Способ герметизации разъемного соединения трубопроводов (варианты), устройство для его осуществления и уплотнительный элемент

Способ герметизации разъемного соединения трубопроводов (варианты), устройство для его осуществления и уплотнительный элемент

Реферат

 

Изобретение относится к соединениям трубопроводов преимущественно в экстремальных условиях: высокого и низкого давлений, глубокого вакуума, высоких и низких температур, в агрессивных средах и т.п. и могут быть использованы в автомобильной, авиационной, ракетно-космической, ядерной, судостроительной и других отраслях промышленности. Герметизацию производят с использованием упругой втулки, центровку которой осуществляют посредством ее размещения внутри или снаружи центровочной втулки с возможностью их контактирования при взаимном осевом перемещении для поддержания центровки и блокирования перемещения центровочной втулки в поперечной плоскости. В процессе стягивания трубопроводов осуществляют выравнивание контактных давлений на торообразных выступах упругой втулки. С каждого торца центровочной втулки устанавливают не менее двух плоских разрезных регулировочных колец, стягивание трубопроводов производят до момента плотного контакта торцов сопрягаемых трубопроводов, регулировочных колец и торцов центровочной втулки. Уплотнение снабжено центровочной втулкой, установленной соосно упругой втулке с возможностью их контактирования при взаимном осевом перемещения. Изобретение позволяет обеспечить высокую надежность герметизацию разъемных соединений трубопроводов. 4 c. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретения относятся к соединениям трубопроводов и могут быть использованы в различных областях техники преимущественно для соединения трубопроводов, работающих в условиях высокого и низкого давлений, глубокого вакуума, высоких и низких температур, в агрессивных средах и др. экстремальных условиях, предъявляющих повышенные требования к герметичным соединениям. Применяемое для герметизации уплотнение относится к типу "металл-металл".

Известен способ герметизации разъемного соединения трубопроводов (см. авт. св. СССР N 1416788, F 16 L 19/00, 1988), включающий центровку сопрягаемых между собой трубопроводов, установку в зазор между ними уплотнения в виде двух контактирующих между собой соосных втулок, задание фиксированной величины зазора между трубопроводами посредством выбора соотношений размеров втулок, стягивание трубопроводов до момента плотного контакта торцов сопрягаемых трубопроводов с одной из втулок и фиксирование трубопроводов в этом положении. Недостатками данного способа являются сложность реализации, требующей наличия специального оборудования для нагрева одной из втулок при герметизации соединения, невысокая надежность из-за необходимости строгого выдерживания соотношения размеров втулок и температурного диапазона работы соединения для создания требуемого контактного давления, необходимость доработок фланцев имеющихся трубопроводов для применения данного способа и др.

