соединение прямолинейных трубопроводов

Формула изобретения

1. Соединение прямолинейных трубопроводов, содержащее ниппель с внутренними уплотнительными поверхностями и проходным каналом, трубопроводы с наружными уплотнительными поверхностями и проходными каналами, соединенные с ниппелем, каждый, гайкой, а проходной канал ниппеля выполнен ступенчатым, причем отношения наименьшей площади поперечного сечения проходного канала ниппеля к соответствующим наименьшим площадям поперечных сечений по местам контактов уплотнительных поверхностей ниппеля и трубопроводов находятся в пределах от 1 до 50, исключая значение отношений, равное единице, отличающееся тем, что отношения наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов трубопроводов, каждого в отдельности, к наименьшим площадям поперечных сечений по местам контакта уплотнительных поверхностей ниппеля с соответствующими уплотнительными поверхностями трубопроводов находятся в пределах, равных единице или меньше единицы, соответственно, на трубопроводы, между их уплотнительными поверхностями и соответствующими им уплотнительными поверхностями ниппеля установлены упругие уплотнители, имеющие каждый прорези, выполненные со смещением по окружности и без их взаимного соприкосновения между собой в любых направлениях, со взаимно противоположных сторон, причем суммарная длина любых двух противоположных прорезей больше наименьшей длины упругого уплотнителя, расположенной в направлении прорезей, при этом все прорези упругого уплотнителя, расположенные с одной стороны, которые соприкасаются с рабочей средой, контактируют с их перекрытием, соответственно, с наружной стороны с уплотнительной поверхностью ниппеля, а с внутренней стороны - с уплотнительной поверхностью трубопровода, а наибольшая длина каждой из этих прорезей, соприкасающихся с рабочей средой, меньше наименьшей из длин, соответственно, сопрягаемых с перекрытием с ними каждой из уплотнительных поверхностей ниппеля и трубопровода, а с другой стороны упругие уплотнители контактируют с упорами, взаимодействующими, каждый, с упругим и неупругим элементами соединения, причем ниппель снабжен полостью, в которой расположены концы соединяемых трубопроводов с зазором между их торцами.

2. Соединение прямолинейных трубопроводов по п. 1, отличающееся тем, что отношения наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов трубопроводов, каждого в отдельности, к наименьшим площадям поперечных сечений по местам контакта уплотнительных поверхностей ниппеля с соответствующими уплотнительными поверхностями трубопроводов находятся в пределах, равных единице или меньше единицы, на трубопроводы, между их уплотнительными поверхностями и соответствующими уплотнительными поверхностями ниппеля установлены упругие уплотнители, имеющие, каждый, прорезь, у которых, при выбранном полностью зазоре до положения упора поверхностей торцев прорези, с одной стороны, наружная уплотнительная поверхность контактирует с уплотнительной поверхностью ниппеля, а внутренняя уплотнительная поверхность контактирует с уплотнительной поверхностью трубопровода, с другой стороны, уплотнители контактируют каждый, соответственно, с упором, взаимодействующим с упругим и неупругим элементами соединения, причем ниппель снабжен полостью, в которой расположены концы соединяемых трубопроводов с зазором между их торцами.

3. Соединение прямолинейных трубопроводов по п. 1, отличающееся тем, что отношения наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов трубопроводов, каждого в отдельности, к наименьшим площадям поперечных сечений по местам контакта уплотнительных поверхностей ниппеля с соответствующими уплотнительными поверхностями трубопроводов находятся в пределах, равных единице или меньше единицы, на трубопроводы, между их уплотнительными поверхностями и соответствующими им уплотнительными поверхностями ниппеля установлены последовательно, как минимум, два уплотнительных элемента, каждый из которых имеет прорезь, таким образом, что соприкосновение в любых направлениях прорезей этих уплотнительных элементов в рабочем положении при плотном контакте сопрягаемых торцев уплотнительных элементов между собой и наружных и внутренних их уплотнительных поверхностей с соответствующими уплотнительными поверхностями ниппеля и трубопровода исключено, причем площади сопрягаемых между собой торцев уплотнительных элементов выполнены равными и идентичными по форме, при этом один из уплотнителей одной стороной, противоположной второму уплотнителю, контактирует с упором, взаимодействующим стороной, противоположной уплотнителям, с упругим и неупругим элементами соединения, а ниппель снабжен полостью, в которой расположены концы соединяемых трубопроводов с зазором между их торцами.

