Соединительная система

Соединительная система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к соединительной системе, предназначенной для установки в конце трубы, снабженной облицовочной трубой, содержащей соединительную деталь, предназначенную для соединения трубы с объектом, причем деталь содержит первую цилиндрическую часть, которая расположена соосно трубе после установки.

В патенте США № 5992897 описана соединительная система для соединения труб, снабженных облицовочной трубой, в частности металлических труб, снабженных пластмассовой облицовочной трубой, которые используются в нефтехимической промышленности. Для того чтобы соединить между собой две такие трубы, на конец каждой из труб устанавливается соединительная деталь, которая содержит первую цилиндрическую часть, расположенную на одной оси с трубой. Передний конец металлической трубы сваривается с передним концом первой цилиндрической части соединительной детали, причем облицовочная труба проходит в первую цилиндрическую часть соединительной детали. Облицовочную трубу затем прижимают посредством зажимного кольца, которое запрессовывается в облицовочную трубу таким образом, что между соединительной деталью и облицовочной трубой образуется герметизирующее соединение. Другой конец известной соединительной детали снабжен фланцем, так что две соединительные детали могут быть соединены одна с другой посредством обычного фланцевого соединения.

Недостатком этой известной соединительной системы является то, что соединительная деталь должна быть приварена к трубе для получения прочного соединения. Сварка такого соединения является не только сложной и трудоемкой, но и использование соединительной системы ограничено для труб, к которым может быть приварена соединительная деталь.

Известная соединительная система не подходит для соединения объекта к трубе из пластмассы, бетона или чугуна. Если к тому же это касается трубы, лежащей под землей, сварка становится сложной и дорогостоящей. Кроме того, облицовочная труба часто выполнена из пластмассы, например из полиэтилена, в результате чего во время сварки возникает опасность того, что пластмасса расплавится.

Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованной соединительной системы, которая упрощает установку соединительной детали на трубе, снабженной облицовочной трубой, в частности на трубе из бетона, пластмассы или чугуна, находящейся под землей.

Технический результат достигается в соединительной системе согласно преамбуле пункта 1 патентования, которая отличается тем, что соединительная деталь также содержит вторую цилиндрическую часть, расположенную соосно с первой цилиндрической частью, при этом вторая цилиндрическая часть вставляется в облицовочную трубу, причем система также содержит средства зажима для крепления второй цилиндрической части к облицовочной трубе поджатием к ней.

Когда соединительная деталь устанавливается на трубе, вторую цилиндрическую часть нужно только установить в конце трубы, при этом вторая цилиндрическая часть расположена внутри облицовочной трубы. При использовании средства зажима вторая цилиндрическая часть прижимается к облицовочной трубе, образуя прочное соединение между трубой, облицовочной трубой и соединительной деталью.

Средства зажима предпочтительно включают зажимную втулку, которая запрессована во вторую цилиндрическую часть, при этом вторая цилиндрическая часть выполнена с возможностью расширения под влиянием зажимной втулки. Такая зажимная втулка легко вставляется во вторую цилиндрическую часть таким образом, что вторая цилиндрическая часть расширяется в направлении облицовочной трубы, так что вторая цилиндрическая часть герметично соединяется с облицовочной трубой.

Зажимная втулка преимущественно имеет на наружной стороне коническую зажимную поверхность, а соединительная деталь имеет на внутренней стороне соответствующую коническую зажимную поверхность, которая взаимодействует с ней, причем эта зажимная поверхность расположена по меньшей мере в зоне второй цилиндрической части (не обязательно по всей ее длине). В варианте эта зажимная поверхность проходит насквозь в первую цилиндрическую часть.

В предпочтительном варианте реализации средства зажима также содержат крепежную втулку, которая может быть установлена между трубой и облицовочной трубой, при этом облицовочная труба и вторая цилиндрическая часть соединительной детали могут быть поджаты к окружающей их крепежной втулке. Использование такой крепежной втулки особенно целесообразно, если внутренний диаметр трубы неравномерный, в результате чего трудно осуществить герметичный поджим второй цилиндрической части посредством зажимной втулки или другим средством прижима к облицовочной трубе. Посредством крепежной втулки между трубой и облицовочной трубой достигается необходимая цилиндрическая поверхность, к которой посредством зажимной втулки или другим средством прижима может быть поджата вторая цилиндрическая часть соединительной детали.