Известен способ герметизации разъемного соединения трубопроводов (см. описание патента РФ N 2044207, F 16 L 23/00, 1995), включающий центровку сопрягаемых между собой трубопроводов, установку в зазор между ними уплотнительного элемента в виде упругой втулки с торообразными выступами по торцам втулки, контактирующими с уплотнительными поверхностями отверстий трубопроводов, задание фиксированной величины зазора между трубопроводами, центрирование упругой втулки, стягивание трубопроводов до заданной величины зазора между ними с одновременным сжатием втулки в радиальном и осевом направлениях уплотнительными поверхностями отверстий трубопроводов до их вхождения в сплошной кольцевой контакт с торообразными выступами упругой втулки и появления пластической деформации уплотнительных поверхностей отверстий по линии контакта под воздействием сил упругой деформации, возникающих в упругой втулке при ее сжатии в процессе стягивания трубопроводов, а в процессе стягивания трубопроводов осуществление выравнивания контактных давлений на торообразных выступах упругой втулки путем ее перемещения соосно центровочной втулке под воздействием уплотнительных поверхностей отверстий трубопроводов. Данный способ, по сравнению с предыдущим аналогом, не требует наличия специального оборудования для реализации способа и обладает большей надежностью при неоднократных разборках и сборках соединения. Кроме этого, упругая втулка при стягивании трубопроводов вступает в линейный кольцевой контакт с уплотнительными поверхностями отверстий трубопроводов, что обеспечивает более высокую степень герметизации соединения. При этом способ обеспечивает в определенной степени выравнивание контактных давлений на торообразных выступах упругой втулки при стягивании трубопроводов. Однако способ обладает и рядом недостатков. Так, для реализации способа требуются особые фигурные фланцы входных отверстий трубопроводов, что усложняет и удорожает применение способа в имеющихся системах. Принятый способ центровки упругой втулки за счет цилиндрической и конической проточек во фланцах не обеспечивает стабильной центровки упругой втулки при стягивании трубопроводов, что может привести к слишком большим наклонам поперечного сечения торообразных выступов упругой втулки относительно продольной оси втулки и появлению разности контактных давлений на обоих торцах упругой втулки. При этом следы линий кольцевого контакта с упругой втулкой на уплотнительных поверхностях отверстий трубопроводов не будут совпадать при многократных сборках и разборках соединения, что постепенно может привести к нарушению герметичности соединения. Также недостатком данного способа является применение хомутов-защелок для задания фиксированной величины зазора между трубопроводами, т.к. продольные силы сжатия, действующие на трубопроводы в процессе эксплуатации, при различных деформациях непосредственно передаются на торообразные выступы упругой втулки, сначала увеличивая контактные давления, а затем их уменьшая при появлении растягивающих усилий, что также может вызвать потерю герметичности и сократить срок службы соединения.

Известно уплотнение для герметизации разъемного соединения трубопроводов (см. заявку ФРГ N 2416808, F 16 J 15/08; F16 L 23/04, 1977), содержащее уплотнительный элемент в виде металлического кольца и установленное соосно снаружи или внутри уплотнительного элемента центрирующее кольцо, блокирующее перемещение уплотнительного элемента в поперечной плоскости. Центрирующее кольцо выполнено с радиальным зазором. Данное уплотнение не обеспечивает герметизацию соединения при многократном использовании, так как требует замены уплотнительного элемента после каждой слишком сильной деформации. Кроме этого, уплотнение не обеспечивает высокой надежности герметизации соединения при работе в экстремальных условиях и постоянства контактных давлений в процессе эксплуатации.

Известно уплотнение для герметизации разъемного соединения (см. патент PCT N WO 83/03883, F 16 L 17/06; F 16 J 15/08, 1983), содержащее уплотнительный элемент в виде упругой в радиальном и осевом направлениях металлической втулки с торообразными выступами по торцам втулки, контактирующими с уплотнительными поверхностями сопрягаемых между собой элементов. Данное уплотнение позволяет обеспечить сплошной кольцевой линейный контакт торообразных выступов упругой втулки с уплотнительными поверхностями сопрягаемых элементов. Однако в этом уплотнении контактные давления не зависят от зазора между сопрягаемыми элементами и определяются только формой, размерами и материалом упругой втулки, что делает уплотнение крайне ненадежным в процессе эксплуатации из-за недостаточности развиваемых контактных давлений. Придание втулке большей жесткости для получения требуемой степени герметичности не решает проблемы, т.к. из-за колебания размеров втулки и герметизируемых поверхностей оно может вызвать либо деформацию указанных поверхностей, либо оказаться недостаточной для обеспечения герметичности. При этом упругая втулка имеет центрирующий элемент, блокирующий ее перемещения вдоль продольной оси, способствующие выравниванию контактных давлений в процессе сборки соединения.

Известен уплотнительный элемент для герметизации разъемного соединения трубопроводов (см. авт. св. СССР N 511469, F 16 L 19/025; L 27/067, 1976), выполненный в виде упругой втулки, поперечное сечение которой имеет форму выпуклой линзы. Данный уплотнительный элемент не обеспечивает достаточной степени герметизации соединения из-за невысоких допустимых контактных давлений, связанных с относительно невысокими прочностными характеристиками элемента данной формы, и требует выполнения во фланцах стыкуемых трубопроводов специальных проточек, что исключает его применение без доработки имеющихся систем.

