Соединение трубопроводов из композиционного материала

Полезная модель относится к соединениям трубопроводов, в частности, выполненных из композиционных материалов, и может быть использована для соединения труб, используемых в системах водоснабжения, так и в химической и других отраслях промышленности, для транспортировки как воды, так и химически агрессивных сред. Повышение надежности и функциональных возможностей соединения, снижение трудоемкости сборки соединения, а также*, упрощение конструкции достигается тем, что в соединении трубопроводов из композиционного материала, включающем концевые участки соединяемых трубопроводов, между которыми установлена соединительная втулка, уплотнительные кольца, поджатые к торцам соединительной втулки посредством прижимных элементов, соединительная втулка выполнена в виде кольца с цилиндрической внутренней поверхностью, и имеющего центральный толстостенный участок и два боковых тонкостенных участка с цилиндрической наружной поверхностью, которые размещены внутри концевых участков соединяемых трубопроводов, уплотнительные кольца установлены на наружных поверхностях боковых тонкостенных участков, а прижимные элементы выполнены в виде фланцев, установленных в области концевых участков соединяемых трубопроводов, например, на резьбе и пожатых друг относительно друга при помощи крепежных соединений. На центральном толстостенном участке соединительной втулки могут быть выполнены одно или несколько отверстий, в которых установлены дополнительные патрубки, а фланцы могут быть установлены на резьбе на наружных поверхностях закрепленных на концевых участках соединяемых трубопроводов кольцевых обечаек, внутренние поверхности которых имеют цилиндрическую форму, переходящую в коническую расширяющуюся в направлении торцев концевых участков соединяемых трубопроводов, причем внутренние поверхности кольцевых обечаек и наружные поверхности концевых участков соединяемых трубопроводов образуют зазор, заполненный клеем, а в кольцевых обечайках на их цилиндрических участках имеются радиально установленные винты, выполненные с возможностью контакта с наружной поверхностью концевых участков соединяемых трубопроводов.

Полезная модель относится к соединениям трубопроводов, t' частности, выполненных из композиционных материалов, и может быть использована для соединения труб, используемых в системах водоснабжения, так и в химической и других отраслях промышленности, для транспортировки как воды, так и химически агрессивных сред.

Известно соединение трубопроводов из композиционных материалов, включающее концевые участки соединяемых трубопроводов, между которыми установлена соединительная втулка, уплотнительные кольца, поджатые к торцам соединительной втулки посредством прижимных элементов (см. а.с. СССР №1548587, МПК F 16 L 49/00, 1987). К недостаткам известного устройства можно отнести его недостаточную надежность, обусловленную несовершенством центровки концевых участков соединяемых трубопроводов при сборке соединения и возможностью осевого перемещения друг относительно друга соединямых трубопроводов, трудоемкость сборки соединения трубопроводов а также сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является соединение трубопроводов из композиционных материалов, включающее концевые участки соединяемых трубопроводов, между которыми установлена соединительная

втулка, уплотнительные кольца, поджатые к торцам соединительной втулки у посредством прижимных элементов (см. патент РФ №2099625, МПК F 16 L 49/00, 1987). К недостаткам известного устройства можно отнести его недостаточную надежность, обусловленную несовершенством центровки концевых участков соединямых трубопроводов при сборке соединения и возможностью осевого перемещения друг относительно друга соединямых трубопроводов, трудоемкость сборки соединения трубопроводов а также сложность конструкции.

Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи, состоящей в повышении надежности и функциональных возможностей соединения, снижении трудоемкости сборки соединения, а также упрощении конструкции.

Данная задача решается тем, что в соединении трубопроводов из композиционного" материала, включающем концевые участки соединяемых трубопроводов, между которыми установлена соединительная втулка,

уплотнительные кольца, поджатые к торцам соединительной втулки посредством прижимных элементов, соединительная втулка выполнена в виде кольца с цилиндрической внутренней поверхностью, и имеющего центральный толстостенный участок и два боковых тонкостенных участка с цилиндрической наружной поверхностью, которые размещены внутри концевых участков соединяемых трубопроводов, уплотнительные кольца установлены на наружных поверхностях боковых тонкостенных участков, а прижимные элементы выполнены в виде фланцев, установленных в области концевых участков соединяемых трубопроводов, и пожатых друг относительно друга при помощи крепежных соединений.

