RU23982U1 - Устройство для уплотнения муфтового соединения при гидроиспытаниях труб - Google Patents

Description

.-2 -5 ;D-;Tj--;f 7-о

-J J - Q 2/08

Устройство для уплотнения муфтового соединения при гидроиспытаниях труб

Полезная модель относится к устройствам для контроля и оценки качества резьбового соединения трубчатых элементов-трубы и муфты, и может найти применение при гидравлических испытаниях на герметичность соединений таких элементов в трубопроводах.

Известно устройство для проверки герметичности соединения трубчатых элементов, содержащее испытываемые внутренний и наружный трубчатые элементы, соединенные между собой, и герметизирующее технологическое приспособление, закрепленное в испытываемых трубчатых элементах (см. авторское свидетельство СССР № 1656186, МПК F 15В 19/00, 1991).

Недостаток известного технического решения заключается в сложной конструкции устройства и в недостаточно надежной работе устройства вследствие низкого качества герметизации соединения испытываемого элемента трубопровода и герметизирующего технологического

F15B 19/00

приспособления, что вносит неизбежные ошибки в результаты контроля, делая их недостоверными.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства для уплотнения муфтового соединения, повышение достоверности операции контроля герметичности соединения путем повышения надежности работы устройства за счет улучшения качества герметизации соединения герметизирующего технологического приспособления и испытываемого элемента трубопровода.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для уплотнения муфтового соединения при гидроиспытаниях труб содержит испытываемые наружный и внутренний элементы, а именно муфту и трубу, соединенные резьбой, и герметизирующее технологическое приспособление, при этом, согласно настоящей полезной модели, герметизирующее технологическое приспособление выполнено в виде штока с уплотнением и резьбовой головкой, предназначенной для взаимодействия с резьбой муфты трубопровода, гильзы с наружной ступенчатой поверхностью, образованной из участков большего диаметра и меньшего диаметра, соединенных конической поверхностью, гильза установлена своей внутренней поверхностью через уплотнение на штоке, и на ней смонтирован набор из жесткого нажимного и

эластичного уплотнительного колец, размещенных на гильзе и предназначенных для взаимодействия: первое-с обращенными друг к: другу ступенчатой поверхностью участка меньшего диаметра гильзы и внутренней конической поверхностью муфты, а второе-с обращенными друг к другу ступенчатой поверхностью участка большего диаметра гильзы и внутренней поверхностью муфты, а также и с торцевой поверхностью подвижного упора, при этом последний смонтирован, преимущественно, на поверхности гильзы с возможностью осевых перемещений, величина которых соответствует осевому ходу герметизирующего технологического приспособления при силовом взаимодействии резьбы его резьбовой головки с резьбой муфты, и прижат упругим элементом к эластичному уплотнительному кольцу, а гильза установлена на штоке таким образом, что поверхность участка меньшего диаметра гильзы прилегает к резьбовой головке.

Целесообразно жесткое (нажимное) кольцо выполнить, например, из металла, а эластичное (уплотнительное) кольцо-из резины или эластомера.

Внутренний и наружный элементы трубопровода выполняются, как правило, в виде трубы и соединительной муфты. Внутренняя поверхность последней имеет

предусмотренные стандартом сопряженные конический и цилиндрический участки, поверхности которых эквидистантны соответствующим поверхностям жесткого нажимного кольца.

Целесообразно, чтобы поверхности соответствующих ступенчатых участков на гильзе были сопряжены между собой по конической поверхностью, при этом желательно, чтобы внутренняя поверхность жесткого кольца, контактирующая с упомянутой поверхностью сопряжения гильзы, также была выполнена конической.

Соединение из трубы и муфты имеет, соответственно, наружный и внутренний конические участки взаимодействующих поверхностей с присоединительной (крепежной) конической резьбой. Резьбовая головка также имеет участок конической поверхности с соответствующей резьбой.

Подвижный упор герметизирующего технологического приспособления целесообразно выполнить в виде кольца, смонтированного с возможностью осевых перемещений относительно гильзы по направляющим (направляющей поверхности) на последней, диаметр которой, преимущественно, равен диаметру большего участка гильзы, которая снабжена радиальным выступом, выполняющим роль первого ограничителя осевых перемещений подвижного упора.

Гильза снабжена также фланцем, между торцевой поверхностью которого и подвижным упором размещен упругий элемент, выполненный, например, в виде пружин сжатия, равномерно расположенных по окружности и смонтированных каждая на цилиндрическщй скалке, закрепленнщй одним концом на упомянутом фланце, а второй конец скалки размещен в соответствующем осевом отверстии подвижного упора.