Известен уплотнительный элемент для герметизации разъемного соединения трубопроводов (см. патент США N 4214763, F 16 L 23/00, 1980), выполненный в виде упругой втулки, наружная поверхность которого имеет несколько конических участков. Недостатком данного элемента является герметизация по типу "коническая поверхность - коническая поверхность", не обеспечивающая из-за некруглости сопрягаемых деталей требуемого контакта по всей поверхности. Поэтому образующиеся зазоры выбираются пластической деформацией уплотнительного элемента, что требует больших усилий для стягивания сопрягаемых трубопроводов. При этом из-за наличия деформаций уплотнительный элемент необходимо менять при каждой повторной сборке соединений. Кроме этого, во фланцах соединяемых трубопроводов необходимо наличие специальных проточек, поверхности которых сопрягаются с наружными поверхностями конических участков уплотнительного элемента.

Наиболее близким аналогом для технического решения способа герметизации разъемного соединения трубопроводов (и его варианта), выбранным в качестве прототипа, является способ, приведенный в описании к патенту РФ N 2073164 (МКИ F 16 L 23/00, 1997), включающий центровку сопрягаемых между собой трубопроводов, установку в зазор между ними уплотнительного элемента в виде упругой втулки с торообразными выступами по торцам втулки, контактирующими с уплотнительными кромками отверстий трубопроводов, задание фиксированной величины зазора между трубопроводами, центрирование упругой втулки, стягивание трубопроводов до заданной величины зазора между ними с одновременным сжатием втулки в радиальном и осевом направлениях уплотнительными кромками отверстий трубопроводов до вхождения кромок в сплошной кольцевой контакт с торообразными выступами упругой втулки и появления пластической деформации уплотнительных кромок отверстий по линии контакта под воздействием сил упругой деформации, возникающих в упругой втулке при ее сжатии в процессе стягивания трубопроводов, фиксирование трубопроводов в этом положении. Данный способ, по сравнению с предыдущим аналогом (патент РФ N 2044207), позволяет обеспечить более простую и надежную центровку упругой втулки посредством внутренней поверхности цилиндрической проточки во фланцах, а также обеспечить точное задание фиксированной величины зазора между трубопроводами, т.к. стягивание производят до момента плотного контакта торцов сопрягаемых трубопроводов с торцевыми поверхностями радиального выступа, расположенного на середине втулки между торообразными выступами.

Такой способ герметизации позволяет разгрузить упругую втулку от нагрузок типа "продольного сжатия - растяжения", действующих на трубопроводы в процессе эксплуатации системы. Однако при этом хуже выравниваются контактные давления на торообразных выступах упругой втулки, т.к. перемещение упругой втулки соосно трубопроводам под воздействием их уплотнительных кромок происходит лишь до момента плотного контакта торцов трубопроводов с торцевыми поверхностями радиального выступа, после которого из-за возможной разности геометрических размеров от каждого торца втулки до радиального выступа контактные давления на каждом из торцов втулки будут отличаться друг от друга. Кроме этого, если в результате проверки соединения после сборки будет обнаружено нарушение герметичности, необходимо заменить уплотнительную втулку на другую, более подходящую по соотношению размеров, что не всегда просто сделать. При этом наличие радиального выступа у упругой втулки затрудняет применение данного способа герметизации в муфтовых соединениях. Надежность способа снижает и имеющийся фактор неопределенности при герметизации соединения. Возможны ситуации, когда из-за определенного соотношения размеров в конкретном соединении герметизация произойдет не по линии контакта уплотнительных кромок отверстий трубопроводов с торообразными выступами упругой втулки, а по зоне контакта торцевых поверхностей сопрягаемых трубопроводов с торцевыми поверхностями радиального выступа упругой втулки. В этом случае, хотя проверка герметичности после сборки соединения не покажет наличие течи, срок службы такого соединения окажется значительно меньше, чем при штатном использовании и возможность его повторного использования не будет гарантирована.

