RU2624U1

RU2624U1 - PIPELINE CONNECTOR

Info

Publication number: RU2624U1
Application number: RU94036875/20U
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Попов; Г.Г. Савкин; N.N. Popov; G.G. Savkin
Original assignee: Российский Федеральный Ядерный Центр; Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики; Попов Николай Николаевич; Савкин Геннадий Григорьевич; Rossijskij Federal'nyj Jadernyj Tsentr; Vserossijskij Nauchno-Issledovatel'skij Institut Ehksperimental'noj Fiziki; Popov Nikolaj Nikolaevich; Savkin Gennadij Grigor'evich
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-08-16

Abstract

Устройство для соединения трубопроводов, преимущественно с малым внутренним диаметром, содержащее муфту из материала, обладающего термомеханической памятью формы, с наружной поверхностью торцевых частей, выполненных в виде конусов с уменьшением диаметра к торцу, и фиксирующие кольца, установленные на муфте на торцевых частях, отличающееся тем, что муфту изготавливают из высокотемпературного сплава, имеющего температуру окончания прямого мартенситного превращения выше максимальной температуры окружающей среды для региона использования, при этом на внутренней поверхности муфты выполнено не менее двух кольцевых зубьев, взаимодействующих своими поверхностями с наружной поверхностью трубопроводов.A device for connecting pipelines, mainly with a small inner diameter, containing a sleeve made of a material having a thermomechanical shape memory, with the outer surface of the end parts made in the form of cones with a decrease in diameter to the end, and locking rings mounted on the sleeve on the end parts, characterized in that the coupling is made of a high-temperature alloy having a temperature of the end of direct martensitic transformation above the maximum ambient temperature for the region used Nia, wherein the inner surface of the box holds at least two annular teeth interacting with their surfaces with the outer surface of the pipeline.

Description

с устройстео для сощ1Ш нш ТГУБОПРОВОДОВ Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к соединениям трубопроводов, и может быть использована в различных отраслях промышленности, транспорта, сельского хозяйства. Известна муфта, изготовленная в виде полого цилиндра из криогенного материала с памятью формы. На внутренней поверхности муфты выполнены по крайней мере три кольцевых зубаС патент США II 869720 с приоритетом 16.01.78). Изготовление данной муфты из криогенного материала с памятью усложняет технологию изготовления, поскольку задание формы происходит в жидком азоте или его парах. Известен трубчатый соединительный, элемент фир1ш /С( . Соединительный полый элемент выполнен из металла, обладающего памятью форьян. Внешняя поверхность элемента состоит из центральной цилиндрической части и двух торцевых частей, каждая из которой имеет форму конуса. Внутренняя поверхность соединительного элемента состоит из центральной цилиндрической части и двух расширяющихся торцевых частей. Между торцевой и центральной частью выполнены по два кольцевых зуба,имеющих в разрезе форму зуба пилыСТихонов А.С., Герасимов С.Б., Прохорова И.Н. Применение эффекта паьжти формы в современном машиностроении. М., Машиностроение ,I98I,с.59,рис.47). Недостатком данного решения является то, что для изготовления соединительного элемента используется криогенный сплав с памятью,деформиров1ние которого ведется в жидком азоте, что усложняет и удорожает технологию изготовления, а также транспортировку элемента к месту монтажа. МКИ / 16 /. 21/00with a device for communication with a TGUBOPROVODOV utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to pipeline connections, and can be used in various industries, transport, and agriculture. A known clutch made in the form of a hollow cylinder from a cryogenic material with shape memory. At least three annular teeth are made on the inner surface of the coupling (US Pat. No. 2,169,720 with priority 16.01.78). The manufacture of this coupling from a cryogenic material with memory complicates the manufacturing technology, since the shape is set in liquid nitrogen or its vapor. Known tubular connecting element fir1sh / C (. The connecting hollow element is made of metal with memory foryan. The outer surface of the element consists of a Central cylindrical part and two end parts, each of which has the shape of a cone. The inner surface of the connecting element consists of a Central cylindrical part and two expanding end parts.Two annular teeth are made between the end and central parts, having a cut tooth shape in the section STikhonov AS, Gerasimov SB, Prokhorova I. N. Application of the effect of the shape in modern engineering. M., Mechanical Engineering, I98I, p. 59, Fig. 47). The disadvantage of this solution is that for the manufacture of the connecting element, a cryogenic alloy with memory is used, the deformation of which is carried out in liquid nitrogen, which complicates and increases the cost of manufacturing technology, as well as transportation of the element to the installation site. MKI / 16 /. 21/00

Наиболее близким техкичеста м решением ЯЕлнется устройство для .соединения трубопроводов, содержащее муфту из материала, обладающего термомехажичесЕой памятью формы.,и фиксирующие кольца с внутренней конической поверхностьюСмКИ/16 13/14, B.C. 1808064,СССР,публикация 93.04.07) . При этом наружная поверхность муфты выполнена в виде двух сходящихся пересекающихся конических поверхностей. Фиксирующие кольца установлены на муфте с двух сторон и контактируют с ней по коническим поверхностям. Устройство содержит проставку, которую устанавливают внутри труб. The closest technical solution is a device for connecting pipelines, containing a sleeve made of a material having a thermo-mechanical shape memory. And retaining rings with an internal conical surface SMKI / 16 13/14, B.C. 1808064, USSR, publication 93.04.07). The outer surface of the coupling is made in the form of two converging intersecting conical surfaces. The locking rings are mounted on the coupling on both sides and are in contact with it on conical surfaces. The device contains a spacer, which is installed inside the pipes.

