RU2552015C1

RU2552015C1 - Non-detachable connection of high pressure hoses

Info

Publication number: RU2552015C1
Application number: RU2014111868/06A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Александрович Барынин; Павел Евгеньевич Грачёв; Идрис Зилфикарович Даштиев; Федор Владленович Емельянов; Василий Петрович Исаев; Сергей Борисович Кудрявцев; Александр Алексеевич Кульков; Юрий Сергеевич Фролов
Original assignee: Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2015-06-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: flexible pipeline contains sealing layer with embedded metal tips and power reinforcement layer on the elastomer binding substance. In the sealing layer by pouring the metal tips are embedded. The union with ring spring grooves and sleeve being cartridge case without bottom out of two cylinders, large and small, internal diameter of the large cylinder exceeds diameter of the ring grooves of the union, and small cylinder has internal diameter equal to bore diameter of the pipeline. The sleeve by large cylinder looks on the union, and is installed on the union with clearance, clearance between the union, sleeve and above the sleeve fills the sealing layer. The crimping element is made on the elastomer binding substance with the union axial securing in the hose.

EFFECT: complete tightness and increased reliability of end joint.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для производства армированных гибких рукавов высокого давления.The invention relates to mechanical engineering and can be used for the production of reinforced flexible high-pressure hoses.

Существующие гибкие рукава высокого давления представляют собой многокомпонентные системы, состоящие в основном из следующих частей: гибкий армированный рукав и стальные законцовки, предназначенные для присоединения в систему и соединения с гибким рукавом. Недостатком таких гибких рукавов высокого давления является недостаточная надежность и потери герметичности в соединении стальные законцовки - гибкий рукав [см. книгу Башта Т.М., Машиностроительная гидравлика. М. «Машиностроение, 1971 г., стр. 531].Existing flexible high-pressure hoses are multicomponent systems, consisting mainly of the following parts: a flexible reinforced sleeve and steel endings, designed to be connected to the system and connected to a flexible sleeve. The disadvantage of such flexible high-pressure hoses is the lack of reliability and loss of tightness in the connection of the steel tips - flexible sleeve [see book Bashta T.M., Engineering Hydraulics. M. "Engineering, 1971, p. 531].

Наиболее близким аналогом неразъемного соединения, выбранным в качестве прототипа, является изобретение по патенту РФ №2355937, МПК⁷ F16L 33/207, опубл. 20.05.2009 г.The closest analogue of the permanent connection, selected as a prototype, is the invention according to the patent of the Russian Federation No. 2355937, IPC ⁷ F16L 33/207, publ. 05/20/2009

Конструкция известного соединения представляет собой следующее: на наружной поверхности армированного рукава установлена муфта с внутренними уплотняющими кольцевыми выступами, в рукаве с муфтой размещен ниппель с наружными уплотнительными кольцевыми выступами до упора друг в друга. Уплотнение происходит путем обжатия муфты. Недостатками данной конструкции и большинства известных уплотненных по наружной поверхности являются:The design of the known connection is as follows: on the outer surface of the reinforced sleeve, a sleeve with internal sealing ring protrusions is installed, in the sleeve with the sleeve there is a nipple with external sealing ring protrusions against each other. Sealing occurs by crimping the coupling. The disadvantages of this design and most of the known sealed on the outer surface are:

- во-первых, в результате старения материала рукава возможна потеря герметичности;- firstly, as a result of aging of the material of the sleeve, loss of tightness is possible;

- во-вторых, в том, что муфта имеет диаметр, заведомо больший, чем диаметр рукава, и уменьшается путем обжима до меньшего, а за счет внутреннего высокого давления будет стремиться возвращаться в исходное состояние. Все это снижает надежность герметичного соединения в зонах законцовки - рукав.- secondly, in that the coupling has a diameter known to be larger than the diameter of the sleeve and is reduced by crimping to a smaller one, and due to internal high pressure it will tend to return to its original state. All this reduces the reliability of the tight connection in the ending areas - the sleeve.

Изобретение решает задачу повышения надежности соединения рукавов высокого давления.The invention solves the problem of increasing the reliability of the connection of high pressure hoses.

Основная задача решена и технический результат достигнут за счет изменения конструкции и новой концепции в технологии соединения рукавов.The main task is solved and the technical result is achieved by changing the design and a new concept in the technology of connecting the hoses.