Наиболее близким аналогом для технического решения уплотнения для герметизации разъемного соединения трубопроводов, выбранным в качестве прототипа, является уплотнительный элемент, приведенный в патенте РФ N 2073164 (МКИ F 16 L 23/00, 1997), включающий уплотнительный элемент в виде упругой в радиальном и осевом направлениях втулки с торообразными выступами по торцам втулки, контактирующими с уплотнительными кромками отверстий сопрягаемых между собой трубопроводов. Данное уплотнение обеспечивает линейный кольцевой контакт уплотнительных кромок отверстий трубопроводов с торообразными выступами упругой втулки и появление пластической деформации уплотнительных кромок отверстий по линии контакта, что повышает надежность герметизации. Кроме этого, значительная часть контактных давлений обеспечивается за счет воздействия сил упругой деформации, что уменьшает усилия, необходимые для герметизации соединения. В то же время недостатком уплотнения является то, что выравнивание контактных давлений на торообразных выступах упругой втулки за счет перемещения втулки под воздействием уплотнительных кромок трубопроводов продолжается лишь до момента плотного контакта торцов сопрягаемых трубопроводов с торцевыми поверхностями радиального выступа, расположенного на середине втулки между торообразными выступами, после чего возможно появление разности контактных давлений из-за разности расстояний от торцов упругой втулки до торцевых поверхностей радиального выступа, что может послужить причиной нарушения герметичности соединения, особенно при использовании уплотнения для ремонта систем, находящихся в эксплуатации.

Наиболее близким аналогом для технического решения уплотнительный элемент для герметизации разъемного соединения трубопроводов, выбранным в качестве прототипа, является уплотнительный элемент приведенный в патенте РФ N 2044207 (МКИ F 16 L 23/00, 1995), выполненный в виде упругой в радиальном и осевом направлениях втулки с торообразными выступами по торцам втулки и кольцевым компенсатором в середине втулки. Данный уплотнительный элемент не нуждается в больших усилиях для создания требуемой степени герметизации и допускает многоразовое использование, однако он требует наличия специальной формы фланцев входных отверстий сопрягаемых трубопроводов, малопригоден для муфтовых соединений, не обеспечивает достаточной надежности при длительной эксплуатации, а также при больших давлениях в трубопроводах и создает нежелательные возмущения при движении рабочей среды в трубопроводах.

Технической задачей, решаемой предлагаемой группой изобретений, является создание способа герметизации разъемного соединения трубопроводов, устройства для его осуществления и уплотнительного элемента, позволяющих обеспечить герметичное, многоразовое, быстроразъемное соединение трубопроводов, не требующее больших усилий при сборке и герметизации соединения, обладающее высокой надежностью в широком диапазоне давлений и температур, работающее в агрессивных средах, отличающееся при этом технологичностью и возможностью применения в большинстве существующих систем трубопроводов без каких-либо их доработок.

Указанные задачи решаются следующим образом.

В способе герметизации разъемного соединения трубопроводов, включающем центровку сопрягаемых между собой трубопроводов, установку в зазор между ними уплотнительного элемента в виде упругой втулки с торообразными выступами по торцам втулки, контактирующими с уплотнительными кромками отверстий трубопроводов, задание фиксированной величины зазора между трубопроводами, центрирование упругой втулки, стягивание трубопроводов до заданной величины зазора между ними с одновременным сжатием втулки в радиальном и осевом направлениях уплотнительными кромками отверстий трубопроводов до вхождения кромок в сплошной кольцевой контакт с торообразными выступами упругой втулки и появления пластической деформации уплотнительных кромок отверстий по линии контакта под воздействием сил упругой деформации, возникающих в упругой втулке при ее сжатии в процессе стягивания трубопроводов, и фиксирование трубопроводов в этом положении, новым в первом варианте является то, что центровку упругой втулки осуществляют посредством ее размещения внутри или снаружи центровочной втулки, которую устанавливают в зазор между сопрягаемыми трубопроводами соосно упругой втулке с возможностью контактирования обеих втулок при их взаимном осевом перемещении для поддержания центровки и блокирования перемещения центровочной втулки в поперечной плоскости, а в процессе стягивания трубопроводов осуществляют выравнивание контактных давлений на торообразных выступах упругой втулки путем ее перемещения соосно центровочной втулке под воздействием уплотнительных кромок отверстий трубопроводов до момента плотного контакта торцов сопрягаемых трубопроводов с торцами упругой втулки.

