Соединительно-центрирующая муфта

Полезная модель относится к области производства стальных труб малого диаметра от 57 мм. до 508 мм. и может найти применение в технологических процессах антикоррозийного покрытия труб полиэтиленом для соединения и центрирования их концов перед нанесением покрытия. Технический результат - повышение надежности и улучшение ее эксплуатационных качеств. Для достижения этого технического результата в известном устройстве, содержащем кольцевой опорный диск, с установленным на нем разжимным рычажно-винтовым механизмом, включающим приводной винт, расположенный в подвижной и неподвижной опорах, установочные ползуны с овально-коническими роликами и базирующими элементами и тяговые рычаги, взаимосвязанные с подвижной опорой и установочными ползунами, все тяговые рычаги расположены по одну сторону кольцевого диска со стороны подвижной опоры, при этом один из концов каждого рычага шарнирно соединен с подвижной опорой, а другой с установочным ползуном, по другую сторону диска, в промежутках между роликами, установлены ребра жесткости, а приводной винт со стороны неподвижной опоры подпружинен упругим элементом.

Полезная модель относится к области производства стальных труб малого диаметра от 57 мм до 508 мм и может найти применение в технологических процессах антикоррозийного покрытия труб полиэтиленом для соединения и центрирования их концов перед нанесением покрытия.

Известна соединительная муфта для фиксации и центрирования труб большого диаметра перед нанесением антикоррозийного покрытия, разработанное фирмой «Dhatec», Голландия (см. Интернет сайт фирмы www.dhatec.nl/en/pipe-coating/premium-coupling).

Данная муфта содержит кольцевой диск с установленным на нем разжимным механизмом, по периферии которого расположены установочные элементы (ползуны) с опорными плоскостями и овально-коническими роликами для захода в трубу и винтовой привод, обеспечивающий работу механизма.

Муфта представляет собой довольно сложную, громоздкую и тяжеловесную (200 кг) конструкцию. Для ее монтажа и демонтажа требуются специальные грузоподъемные средства. Кроме того, ввиду большого веса она не обеспечивает надежного соединения и центрирования покрываемых полиэтиленом труб, поскольку закрепить ее в трубе довольно сложно.

Согласно техническим условиям на изготовление труб большого диаметра допускается овальность торцов до 8 мм. Вследствие этого при заходе в трубу некоторые ролики и опорные поверхности ползунов повисают в воздухе, не касаясь внутренней поверхности трубы. При этом центрирование и прижатие торцов труб происходит не всеми опорными поверхностями и роликами, что отрицательно сказывается на надежности соединения.

Известна также быстросъемная соединительная муфта для фиксации и центрирования труб большого диаметра перед нанесением антикоррозийного покрытия(см. патент на полезную модель 127122, МПК кл. E21B 17/02, опубликован в БИПМ 11, 2013).

Эта муфта также содержит кольцевой диск с установленным на нем разжимным механизмом, по периферии которого расположены установочные ползуны с опорными плоскостями и овально-коническими роликами, для захода в трубу и винтовой привод, обеспечивающий работу механизма.

Разжимной механизм выполнен в виде равномерно расположенных по окружности диска и радиально направленных сдвоенных полых тяг, каждая пара из которых образует равнобедренный треугольник с разомкнутым углом при вершине и ходовым винтом привода в основании. При этом все тяги содержат компенсационные узлы, а расходящиеся концы каждой пары тяг соединены с ходовым винтом через цапфы. В месте разъема штанг разомкнутого угла треугольника установлена пара зубчатых шестерен, входящих в зацепления друг с другом.

В данной муфте во многом устранены те недостатки, которые имеют место в устройстве фирмы «Dhatec». Она более чем в два раза легче по весу и не требует каких-либо средств для ее монтажа, в результате чего она более удобна в эксплуатации. Наличие компенсационных узлов на тягах обеспечивает надежное соединение и центрирование муфты в трубе (овальность труб практически не сказывается на надежности соединения). Установка пары зубчатых колес в месте разъема штанг разомкнутого треугольника делает муфту достаточно жесткой, несмотря на ее большие габариты.

В то же время, обладая рядом преимуществ, данная муфта имеет довольно сложную конструкцию за счет наличия усложняющих ее элементов, таких как зубчатая пара, компенсационные узлы, расходящиеся в разные стороны полые тяги, каждый из которых сам по себе является непростым устройством. В связи с этим она недостаточно технологична и трудоемка в изготовлении. К тому же применить такую муфту для труб среднего диаметра не представляется возможным, поскольку при разведении штанг на угол при вершине значительно больший 90 градусов происходит заклинивание зубчатой пары, и муфта становится не работоспособной. Кроме того, в процессе нанесения покрытия труба, нагреваясь, расширяется, ослабляя контакт установочных ползунов и конических роликов с внутренней поверхностью трубы, в результате чего уменьшается надежность соединения и точность центрирования труб.

Предлагаемой полезной моделью решается задача создания надежного в работе, более простого по конструкции с улучшенными эксплуатационными характеристиками устройства для соединения и центрирования труб среднего диаметра.

Технический результат, достигаемый при осуществлении полезной модели, заключается в повышении надежности конструкции и улучшении ее эксплуатационных качеств.

Для достижения этого технического результата в известном устройстве, содержащем кольцевой опорный диск с установленным на нем разжимным рычажно-винтовым механизмом, включающим приводной винт, расположенный в подвижной и неподвижной опорах, установочные ползуны с овально-коническими роликами и базирующими элементами и тяговые рычаги, взаимосвязанные с подвижной опорой и установочными ползунами, все тяговые рычаги расположены по одну сторону кольцевого диска со стороны подвижной опоры, при этом один из концов каждого рычага шарнирно соединен с подвижной опорой, а другой с - с установочным ползуном, по другую сторону диска, в промежутках между роликами, установлены ребра жесткости, а приводной винт со стороны неподвижной опоры подпружинен упругим элементом.