Для достижения поставленной цели в заявляемом изобретении в герметизирующем слое рукава на концевых участках установлены ступенчатые гладкие гильзы, причем часть их выполнена с внутренним диаметром, равным проходному диаметру рукава, а обращенная к ниппелю часть большего диаметра выполнена с внутренним диаметром больше диаметра выступов ниппеля, а наружный диаметр гильзы меньше наружного диаметра герметизирующего слоя, причем часть гильзы большего диаметра установлена в герметизирующем слое рукава без адгезии к герметизирующему слою путем нанесения антиадгезионной смазки, с возможностью образования зазора между гильзой и герметизирующим слоем рукава при подаче давления в рукав, а обжимающий и силовой слои выполнены в виде пластиковой оболочки на эластомерном связующем с осевой фиксацией ниппеля на рукаве кольцевой проточкой.To achieve the goal in the claimed invention in the sealing layer of the sleeve at the end sections installed step smooth sleeves, and some of them are made with an inner diameter equal to the bore diameter of the sleeve, and the part facing the nipple of a larger diameter is made with an inner diameter larger than the diameter of the protrusions of the nipple, and the outer the diameter of the sleeve is less than the outer diameter of the sealing layer, and part of the sleeve of a larger diameter is installed in the sealing layer of the sleeve without adhesion to the sealing layer by applying anti-adhesive lubricant, with the possibility of a gap between the sleeve and the sealing layer of the sleeve when applying pressure to the sleeve, and the compression and force layers are made in the form of a plastic shell on an elastomeric binder with an axial fixation of the nipple on the sleeve with an annular groove.

Отличительными признаками неразъемного соединения рукава высокого давления являются следующие:The hallmarks of the permanent connection of the high pressure hose are the following:

- в герметизирующем слое рукава на концевых участках установлены ступенчатые гладкие гильзы, причем часть их выполнена с внутренним диаметром, равным проходному диаметру рукава, а обращенная к ниппелю часть большего диаметра выполнена с внутренним диаметром больше диаметра выступов ниппеля, наружный диаметр гильзы меньше наружного диаметра герметизирующего слоя:- stepped smooth sleeves are installed in the sealing layer of the sleeve at the end sections, and some of them are made with an inner diameter equal to the bore diameter of the sleeve, and a larger diameter facing the nipple is made with an inner diameter larger than the diameter of the nipple protrusions, the outer diameter of the sleeve is smaller than the outer diameter of the sealing layer :

- часть гильзы большего диаметра установлена в герметизирующем слое рукава с возможностью образования зазора между гильзой и герметизирующим слоем рукава при подаче давления в рукав;- part of the sleeve of a larger diameter is installed in the sealing layer of the sleeve with the possibility of formation of a gap between the sleeve and the sealing layer of the sleeve when applying pressure to the sleeve;

- обжимающий слой и силовой слой рукава имеют монолитную конструкцию и выполнены на основе арамидного жгута, пропитанного эластомерным связующим.- the compression layer and the force layer of the sleeve are of a monolithic design and are made on the basis of an aramid tow impregnated with an elastomeric binder.

Указанные признаки конструктивно взаимосвязаны и являются существенными, т.к. каждый из них и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением цели, технического результата.These signs are structurally interconnected and are significant, because each of them and all together are aimed at solving the problem with achieving the goal, the technical result.

Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известном уровне техники не обнаружено, что характеризует соответствие заявляемого технического решения критерию «новизна». Данное техническое решение является результатом опытно-конструкторской работы по созданию гибких рукавов высокого давления до 100 МПа для гидросистем оборудования. В данном техническом решении реализована новая концепция технологии одновременного получения силового слоя рукава и обжимающего слоя в соединении «арматура-рукав». Решение по заявке неочевидно, что свидетельствует о его соответствии критерию «изобретательский уровень».The use of a single set of essential distinguishing features in the prior art is not found, which characterizes the conformity of the proposed technical solution to the criterion of "novelty." This technical solution is the result of development work on the creation of flexible high-pressure hoses up to 100 MPa for equipment hydraulic systems. This technical solution implements a new concept of the technology for the simultaneous production of a force layer of a sleeve and a compression layer in the “arm-sleeve” connection. The decision on the application is not obvious, which indicates its compliance with the criterion of "inventive step".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в конструкциях трубопроводов, концевых арматур рукавов высокого давления ограниченных типоразмеров. При этом обеспечивается увеличение надежности.The set of essential features characterizing the essence of the invention, in principle, can be repeatedly used in the construction of pipelines, end fittings of high pressure hoses of limited sizes. This provides an increase in reliability.

Сущность изобретения поясняется чертежом общего вида - фиг. 1 и схемой работы соединения - фиг. 2.The invention is illustrated by a drawing of a General view - Fig. 1 and the connection operation diagram - FIG. 2.

Конструкция неразъемного соединения рукава содержит ниппель 1 с наружными кольцевыми выступами и ступенчатую гладкую гильзу 2, вместе представляющие «составной ниппель», герметизирующий эластомерный слой 4, составляющий общий конструктивный элемент, получаемый при литье герметизирующего слоя в форме с установленными ниппелем 1 и гильзой 2, намотанный по всей длине рукава силовой слой 5 и обжимающий слой 6, намотанный на концевых участках рукава, выполненные на основе арамидного жгута, пропитанного эластомерным связующим, составляющие монолитную конструкцию.The design of the permanent connection of the sleeve contains a nipple 1 with external annular protrusions and a stepwise smooth sleeve 2, together representing a “composite nipple”, a sealing elastomeric layer 4, which constitutes a common structural element obtained when casting a sealing layer in a mold with installed nipple 1 and sleeve 2, wound along the entire length of the sleeve, the force layer 5 and the squeezing layer 6 wound at the end sections of the sleeve, made on the basis of an aramid tow impregnated with an elastomeric binder, constituting solid construction.