4. Соединение прямолинейных трубопроводов по п. 1, отличающееся тем, что отношения наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов трубопроводов, каждого в отдельности, к наименьшим площадям поперечных сечений по местам контакта уплотнительных поверхностей ниппеля с соответствующими уплотнительными поверхностями трубопроводов находятся в пределах, равных единице или меньше единицы, на трубопроводы, между их уплотнительными поверхностями и соответствующими им уплотнительными поверхностями ниппеля установлены уплотнители, каждый из которых имеет прорезь и у которых, в свободном состоянии, любая площадь их поперечного сечения, расположенная внутри сомкнутого суммарного контура, состоящего из размера контура внутренней поверхности уплотнителя и размера контура, приходящегося на размер зазора сечения, больше ответной, сопрягаемой и идентичной по форме, в рабочем положении площади поперечного сечения трубопровода, расположенной внутри замкнутого контура наружной поверхности трубопровода, а в сопряженном рабочем положении, при выбранном полностью зазоре до положения упора поверхностей торцев уплотнителя, по месту прорези, эти площади равны, при этом с одной стороны уплотнитель наружной уплотнительной поверхностью контактирует с уплотнительной поверхностью ниппеля, с другой стороны уплотнитель контактирует с упором, взаимодействующим с упругим и неупругим элементами соединения, а внутренней уплотнительной поверхностью уплотнитель контактирует с наружной уплотнительной поверхностью трубопровода, причем ниппель снабжен полостью, в которой расположены концы соединяемых трубопроводов с зазором между их торцами.

5. Соединение прямолинейных трубопроводов по п. 1, отличающееся тем, что отношения наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов трубопроводов, каждого в отдельности, к наименьшим площадям поперечных сечений по местам контакта уплотнительных поверхностей ниппеля с соответствующими им уплотнительными поверхностями трубопроводов находятся в пределах, равных единице или меньше единицы, на трубопроводы, между их уплотнительными поверхностями и соответствующими им уплотнительными поверхностями ниппеля установлены упругие уплотнители, у каждого из которых в их свободном состоянии любая площадь поперечного сечения, расположенная внутри замкнутого его контура внутренней поверхности уплотнителя, сопрягаемой с наружной поверхностью трубопровода, меньше ответной, идентичной по форме, сопрягаемой с ней в рабочем положении площади поперечного сечения трубопровода, расположенной внутри замкнутого контура наружной поверхности трубопровода, а в сопряженном рабочем положении эти площади равны, при этом с одной стороны наружная уплотнительная поверхность уплотнителя контактирует с уплотнительной поверхностью ниппеля, с другой стороны уплотнитель контактирует с упором, взаимодействующим с упругим и неупругим элементами соединения, а внутренняя уплотнительная поверхность уплотнителя контактирует с наружной уплотнительной поверхностью трубопровода, причем ниппель снабжен полостью, в которой расположены концы соединяемых трубопроводов с зазором между их торцами.

6. Соединение прямолинейных трубопроводов по п. 1, отличающееся тем, что отношения наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов трубопроводов, каждого в отдельности, к наименьшим площадям поперечных сечений по местам контактов уплотнительных поверхностей ниппеля с соответствующими им уплотнительными поверхностями трубопроводов находятся в пределах, равных единице или меньше единицы, между их уплотнительными поверхностями и соответствующими им уплотнительными поверхностями ниппеля установлены упругие уплотнители, внутренняя уплотнительная поверхность каждого из которых выполнена с уступом, размер которого равен размеру поля допуска размеров наружного диаметра трубопровода, сопрягаемого с этой внутренней уплотнительной поверхностью уплотнителя, при этом с одной стороны уплотнителя его наружная уплотнительная поверхность контактирует с уплотнительной поверхностью ниппеля, с другой стороны уплотнитель контактирует с упором, взаимодействующим со стороны, противоположной уплотнителю, с упругим и неупругим элементами соединения, причем ниппель снабжен полостью, в которой расположены концы соединяемых трубопроводов с зазором между их торцами.

Описание изобретения к патенту

Известно соединение прямолинейных трубопроводов, содержащее два трубопровода, проходной штуцер, на внутренней поверхности которого выполнен ряд кольцевых наклонных к оси соединения упругих элементов в виде гребенки, ниппель с упругими уплотняющими и опорными силовыми элементами и накидную гайку, при этом ниппель выполнен с наконечником в виде ступенчатой втулки с уплотняющими элементами на наружной поверхности, взаимодействующими с торцами упругих элементов штуцера (а. с. СССР 974016).