В предпочтительных вариантах выполнения предлагаемого соединения трубопроводов на центральном толстостенном участке соединительной втулки может иметься одно или несколько отверстий, в которых установлены дополнительные патрубки, фланцы могут быть установлены на наружных поверхностях концевых участков соединяемых трубопроводов на резьбе, а также фланцы могут быть установлены на резьбе на наружных поверхностях закрепленных на концевых участках соединяемых трубопроводов кольцевых обечаек, внутренние поверхности которых имеют цилиндрическую форму, переходящую в коническую расширяющуюся в направлении торцев концевых участков соединяемых трубопроводов, причем внутренние поверхности кольцевых обечаек и наружные поверхности концевых участков соединяемых трубопроводов образуют зазор, заполненный клеем, а в кольцевых обечайках на их цилиндрических участках имеются радиально установленные винты, выполненные с возможностью контакта с наружной поверхностью концевых участков соединяемых трубопроводов.

Выполнение соединительной втулки в виде кольца с цилиндрической внутренней поверхностью, и имеющего центральный толстостенный участок и два боковых тонкостенных участка с цилиндрической наружной поверхностью, которые

размещены внутри концевых участков соединяемых трубопроводов, повышает надежность соединения за счет того, что посадочной поверхностью для соединяемых трубопроводов являются цилиндрические наружные поверхности боковых тонкостенных участков, которые может быть достаточно большими, что обеспечивает надежную центровку, и исключения осевого перемещения трубопроводов навстречу друг другу за счет того, что такому перемещению препятствуют торцевые поверхности центрального участка соединительной втулки. Такое выполнение соединительной втулки снижает также трудоемкость сборки соединения, так как достаточно просто, даже в случае невозможности визуального контроля за сборкой. соединить трубопроводы посредством соединительной втулки.

Установка уплотнительных колец на наружных поверхностях боковых тонкостенных участков, и выполнение прижимных элементов в виде фланцев, установленных в области концевых участках соединяемых трубопроводов, и пожатых друг относительно друга при помощи крепежных соединений, повышает надежность соединения за счет возможности достижения высокой степени герметизации соединения и исключения осевого перемещения соединяемых трубопроводов друг от друга.

Наличие на центральном толстостенном участке соединительной втулки одного или нескольких отверстий, в которых установлены дополнительные патрубки, расширяет функциональные возможности предлагаемого соединения трубопроводов за счет возможности его использования при соединении не только двух, но и нескольких трубопроводов, или для осуществления одного или нескольких отводов/подводов транспортируемой жидкости.

Установка фланцев на наружных поверхностях концевых участков соединяемых трубопроводов на резьбе позволяет повысить надежность и функциональные возможности соединения за счет возможности замены фланцев и регулировки осевого расстояния между фланцами.

Установка фланцев на резьбе на наружных поверхностях закрепленных на концевых участках соединяемых трубопроводов кольцевых обечаек, внутренние поверхности которых имеют цилиндрическую форму, переходящую в коническую расширяющуюся в направлении торцев концевых участков соединяемых трубопроводов, причем внутренние поверхности кольцевых обечаек и наружные

поверхности концевых участков соединяемых трубопроводов образуют зазор, заполненный клеем, а в кольцевых обечайках на их цилиндрических участках имеются радиально установленные винты, выполненные с возможностью контакта с наружной поверхностью концевых участков соединяемых трубопроводов, позволяет повысить надежность соединения за счет возможности установки фланцев на отцентрированные относительно концевых участков трубопроводов при помощи радиально установленных винтов наружные поверхности кольцевых обечаек, и надежного клеевого соединения кольцевых обечаек с концевыми участками соединяемых трубопроводов, которое обеспечивается наиболее плотным заполнением клеем зазора предлагаемой формы.

Дополнительно следует отметить, что, как показали наши многочисленные экспериментальные исследования, предлагаемое выполнение соединения наиболее оптимально именно для соединения трубопроводов из композиционного материала, которые могут быть хрупкими и иметь недостаточно высокую прочность.

На фиг.1 представлено предлагаемое соединение трубопроводов из композиционного материала, а на фиг.2 - соединение трубопроводов с использованием кольцевой обечайки.

Соединение трубопроводов из композиционного материала, включает концевые участки 1 и 2 соединяемых трубопроводов, между которыми установлена соединительная втулка 3, выполненная в виде кольца с цилиндрической внутренней поверхностью, и имеющего центральный толстостенный участок 4 и два боковых тонкостенных участка 5 и 6 с цилиндрической наружной поверхностью, которые размещены внутри концевых участков 1 и 2 соединяемых трубопроводов. Уплотнительные кольца 7 и 8 установлены на наружных поверхностях боковых тонкостенных участков 5 и 6, и поджаты к торцевым поверхностям центрального толстостенного участка при помощи прижимных элементов, выполненных в виде фланцев 9 и 10, установленных на концевых участках 1 и 2 соединяемых трубопроводов (например, приклеенных или на резьбе), и подтянутых друг к другу при помощи крепежных соединений 11 (например, болтовое соединение).

