации взаимных угловых отклонений и радиальных смещений концов монтируемого либо восстанавливаемого трубопровода 5. В частном случае в свободном внутреннем пространстве 22 корпуса может быть размещено первичное раструбное соединение 23 трубопровода 5. Фланцевый корпус муфты и соединительные элементы выполнены из материала с высокими прочностными характеристиками, например из чугуна.The pipe coupling contains a housing with a longitudinal connector in the plane "aa", dividing it in half into the upper 1 and lower 2 segments. Segments 1 and 2 are equipped with rigid mounting flanges 3 and 4 for tightly tightening the coupling housing on the pipeline 5 using threaded rods, for example, bolts 6 and nuts 7. An elastic ring element 9 is installed in the groove 8 of the upper segment 1 to seal the housing connector. The coupling body is equipped with detachable fittings 10 and 11 for pipe 5. In the pipes 10 and 11 grooves 12 and 13 are made, in which elastic detachable seats for pipe 5 are installed, consisting of half rings 14, 15, 16 and 17. The plane of the connector of the elastic seats is the same with the plane “aa” of the coupling housing connector. An annular elastic element 9 is fixed in the half rings 14, 15, 16, and 17 of the elastic seats. In the grooves 12 and 13 of the nozzles 10 and 11, additional elastic half-rings 18, 19, 20, and 21 are also detachable The plane of the connector "in-in" the additional elastic seats is offset relative to the plane of the connector "aa" of the main elastic seats by an angle α equal to, for example, 90 °. The coupling housing contains a free inner space 22 to compensate for mutual angular deviations and radial displacements of the ends of the installed or restored pipeline 5. In a particular case, the primary socket connection 23 of the pipeline 5 can be placed in the free inner space 22 of the housing 5. The flange housing of the coupling and connecting elements are made of material with high strength characteristics, such as cast iron.

Сборка заявляемой муфты на трубопроводе 5 осуществляется следующим образом.The assembly of the inventive coupling on the pipeline 5 is as follows.

При выполнении работ по монтажу трубопровода 5 сегменты 1 и 2 корпуса муфты в сборе с полукольцами 14-21 эластичных седел устанавливают на концах соединяемых труб. При выполнении работ по восстановлению герметичности действующего трубопровода 5 в результате его локального повреждения, в том числе со смещением, сегменты 1 и 2 корпуса муфты в сборе с полукольцами 14-21 эластичных седел устанавливают снаружи от дефектного участка трубопровода без его удаления. При выполнении работ по устранению течи в месте первичного соединения труб, например раструбного соединения 23, сегменты 1 и 2 корпуса муфты в сборе с полукольцами 14-21 эластичных седел устанавливают снаружи от первичного трубного соединения 23.When performing the installation of pipeline 5, segments 1 and 2 of the coupling housing assembly with half rings of 14-21 elastic seats are installed at the ends of the pipes to be joined. When performing work to restore the tightness of the existing pipeline 5 as a result of its local damage, including displacement, segments 1 and 2 of the coupling body assembly with half rings of 14-21 elastic seats are installed outside the defective section of the pipeline without removing it. When performing works to eliminate leaks at the place of the primary pipe connection, for example, socket connection 23, segments 1 and 2 of the coupling body assembly with half rings 14-21 of elastic seats are installed outside of the primary pipe connection 23.

Стяжку сегментов 1 и 2 на трубопроводе производят с помощью болтов 6 и гаек 7. При этом происходит равномерное поперечное обжатие кольцевого уплотнительного элемента 9 и равномерное радиальное обжатие эластичных седел из полуколец 14-21 с усилием, достаточным для деформации эластомера. По мере увеличения стягивающего усилия со стороны резьбовых тяг посадочные поверхности эластичных седел приобретают размер и форму, соответствующие форме и размерам внешних поверхностей трубопровода 5.The coupler of segments 1 and 2 on the pipeline is produced using bolts 6 and nuts 7. In this case, uniform transverse compression of the annular sealing element 9 and uniform radial compression of the elastic seats from half rings 14-21 with a force sufficient to deform the elastomer occur. As the tensile force from the threaded rods increases, the seating surfaces of the elastic seats acquire a size and shape corresponding to the shape and dimensions of the outer surfaces of the pipeline 5.