Недостатком данного соединения является невозможность обеспечения герметичности в месте соединения уплотнительной поверхности штуцера с ровной, бесступенчатой и без уступообразных элементов наружной поверхностью втулки ниппеля.

Другим недостатком этого соединения является отсутствие компенсаторов на случаи изменения размеров трубопроводов и их соединений от изменения температурных и других воздействий окружающих их различных сред.

Известно соединение прямолинейных трубопроводов, содержащее один трубопровод с ниппелем на конце, с внутренней уплотнительной поверхностью и проходным каналом, другой трубопровод со штуцером на конце с наружной уплотнительной поверхностью и проходным каналом, соединенные накидной гайкой, штуцер, закрепленный с возможностью продольного ограниченного перемещения на неподвижном кронштейне, а проходные каналы ниппеля и штуцера выполнены ступенчатыми, причем отношение наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов ниппеля и штуцера к наименьшей площади поперечного сечения по месту контакта их уплотнительных поверхностей находится в пределах 1-50 (от одного до пятидесяти), исключая значение, равное 1 (единице) (патент РФ 2043562).

Недостатком данного соединения является снижение герметичности соединения в случае, когда одно из двух отношений упомянутых площадей ниппеля или штуцера будет равно единице или менее единицы и отсутствие в соединении компенсаторов, в случае изменения размеров трубопроводов и их соединений от изменения температурных и других воздействий окружающих их различных сред.

Рассмотренные технические решения по а. с. СССР 974016 и патенту РФ 2043562 не позволяют получить технического результата, достигаемого при осуществлении заявляемого изобретения, а именно повышение герметичности соединения прямолинейных трубопроводов в случае, когда одно из двух отношений наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов ниппеля или трубопровода к наименьшей площади поперечного сечения по месту контакта их уплотнительных поверхностей находится в пределах, равных единице или менее единицы, а другое из отношений наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов ниппеля или трубопровода к наименьшей площади поперечного сечения по месту контакта их уплотнительных поверхностей находится в пределах от 1 до 50, исключая значение, равное 1, и обеспечение компенсации в случаях изменения размеров трубопроводов и их соединений от изменения температурных и других воздействий окружающих их сред.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании соединения прямолинейных трубопроводов, которое позволит повысить или обеспечить герметичность соединения прямолинейных трубопроводов в случае, когда одно из отношений наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов ниппеля или трубопровода к наименьшей площади поперечного сечения по месту контакта их уплотнительных поверхностей находится в пределах, равных единице или менее единицы, а другое из отношений наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов ниппеля или трубопровода к наименьшей площади поперечного сечения по месту контакта их уплотнительных поверхностей находится в пределах от 1 до 50, исключая значение, равное 1, и обеспечении компенсации в случаях изменения размеров трубопроводов и их соединений от изменения температурных и других воздействий окружающих их сред.

При этом технический результат состоит в повышении или обеспечении герметичности соединения прямолинейных трубопроводов в случае, когда одно из двух отношений наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов ниппеля или трубопровода к наименьшей площади поперечного сечения по месту контакта их уплотнительных поверхностей находится в пределах, равных единице или менее единицы, а другое из отношений наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов ниппеля или трубопровода к наименьшей площади поперечного сечения по месту контакта их уплотнительных поверхностей находится в пределах от 1 до 50, исключая значение, равное 1, и обеспечении компенсации в случаях изменения размеров трубопроводов и их соединений от изменения температурных и других воздействий окружающих их сред.

