RU2766376C1

RU2766376C1 - Steel coupling

Info

Publication number: RU2766376C1
Application number: RU2021104474A
Authority: RU
Inventors: Сергей Викторович Иванов; Вадим Александрович Антошин; Аркадий Александрович Трухачев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью «Новые Трубные Технологии»
Priority date: 2021-02-24
Filing date: 2021-02-24
Publication date: 2022-03-15

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: steel coupling, comprising a strong streamlined body, wherein the body is made of a stainless steel strip made from a strip of cold-rolled steel sheet, with a weld and rolled edges and has a small cross-section, which is completely hidden in the pipe groove for the coupling, as well as by gluing an elastomer profile along the inner perimeter of the steel coupling body, which forms a coupling O-ring comprising a central stop, two sealing jaws made of elastomer, wherein the elastomer is based on ethylene-propylene-diene rubber or butadiene-nitrile rubber.

EFFECT: broader functional capabilities.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к производству стальных муфт, предназначенных для обеспечения соединения труб из композитного материала, а также иных композитных фасонных деталей.The invention relates to the production of steel couplings designed to ensure the connection of pipes made of composite material, as well as other composite fittings.

Область применения таких муфт обширна. Они могут использоваться для соединения труб из композитного материала в составе трубопровода, как при монтаже, так и в период эксплуатации трубопровода, в том числе: для соединения микрощитовых труб при микротоннелировании; для соединения труб при санации существующих трубопроводов; для соединения фасонных деталей и фитингов; для соединения иных изделий и конструкций. Муфты предназначены для применения в системах: инженерных коммуникаций; водоснабжения; канализации; технологических трубопроводов; гидроэнергетики; охлаждения и другого назначения, согласно проектной документации.The scope of such couplings is extensive. They can be used to connect pipes made of composite material as part of the pipeline, both during installation and during the operation of the pipeline, including: for connecting microshield pipes during microtunnelling; for connection of pipes at sanitation of the existing pipelines; for connecting fittings and fittings; for connecting other products and structures. Couplings are intended for application in systems: engineering communications; water supply; sewerage; technological pipelines; hydropower; cooling and other purposes, according to the project documentation.

Предпосылкой к созданию настоящего изобретения послужил патент на полезную модель № 175166, дата приоритета 21.12.2016, МПК F16L 21/00 (2006.01). В настоящей полезной модели, стальная муфта для соединения стеклопластиковых труб из армированных термореактивных полимеров при микротоннелировании и при релайнинге трубопроводов, содержит прочный стальной корпус обтекаемой формы, причем корпус выполнен из стальной нержавеющей ленты со сварным швом и завальцованными краями и имеет поперечное сечение по высоте, которое полностью скрывается в проточке трубы под муфту, а также посредством вклеивания профиля из эластомера по внутреннему периметру образованы уплотнительные кольца соединительной муфты, обеспечивающие герметичность, причем уплотнитель вклеен в стальной корпус с помощью водостойкого клея на основе эластомера.The prerequisite for the creation of the present invention was a utility model patent No. 175166, priority date 12/21/2016, IPC F16L 21/00 (2006.01). In the present utility model, a steel sleeve for connecting GRP pipes made of reinforced thermosetting polymers in microtunnelling and pipeline relining, contains a strong streamlined steel body, and the body is made of stainless steel tape with a welded seam and rolled edges and has a cross-sectional height that is completely hidden in the groove of the pipe under the coupling, and by gluing an elastomer profile along the inner perimeter, sealing rings of the coupling are formed to ensure tightness, and the seal is glued into the steel body using waterproof elastomer-based adhesive.

Основным недостатком настоящей полезной модели, является то, что при соединении секций труб такой муфтой, глубина введения трубы в муфту ничем не регулирована. Таким образом, край трубы может быть введен слишком или, наоборот, недостаточно глубоко в тело муфты, что может привести к смещению оси трубы с превышением допустимого угла отклонения, вызывая тем самым, протечки и иные поломки. Более того, ориентация при введении края трубы в муфту, к примеру, по специальной ограничительной метке, увеличивает время сборки трубопровода, а, следовательно, стоимость монтажных работ.The main disadvantage of this utility model is that when connecting pipe sections with such a coupling, the depth of insertion of the pipe into the coupling is not regulated in any way. Thus, the edge of the pipe can be inserted too deep or, conversely, not deep enough into the body of the coupling, which can lead to a displacement of the pipe axis beyond the allowable deviation angle, thereby causing leaks and other breakdowns. Moreover, the orientation when introducing the end of the pipe into the sleeve, for example, according to a special limiting mark, increases the assembly time of the pipeline, and, consequently, the cost of installation work.

Еще одним существенным недостатком, является небольшой угол поворота трубы в месте муфтового соединения и его недостаточная герметизация.Another significant disadvantage is the small angle of rotation of the pipe in the place of the coupling joint and its insufficient sealing.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков аналога, а техническим результатом - упрощение конструкции и способа муфтового соединения, повышение его надежности, а также увеличение угла поворота трубы.The objective of the present invention is to eliminate the disadvantages of the analogue, and the technical result is to simplify the design and method of the coupling connection, increase its reliability, and increase the angle of rotation of the pipe.