Недостатком этой конструкции является ее сложность, а наличие проставки не дает возможности использовать это устройство для соединения трубопроводов с малыми внутренними диаметрами(менее 3 мм)The disadvantage of this design is its complexity, and the presence of a spacer makes it impossible to use this device to connect pipelines with small internal diameters (less than 3 mm)

При использовании предлагаемой полезной модели технический результат заключается в следующем:When using the proposed utility model, the technical result is as follows:

-достигается соединение трубопроводов с преимущественно м-алыми внутренними диаметрами ( менее 3 мм);- the connection of pipelines with predominantly small inner diameters (less than 3 mm) is achieved;

-пошучается прочное герметичное соединение;-there is a durable tight connection;

-упрощается конструкция; -снижается себестоимость.- simplified design; -reduced cost.

Технический результат достигается тем, что в устройстве, состоящем из муфты с наружной поверхностью торцевых частей, вы; полненных в виде конусрв с уменьшением диаметра к торцу, и фиксирующих колец, установленных на торцевых частях, а муфта выполнена из сплава , обладающего термомеханической пажитью формы, отличительным является то, что на внутренней поверхности муфты выполняют не менее 2-х кольцевы: зубьев, которые взаимодействуют своими поверхностями с наружной поверхностью трубопровода, при этом муфту изготавливают из высокотемпературного сплава с памятью формы, имеющего температуру окончания прямого The technical result is achieved by the fact that in a device consisting of a coupling with the outer surface of the end parts, you; filled in the form of cones with a decrease in diameter to the end, and fixing rings mounted on the end parts, and the coupling is made of an alloy having a thermomechanical shape, the distinguishing feature is that at least 2 ring teeth are made on the inner surface of the coupling: teeth interact with their surfaces with the outer surface of the pipeline, while the sleeve is made of a high-temperature alloy with a shape memory having a straight end temperature

тенситного првЕрвщения выше максимальной температуры окружающей среда характерной для региона использования.Tensity above the maximum ambient temperature characteristic of the region of use.

Указанный выше технический результат достигается благодаря тому, что:The above technical result is achieved due to the fact that:

-изготавливая муфту из высокотемпературного сплава упрощается конструкция и снижается себестоимость соединения трубопроводов;- making a sleeve of high-temperature alloy, the design is simplified and the cost of connecting pipelines is reduced;

-выполняя кольцевые зубья на внутренней поверхности муфты обеспечивается герметичность и прочность соединения за счет внедрения их в тела соединяемых труб.- performing ring teeth on the inner surface of the coupling provides tightness and strength of the connection due to their introduction into the bodies of the connected pipes.

Для пояснения заявляемого устройства для соединения трубопроводов на чертеже изображен пример его исполнения:To clarify the inventive device for connecting pipelines in the drawing shows an example of its implementation:

фиг.1 - поэлементный состав устройства; фиг.2- устройство после сборки.figure 1 - element composition of the device; figure 2 - device after assembly.

Устройство состоит ( фиг.1) из муфты I и фиксирующих колец 2,3. Наружная поверхность муфты I представляет .собой цилиндрThe device consists (figure 1) of the clutch I and the retaining rings 2,3. The outer surface of the clutch I is a cylinder

, торцы которого выполнены в виде двух конусов с уменьшением их диаметров к торцу. Внутренняя поверхность муфты состоит из центральной части 4 с постоянным сечением и двух расширяющихся торцевых частей 5 и 6. Между торцевой и центральной частью находятся не менее двух кольцевых зубьев. Материал муфты- сплав с эффектом памяти формы, имеющий температуру окончания прямого мартенситного превращения выше максимальной температуры окружающей среды, характерной для региона использования. Внутренняя поверхность фиксирующих колец 2,3коническая., the ends of which are made in the form of two cones with a decrease in their diameters to the end. The inner surface of the coupling consists of a central part 4 with a constant section and two expanding end parts 5 and 6. At least two ring teeth are located between the end and the central part. The coupling material is an alloy with a shape memory effect having a temperature of the end of the direct martensitic transformation above the maximum ambient temperature characteristic of the region of use. The inner surface of the retaining rings is 2,3 conical.

Устройство работает следующим образом. Муфту, внутренний диаметр которой на 5-6/S меньше диаметра трубопроводов 7,8 раздают дорном по внут|1еннему диаметру на 6-9. при температуре ниже температуры прямого мартенситного превращения сплава.The device operates as follows. A coupling whose inner diameter is 5-6 / S less than the diameter of the pipelines 7.8 distribute the mandrel on the inner diameter of 6-9. at a temperature below the temperature of direct martensitic transformation of the alloy.