При таком выполнении герметизирующего технологического приспособления целесообразно на торце свободного конца каждой цилиндрической скалки разместить второй ограничитель осевого перемещения подвижного упора, выполненный в виде радиального выступа на одной (каждой) или нескольких (всех) скалках.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где:

на фиг.1 показано устройство в разрезе;

на фиг.2-взаморасположение элементов устройства в исходном положении (до начала испытаний, разрез);

на фиг.3-тоже, при проведении испытаний.

Устройство для уплотнения муфтового соединения труб содержит испытываемые элементы трубопровода: внутренний элемент 1 (трубу) и наружный элемент 2 (муфту), соединенные между собой по конической резьбе, и

герметизирующее технологическое приспособление, закрепленное в муфте 2. Герметизирующее технологическое приспособление для выполнено в виде штока 3 с неподвижным уплотнением 4 и резьбовой головкой 5, вворачиваемой в муфту 2, гильзы 6 со ступенчатыми участками наружной поверхности, установленной своей внутренней поверхностью 7 через уплотнение 4 на штоке 3, жесткого (преимущественно, металлического) нажимного кольца 8, эластичного (например, резинового) уплотнительного кольца 9, и подвижного упора 10, выполненного с возможностью взаимодействия с нажимным металлическим кольцом 8 через уплотнительное резиновое кольцо 9, при этом нажимное кольцо 8 размещено на гильзе б на участке ступенчатой поверхности 11 меньшего диаметра, а подпружиненный упор

10может быть смонтирован на участке поверхности 12 большего диаметра, которая выполняет роль направляющей осевого перемещения упомянутого упора. На этом же участке

11поверхности размещено и уплотнительное резиновое кольцо 9, которое при растяжении будет иметь внутренний диаметр, соответствующий диаметру поверхности участка 12 гильзы.

Целесообразно, чтобы участки 11 и 12 (соответственно, меньшего и большего диаметров) на

наружной ступенчатой поверхности гильзы 6 были сопряжены между собой по конической поверхности 13. Такую же форму (эквидистантную или близкую к ней) при этом имеет и контактирующая с поверхностью 13 ответная поверхность нажимного металлического кольца 8.

Испытываемые труба 1 и муфта 2 имеют, соответственно, наружный и внутренний конические участки 14 и 15 поверхности с силовой крепежной резьбой 16, по которой осуществляется соединение упомянутых элементов, и герметичность которой проверяется заявляемым устройством.

В подвижном упоре 10 выполнены осевые отверстия (проходы) 17, которые служат направляющими для установленных в них цилиндрических скалок 18, закрепленных одним своим концом на фланце, выполненном на гильзе 6. На гильзе выполнен первый ограничитель 19 осевого перемещения подвижного упора 10 (в направлении перемещения от резьбовой головки 5) , выполненный в виде радиального выступа на гильзе. Между обращенными друг к другу торцевыми поверхностями подвижного упора 10 и упомянутого фланца размещен упругий элемент, выполненный, например, в виде пружин сжатия 20, преимущественно, цилиндрических, смонтированных на упомянутых скалках 18, как на направляющих. На свободном конце скалок выполнен

второй ограничитель 21 осевого перемещения подвижного упора 10 (в направлении перемещения к резьбовой головке 5), выполненный в виде радиального выступа на свободном конце всех или нескольких скалок. Величина «А хода упора 10 по гильзе 6 до контакта с выступом 21 определяется разностью размеров скалки 18 (длины «L ее свободного конца) и толщины «Н подвижного упора 10 на соответствующем его участке (в зоне отверстий 17) и, с одной стороны выбрана такой, что при заданном моменте затягивания в резьбовых соединениях деформация резинового кольца 9 обеспечивает надежную герметичность соединения между резьбовой головкой 5 и муфтой 2, а с другой стороны, данная величина «А хода определяется тем, что в исходном положении (т.е. без силового контакта с испытываемой муфтой 2) подвижный упор 10 находится в положении, при котором его торец, обращенный к резьбовой головке 5, и взаимодействующие с ним кольца 8 и 9, наиболее приближены к упомянутой головке.

Устройство работает следующим образом. Испытываемые внутренний элемент-труба 1, и наружный элемент-муфта 2, соединяются между собой при помощи, соответственно, наружного и внутреннего конических участков 14 и 15 поверхностей с соответствующей конической резьбой.