Во втором варианте способа основные технические задачи решаются принципиально тем же путем, но дополнительно решается задача по обеспечению контроля герметичности соединения и восстановлению при необходимости его герметичности без замены уплотнительного элемента.

В отличие от известного способа герметизации, включающего центровку сопрягаемых между собой трубопроводов, установку в зазор между ними уплотнительного элемента в виде упругой втулки с торообразными выступами по торцам втулки, контактирующими с уплотнительными кромками отверстий трубопроводов, задание фиксированной величины зазора между трубопроводами, центрирование упругой втулки, стягивание трубопроводов до заданной величины зазора между ними с одновременным сжатием втулки в радиальном и осевом направлениях уплотнительными кромками отверстий трубопроводов до вхождения кромок в сплошной кольцевой контакт с торообразными выступами упругой втулки и появления пластической деформации уплотнительных кромок отверстий по линии контакта под воздействием сил упругой деформации, возникающих в упругой втулке при ее сжатии в процессе стягивания трубопроводов, и фиксирование трубопроводов в этом положении, во втором варианте новым является то, что центровку упругой втулки осуществляют посредством ее размещения внутри или снаружи центровочной втулки, которую устанавливают в зазор между сопрягаемыми трубопроводами соосно упругой втулке с возможностью контактирования обеих втулок при их взаимном осевом перемещении для поддержания центровки и блокирования перемещения центровочной втулки в поперечной плоскости, а задание фиксированной величины зазора между трубопроводами осуществляют посредством плоских разрезных регулировочных колец, которые перед стягиванием трубопроводов устанавливают между торцами сопрягаемых трубопроводов и центровочной втулки в количестве не менее двух колец с каждого торца центровочной втулки, при этом в процессе стягивания трубопроводов осуществляют выравнивание контактных давлений на торообразных выступах упругой втулки путем ее перемещения соосно центровочной втулке под воздействием уплотнительных кромок отверстий трубопроводов до момента плотного контакта торцов сопрягаемых трубопроводов, регулировочных колец и торцов центровочной втулки, и после фиксации трубопроводов в этом положении производят проверку герметичности соединения и при обнаружении негерметичности осуществляют разборку соединения, увеличивают контактные давления на торообразных выступах упругой втулки путем уменьшения фиксированной величины зазора между трубопроводами за счет удаления одного или нескольких регулировочных колец и повторяют указанные операции по герметизации соединения трубопроводов до получения требуемой степени герметичности при сохранении с каждого торца центровочной втулки не менее одного регулировочного кольца.

В предлагаемом уплотнении для герметизации разъемного соединения трубопроводов, содержащем уплотнительный элемент в виде упругой в радиальном и осевом направлениях втулки с торообразными выступами по торцам втулки, контактирующими с уплотнительными кромками отверстий сопрягаемых между собой трубопроводов, новым является то, что уплотнение снабжено центровочной втулкой, установленной соосно упругой втулке с возможностью их контактирования при взаимном осевом перемещении.

Кроме того, расстояние между торцами упругой втулки может быть больше, чем расстояние между уплотнительными кромками отверстий сопрягаемых между собой трубопроводов.

Кроме того, упругая втулка может быть выполнена с одним или более кольцевыми зигами, выпуклости которых направлены в сторону продольной оси втулки, при этом зиги расположены между торцевыми торообразными выступами симметрично относительно поперечной плоскости, проходящей через середину втулки.

Кроме того, торообразные выступы по торцам упругой втулки могут быть выполнены из материала, твердость которого больше, чем у материала уплотнительных кромок отверстий трубопроводов.

Кроме того, уплотнение может быть снабжено плоскими разрезными регулировочными кольцами, выполненными из материала, твердость которого не ниже твердости материала центровочной втулки, устанавливаемыми соосно центровочной втулке между ее торцами и торцами сопрягаемых трубопроводов.