В результате предварительного обжатия эластичного элемента 9 и эластичных седел происходит центровка трубопроводной муфты, а посадочные поверхности эластичных полуколец 14-21 служат при этом опорно-центрирующими поверхностями. В процессе последующего обжатия выбираются все технологические радиальные зазоры между посадочными поверхностями муфты и наружным диаметром трубопровода 5, которые учитывают допуски на овальность и конусность трубопровода, возможные относительные смещения участков трубопровода. Образующийся в результате окончательной затяжки сегментов 1 и 2 на трубопроводе 5 натяг эластичного элемента 9 и эластичных седел во всех направлениях достаточен для обеспечения прочноплотного соединения посадочных патрубков 10, 11 муфты с трубопроводом 5, герметизации разъема и торцов муфты.As a result of preliminary compression of the elastic element 9 and the elastic seats, the pipe sleeve is centered, and the seating surfaces of the elastic half rings 14-21 serve as supporting-centering surfaces. In the process of subsequent compression, all technological radial gaps between the fitting surfaces of the coupling and the outer diameter of the pipeline 5 are selected, which take into account the tolerances for the ovality and conicity of the pipeline, possible relative displacements of the pipeline sections. The tension of the elastic element 9 and elastic seats in all directions resulting from the final tightening of segments 1 and 2 on the pipeline 5 is sufficient to ensure a tight connection of the fittings 10, 11 of the coupling with the pipeline 5, sealing the connector and the ends of the coupling.

Работа заявляемой трубопроводной муфты осуществляется следующим образом.The operation of the inventive pipeline coupling is as follows.

При подаче по трубопроводу 5 рабочей среды наличие в жестком корпусе трубопроводной муфты разнесенных эластичных седел обеспечивает равномерное прилегание посадочных поверхностей муфты по всей длине окружности трубопровода, равномерное распределение нагрузки на трубопровод, создание регулируемых разгружающих напряжений в трубе. Упрочненный заявляемой муфтой участок трубопровода приобретает несущую способность, не уступающую по величине несущей способности целой трубы.When a working medium is supplied through pipeline 5, the presence of spaced elastic seats in the rigid body of the pipeline coupling ensures a uniform fit of the coupling seating surfaces along the entire circumference of the pipeline, uniform distribution of the load on the pipeline, and the creation of adjustable unloading stresses in the pipe. The pipeline section hardened by the claimed coupling acquires a bearing capacity not inferior in magnitude to the carrying capacity of the whole pipe.

Эластичные седла защищают корпус муфты от динамических воздействий, возникающих в процессе эксплуатации при смещениях и перекосах соседних участков трубопровода. В свободном пространстве 22 внутри корпуса муфты эти смещения и перекосы компенсируются.Elastic saddles protect the coupling housing from dynamic influences arising during operation during displacements and distortions of adjacent sections of the pipeline. In the free space 22 inside the coupling housing, these displacements and distortions are compensated.

Таким образом, жесткая силовая конструкция корпуса, его высокая несущая способность наряду с высокой компенсирующей способностью обеспечивают заявляемой муфте универсальность свойств и широту области применения в качестве надежного и долговечного соединительного, усиливающего, защитного и ремонтного устройства на трубопроводах различного назначения.Thus, the rigid power structure of the body, its high bearing capacity along with high compensating ability provide the claimed coupling with the versatility of properties and the breadth of scope as a reliable and durable connecting, reinforcing, protective and repair device on pipelines for various purposes.

Claims

The pipe coupling, the housing of which is made with a longitudinal connector, is fastened to the connector by connecting elements and sealed with an elastic element, equipped with fittings with detachable elastic seats, characterized in that the housing is rigid, the housing connector is made flanged, the connecting elements are rigid, for example, in the form threaded rods, the elastic element is made in the form of a closed ring, and detachable elastic saddles are made in the form of half rings for fixing the elastic element in them and equipped with additional elastic saddles-semicircles, the plane of the connector of which is offset from the plane of the main elastic seats, for example, by 90 °.