Техническая задача, решается, а технический результат достигается за счет того, что стальная муфта, содержащая прочный корпус обтекаемой формы, причем корпус выполнен из стальной нержавеющей ленты со сварным швом и завальцованными краями и имеет небольшое по высоте поперченное сечение, которое полностью скрыто в проточке трубы под муфту, а также посредством вклеивания профиля из эластомера по внутреннему периметру стального корпуса муфты, который образует уплотнительное кольцо муфты, содержащее центральный ограничитель, а также две уплотнительные губки, выполненные из эластомера.The technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that a steel coupling containing a strong body of a streamlined shape, and the body is made of stainless steel tape with a welded seam and rolled edges and has a small cross section in height, which is completely hidden in the pipe groove under the coupling, as well as by gluing an elastomer profile along the inner perimeter of the steel casing of the coupling, which forms a sealing ring of the coupling containing a central limiter, as well as two sealing lips made of elastomer.

При этом эластомер выполнен на основе этилен-пропилен-диенового каучука или бутадиен-нитрильного каучука.When this elastomer is made on the basis of ethylene-propylene-diene rubber or butadiene-nitrile rubber.

При этом стальной корпус изготовлен из полосы холоднокатаного стального листа.In this case, the steel body is made from a strip of cold-rolled steel sheet.

При этом склейка корпуса муфты и уплотнительного кольца осуществляется при помощи водостойкого клея на основе эластомера.In this case, the gluing of the coupling body and the sealing ring is carried out using a waterproof adhesive based on an elastomer.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Настоящее изобретение подробно объяснено ниже со ссылкой на чертежи, на которых:The present invention is explained in detail below with reference to the drawings, in which:

На фиг. 1. изображено сечение стальной муфты.In FIG. 1. a section of a steel coupling is shown.

На фиг. 2 изображено сечение стальной муфты с введенной в нее трубой.In FIG. 2 shows a section of a steel sleeve with a pipe inserted into it.

На фиг. 1 изображено сечение стальной муфты (1), с вклеенным кольцевым уплотнителем (2) при помощи любого подходящего клеящего состава, в данном варианте осуществления изобретения - водостойкий клей на основе цианоакрилата. Кольцевой уплотнитель (2) имеет направляющую губку (3). Основная задача направляющей губки (3) - центровка трубы при ее введении, для обеспечения фиксации трубы, в целях исключения отклонения от заданного направления.In FIG. 1 shows a cross-section of a steel sleeve (1) with an O-ring (2) glued in with any suitable adhesive, in this embodiment a water-resistant cyanoacrylate-based adhesive. The O-ring (2) has a guide lip (3). The main task of the guide jaw (3) is to center the pipe when it is inserted, to ensure the fixation of the pipe, in order to avoid deviation from the given direction.

После центровки труба проходит через уплотнительные губки (4) и (5). Как показано на фиг. 2, уплотнительные губки (4) и (5), выполненные из эластомера, под воздействием давления, создаваемого вводимой трубой (7), загибаются по направлению ее введения. Благодаря такому загибу, обеспечивается плотное примыкание уплотнительных губок (4) и (5) к корпусу трубы (7), что создает равномерное распределение плотности соединения и его герметизацию.After centering, the pipe passes through the sealing lips (4) and (5). As shown in FIG. 2, the sealing lips (4) and (5) made of elastomer are bent in the direction of insertion by the pressure generated by the insertion pipe (7). Thanks to this bend, the sealing lips (4) and (5) are tightly adjoined to the pipe body (7), which creates a uniform distribution of the joint density and its sealing.

При том, что губка (5), имеет меньший размер, чем губка (4), что обусловлено большей прижимной плотностью за счет уменьшенного зазора между трубой и муфтой, кроме того при загибе, уплотнительные губки (4) и (5) укладываются в верхние пазы кольцевого уплотнителя (2), где размер пазов, идентичен размеру самих уплотнительных губок (4) и (5), для исключения закусывания с последующим повреждением губок при введении трубы в муфту.Despite the fact that the sponge (5) is smaller than the sponge (4), which is due to the greater clamping density due to the reduced gap between the pipe and the coupling, in addition, when bending, the sealing lips (4) and (5) fit into the upper grooves of the ring seal (2), where the size of the grooves is identical to the size of the sealing lips (4) and (5) themselves, to prevent biting and subsequent damage to the jaws when the pipe is inserted into the coupling.

