Фланцевое соединение пластмассовых трубопроводов

Фланцевое соединение пластмассовых трубопроводов

Реферат

Изобретение относится к области машиностроения, а именно трубопроводной арматуре, и может быть использовано при сооружении пластмассовых трубопроводов.

Известны конструкции фланцевых соединений, в которых осуществляется соединение при помощи болтов, устанавливаемых в отверстиях без зазоров и с зазорами (Иванов М.Н. Детали машин. - М.: Высшая школа, 1991. - 382 с.).

В качестве прототипа предлагаемого технического решения целесообразно остановиться на российском изобретении «Фланцевое соединение пластмассовых трубопроводов» (А.С. СССР №1206543, МКИ 4 F16L 23/02, опубл. 23.01.86, Бюл. №3).

Фланцевое соединение содержит металлические элементы, а именно S-образные металлические фланцы, между которыми расположены буртовые втулки труб одинакового наружного диаметра с профильными внешними торцевыми поверхностями, состоящими из плоского, конического и торообразного участков, и плоскими торцами в месте соединения буртовых втулок. Поверхность S-образного металлического фланца, контактирующая с торообразным участком буртовой втулки, выполнена в виде сегмента кольцевого тора. Подбирается соответствующий радиус сегмента кольцевого тора, обеспечивающий снижение коэффициента концентрации напряжений во входящем угле буртовой втулки. В процессе сборки стягиваются крепежными болтами S-образные металлические фланцы, которые фиксируют буртовые втулки и сжимают герметизирующую прокладку, установленную между буртовыми втулками.

К числу недостатков решения следует отнести чрезмерную усложненность как конфигурации используемых S-образных металлических фланцев, так и наружных поверхностей буртовых втулок, изготовляемых при помощи специальной оснастки. Расположение болтов над буртовыми втулками приводит к неоправданному увеличению габаритов фланцевого соединения. Определенные сложности связаны и с контролем процедуры достаточного сжатия герметизирующей прокладки, имеющей возможность деформироваться в радиальном направлении.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка простой в изготовлении, удобной при монтаже и имеющей меньшие габариты конструкции фланцевого соединения пластмассовых трубопроводов, которая позволяла бы гарантировать условия надежной работы соединения в течение всего срока эксплуатации трубопровода.

Поставленная задача решается за счет того, что во фланцевом соединении пластмассовых трубопроводов, содержащем буртовые втулки одинакового наружного диаметра, охватываемые металлическими элементами и скрепляемые между собой с помощью крепежных болтов, буртовые втулки имеют внешние торцевые поверхности, параллельные плоскости их прилегания. В качестве металлических элементов используют металлический корпус, установленный с возможностью непосредственного сжатия буртовых втулок с помощью крепежных болтов. Металлический корпус состоит из двух полуколец, что позволяет надевать его на буртовые втулки. Два полукольца металлического корпуса снабжены двумя внутренними торцевыми цилиндрическими выступами, в один из которых вворачивают крепежные болты, которые размещены в осевом направлении равномерно по окружности и воздействуют на составленное из двух половинок стальное кольцо, контактирующее с внешним торцем одной из буртовых втулок и обеспечивающее равномерное распределение усилий при сжатии буртовых втулок. Фланцевое соединение дополнительно содержит механизм герметизации соединения. Механизм герметизации соединения размещен в кольцевом пазе другой буртовой втулки и содержит герметизирующую прокладку, имеющую форму кольца, сжимаемую нажимным стальным кольцом под воздействием болтов механизма герметизации, размещенных в осевом направлении равномерно по окружности. Болты механизма герметизации имеют по длине резьбовую часть, которую вворачивают в резьбовые отверстия второго внутреннего торцевого цилиндрического выступа полуколец, и гладкую цилиндрическую часть, которая размещена в отверстиях буртовой втулки.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На чертеже представлено фланцевое соединение пластмассовых трубопроводов с вырезом одной четверти.

