неразъемное соединение

Формула изобретения

Неразъемное соединение, содержащее трубу из пластмассы и металлическую концевую деталь, склеенные внахлест, с радиальными крепежными заостренными элементами на металлической концевой детали, зафиксированными в материале трубы, отличающееся тем, что на металлической концевой детали выполнены жесткий опорный кольцевой пояс и цилиндрический хвостовик, при этом последний выполнен на стороне соединения концевой детали и трубы и заключен в термопластичную оболочку, а опорный пояс выполнен с противоположной стороны, поверхности радиальных крепежных элементов со стороны, противоположной опорному поясу, выполнены наклонными, труба выполнена в виде термопластичной оболочки, причем ее поверхность и поверхности радиальных крепежных элементов покрыты материалом из спирально навитых перекрещивающихся нитей из стекловолокна, скрепленных полимерным связующим материалов с образованием кольцевых поясков между радиальными крепежными элементами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в неразъемных соединениях пластмассовых труб с металлическими деталями.

Известно неразъемное соединение пластмассовых труб, в котором средство фиксации выполнено в виде каркаса из отвержденного связующего, размещенного в проточках и пазах на их сопряженных поверхностях, препятствующего их смещению [1]

Недостатками известного соединения являются сложность механической обработки пазов в осевом направлении и проточек в кольцевом направлении на сопрягаемых поверхностях труб, ослабление стенок труб в местах проточек и пазов, перерезание армирующего материала, что снижает прочность и надежность соединения.

Известно также соединение труб, одна из которых выполнена из армированной пластмассы, а другая из металла, конец которой снабжен упорными элементами в виде ряда чередующихся выступов и канавок, обхватываемые концом пластмассовой трубы [2]

К недостаткам соединения следует отнести сложность осуществления способа пластической деформации конца пластмассовой трубы в случаях, когда в качестве армировки используется стекловолокнистый наполнитель, обладающий слабой текучестью из-за жесткости волокна, нанесенного намоткой на металлическую законцовку, что не обеспечивает качество, прочность и надежность соединения.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является неразъемное соединение, содержащее трубу из пластмассы и металлическую концевую деталь, склеенные внахлест, с радиальными крепежными заостренными элементами на металлической концевой детали, зафиксированными в материале трубы [3]

Радиальные крепежные заостренные элементы этого соединения выполнены в виде шипов, их концевые части, имеющие заострения, дают составляющие вектора осевого усилия, направленные в радиальном направлении, что приводит к их выпрессовке под нагрузкой, действующей на стык, и изгибу, что снижает прочность и надежность соединения.

Техническим результатом является повышение надежности и герметичности неразъемного соединения пластмассовой трубы с металлической деталью.

Технический результат достигается тем, что в неразъемном соединении, содержащем трубу из пластмассы и металлическую концевую деталь, склеенные внахлест, с радиальными крепежными заостренными элементами на металлической концевой детали, зафиксированными в материале трубы, на металлической концевой детали выполнены жесткий опорный кольцевой пояс и цилиндрический хвостовик, при этом последний выполнен на стороне соединения концевой детали и трубы и заключен в термопластическую оболочку, а опорный пояс выполнен с противоположной стороны, поверхности радиальных крепежных элементов со стороны, противоположной опорному поясу, выполнены наклонными, труба выполнена из термопластичной оболочки, причем ее поверхности и поверхности радиальных крепежных элементов покрыты материалом из спирально-навитых перекрещивающихся нитей из стекловолокна, скрепленных полимерным связующим материалом с образованием кольцевых поясков между радиальными крепежными элементами.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид неразъемного соединения в изометрии, на фиг. 2 осевой разрез соединения, на фиг. 3 сечение Б-Б с фиг. 2, на фиг. 4 фрагмент металлической концевой детали с радиальными крепежными заостренными элементами, на фиг. 5 вид на радиальный крепежный элемент со стороны торца трубы.