После прохождения через уплотнительные губки (4) и (5), труба (7) упирается в центральный ограничитель (6), который не допускает возможность дальнейшего движения трубы (7). Для более плотного примыкания трубы (7) к центральному ограничителю (6), заходная фаска вводимой трубы (7) имеет верхний угловой срез. Благодаря наличию такого среза, обеспечивается облегченный проход трубы (7) в кольцевой уплотнитель (2), а также наиболее плотное примыкание проходной фаски трубы (7) к центральному ограничителю (6), за счет наличия у него паза аналогичного размера.After passing through the sealing lips (4) and (5), the pipe (7) abuts against the central stop (6), which prevents further movement of the pipe (7). For a tighter connection of the pipe (7) to the central limiter (6), the lead-in chamfer of the introduced pipe (7) has an upper corner cut. Due to the presence of such a cut, an easier passage of the pipe (7) into the ring seal (2) is provided, as well as the tightest abutment of the pipe chamfer (7) to the central limiter (6), due to the presence of a groove of the same size.

Отличительной особенностью заявляемой стальной муфты, от известных ранее аналогов, является увеличение количества конструктивных элементов в виде дополнительной уплотнительной губки (5), а также центрального ограничителя (6).A distinctive feature of the proposed steel coupling, from previously known analogues, is the increase in the number of structural elements in the form of an additional sealing sponge (5), as well as a central limiter (6).

Возможность наличия дополнительных элементов обусловлена увеличением ширины стальной муфты до 200 мм.The possibility of additional elements is due to the increase in the width of the steel coupling up to 200 mm.

Ширина корпуса известной стальной муфты, имеет диапазон от 120 до 140 мм. Результаты практического применения стальной муфты такого размера, показали, что угол поворота, который может быть ей обеспечен, является недостаточным для эффективной эксплуатации конструкции в целом при всех видах прокладки трубопроводов с учетом допустимых допусков, кроме прокладки трубопровода методом микротоннелирования.The body width of a well-known steel coupling has a range of 120 to 140 mm. The results of the practical application of a steel coupling of this size have shown that the angle of rotation that can be provided to it is insufficient for the effective operation of the structure as a whole for all types of pipeline laying, taking into account allowable tolerances, except for laying the pipeline using the microtunneling method.

Так, например, в случае увеличение угла поворота более 1,0 градуса, на диаметрах менее 900 мм приводит к разгерметизации муфтового соединения, что становится причиной протечек и иных поломок.So, for example, in case of an increase in the angle of rotation of more than 1.0 degrees, at diameters less than 900 mm, it leads to depressurization of the coupling joint, which causes leaks and other breakdowns.

Стальная муфта шириной 200 мм, имеющая дополнительную уплотнительную губку (5), а также центральный ограничитель (6) позволяет увеличить угол поворота до 3,0 градусов и сократить время монтажных работ, снизив процент брака при соединении элементов, а также улучшить герметичность и эффективность муфтового соединения.A steel coupling 200 mm wide, with an additional sealing sponge (5), as well as a central limiter (6), allows you to increase the angle of rotation up to 3.0 degrees and reduce the time of installation work, reducing the percentage of rejects when connecting elements, as well as improve the tightness and efficiency of the coupling connections.

Таким образом, испытания опытного образца, при использовании предложенного к патентованию устройства показали, что достигается упрощение конструкции и способа муфтового соединения, повышение его надежности, а также увеличение угла поворота трубы.Thus, tests of a prototype, using the device proposed for patenting, showed that a simplification of the design and method of the coupling connection, an increase in its reliability, and an increase in the angle of rotation of the pipe are achieved.

Анализ совокупности всех существенных признаков предложенного изобретения доказывает, что исключение хотя бы одного из них приводит к невозможности полного обеспечения достигаемого технического результата.An analysis of the totality of all the essential features of the proposed invention proves that the exclusion of at least one of them leads to the impossibility of fully ensuring the achieved technical result.

Анализ уровня техники показывает, что неизвестно такое устройство, которому присущи признаки, идентичные всем существенным признакам данного технического решения, что свидетельствует о его неизвестности и, следовательно, новизне.An analysis of the prior art shows that no such device is known, which has features that are identical to all the essential features of this technical solution, which indicates its unknown and, therefore, novelty.

Вышеперечисленное доказывает также соответствие заявленного устройства критерию изобретательского уровня.The above also proves the compliance of the claimed device with the criterion of inventive step.

Предложенный объект уже был реализован в виде пилотного проекта, что свидетельствует о его промышленной применимости.The proposed facility has already been implemented as a pilot project, which indicates its industrial applicability.

Claims

1. A steel coupling containing a strong body of a streamlined shape, the body being made of stainless tape made from a strip of cold-rolled steel sheet with a welded seam and rolled edges and has a small cross-section in height, which is completely hidden in the groove of the pipe under the coupling, as well as by gluing an elastomer profile along the inner perimeter of the steel body of the coupling, which forms a sealing ring of the coupling containing a central stop, two sealing lips made of elastomer, the elastomer being made on the basis of ethylene-propylene-diene rubber or nitrile butadiene rubber.

2. Steel coupling according to claim 1, characterized in that the gluing of the coupling body and the sealing ring is carried out using a waterproof elastomer-based adhesive.