Устройство для соединения многослойных композиционных труб

Полезная модель относится к области соединения многослойных композиционных труб, состоящих из пяти и более слоев, содержащие внешний и внутренний слои термопластичного полимера, относящего к классу полиолефинов, слоев адгезива, и слоя металла, в частности, применяемых в системах холодного и горячего водоснабжения и отопления. Устройство для соединения многослойных композиционных труб, характеризуется тем, что оно выполнено в виде муфты с внутренним крепежным элементом с цилиндрическим гнездом, охватывающим внутреннюю, торцевую, и внешнюю поверхность трубы, причем в стенки цилиндрического гнезда запрессован или установлен при литье муфты закладной нагревательный элемент с выведенными наружу муфты клеммами для подключения к источнику постоянного или импульсного электрического тока. Нагревательный элемент может выполнен в виде единого блока, или раздельных блоков для внутренней, внешней и торцевой частей муфты, а с внутренней стороны цилиндрического гнезда может быть установлен армирующий цилиндр из металла или полимера с большей термостойкостью, чем материал муфты, в частности, полисульфона или полифенилсульфона, предпочтительно с большим коэффициентом температурного расширения, чем материал муфты. Длина внутреннего крепежного элемента может быть больше или меньше длины муфты. Предлагаемое устройство предназначено для соединения одного и более отрезков многослойных композиционных труб. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Полезная модель относится к области соединения многослойных композиционных труб, состоящих из пяти и более слоев, содержащие внешний и внутренний слои термопластичного полимера, относящего к классу полиолефинов, слоев адгезива, и слоя металла или барьерного армирующего слоя полимера, в частности, применяемых в системах холодного и горячего водоснабжения, отопления и газоснабжения.

Известно устройство (электрофузионная (электросварная) муфта) для соединения труб холодного и горячего водоснабжения системы Plastitalia S.P.A (Италия) (См. ссылку в Интернет: http:/www.svarnoy.ru/catalog./electromufta/electromufta/mufta_soed_litaya.html?p_id=40)

Сварочное оборудование - аппарат для электромуфтовой сварки полимерных трубопроводов POLYWELD 2230 производства компании "Ritmo" (Италия) (См. ссылку в Интернет: http:/www.svarnoy.ru/catalog/electromufta./rubric_415/product_1958.html).

Указанное устройство характеризуется простотой осуществления соединения полимерных труб, но не обеспечивает надежности соединения многослойных композиционных труб при их длительной эксплуатации под воздействием динамических и термических нагрузок жидкостей.

Наиболее близким к предложенному является устройство для соединения многослойных композиционных труб (Патент RU 85604 U1, 10.04.2009, F16L 13/00), характеризующееся тем, что многослойные композиционные трубы соединяют через фитинги (муфты) путем сварки, при этом сварку производят одновременно по цилиндрическим и торцевой поверхностям трубы, для этого одновременно предварительно расплавляют внешнюю, внутреннюю и торцевую поверхности на конечном участке трубы и соединенные с трубой внутренние поверхности муфты.

Указанное устройство характеризуется простотой осуществления соединения многослойных композиционных труб, обеспечивает надежность соединения многослойных композиционных труб при их длительной эксплуатации под воздействием динамических и термических нагрузок жидкостей, однако соединение многослойных композиционных труб в труднодоступных местах, и особенно многослойных композиционных труб большого диаметра трудоемко и требует высокой квалификации монтажников.

Задачей изобретения является упрощение технологии сварки, повышение надежности соединения многослойных композиционных труб, повышение срока их эксплуатации, снижение требований к квалификации монтажников.

Поставленная задача решается тем, что устройство для соединения многослойных композиционных труб выполнено в виде муфты с внутренним крепежным элементом с цилиндрическим гнездом, охватывающим внутреннюю, торцевую и внешнюю поверхность трубы, с закладными нагревательными элементами расположенными с внешней, внутренней и торцевой сторон цилиндрического гнезда.

Закладной нагревательный элемент может быть выполнен в виде единого блока, или в виде раздельных блоков для наружной, внутренней и торцевой сторон цилиндрического гнезда. Раздельные нагревательные элементы позволяют применять различные режимы сварки наружных, внутренних и торцевых поверхностей трубы и цилиндрического гнезда муфты.

Такое выполнение устройства позволяет упростить операцию соединения многослойных композиционных труб в труднодоступных местах, и повысить надежность соединения для труб большого диаметра.

С внутренней стороны цилиндрического гнезда может быть установлен армирующий цилиндр из металла или из полимера с большей термостойкостью, чем материал муфты (например из полисульфона, или полифенилсульфона). Предпочтительно, чтобы материал армирующего цилиндра имел больший коэффициент температурного расширения, чем материал муфты. В этом случае во время сварки он дополнительно будет играть роль прижимного элемента внутренней стороны цилиндрического гнезда муфты к внутренней стороне многослойной композиционной трубы, тем самым повышая надежность сварки.

Армирующий цилиндр может быть запрессован или установлен при литье муфты

Преимущественно, длина внутреннего крепежного элемента может превышать или может быть меньше длины муфты.

Такое выполнение устройства позволяет снизить совокупную толщину стенки внутреннего цилиндра, и как следствие увеличить проходное сечение муфты, и исключить деформацию внутреннего цилиндра во время сварки при некачественной подготовке (повышенной овальности) многослойных композиционных труб.