Неразъемное соединение содержит трубу 1 из пластмассы, металлическую концевую деталь 2, склеенные внахлест, радиальные крепежные заостренные элементы 3 на металлической концевой детали 2, зафиксированные в материале законцовки 4 трубы 1.

Труба 1 представляет собой оболочку из композиционного материала, выполненную из спирально расположенных, перекрещивающихся стекловолокон, скрепленных полимерным связующим, законцовкой 4 закрепленной с их охватом на радиальных крепежных заостренных элементах 3 металлической концевой детали 2.

Металлическая концевая деталь 2 представляет собой трубчатый фитинг, имеющий резьбовую нагрузку 5 для присоединения ответных деталей, жесткий опорный кольцевой пояс 6, выполненный у резьбовой нарезки 5, имеющий шлицы или грани 7 для удержания металлической концевой детали 2 при стыковке, радиальные крепежные заостренные элементы 3, выполненные заодно целое с деталью 2, цилиндрический хвостовик 8, выполненный за зоной расположения радиальных крепежных заостренных элементов 3, заключенный в термопластическую оболочку 9, предназначенную для герметизации соединения и сглаживания краевого эффекта от контакта металлической концевой детали 2 и трубы 1 при их нагружении внутренним избыточным давлением.

Радиальные крепежные заостренные элементы 3 имеют поперечные косые срезы 10 и расположение вершин 11 их заострений на лобовых боковых поверхностях 12, обращенных к торцу 13 трубы 1.

Дополнительные кольцевые пояски 14 из армирующих стекловолокон охватывают и закрепляют спирально-перекрестные армирующие стекловолокна трубы 1 в зоне ее законцовки 4 и радиальные крепежные заостренные элементы 3 по их боковым поверхностям 12 и поперечным косым срезам 10.

Изготовление неразъемного соединения заключается в следующем.

На специальную справку наносится защитное покрытие 15, затем на него одевается металлическая концевая деталь 2 с нанесенным на ее цилиндрический хвостовик 6 термопластичной оболочкой 9, выполненной из аналогичного материала, что и защитное покрытие 15 с обеспечением пилотного прилегания металлической концевой детали 2 к защитному покрытию 15 путем заполнения зазора между ними материалом покрытия 15 или другим аналогичным клеевым составом и положение металлической концевой детали 2 фиксируется. Затем производится намотка спирально-перекрестных армирующих нитей, пропитанных связующим составом, таким образом, чтобы их массив сплошь покрывал всю боковую поверхность покрытия 15 и металлическую концевую деталь 2 и по ее цилиндрическому хвостовику 8 с термопластичной оболочкой 9 и зоне расположения радиальных крепежных заостренных элементов 3 с охватом их по боковым поверхностям с образованием законцовки 4. После этого законцовка 4 из закрепленных спирально-перекрестных армирующих стекловолокон дополнительно закрепляется намоткой в поперечном направлении армирующих стекловолокнами с образованием дополнительных кольцевых поясков 14 с охватом боковых поверхностей 12 и поперечных косых срезов 10 радиальных крепежных заостренных элементов 3. Полученная заготовка отверждается по режимам полимеризации связующего. После охлаждения и зачистки полученная труба 1 с неразъемным соединением с металлической концевой деталью 2 снимается с оправки.

Использование трубы с неразъемным соединением заключается в следующем. После присоединения к резьбовой нарезке 5 смежных деталей труба нагружается внутренним избыточным давлением газа или жидкости, в результате действия которого неразъемное соединение подвергается кроме кольцевого и осевому растяжению. Жесткий опорный кольцевой пояс 6 препятствует деформированию зоны расположения радиальных крепежных заостренных элементов 3, которые передают осевую нагрузку на законцовку 4 трубы 1. Так как боковая поверхность 12 радиальных крепежных заостренных элемента 3 со стороны торца 13 трубы 1 не имеют скосов и поперечные косые срезу 10 выполнены по отношению к ней с обратным наклоном, то при нагрузке элементы 3 работают только на срез и изгиб без радиального выдавливания.

Таким образом, неразъемное соединение обладает высокой прочностью, герметичностью и надежностью.