Кроме того, центровочная втулка может быть выполнена из того же материала, что и соединяемые трубопроводы.

Кроме того, центровочная втулка может быть установлена снаружи упругой втулки с возможностью контактирования при взаимном осевом перемещении своей внутренней поверхностью с частью наружней поверхности упругой втулки, при этом расстояние между торцами центровочной втулки меньше, чем расстояние между торцами упругой втулки, а внутренний диаметр центровочной втулки больше, чем диаметр уплотнительных кромок отверстий трубопроводов.

Кроме того, суммарное расстояние между торцами центровочной втулки и толщинами регулировочных колец, установленных по обоим торцам центровочной втулки, может быть меньше, чем расстояние между торцевыми поверхностями упругой втулки.

Кроме того, центровочная втулка может быть установлена внутри упругой втулки с возможностью контактирования при взаимном осевом перемещении частью своей наружней поверхности с внутренней поверхностью упругой втулки, при этом расстояние между внутренними торцевыми поверхностями центровочной втулки больше, чем расстояние между торцевыми поверхностями упругой втулки, а наружный диаметр центровочной втулки меньше, чем диаметр уплотнительных кромок отверстий трубопроводов.

Кроме того, центровочная втулка может быть выполнена из двух составных частей, одна из которых выполнена в виде втулки с фланцем, жестко закрепленным на одном из ее концов, а другая - в виде съемного фланца, установленного на свободном конце втулки с возможностью контактирования с его торцевой поверхностью.

Кроме того, на наружней поверхности центровочной втулки может быть выполнен радиальный кольцевой выступ с цилиндрической наружной поверхностью, контактирующий с внутренней поверхностью упругой втулки, при этом выступ расположен симметрично относительно поперечной плоскости, проходящей через середину втулки, а наружный диаметр его поперечного сечения меньше диаметра уплотнительных кромок отверстий трубопроводов.

Заявленное техническое решение уплотнительный элемент для герметизации разъемного соединения трубопроводов является частью уплотнения для герметизации разъемного соединения трубопроводов и может быть использовано не только в нем, но и в составе других устройств или самостоятельно.

В предлагаемом уплотнительном элементе для герметизации разъемного соединения трубопроводов, выполненном в виде упругой в радиальном и осевом направлениях втулки с торообразными выступами по торцам втулки и кольцевым компенсатором в середине втулки, новым является то, что образующая наружной поверхности упругой втулки в продольном сечении имеет форму двух дуг, выпуклости которых направлены в противоположную сторону от продольной оси втулки, сопрягаемых между собой вогнутой дугой, выпуклость которой направлена в сторону оси втулки.

Совокупность сформулированных признаков позволяет создать способ герметизации разъемного соединения трубопроводов, с одной стороны, позволяющего обеспечить высокую степень герметизации при многократной разборке и сборке соединения и небольших усилиях стягивания для достижения герметизации, которую с большой надежностью можно поддерживать длительное время при разнообразных условиях эксплуатации, с другой стороны, обладающего простотой, высокой технологичностью и возможностью использования в существующих системах трубопроводов без их доработки.

Использование в предлагаемом способе для центровки упругой втулки специальной центровочной втулки, которую устанавливают в зазор между сопрягаемыми трубопроводами соосно упругой втулке с возможностью контактирования обеих втулок при их взаимном осевом перемещении для поддержания центровки и блокирования перемещения центровочной втулки в поперечной плоскости, гарантирует соблюдение центровки во время всего процесса стягивания трубопроводов до заданного фиксированного зазора. При этом отпадает необходимость в наличии каких-либо фигурных проточек во фланцах трубопроводов для поддержания центровки упругой втулки. Размещение центровочной втулки внутри или снаружи упругой втулки позволяет использовать способ при различных типах соединений трубопроводов: фланцевых, муфтовых и т.п.