Соединительная система согласно изобретению может использоваться в самых разных местах. Она преимущественно используется в трубах, расположенных под землей, например в трубах для отвода сточных вод, трубах подачи воды и газа.

Изобретение также относится к устройству для прижима зажимной втулки согласно изобретению, содержащему опорную поверхность зажимной втулки и стержень, выполненный в виде тяги и связанный с опорной поверхностью зажимной втулки на первом конце и соединенный вторым концом с движущим средством, и способу, в котором используется соединительная система согласно изобретению.

Другие преимущества и признаки соединительной системы согласно изобретению далее описаны со ссылкой на чертежи, на которых:

Фиг.1 - первый вариант реализации соединительной системы согласно изобретению в поперечном разрезе, установленной на трубе, снабженной облицовочной трубой.

Фиг.2 - второй предпочтительный вариант реализации соединительной системы согласно изобретению, в поперечном разрезе, установленной на трубе, снабженной облицовочной трубой.

Фиг.3 - соединительная система согласно фиг.2, в поперечном разрезе, в которой используется предпочтительный вариант устройства для прижима зажимной втулки.

На фиг.1 показана труба, обозначенная цифровой позицией 1, которая снабжена облицовочной трубой 2. Облицовочной труба 2 обычно выполнена из пластмассы и используется, в частности, для ремонта поврежденных труб 1, возможно расположенных под землей. Пластмассовая облицовочная труба 2 - это труба такого типа, которая, например, установлена в трубу в немного сложенном состоянии, после чего ее надувают с использованием среды (например паром) таким образом, что облицовочная труба 2 прижимается к стенке трубы 1.

Следует отметить, что соотношение между толщиной стенки трубы 1 и облицовочной трубой 2 также может отличаться от показанного на чертеже, например, в случае использования стальных труб 1 целесообразно, чтобы облицовочная труба 2 имела большую толщину стенок, чем труба 1.

Соединительная деталь 3 крепится на конце трубы 1. Соединительная деталь 3 имеет первую цилиндрическую часть 4, соосную с трубой 1, и вторую цилиндрическую часть 5, которая выступает в конец трубы 1, и облицовочную трубу 2. На конце соединительной детали 3, на расстоянии от трубы, в этом варианте установлен фланец 6 для соединения конца с объектом, который также снабжен соответствующим фланцем. Вместо фланца 6 конец соединительной детали 3, обращенный в сторону от трубы 1, может иметь совершенно другую конструкцию, например он может быть снабжен центрирующим буртиком, муфтой и тому подобным.

Вторая цилиндрическая часть 5 соединительной детали 3, что касается ее диаметра, имеет расширяющуюся конструкцию и прочно прижимается к облицовочной трубе 2 посредством зажимной втулки 7, так что между соединительной деталью 3 и облицовочной трубой 2 получается уплотняющее соединение.

Наружная сторона зажимной втулки 7 имеет коническую зажимную поверхность, которая взаимодействует с соответствующей конической зажимной поверхностью на внутренней стороне второй цилиндрической части 5 соединительной детали 3.

Зажимная втулка 7 и соединительная деталь 3 предпочтительно снабжены фиксирующими средствами для фиксации положения зажимной втулки 7 относительно соединительной детали. Фиксация важна, например, когда соединительная деталь 3 выполнена из пластмассы, а зажимная втулка 7 выполнена из металла. Из-за различия этих материалов при колебаниях температуры происходят разные расширения, в результате чего в каждом случае может происходить небольшое перемещение зажимной втулки 7 относительно соединительной детали 3. Поскольку эти перемещения в каждом случае будут происходить в одном направлении, зажимная втулка 7 таким образом будет разжиматься, если не будут обеспечены фиксирующие средства. То же воздействие может происходить при колебаниях давления в трубе, под влиянием различия модуля упругости зажимной втулки и соединительной детали.