Фланцевое соединение пластмассовых трубопроводов (см. чертеж), устанавливаемое на пластмассовые трубы 1 и 2, снабженные буртовыми втулками 3 и 4, содержит в своем составе металлический корпус, состоящий из двух прилегающих друг к другу полуколец 5 и 6, сопрягаемых по плоскости разъема, которые охватывают буртовые втулки 3 и 4 и несут крепежные болты 7 и болты 8 механизма герметизации соединения. Металлический корпус, состоящий из двух прилегающих друг к другу полуколец 5 и 6, каждое из которых имеет два внутренних торцевых цилиндрических выступа 9 и 10. Крепежные болты 7 установлены во внутренних торцевых цилиндрических выступах 9 полуколец 5 и 6 и расположены в осевом направлении равномерно по окружности. Болты 7 контактируют с внешним торцем буртовой втулки 3, несущей составленное из двух половинок стальное кольцо 11, обеспечивающее равномерное распределение усилий, развиваемых болтами 7 по всей плоскости буртовой втулки 3. В кольцевом пазе буртовой втулки 4 размещен механизм герметизации, состоящий из герметизирующей прокладки 12, имеющей форму кольца и сжимаемой нажимным стальным сплошным кольцом 13, которое перемещается болтами 8 механизма герметизации в направлении плоскости прилегания друг к другу буртовых втулок 3 и 4. Болты 8, размещенные в осевом направлении равномерно по окружности, резьбовой частью вворачивают в резьбовые отверстия внутренних торцевых цилиндрических выступов 10 полуколец 5 и 6. Гладкие цилиндрические части болтов 8, проходящие через отверстия в буртовой втулке 4, обеспечивают надежную фиксацию полуколец 5, 6, подвижность соединяемых элементов полностью исключается.

На место монтажа металлический корпус, состоящий из двух прилегающих друг к другу полуколец 5 и 6, поставляется в связке, поскольку обработка общих поверхностей двух прилегающих друг к другу полуколец выполняется с одной установки, то есть их размеры сопряжены. Болты 7 выворачиваются частично, болты 8 выворачиваются полностью, их поставляют отдельно. Размещают на торце буртовой втулки 3 составное стальное кольцо 11, и надвигают два полукольца 5 и 6 металлического корпуса на поверхности буртовых втулок 3 и 4 до прилегания их друг к другу, временно удерживая их от распадения. Далее вворачивают все болты 8, которые своими поверхностями фиксируют элементы металлического корпуса 5, 6, лишая их возможности смещения.

На этом операции предварительной сборки завершаются, и соединение готово к монтажу. Затягиваются все болты 7, соблюдая общий порядок фланцевых соединений (крест на крест). Происходит сближение буртовых втулок 3 и 4, монтажный зазор почти полностью исчезает. Приступают к затягиванию болтов 8, которые перемещают нажимное стальное сплошное кольцо 13, обеспечивая сжатие герметизирующей прокладки 12 в замкнутом объеме. Давление герметизируемой среды встречает на своем пути сжатую расчетным усилием герметизирующую прокладку 12.

К числу преимуществ предлагаемой конструкции следует отнести:

- Простоту монтажных операций, связанных с затягиванием двух рядов болтов.

- Возможность применения при сборке инструмента и навыков персонала, имеющего опыт монтажа фланцевых соединений.

- Сохранение условий надежного закрепления соединяемых труб в течение всего срока эксплуатации, так как возможность деформации используемых болтов в процессе долговременной эксплуатации полностью исключена.

- Относительно малые габариты соединения.

Фланцевое соединение пластмассовых трубопроводов, содержащее буртовые втулки одинакового наружного диаметра, охватывающие их металлические элементы, герметизирующую прокладку и крепежные болты, отличающееся тем, что буртовые втулки имеют внешние торцевые поверхности, параллельные плоскости прилегания буртовых втулок, а металлические элементы выполнены в виде металлического корпуса, состоящего из двух прилегающих друг к другу полуколец, каждое полукольцо снабжено двумя внутренними торцевыми цилиндрическими выступами, прилегающими к внешним торцевым поверхностям буртовых втулок, крепежные болты установлены в одном внутреннем торцевом цилиндрическом выступе полуколец, расположены в осевом направлении равномерно по окружности и контактируют с внешним торцем одной буртовой втулки, на котором размещено составленное из двух половинок стальное кольцо, в другой буртовой втулке выполнен кольцевой паз, в котором размещена герметизирующая прокладка, имеющая форму кольца, на которую воздействует нажимное стальное кольцо с возможностью перемещения в направлении плоскости прилегания буртов под воздействием болтов механизма герметизации, расположенных во втором внутреннем торцевом цилиндрическом выступе полуколец и размещенных в осевом направлении равномерно по окружности, причем часть болта, входящая в отверстие буртовой втулки, выполнена цилиндрической для обеспечения фиксации двух полуколец металлического корпуса.