Резьбовая головка 5 вворачивается в муфту 2, при этом происходит осевое перемещение металлического (нажимного) кольца 8, размещенного в исходном положении на участке ступенчатой поверхности 11 меньшего диаметра гильзы 6 до контакта с конической поверхностью 13, и деформация резинового кольца 9, перемещающегося сначала по участку 11 меньшего диаметра, затем по конической поверхности 13, и наконец, по участку 12 большего диаметра этой же гильзы. Осевое давление со стороны подпружиненного подвижного упора 10, взаимодействующего с металлическим кольцом 8 через резиновое кольцо 9, создает деформацию этого уплотнительного кольца и обеспечивает, тем самым, необходимую герметизацию технологического приспособления относительно муфты 2. После подачи жидкости через трубу 1 в полость, образованную соединением трубы 1 и муфты 2, ограниченную резьбовой головкой 5, и создании в этой полости требуемого давления, производится гидравлическое испытание на герметичность соединения, при этом о качестве соединения судят по градиенту падения давления внутри упомянутой полости.

После окончания испытаний и сбросе давления среды внутри полости, резьбовую головку 5 вывинчивают из муфты 2, при этом подвижный упор 10 под действием пружин 20 перемещается направлении

уплотнительное кольцо

перемещается по конической поверхности 13 и, далее-по поверхности 11 совместно с кольцом 8, практически разгружая последние от усилий сжатия. Крайнее положение упора 10 и колец 8 и 9 при этом определяется контактом упора 10 с радиальными выступами 21 скалок 18. В таком исходном положении устройство готово к проведению нового

цикла испытании,

Таким

образом.

достоверности результатов контроля качества соединения в трубопроводе за счет повышения герметичности соединения герметизирующего технологического приспособления и муфты трубопровода. Возможно также встраивание приспособления в соответствующую технологическую линию обработки с

высокопроизводительной

обеспечение

автоматическом

9,

которое,

сокращаясь.

обеспечивается

повышение

работы

режиме по участку 12 с большим диаметром в осевом (к резьбовой головке 5), перемещая при этом

Claims (7)

1. Устройство для уплотнения муфтового соединения при гидроиспытаниях труб, содержащее соединенные, резьбой испытываемые наружный и внутренний элементы трубопровода, соответственно, муфту и трубу, и герметизирующее технологическое приспособление, отличающееся тем, что герметизирующее технологическое приспособление выполнено в виде штока с уплотнением и резьбовой головкой, предназначенной для взаимодействия с резьбой муфты, гильзы, установленной своей внутренней поверхностью через уплотнение на штоке, и смонтированных на гильзе упругого элемента, воздействующего на подвижный упор, и набора из жесткого нажимного и эластичного уплотнительного колец, предназначенных для взаимодействия: первое - с гильзой и муфтой, а второе - с гильзой, муфтой и подвижным упором, который смонтирован на гильзе с возможностью осевых перемещений первым и вторым ограничителями этих перемещений и прижат упругим элементом к эластичному уплотнительному кольцу.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружная поверхность гильзы выполнена ступенчатой с образованием смежных участков меньшего и большего диаметра, и установлена на штоке герметизирующего технологического приспособления таким образом, что участок меньшего диаметра на ее ступенчатой поверхности обращен к резьбовой головке и на нем смонтировано жесткое нажимное кольцо, а на участке большего диаметра смонтированы контактирующие между собой подвижный упор и эластичное уплотнительное кольцо.

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что наружные поверхности ступенчатых участков меньшего и большего диаметров гильзы сопряжены между собой по наружной конической поверхности, эквидистантной соответствующей поверхности муфты, а на жестком нажимном кольце выполнена, по меньшей мере, одна ответная коническая поверхность.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что гильза снабжена первым ограничителем осевых перемещений подвижного упора, выполненным в виде неподвижного радиального выступа, расположенного оппозитно резьбовой головке.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что упругий элемент выполнен в виде равномерно расположенных по окружности пружин сжатия, установленных каждая на цилиндрической скалке, закрепленной одним концом на радиальном выступе гильзы, и проходящей свободным концом через осевое отверстие в подвижном упоре.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что на торце свободного конца каждой цилиндрической скалки имеется второй ограничитель осевого перемещения подвижного упора, выполненный в виде радиального выступа.

7. Устройство по п.6. отличающееся тем, что разность длины свободного конца скалки и толщина соответствующего участка подвижного упора соответствует величине осевых перемещений последнего.