В показанном примере фиксирующие средства содержат профилирование на конической зажимной поверхности зажимной втулки 7, для увеличения сцепления зажимной втулки 7 со второй цилиндрической частью 5 соединительной детали 3. Это профилирование может содержать профиль в виде зубчиков пилы. Зажимная втулка 7 может иметь конец с отбортованным под острым углом краем, жестко захватывающим соединительную деталь 3.

В альтернативном варианте реализации (не показан) может быть предусмотрена зажимная втулка 7 такой длины, что в установленном состоянии зажимная втулка выступает в первую цилиндрическую часть 4 соединительной детали. Если зажимная втулка выполнена из металла, а соединительная деталь из пластмассы, с одной стороны, это упрочняет переход между первой и второй цилиндрическими частями 4, 5. Кроме того, удлиненная конструкция зажимной втулки может быть использована для фиксации части зажимной втулки, выступающей в первую цилиндрическую часть 4, относительно соединительной детали.

В предпочтительном варианте реализации, показанном на фиг.1, диаметр конической зажимной поверхности уменьшается в направлении свободного конца второй цилиндрической части 5. Когда соединительная деталь 3 установлена на трубе 1, снабженной прокладкой 2, соединительная деталь 3 сначала устанавливается в облицовочной трубе 2, после чего может быть установлена зажимная втулка 7 посредством первой цилиндрической части 4 соединительной детали 3 во второй цилиндрической части 5.

Чтобы получить плавный переход на свободном конце второй цилиндрической части 5 от соединительной детали 3 к облицовочной трубе 2, на свободном конце второй цилиндрической части 5 выполнен скос. Переход с внутренней стороны от первой цилиндрической части 4 ко второй цилиндрической части 5 также выполнен такой формы, чтобы получить плавный переход.

На наружной стороне второй цилиндрической части 5 выполнен профиль, который может иметь различные функции. Во-первых, во второй цилиндрической части 5 могут быть выполнены расположенные по окружности круглые канавки, так что часть 5 может компенсировать допуски в размерах и форме поперечного сечения облицовочной трубы 2. Кроме того, расположенная по окружности канавка может быть выполнена для размещения захватного кольца 9, чтобы увеличить сцепление второй цилиндрической части 5 на облицовочной трубе 2. В показанном варианте реализации выполнена дополнительная расположенная по окружности канавка для размещения уплотнительного кольца 10, чтобы улучшить уплотнение между второй цилиндрической частью 5 соединительной детали 3 и облицовочной трубой 2.

Первая цилиндрическая часть 4 соединительной детали 3 имеет на конце, обращенном к трубе 1, торцевую поверхность 11, которая опирается на передний конец трубы 1. Таким образом получают требуемое расположение соединительной детали 3 относительно трубы 1 и облицовочной трубы 2, а также опору для соединительной детали 3 в трубе 1.

На чертеже также показана крепежная втулка 12, которая установлена на конце трубы 1 между трубой 1 и облицовочной трубой 2. Установка крепежной втулки 12 дает возможность, например, в случае если труба 1 имеет неравномерный внутренний диаметр, все же получить необходимый наружный захват по всей окружности и получить таким образом необходимый зажим между второй цилиндрической частью 5 и облицовочной трубой 2. Это особенно предпочтительно, если труба 1 повреждена до такой степени, что без такой крепежной втулки вторая цилиндрическая часть 5, после того как ее прижимает зажимная втулка 7, не закрывает полностью всю окружность облицовочной трубы 2. Длина крепежной втулки 12, по существу, соответствует длине второй цилиндрической части 5.

Соединительная деталь 3, в частности вторая цилиндрическая часть 5, предпочтительно выполнена из пластмассы. Зажимная втулка 7 и крепежная втулка 12 предпочтительно выполнены из металла, в частности из нержавеющей стали.

На фиг.1 также показан инструмент 13, который предназначен для запрессовки зажимной втулки 7 со стороны соединительной детали 3, обращенной в сторону от трубы 1, во вторую цилиндрическую часть 5, для получения зажима между зажимной втулкой 7 и облицовочной трубой 2.