Фиксирующие кольца 2,3 и деформированную муфту I одевают на концы соединяемых трубопроводов 7,8. Затем трубопроводы о элементами соединения вставляют в одфту I на определенную глубину по отметкам на трубопроводах.The locking rings 2,3 and the deformed sleeve I are put on the ends of the connected pipelines 7,8. Then the pipelines about the connection elements are inserted into the Ofta I to a certain depth according to the marks on the pipelines.

Разогревают муфту выше температуры окончания обратного мартенситного превращения.The coupling is heated above the temperature of the end of the reverse martensitic transformation.

8процессе нагрева щфта восстшавливает геометрические размеры и зубья пластически деформируя концы 1рубопроводов образуют неразъемное герметичное соединение. Далее на вдфту надвигаютIn the process of heating the pin, it restores the geometric dimensions and the teeth plastically deforming the ends of the 1 pipelines form an integral tight joint. Then they push on the WFTU

с усилием фиксирующие кольца 2,3. Углы конусности колец 2,3 и муфты I выбраны с учетом обеспечения условия самотормо-кения. При охлаждении соединения ниже температуры окончания прямого мартенситного превращения сплава фиксирующие кольца 2,3 препятствуют разгрузке цуфты, обеспечивая надежность герметичного соединения в интервале температур эксплуатации (фиг.2). Пример. Предлага 5мое устройство было использовано для соединения малогабаритных трубопроводов с внутренним диаметром I тл, толщиной стенки 1,45 мм из стали I2XI8HIOT. Муфта изготавливалась из никежда титана марки TH-I, который имел интервал фазового превращения от +36 °С до + 66 °С. Наружная поверхность муфты представляла собой поверхность ,образованную сопряжением цилиндра диаметром 6 мм и двух конусов,угол конусности которых составлял 2 51 . На внутренней поверхжости муфты имелось 6 кольцевых зубьев. Длина муфты составлялаwith effort locking rings 2,3. The taper angles of the rings 2,3 and clutch I are selected taking into account the provision of self-braking. When the compound is cooled below the temperature of the end of the direct martensitic transformation of the alloy, the retaining rings 2,3 impede the unloading of the coupling, ensuring the reliability of the tight joint in the operating temperature range (Fig. 2). Example. Offering the 5th device I was used to connect small-sized pipelines with an inner diameter of I t, a wall thickness of 1.45 mm from I2XI8HIOT steel. The coupling was made of nickel-titanium of the TH-I brand, which had a phase transformation interval from +36 ° C to + 66 ° C. The outer surface of the coupling was a surface formed by mating a cylinder with a diameter of 6 mm and two cones, the cone angle of which was 2 51. On the inner surface of the coupling there were 6 ring teeth. The coupling length was

9мм.9mm.

Стопорящие кольца изготавливались из стали 65Г, имели угол конусности по внутреннему диаметру 2°51М5 , наружный диаметр равнялся 8 мм. При температуре 22 °С с помощью специальной оснастки производили раздачу по внутреннему диаметру щфты на Q%. Далее произвели сборку соединения. Проведенные газогзые испытания показали, что при требуемом внутрением даЕленш ЮШа соединение обеспечивает герметичность и прочность Е диапазоне температур эксплуатации от --40 до . Применение предлагаемой полезной модели позволяет выполнять соединения трубопроЕодоЕ с преимущественно малыми внутренними диаметрами ( менее 3 1щ), изготовленных из разнородных материалов без применения для изготовления муфты сплавов,требующих задания формы при криогенных температурах.The retaining rings were made of steel 65G, had a taper angle of 2 ° 51M5 on the inner diameter, and the outer diameter was 8 mm. At a temperature of 22 ° C, using special equipment, distribution of the shields by Q% was carried out along the inner diameter. Next, assembled the connection. The gas tests performed showed that with the required internal connection, the connection provides tightness and strength E in the operating temperature range from --40 to. The application of the proposed utility model allows pipe connections to be made with predominantly small internal diameters (less than 3 1s) made of dissimilar materials without the use of alloys for the manufacture of couplings that require a shape at cryogenic temperatures.

При этом обеспечивается герметичность соединения при температурах, ниже температуры фазового превращения сплава, повышается надежность и безопасность соединения, значительно упрощается технологический процесс сборки, по сравнению с использованием для изготовления муфты криогенных сплавов с памятью формы, когда для охлаждения используется жидкий азот.This ensures the tightness of the connection at temperatures below the temperature of the phase transformation of the alloy, increases the reliability and safety of the connection, significantly simplifies the assembly process, compared with the use of cryogenic alloys with shape memory for manufacturing the coupling, when liquid nitrogen is used for cooling.

Claims

A device for connecting pipelines, mainly with a small inner diameter, containing a sleeve made of a material having a thermomechanical shape memory, with the outer surface of the end parts made in the form of cones with a decrease in diameter to the end, and locking rings mounted on the sleeve on the end parts, characterized in that the coupling is made of a high-temperature alloy having a direct martensitic transformation end temperature higher than the maximum ambient temperature for the region used Nia, wherein the inner surface of the box holds at least two annular teeth interacting with their surfaces with the outer surface of the pipeline.