На центральном толстостенном участке 4 соединительной втулки могут быть выполнены одно или несколько отверстий, в которых установлены дополнительные

патрубки 12, которые могут быть использованы для подсоединения дополнительных трубопроводов, штуцеров и т.п.

Также фланцы могут быть установлены на резьбе на наружных поверхностях закрепленных на концевых участках 1, 2 соединяемых трубопроводов кольцевых обечаек 13, внутренние поверхности которых имеют цилиндрическую форму, переходящую в коническую расширяющуюся в направлении торцев концевых участков 1,2 соединяемых трубопроводов, причем внутренние поверхности кольцевых обечаек 13 и наружные поверхности концевых участков 1,2 соединяемых трубопроводов образуют зазор, заполненный клеем, а в кольцевых обечайках 13 на их цилиндрических участках имеются радиально установленные винты 14, выполненные с возможностью контакта с наружной поверхностью концевых участков 1, 2 соединяемых трубопроводов (фиг.2).

Сборка предлагаемого соединения трубопроводов из композиционного материала осуществляется следующим образом.

На концевые участки 1 и 2 соединяемых трубопроводов при помощи клеевого или резьбового соединения устанавливаются фланцы, соответственно, 9 и 10. Соединительная втулка 3 с одетыми на ее боковые тонкостенные участки 5 и 6 уплотнительными кольцами 7 и 8 вставляется одним боковым тонкостенным участком внутрь концевого участка одного из соединяемых трубопроводов, а концевой участок другого трубопровода затем одевается на другой боковой тонкостенный участок. Окончательная стяжка и герметизация соединения осуществляется путем поджатия уплотнительных колец 7 и 8 к торцам центрального участка 4 при стягивании фланцев 9 и 10 посредством крепежных соединений 11.

При использовании кольцевых обечаек 13 эти обечайки устанавливаются на концевые участки 1,2 соединяемых трубопроводов, центрируются относительно этих участков при помощи радиально установленных винтов 14, затем зазоры между внутренними поверхностями кольцевых обечаек 13 заполняется клеем со стороны конической части зазора, и после установки и закрепления кольцевых обечаек 13 на концевых участках 1,2 соединяемых трубопроводов сборка соединения трубопроводов осуществляется аналогично описанной выше сборке.

Предлагаемое соединение трубопроводов из композиционного материала надежно при эксплуатации, имеет простую конструкцию и достаточно просто собирается даже при отсутствии возможности визуального контроля за сборкой.

1. Соединение трубопроводов из композиционного материала, включающее концевые участки соединяемых трубопроводов, между которыми установлена соединительная втулка, уплотнительные кольца, поджатые к торцам соединительной втулки посредством прижимных элементов, отличающееся тем, что соединительная втулка выполнена в виде кольца с цилиндрической внутренней поверхностью, имеющего центральный толстостенный участок и два боковых тонкостенных участка с цилиндрической наружной поверхностью, которые размещены внутри концевых участков соединяемых трубопроводов, уплотнительные кольца установлены на наружных поверхностях боковых тонкостенных участков, а прижимные элементы выполнены в виде фланцев, установленных в области концевых участков соединяемых трубопроводов, поджатых относительно друг друга при помощи крепежных соединений.

2. Соединение трубопроводов из композиционного материала по п.1, отличающееся тем, что на центральном толстостенном участке соединительной втулки имеется одно или несколько отверстий, в которых установлены дополнительные патрубки.

3. Соединение трубопроводов из композиционного материала по п.1 или 2, отличающееся тем, что фланцы установлены на наружных поверхностях концевых участков соединяемых трубопроводов на резьбе.

4. Соединение трубопроводов из композиционного материала по п.1 или 2, отличающееся тем, что фланцы установлены на резьбе на наружных поверхностях закрепленных на концевых участках соединяемых трубопроводов кольцевых обечаек, внутренние поверхности которых имеют цилиндрическую форму, переходящую в коническую, расширяющуюся в направлении торцов концевых участков соединяемых трубопроводов, причем внутренние поверхности кольцевых обечаек и наружные поверхности концевых участков соединяемых трубопроводов образуют зазор, заполненный клеем, а в кольцевых обечайках на их цилиндрических участках имеются радиально установленные винты, выполненные с возможностью контакта с наружной поверхностью концевых участков соединяемых трубопроводов.