Второй предпочтительный вариант реализации соединительной системы согласно изобретению показан на фиг.2. Соединительная система содержит соединительную деталь 23, которая имеет первую цилиндрическую часть 24, вторую цилиндрическую часть 25 и фланец 26. Вторая цилиндрическая часть 25 расположена на конце трубы 1, снабженной предпочтительно пластмассовой облицовочной трубой 2. Первая цилиндрическая часть 24 расположена соосно с трубой 1, при этом конец первой цилиндрической части 24, обращенной к трубе 1, снабжен торцевой поверхностью 31, которая опирается на поверхность переднего конца трубы 1.

Крепежная втулка 12 размещена между трубой 1 и облицовочной трубой 2, например, чтобы компенсировать любые неравномерности цилиндрической формы трубы 1. Если труба 1 и облицовочная труба 2, расположенная в ней, имеют, по существу, цилиндрическую форму, можно обойтись без использования крепежной втулки 12.

С помощью зажимной втулки 27 вторая цилиндрическая часть 25 прижимается к облицовочной трубе 2 и крепежной втулке 12, окружающей ее. Зажимная втулка 27 имеет коническую форму, при этом диаметр второй цилиндрической части 25 увеличивается в направлении ее свободного конца, так что получается коническая зажимная поверхность на наружной стороне зажимной втулки 27, взаимодействующая с конической зажимной поверхностью, образованной на внутренней стороне второй цилиндрической части 25. Профилирование поверхности, например профиль в виде зубчиков пилы, предпочтительно обеспечен на конической зажимной поверхности зажимной втулки 27, чтобы увеличить сцепление зажимной втулки 27 на второй цилиндрической части 25.

Две расположенные по окружности канавки 28 выполнены на наружной поверхности второй цилиндрической части 25, причем расположенные по окружности канавки образуют две круглые камеры, так что вторая цилиндрическая часть 25 обеспечивает дополнительную гибкость при прижиме зажимной втулки 27, что позволяет компенсировать неравномерность облицовочной трубы 2. На наружной стороне второй цилиндрической части 25 также выполнена расположенная по окружности канавка для размещения захватного кольца 29, чтобы увеличить сцепление второй цилиндрической части 25 на облицовочной трубе 2, помимо расположенной по окружности канавки для размещения уплотнительного кольца 30, в частности О-образного кольца, с целью улучшения уплотнения между второй цилиндрической частью 25 и облицовочной трубой 2.

Когда устанавливают соединительную деталь 23 согласно предпочтительному варианту реализации, показанному на фиг.2, облицовочную трубу 2, если она еще не установлена, сначала размещают в трубе 1, и обе трубы обрезают согласно размеру. Если необходимо, сначала в трубе 1 устанавливают крепежную втулку 12 или крепежную втулку 12 устанавливают позже между облицовочной трубой 2 и трубой 1.

Затем зажимную втулку 27 устанавливают в конце второй цилиндрической части 25 соединительной детали 23. После этого в соединительную деталь вводят инструмент 33, при этом опорная поверхность втулки в виде пластины 34 упирается в свободный конец зажимной втулки 27.

Узел, который содержит соединительную деталь 23, зажимную втулку 27 и инструмент 33, затем вставляют в конец облицовочной трубы 2 до тех пор, пока торцевая поверхность 31 не упрется в трубу 1. Если необходимо, инструмент 33 и пластину 34 можно не устанавливать до тех пор, пока в облицовочную трубу 2 не будут введены соединительная деталь 23 и зажимная втулка 27.

С помощью инструмента 33 зажимная втулка 27 затем продвигается дальше в соединительную деталь 23 до тех пор, пока вследствие расширения цилиндрической части 25 соединительная деталь 23 не войдет в жесткое зацепление в конце труб 1 и 2. Наклонив пластину 34, можно удалить инструмент 33.

На фиг.3 показана соединительная система на фиг.2. Однако для установки зажимной втулки 27 в надлежащее положение обеспечивается другое устройство 40.