Кроме этого, появляется возможность осуществления выравнивания контактных давлений на торообразных выступах упругой втулки путем ее перемещения соосно центровочной втулке под воздействием уплотнительных кромок отверстий трубопроводов во время всего процесса стягивания трубопроводов до момента плотного контакта торцов сопрягаемых трубопроводов с торцами упругой втулки, что гарантирует достижение надежной герметизации соединения при многократных сборках и относительно невысоких требованиях к точности изготовления используемых деталей и качеству сборки.

Наличие плотного контакта торцов сопрягаемых трубопроводов с торцами центровочной втулки позволяет поддерживать неизменной величину контактных давлений на торообразных выступах упругой втулки при внешних воздействиях на трубопроводы, что увеличивает срок службы соединения с обеспечением его герметичности.

Использование во втором варианте способа плоских разрезных регулировочных колец для задания фиксированной величины зазора между трубопроводами позволяет, кроме указанного выше технического результата, гарантированно определить, за счет чего обеспечена герметизация соединения: штатно - за счет вхождения уплотнительных кромок отверстий трубопроводов в сплошной кольцевой контакт с торообразными выступами упругой втулки и появления пластической деформации уплотнительных кромок отверстий по линии контакта под воздействием сил упругой деформации, возникающих в упругой втулке при ее сжатии в процессе стягивания трубопроводов, или нештатно - за счет плотного вхождения в контакт торцов сопрягаемых трубопроводов с торцами регулировочных колец и последних с торцами центровочной втулки. Нештатная герметизация может быть причиной нарушения герметизации соединения в процессе эксплуатации, что снижает надежность способа, а также не гарантирует герметизации при последующих сборках соединения. Другим дополнительным преимуществом второго варианта является возможность регулирования в процессе герметизации соединения величины заданного фиксированного зазора, что позволяет в случае недостижения требуемой степени герметичности в собранном соединении разобрать его и произвести увеличение контактных давлений на торообразных выступах упругой втулки путем уменьшения фиксированной величины зазора между трубопроводами за счет удаления одного или нескольких регулировочных колец. Это значительно удешевляет и упрощает технологию герметизации, т.к. для изменения фиксированной величины зазора между трубопроводами не требуется замена центровочной втулки, что особенно важно при использовании способа в массовом производстве. Кроме этого, данный вариант способа герметизации легче адаптировать к применению в уже существующих системах трубопроводов без доработок последних, особенно при длительной эксплуатации, т.к. можно осуществлять периодический контроль соединений и в случае износа стыков и нарушения герметичности производить восстановление герметичности путем удаления регулировочных колец. При этом с каждой стороны центровочной втулки должно оставаться не менее одного регулировочного кольца.

Однако, если возникает необходимость удалить с одного или обоих торцов центровочной втулки и эти кольца, то и тогда способ все равно сможет обеспечить получение технического результата общего с первым вариантом.

Использование в предлагаемом уплотнении для разъемного соединения трубопроводов центровочной втулки, установленной соосно упругой втулке с возможностью их контактирования при взаимном осевом перемещении, обеспечивает надежную центровку упругой втулки и выравнивание контактных давлений на торообразных выступах упругой втулки во время всего процесса герметизации и сборки соединения, что увеличивает надежность предлагаемого уплотнения и его универсальность, т.к. позволяет использовать уплотнение при различных типах соединений: фланцевых, муфтовых и др. в существующих системах трубопроводов без доработки последних в отношении фигурных проточек и т.п.

Выполнение упругой втулки с расстоянием между ее торцами большим, чем расстояние между уплотнительными кромками отверстий сопрягаемых между собой трубопроводов, обеспечивает создание необходимых контактных давлений и надежную герметизацию соединения трубопроводов.

Выполнение упругой втулки с одним или более кольцевыми зигами, выпуклости которых направлены в сторону продольной оси втулки, и расположение зигов между торцевыми торообразными выступами симметрично относительно поперечной плоскости, проходящей через середину втулки, целесообразно, когда необходимо увеличить упругость втулки в радиальном и осевом направлениях, например при необходимости изготовления толстостенной втулки или втулки из более жесткого материала, связанной с условиями эксплуатации уплотнения, в первую очередь для уплотнений с наружным расположением центровочной втулки относительно упругой втулки. Симметричность расположения зигов вызвана необходимостью обеспечения равенства упругих свойств втулки на ее обоих торцах.