Отличительными признаками заявляемой соединительно-центрирующей муфты от вышеуказанного ближайшего аналога по патенту 127122 являются: расположение всех тяговых рычагов по одну сторону кольцевого диска со стороны подвижной опоры и шарнирное соединение каждого из них одним концом с подвижной опорой, а другим - с установочным ползуном; наличие ребер жесткости, расположенных по другую сторону диска в промежутках между роликами; наличие упругого элемента, подпружинивающего приводной винт со стороны неподвижной опоры.

Наличие данных признаков в конструкции заявляемой муфты позволило получить вышеуказанный технический результат, а именно: расположение тяговых рычагов со стороны подвижной опоры и шарнирное соединение их с установочными ползунами и подвижной опорой обеспечивает плавное возвратно-поступательное движение установочных ползунов без какого-либо заклинивания при соединении и центрировании труб среднего диаметра; наличие ребер жесткости исключает возможность деформации и коробления опорного диска в процессе работы муфты; наличие упругого элемента, подпружинивающего приводной винт со стороны неподвижной опоры, компенсирует ослабление контакта с трубами базирующих элементов и овально-конических роликов, которое происходит из-за нагрева труб в процессе антикоррозийного покрытия их полиэтиленом.

Все это повышает надежность устройства и улучшает его эксплуатационные качества.

Предлагаемая соединительно-центрирующая муфта иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-2: на фиг. 1 показан общий вид устройства, на фиг. 2 - разрез устройства по A-A.

Муфта содержит перфорированный кольцевой опорный диск 1 с установленным на нем рычажно-винтовым механизмом, в состав которого входят: приводной винт 2, расположенный в подвижной 3 и неподвижной 4 опорах (цапфах), установочные ползуны 5 с овально-коническими роликами 6 и базирующими элементами 7, тяговые рычаги 8, которые расположены по одну сторону кольцевого диска 1 со стороны подвижной опоры 3.

Рычаги 8 шарнирно соединены при помощи шарниров 9 одним концом с подвижной опорой 3, а другим-с соответствующим установочным ползуном 5.

Исходя из среднего диаметра труб, овальность торцов которых значительно меньше, чем у труб большого диаметра, оптимальное количество рычагов 8, а соответственно, и установочных ползунов 5, выбрано равным трем.

Для увеличения жесткости опорного диска 1 и исключения возможности его деформации в процессе работы муфты в промежутках между роликами 6 со стороны неподвижной опоры 4 установлены ребра жесткости 10. С целью недопущения ослабления контакта с трубами базирующих элементов 7 и роликов 6, которое происходит из-за нагрева труб в процессе антикоррозийного покрытия, а также из-за наличия люфтов в соединении приводного винта 2 с опорами 3 и 4, винт 2 со стороны неподвижной опоры 4 подпружинен упругим элементом 11, выполненным в виде набора тарельчатых пружин, взаимодействующих с винтом через упорный подшипник 12.

Работа соединительно-центрирующей муфты осуществляется следующим образом.

Для соединения и центрирования двух труб перед покрытием их полиэтиленом муфту устанавливают в отверстие одной из них так, чтобы опорные плоскости установочных ползунов 5 контактировали с внутренней поверхностью трубы. Соединяемый конец второй трубы путем ее продольного перемещения надевается на овально-конические ролики 6 до упора в торец первой трубы. Затем, вращая приводной винт 2 рычажно-винтового механизма, производят разжим муфты в центрируемых трубах. При вращении винта 2 против часовой стрелки подвижная опора 3 начинает перемещаться вдоль винта 2, сближаясь с неподвижной опорой 4. Тяговые рычаги 8, вращаясь в шарнирах 9, передают возникающее в результате этого разжимное усилие установочным ползунам 5, которые начинают двигаться от центра, прижимая опорные плоскости и ролики 6 к внутренним поверхностям труб. Упругий элемент (тарельчатые пружины) при вращении винта 2 сжимаются, создавая внутреннее напряжение, благодаря которому опора 3 подтягивается, устраняя люфт винта 2 и компенсируя зазоры, образующиеся в результате нагревания труб и снижающие надежность соединения и точность центрирования труб.

Демонтаж (съем муфты) осуществляется в обратном порядке. При вращении приводного винта 2 по часовой стрелке подвижная опора 3 удаляется от опоры 4, рычаги 8, вращаясь в шарнирах 9, отводят ползуны 5 от внутренних поверхностей труб, снимая разжимное усилие. Муфта свободно снимается для повторного использования в технологическом процессе.

Таким образом, введение в конструкцию соединительно-центрирующей муфты вышеуказанных отличительных признаков позволило повысить ее надежность и улучшить эксплуатационные качества.

Заявляемая муфта может быть изготовлена на любом машиностроительном предприятии на универсальном оборудовании с использованием широкодоступных материалов, выпускаемых зарубежной и отечественной промышленностью.

Соединительно-центрирующая муфта, содержащая кольцевой опорный диск с установленным на нем разжимным рычажно-винтовым механизмом, включающим приводной винт, расположенный в подвижной и неподвижной опорах, установочные ползуны с овально-коническими роликами и базирующими элементами и тяговые рычаги, взаимосвязанные с подвижной опорой и установочными ползунами, отличающаяся тем, что все тяговые рычаги расположены по одну сторону кольцевого диска со стороны подвижной опоры, при этом один из концов каждого рычага шарнирно соединен с подвижной опорой, а другой - с установочным ползуном, по другую сторону диска, в промежутках между роликами, установлены ребра жесткости, а приводной винт со стороны неподвижной опоры подпружинен упругим элементом.