Подвижное соединение труб

 

Подвижное соединение труб используется при сооружении линий трубопроводов в нефтяной и газовой промышленности. Подвижное соединение содержит шаровой элемент. На последний установлена разъемная манжета. Последняя выполнена в виде двух полуколец с возможностью обхвата сферы. Полукольца соединены между собой посредством серег. Последние установлены на заштифтованных в П-образных пазах осях. Пазы выполнены на одной из сторон торцевых частей перпендикулярного сечения полуколец. С противоположной стороны полукольца снабжены замковым устройством. Последнее выполнено в виде скобы-защелки. Обеспечивается удержание манжеты на шаровом элементе без дополнительной оснастки. 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к быстроразъемным соединениям, допускающим подвижность труб, и может быть использовано при сооружении линий трубопроводов в нефтяной и газовой промышленности.

Известно соединение труб, содержащее манжету и раструб с разрезным запорным кольцом, размещенным с зазором в пазу с эластичной прокладкой. Однако это соединение труб имеет малую угловую подвижность (1,3...2,0), которая при определенных условиях эксплуатации трубопровода, в результате возникающих предельных напряжений, обусловленных высокими степенями нагружения основных конструктивных элементов, может вызвать его разрушение (SU 265635 A, МПК F 16 L 37/08, 1969).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является шарнирное соединение труб, содержащее раструб с двумя пазами, в одном из которых установлено уплотнение, а в другом - эластичная прокладка и запорный элемент, выполненный в виде разрезного кольца, манжету, выполненную в виде кольца с наружным криволинейным выступом, шаровой элемент с двумя концентричными сферическими поверхностями, контактирующий поверхностью малого радиуса с уплотнением, а поверхностью большого радиуса с внутренней поверхностью манжеты (RU 2191948 C2, МПК F 16 L 27/067, 27.10.2002).

Однако, несмотря на то, что соединение обладает неоспоримыми преимуществами по сравнению с аналогом, его конструкция имеет недостатки. Так, выполненная в виде цельного кольца манжета устанавливается на тело трубы в заводских условиях перед приваркой шарового элемента к трубе, и требует специальной оснастки для дополнительного ее удержания на шаровом элементе как при доставке труб на трассу, так и в процессе сборки соединения, обусловливая большие трудозатраты по монтажу.

Предлагаемое изобретение решает задачу удержания манжеты на шаровом элементе без дополнительной оснастки, как при вывозе труб на трассу, так и в процессе монтажа линии трубопровода, а также снижает трудоемкость операций и время по монтажу.

Эта задача решается за счет установки на шаровой элемент разъемной манжеты, имеющей наружную усеченно-коническую поверхность с криволинейным выступом, и состоящей из двух полуколец, имеющих внутреннюю сферическую поверхность с радиусом, равным большому радиусу сферической поверхности шарового элемента, при этом по всей длине одна из сторон торцевых частей параллельного сечения полуколец оснащена внутренним выступом, выполненным перпендикулярно поверхности полуколец, ограничивающим осевое перемещение манжеты на шаровом элементе, соединяемых между собой посредством серег, установленных на осях заштифтованными в П-образных пазах, выполненных на одной из сторон торцевых частей перпендикулярного сечения полуколец, а с противоположной стороны полукольца снабжены замковым устройством, выполненным в виде скобы-защелки, установленной в углублениях на наружной усеченно-конической поверхности полуколец, позволяющим фиксировать разъемную манжету на шаровом элементе. Таким образом, техническим результатом предлагаемого изобретения является удержание манжеты на шаровом элементе без дополнительной оснастки при сохранении заданной угловой подвижности в соединении труб.

Данные признаки являются существенными для решения поставленной задачи, так как:

1) разъемная манжета, выполненная в виде двух полуколец, соединенных между собой посредством серег, установленных на осях, заштифтованных в П-образных пазах, выполненных на одной из сторон торцевых частей перпендикулярного сечения полуколец, этим достигается возможность комплектации соединения съемными деталями в период подготовки трубопровода к развертыванию;

2) полукольца разъемной манжеты снабжены замковым устройством, выполненным в виде скобы-защелки, установленной в углублениях на наружной усеченно-конической поверхности полуколец, этим достигается возможность фиксации разъемной манжеты на шаровом элементе;