Сборка неразъемного соединения рукава высокого давления осуществляется следующим образом. В заливочную форму закладываются стальные законцовки: ниппель 1, на наружную поверхность с кольцевыми выступами которого наносится клей, гильза 2, на все поверхности которой наносится антиадгезионная смазка, за исключением конусной и наружной малого цилиндра, на которые наносится клей, и гайка накидная 3; свободное пространство под вакуумом заполняется эластомерным герметизирущим слоем 4. Часть гильзы большего диаметра за счет нанесения антиадгезионной смазки будет иметь возможность образования под давлением зазора между герметизирующим слоем и частью гильзы. После термообработки рукава, на наружную поверхность рукава на всю длину технологией мокрой намотки наматывается силовой слой 5 на основе арамидного жгута, пропитанного эластомерным связующим с адгезией к герметизирующему слою 4 спиральной намоткой с углом намотки в 55° и шагом намотки от 1 до 8 мм, на концевых участках рукава в зонах расположения законцовок радиальной намоткой 85°, наматывается дополнительно обжимающий слой 6, представляющие монолитную конструкцию с силовым слоем 5.Assembling the permanent connection of the high pressure sleeve is as follows. Steel endings are laid in the casting mold: nipple 1, on the outer surface with annular protrusions of which glue is applied, sleeve 2, on all surfaces of which release release grease is applied, with the exception of the conical and external small cylinder, on which glue is applied, and the union nut 3; the free space under vacuum is filled with an elastomeric sealing layer 4. Part of a larger diameter sleeve due to the application of anti-adhesive lubricant will be able to form a gap between the sealing layer and the sleeve part under pressure. After heat treatment of the sleeve, a power layer 5 based on an aramid tow impregnated with an elastomeric binder with adhesion to the sealing layer 4 with a spiral winding with a winding angle of 55 ° and a winding pitch of 1 to 8 mm is wound on the entire outer surface of the sleeve by wet winding technology the end sections of the sleeve in the areas where the endings are located with a radial winding of 85 °, an additional compression layer 6 is wound, representing a monolithic structure with a power layer 5.

Рабочая среда внутри трубопровода под давлением, проникая в зону «мнимого» зазора, полученного путем нанесения антиадгезионной смазки, образовывает действительный зазор и, увеличивая его, при увеличении давления прижимает герметизирующий слой 4 к ниппелю 1 и к обжимающему слою 6, и чем больше давление, тем больше усилие обжатия соединения.The working medium inside the pipeline under pressure, penetrating into the zone of the "imaginary" gap obtained by applying anti-adhesive grease, forms a real gap and, increasing it, presses the sealing layer 4 to the nipple 1 and to the compression layer 6, and the greater the pressure, the greater the compression force of the joint.

По заявляемым материалам изобретения изготовлены рукава высокого давления до 100 МПа с внутренним диаметром ⌀10 мм. Проведены ускоренные климатические испытания для оценки надежности при длительном хранении. Полученные результаты позволили рекомендовать рукава для очень ответственного применения со сроками хранения до 15 лет и более.According to the claimed materials of the invention, high pressure hoses up to 100 MPa with an inner diameter of ⌀10 mm are made. Accelerated climate tests were carried out to assess reliability during long-term storage. The results obtained made it possible to recommend sleeves for very responsible applications with storage periods of up to 15 years or more.

Представленное новое техническое решение в предложенной совокупности существенных признаков позволяет создать рукава высокого давления, более эффективные по сравнению с известным уровнем техники, воспроизводимо промышленным способом и соответствует также критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.The presented new technical solution in the proposed combination of essential features allows you to create high pressure hoses that are more efficient compared to the prior art, reproducible by an industrial method and also meets the criterion of "industrial applicability", ie level of invention.

Claims

1. The permanent connection of the high pressure sleeve, containing a sleeve consisting of a sealing and a force layer, a nipple with an outer ring sealing protrusions made in the area of the power seal of the sleeve with a groove on the outer surface, and a compression layer in the area of the sleeve seal, characterized in that stepped smooth sleeves are installed at the end sections of the sleeve sealing layer, some of which are made with an inner diameter equal to the passage diameter of the sleeve, and a larger diameter facing the nipple and is formed with an inner diameter larger than the diameter of the pin projections of the sleeve an outer diameter smaller than the outer diameter of the sealing layer, wherein the larger diameter portion of the sleeve is installed in the sleeve the encapsulating layer to form a gap between the sleeve and the sealing sleeve layer when pressure is applied to the sleeve.

2. The permanent connection of the sleeve according to claim 1, characterized in that the compression and force layers are made on the basis of an aramid tow impregnated with an elastomeric binder.