Выполнение торообразных выступов по торцам упругой втулки из материала, твердость которого больше, чем у материала уплотнительных кромок отверстий трубопроводов, позволяет обеспечить надежную работу уплотнения при многократном использовании, т.к. уплотнительные кромки не будут оставлять остаточных деформаций на торообразных выступах, в то время как торообразные выступы в процессе эксплуатации сгладят имеющиеся дефекты уплотнительных кромок, и контакт между ними только улучшится.

Введение в конструкцию уплотнения плоских разрезных регулировочных колец, устанавливаемых соосно центровочной втулке между ее торцами и торцами сопрягаемых трубопроводов, позволяет контролировать обеспечение герметичности по штатному варианту работы уплотнения, а именно за счет вхождения уплотнительных кромок отверстий трубопроводов в сплошной кольцевой контакт с торообразными выступами упругой втулки и появления пластической деформации уплотнительных кромок отверстий по линии контакта, а не за счет вхождения в плотный контакт торцов сопрягаемых трубопроводов с торцами регулировочных колец и последних с торцами центровочной втулки. При этом наличие разреза у регулировочных колец обеспечивает вытекание контрольного газа при не штатном варианте герметизации соединения.

Это повышает надежность и долговечность работы уплотнения и гарантирует сохранение его характеристик при многократных сборках. Кроме этого, регулировочные кольца позволяют уменьшить величину фиксированного зазора между трубопроводами за счет удаления одного или нескольких колец и таким образом в случае необходимости увеличивать контактные давления для получения требуемой герметичности без замены центровочной или уплотнительной втулки, что удешевляет эксплуатационные расходы и позволяет легко адаптировать уплотнение к существующим системам трубопроводов без доработки последних.

Выполнение регулировочных колец из материала, твердость которого не ниже твердости материала центровочной втулки, предохраняет кольца от пластической деформации, которая может послужить причиной нарушения плотного контакта между торцами сопрягаемых трубопроводов, регулировочных колец и центровочной втулки в процессе эксплуатации соединения при сильных перепадах температур.

Изготовление центровочной втулки из того же материала, что и соединяемые трубопроводы, увеличивает срок службы герметичного разъемного соединения и повышает его надежность, т.к. не создается биметаллической пары, которая может быть причиной появления разницы электрических потенциалов и ускоренной коррозии.

Установка центровочной втулки снаружи упругой втулки с возможностью контактирования при взаимном осевом перемещении своей внутренней поверхностью с частью наружной поверхности упругой втулки обеспечивает возможность применения уплотнения во фланцевых соединениях без доработок последних, равенство контактных давлений и поддержание надежной центровки упругой втулки во время всего процесса герметизации соединения.

Соотношение размеров центровочной и упругой втулок, при котором расстояние между торцами центровочной втулки меньше, чем между торцами упругой втулки, а внутренний диаметр центровочной втулки больше, чем диаметр уплотнительных кромок отверстий трубопроводов, обеспечивает надежный контакт уплотнительных кромок отверстий трубопроводов с торцевыми торообразными выступами упругой втулки для герметизации соединения.

Выбор соотношения размеров, при котором суммарное расстояние между торцами центровочной втулки и толщинами регулировочных колец, установленных по обоим торцам центровочной втулки, меньше, чем расстояние между торцевыми поверхностями упругой втулки, обеспечивает надежный контакт уплотнительных кромок отверстий трубопроводов с торцевыми торообразными выступами упругой втулки для герметизации соединения при введении в его состав регулировочных колец.

Установка центровочной втулки внутри упругой втулки с возможностью контактирования при взаимном осевом перемещении частью своей наружной поверхности с внутренней поверхностью упругой втулки обеспечивает возможность применения уплотнения в муфтовых соединениях без доработки последних, равенство контактных давлений и поддержание надежной центровки упругой втулки во время всего процесса герметизации соединения.

Выбор соотношения размеров центровочной и упругой