Устройство 40 содержит в качестве опорной поверхности для зажимной втулки пластину 41, имеющую такую же конструкцию, как пластина 34 на фиг.2. Пластина 41 предназначена для того, чтобы упираться в передний конец зажимной втулки таким образом, чтобы зажимная втулка 27 могла перемещаться с перемещением пластины 41 в продольном направлении относительно трубы 1, и при этом перемещении могла быть зажата в надлежащем положении.

Пластина 41 соединена с первым концом тяги 42 таким образом, чтобы эта пластина могла поворачиваться. Второй конец тяги 42 соединен с поршнем 43, который размещен так, чтобы перемещаться в гидравлическом цилиндре 44. Цилиндр 44 имеет соединение 45 для соединения с насосом (не показан), с помощью которого в камеру 46 цилиндра может вводиться среда под давлением. Устройство также содержит опорную поверхность для соединительной детали в виде опорной пластины 47, которая предназначена для того, чтобы дополнять фланец 26 и которая передает реактивную силу от давления на цилиндре соединительной детали 23.

Установка осуществляется таким же образом, что и на фиг.2. Сначала, если необходимо, в трубе 1 размещают облицовочную трубу 2 и обе трубы обрезают согласно размеру. Если необходимо, в трубе 1 размещают крепежную втулку 12. Затем зажимную втулку 27 размещают на конце второй цилиндрической части 25 соединительной детали 23. После этого устройство 40 размещают в соединительной детали, при этом пластина 41 упирается в свободный конец зажимной втулки 27.

Узел, содержащий соединительную деталь 23, крепежную втулку 27 и устройство 41, затем вставляют в конец облицовочной трубы 2 до тех пор, пока торцевая поверхность 31 не упрется в трубу 1. Если необходимо, устройство 40 можно не устанавливать в соединительной детали до тех пор, пока в облицовочную трубу 2 не будут введены соединительная деталь 23 и зажимная втулка 27.

В результате ввода среды под давлением в камеру 46 цилиндра сила, направленная от трубы, будет воздействовать на поршень 43, вследствие чего пластина 41 обеспечивает положение зажима зажимной втулки 27. Вследствие расширения второй цилиндрической части 25 соединительная деталь 23 затем входит в жесткое зацепление в конце труб 1 и 2. Устройство 40 и зажимная втулка 27 показаны в этом положении зажима на фиг.3. После установки зажимной втулки 27 в положении зажима поршень может быть отведен назад, а пластину 41 можно наклонить и удалить из соединительной детали 23.

Используемый насос может быть ручным насосом или механическим насосом. Если необходимо, может быть использовано устройство регулирования давления, чтобы исключить возникновение избыточного давления в камере 46 цилиндра.

Ход поршня 43 преимущественно равен необходимому перемещению зажимной втулки 27 относительно второй цилиндрической части 25. Вследствие этого гарантируется, что зажимная втулка 27 не углубляется слишком далеко во вторую цилиндрическую часть 25 и таким образом исключается опасность повреждения.

Устройство 40 целесообразно может быть использовано для ряда труб разных размеров, при этом в случае использования пластины 41 и опорной пластины 47 требуется только заменить их на пластину 41 и опорную пластину 47, специально предназначенные для такого размера.

1. Соединительная система, предназначенная для установки на конце трубы, снабженной облицовочной трубой, содержащая соединительную деталь, которая предназначена для соединения трубы с объектом, причем соединительная деталь содержит первую цилиндрическую часть, которая расположена соосно с трубой после установки, отличающаяся тем, что соединительная деталь также содержит вторую цилиндрическую часть, расположенную соосно с первой цилиндрической частью, при этом вторая цилиндрическая часть вставляется в облицовочную трубу, причем система также содержит средства зажима для крепления второй цилиндрической части к облицовочной трубе поджатием к ней.

2. Соединительная система по п.1, отличающаяся тем, что средства зажима содержат зажимную втулку, которая предназначена для запрессовки во вторую цилиндрическую часть, при этом вторая цилиндрическая часть имеет возможность расширения под влиянием зажимной втулки.