Сварное соединение муфты и многослойной композитной трубы производится путем подачи постоянного или импульсного электрического тока на клеммы закладных нагревательных элементов, за счет нагревания которых происходит расплавление внешней, внутренней и торцевой поверхностей цилиндрического посадочного гнезда муфты и соприкасающейся с ней части трубы, и последующего их охлаждения в естественных условиях в соединенном состоянии.

Предлагаемое устройство предназначено для соединения одного и более отрезков многослойных композиционных труб.

Образованный после охлаждения сварной шов создает надежное соединение, защищенное от динамического и температурного воздействия потоков жидкости.

Таким образом, указанное выполнение заявленного устройства позволяет повысить надежность соединения многослойных композиционных труб, особенно труб больших диаметров, а также предотвратить их разрушение от расслоения под воздействием динамических и термических нагрузок жидкости при эксплуатации, а также упростить монтаж в труднодоступных местах.

На фиг.1 и 2 показаны общие схемы устройства для соединения многослойных композиционных труб в сборе и фитинга (муфты);

на фиг.3 показаны примеры электрических схем закладных нагревательных элементов;

на фиг.4 показан пример выполнения муфты с армирующим цилиндром;

на фиг.5 и 6 показаны частные случаи выполнения муфты.

Как показано на фиг.1 и 2 устройство для соединения многослойных композиционных труб содержит муфту 1 с внутренним крепежным элементом с цилиндрическим гнездом, охватывающим внутреннюю, торцевую и внешнюю поверхности трубы 2. В стенки цилиндрического гнезда запрессован или установлен при литье муфты 1 закладной нагревательный элемент 3 с выведенными наружу муфты 1 клеммами 4 для подключения к источнику электрического тока (постоянного или импульсного).

Как показано на фиг.3 закладной нагревательный элемент 3 может быть выполнен или в виде единого блока (фиг.3A), или в виде раздельных блоков для внутренних, внешних и торцевых сторон фитинга (муфты) (фиг.3Б).

Как показано на фиг.4, в стенки цилиндрического гнезда муфты 1 запрессован или установлен при литье муфты 1 закладной нагревательный элемент 3 с выведенными наружу муфты клеммами 4 для подключения к источнику постоянного или импульсного электрического тока. С внутренней стороны цилиндрического гнезда запрессован или установлен при литье муфты армирующий цилиндр 5, который может быть выполнен из металла или из полимера с большей термостойкостью, чем материал муфты 1, например из полисульфона, или полифенилсульфона. Предпочтительно, чтобы материал армирующего цилиндра 5 имел больший коэффициент температурного расширения, чем материал муфты 1, в этом случае во время сварки он дополнительно будет играть роль прижимного элемента внутренней стороны цилиндрического гнезда муфты 1 к внутренней стороне многослойной композиционной трубы 2, тем самым повышая надежность сварки.

Как показано на фиг.5 и 6, длина внутреннего крепежного элемента может превышать, или может быть меньше длины муфты 1.

Устройство работает следующим образом.

Многослойные композиционные трубы 2 концами вставляют в муфту 1. Подают питание от источника электрического тока (постоянного или импульсного) на клеммы 4 закладного нагревательного элемента 3. Сварку производят одновременно по цилиндрическим (внешней и внутренней) и торцевой поверхностям труб 2, Для этого одновременно расплавляют закладными нагревательными элементами 3 внешнюю, внутреннюю и торцевую поверхности на конечных участках соединяемых труб 2 и соединенные с трубами внутренние поверхности муфты 1.

При этом расплавление частей муфты 1 и трубы 2 осуществляют по их соединяемым поверхностям, то есть без нарушения внутренней структуры многослойной композиционной трубы 2.

Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что в настоящей полезной модели возможны разнообразные модификации и изменения. Соответственно, предполагается, что настоящая полезная модель охватывает различные модификации и изменения, а также их эквиваленты, без отступления от сущности и объема полезной модели, раскрытого в прилагаемой формуле полезной модели.

1. Устройство для соединения многослойных композиционных труб, характеризующееся тем, что оно выполнено в виде муфты с внутренним крепежным элементом с цилиндрическим гнездом, охватывающим внутреннюю, торцевую и внешнюю поверхности трубы, в стенки цилиндрического гнезда запрессован или установлен при литье муфты закладной нагревательный элемент для расплавления внутреннего, наружного и торцевого слоев муфты и трубы с выведенными наружу муфты клеммами для подключения к источнику постоянного или импульсного электрического тока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что закладной нагревательный элемент для расплавления внутреннего, наружного и торцевого слоев муфты и трубы выполнен единым блоком.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что закладной нагревательный элемент для расплавления внутреннего, наружного и торцевого слоев муфты и трубы выполнен раздельными блоками.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что с внутренней стороны цилиндрического гнезда установлен армирующий цилиндр из металла или из полимера с большей термостойкостью, чем материал муфты.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что в качестве полимера с большей термостойкостью, чем материал муфты, использован полисульфон или полифенилсульфон.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что армирующий цилиндр выполнен из материала с большим коэффициентом температурного расширением, чем материал муфты.

7. Устройство по п.1 или 4, отличающееся тем, что длина внутреннего крепежного элемента превышает длину муфты.

8. Устройство по п.1 или 4, отличающееся тем, что длина муфты превышает длину внутреннего крепежного элемента.