3) полукольца разъемной манжеты на одной из сторон торцевых частей параллельного сечения по всей длине оснащены внутренним выступом, выполненным перпендикулярно поверхности полуколец, за счет этого достигается ограничение осевого перемещения манжеты по телу трубы и ее удержание на шаровом элементе в ходе вывода труб на трассу и в процессе их монтажа.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявленное устройство отличается от известного тем, что манжета выполнена разъемной в виде двух полуколец с возможностью обхвата сферы, при этом полукольца соединены между собой посредством серег, установленных на осях, заштифтованных в П-образных пазах, выполненных на одной из сторон торцевых частей перпендикулярного сечения полуколец, с противоположной стороны полукольца снабжены замковым устройством, выполненным в виде скобы-защелки, установленной в углублениях на наружной усеченно-конической поверхности полуколец, при этом по всей длине одна из сторон торцевых частей параллельного сечения полуколец оснащена внутренним выступом, выполненным перпендикулярно поверхности полуколец, и таким образом, совокупность этих "существенных признаков" соответствуют критерию "достаточности для достижения, обеспечиваемого изобретением технического результата".

Сущность изобретения поясняется чертежами.

Фиг.1 – разрез подвижного соединения труб.

Фиг.2 – разрез В-В по фиг.1;

Фиг.3 – разрез А-А по фиг.1, представлена скоба-защелка.

Фиг.4 – разрез Б-Б по фиг.3

Предлагаемое подвижное соединение труб включает выполнение на трубах 1 и 2 соответственно раструб 3 и шаровой элемент 4. Раструб 3 снабжен разрезным запорным кольцом 5, размещенным в пазу с эластичной прокладкой 6 (например, из микропористой резины). На шаровой элемент 4, имеющий две концентрические сферические поверхности с разными радиусами (R и r), установлена разъемная манжета 7, выполнена в виде двух полуколец 8, 9 с наружным криволинейным выступом и внутренней сферической поверхностью с радиусом (R), равным большому радиусу шарового элемента 4. Полукольца оснащены замковым устройством, выполненным в виде скобы-защелки 10, фиксирующей разъемную манжету 7 на шаровом элементе 4 и внутренним торцевым выступом 11, ограничивающим осевое перемещение разъемной манжеты 7 на шаровом элементе 4. Полукольца 8, 9 соединены с одной стороны друг с другом подвижно заштифтованными в них серьгами 12. Труба 2 с шаровым элементом 4 и разъемной манжетой 7 введена в раструб 3 и зафиксирована в нем при помощи разрезного запорного кольца 5. В месте контакта с шаровым элементом 4 по поверхности малого радиуса (r), раструб 3 оснащен резиновым самоуплотняющимся кольцом 13, выполненным в сечении по форме "ласточкин хвост".

Подвижное соединение труб работает следующим образом. При соединении труб 1 и 2 шаровой элемент 4, обжатый по поверхности радиуса R разъемной манжетой 7, вводится в раструб 3. При движении в осевом направлении внутри раструба 3 разъемная манжета 7, толкаемая монтажным замыкателем, разжимает разрезное запорное кольцо 5, утапливая его в полость размещения эластичной прокладки 6 в раструбе 3. При дальнейшем перемещении разъемной манжеты 7 в раструбе 3, ее криволинейный выступ проходит разрезное запорное кольцо 5, последнее, под действием накопленных сил упругой деформации, выходя из полости размещения эластичной прокладки 6 в раструбе 3, стремится принять первоначальную форму за криволинейным выступом, препятствуя перемещению разъемной манжеты 7 в обратном направлении и таким образом, замыкает соединение труб.

Использование изобретения позволит проводить комплектацию соединения съемными деталями в период подготовки трубопровода к развертыванию, не потребует специальной оснастки для дополнительного удержания манжеты на шаровом элементе как при доставке труб на трассу, так и в процессе сборки соединения, снизит трудозатраты по монтажу соединения, обеспечит достаточно высокую угловую подвижность труб в соединении.

Формула изобретения

Подвижное соединение труб, содержащее раструб с двумя пазами, в одном из которых установлено уплотнение, а в другом эластичная прокладка и запорный элемент, манжету, выполненную в виде кольца с наружным криволинейным выступом, шаровой элемент с двумя концентричными сферическими поверхностями, контактирующий поверхностью малого радиуса с уплотнением, а поверхностью большого радиуса с внутренней поверхностью манжеты, отличающееся тем, что манжета выполнена разъемной в виде двух полуколец с возможностью обхвата сферы, при этом полукольца соединены между собой посредством серег, установленных на осях, заштифтованных в П-образных пазах, выполненных на одной из сторон торцевых частей перпендикулярного сечения полуколец, с противоположной стороны полукольца снабжены замковым устройством, выполненным в виде скобы-защелки, установленной в углублениях на наружной усеченно-конической поверхности полуколец, при этом по всей длине одна из сторон торцевых частей параллельного сечения полуколец оснащена внутренним выступом, выполненным перпендикулярно поверхности полуколец.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4