3. Соединительная система по п.2, отличающаяся тем, что зажимная втулка имеет с наружной стороны коническую зажимную поверхность, а соединительная деталь имеет на внутренней окружности соответствующую коническую зажимную поверхность, которая взаимодействует с ней, причем эта зажимная поверхность расположена, по меньшей мере, в зоне второй цилиндрической части соединительной детали.

4. Соединительная система по п.3, отличающаяся тем, что диаметр конической зажимной поверхности соединительной детали увеличивается в направлении свободного конца второй цилиндрической части.

5. Соединительная система по п.3, отличающаяся тем, что диаметр конической зажимной поверхности соединительной детали уменьшается в направлении свободного конца второй цилиндрической части.

6. Соединительная система по одному из пп.3-5, отличающаяся тем, что зажимная втулка имеет такую длину, что когда она запрессовывается в соединительную деталь, зажимная втулка частично располагается в первой цилиндрической части соединительной детали.

7. Соединительная система по п.3, отличающаяся тем, что система содержит фиксирующие средства для фиксации положения зажимной втулки относительно соединительной детали.

8. Соединительная система по п.7, отличающаяся тем, что зажимная поверхность зажимной втулки имеет профиль поверхности, для увеличения сцепления на зажимной поверхности второй цилиндрической части.

9. Соединительная система по п.7, отличающаяся тем, что на наружной стороне второй цилиндрической части выполнена расположенная по окружности канавка для размещения захватного кольца, причем захватное кольцо запрессовывается в облицовочную трубу при запрессовке зажимной втулки.

10. Соединительная система по одному из пп.7-9, отличающаяся тем, что на наружной стороне второй цилиндрической части выполнена по меньшей мере одна канавка, расположенная по окружности второй цилиндрической части, предназначенная для размещения уплотнительного кольца.

11. Соединительная система по п.1, отличающаяся тем, что первая цилиндрическая часть содержит торцевую поверхность, которая после установки упирается в передний конец трубы.

12. Соединительная система по п.1, отличающаяся тем, что средства зажима также содержат крепежную втулку, которая установлена между трубой и облицовочной трубой, при этом обеспечена возможность поджатия облицовочной трубы и второй цилиндрической части соединительной детали к крепежной втулке.

13. Соединительная система по п.12, отличающаяся тем, что длина крепежной втулки по существу соответствует длине второй цилиндрической части.

14. Соединительная система по п.1, отличающаяся тем, что соединительная деталь выполнена из пластмассы.

15. Соединительная система по п.2, отличающаяся тем, что зажимная втулка выполнена из металла, предпочтительно, из нержавеющей стали.

16. Соединительная система по п.12, отличающаяся тем, что крепежная втулка выполнена из металла, предпочтительно, из нержавеющей стали.

17. Устройство для прижима зажимной втулки в соединительной системе, выполненной по одному из пп.2-16, содержащее опорную поверхность зажимной втулки, которая предназначена для установки, по меньшей мере, частично на переднем конце зажимной втулки, и стержень, связанный с опорной поверхностью зажимной втулки на первом конце, и соединенный вторым концом с движущим средством, которое перемещает пластину таким образом, что зажимная втулка зажимается во второй цилиндрической части.

18. Устройство по п.17, в котором стержень является тягой, и опорная поверхность зажимной втулки шарнирно соединена с тягой, причем устройство также содержит опорную поверхность соединительной детали, которая предназначена для того, чтобы упираться в передний конец соединительной детали, в частности, фланец, и передавать реактивную силу от движущего средства соединительной детали.

19. Устройство п.17 или 18, в котором движущее средство содержит гидравлический цилиндр и гидравлический поршень, перемещающийся в цилиндре, при этом второй конец тяги закреплен на поршне.

20. Устройство по п.19, в котором ход поршня равен необходимому перемещению зажимной втулки.

21. Способ соединения объекта с трубой, снабженной облицовочной трубой, в котором используется соединительная система по одному из пп.1-16.

22. Способ по п.21, в котором зажимную втулку прижимают посредством устройства по одному из пп.17-20.