1. Технический результат достигается тем, что в соединении прямолинейных трубопроводов, содержащем ниппель с внутренними уплотнительными поверхностями и проходным каналом, трубопроводы с наружными уплотнительными поверхностями и проходными каналами, соединенные с ниппелем, каждый, неупругим элементом, а проходной канал ниппеля выполнен ступенчатым, причем отношение наименьшей площади поперечного сечения проходного канала ниппеля к соответствующим наименьшим площадям поперечных сечений по месту контакта уплотнительных поверхностей ниппеля и трубопроводов находятся в пределах от 1 до 50, исключая значение отношений, равное единице, отличающееся тем, что отношения наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов трубопроводов к наименьшим площадям поперечных сечений по месту контакта уплотнительных поверхностей ниппеля с соответствующими уплотнительными поверхностями трубопроводов находятся в пределах, равных единице или меньше единицы, соответственно, на трубопроводы, между их уплотнительными поверхностями и соответствующими уплотнительными поверхностями ниппеля установлены упругие уплотнители, имеющие каждый прорези, выполненные со смещением по окружности и без их взаимного соприкосновения в любых направлениях, со взаимнопротивоположных сторон, причем суммарная длина любых двух противоположных прорезей больше наименьшей длины упругого уплотнителя, расположенной в направлении прорезей, при этом все прорези упругого уплотнителя, расположенные с одной стороны, которые соприкасаются с рабочей средой, контактируют с их перекрытием, соответственно, снаружи с уплотнительной поверхностью ниппеля, а с внутренней стороны - с уплотнительной поверхностью трубопровода, а наибольшая длина каждой из этих прорезей, соприкасающихся с рабочей средой, меньше наименьшей из длин, соответственно, сопрягаемых с перекрытием с ними каждой из уплотнительных поверхностей ниппеля и трубопровода, а с другой стороны упругие уплотнители контактируют с упорами, взаимодействующими каждый с упругим и неупругим элементами соединения, а ниппель снабжен полостью, в которой расположены концы соединяемых трубопроводов с зазором между их торцами.

2. Соединение прямолинейных трубопроводов по пункту 1, отличающееся тем, что отношения наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов трубопроводов, каждого в отдельности, к наименьшим площадям поперечных сечений по местам контакта уплотнительных поверхностей ниппеля с соответствующими поверхностями трубопроводов находятся в пределах, равных единице или меньше единицы, на трубопроводы, между их уплотнительными поверхностями и соответствующими поверхностями ниппеля установлены упругие уплотнители, имеющие каждый прорезь, у которых при выбранном полностью зазоре до положения упора поверхностей торцев прорези с одной стороны наружная уплотнительная поверхность контактирует с уплотнительной поверхностью ниппеля, а внутренняя уплотнительная поверхность контактирует с уплотнительной поверхностью трубопровода, с другой стороны уплотнители контактируют каждый, соответственно, с упором, взаимодействующим с упругим и неупругим элементами соединения, причем ниппель снабжен полостью, в которой расположены концы соединяемых трубопроводов с зазором между их торцами.

3. Соединение прямолинейных трубопроводов по пункту 1, отличающееся тем, что отношения наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов трубопроводов, каждого в отдельности, к наименьшим площадям поперечных сечений по местам контакта уплотнительных поверхностей ниппеля с соответствующими поверхностями трубопроводов находятся в пределах, равных единице или меньше единицы, на трубопроводы, между их уплотнительными поверхностями и соответствующими им уплотнительными поверхностями ниппеля установлены последовательно как минимум два уплотнительных элемента, каждый из которых имеет прорезь, таким образом, что соприкосновение в любых направлениях прорезей этих уплотнительных элементов в рабочем положении при плотном контакте сопрягаемых торцев уплотнительных элементов между собой и наружных и внутренних их уплотнительных поверхностей с соответствующими уплотнительными поверхностями ниппеля и трубопровода исключено, причем площади сопрягаемых между собой торцев уплотнительных элементов выполнены равными и идентичными по форме, при этом один из уплотнителей одной стороной, противоположной второму уплотнителю, контактирует с упором, взаимодействующим стороной, противоположной уплотнителям, с упругим и неупругим элементами соединения, а ниппель снабжен полостью, в которой расположены концы соединяемых трубопроводов с зазором между их торцами.

4. Соединение прямолинейных трубопроводов по пункту 1, отличающееся тем, что отношения наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов трубопроводов, каждого в отдельности, к наименьшим площадям поперечных сечений по местам контакта уплотнительных поверхностей ниппеля с соответствующими уплотнительными поверхностями трубопроводов находятся в пределах, равных единице или меньше единицы, на трубопроводы, между их уплотнительными поверхностями и соответствующими им уплотнительными поверхностями ниппеля установлены уплотнители, каждый из которых имеет прорезь и у которых в свободном состоянии любая площадь их поперечного сечения, расположенная внутри сомкнутого суммарного контура, состоящего из размера контура внутренней поверхности уплотнителя и размера контура, приходящегося на размер зазора сечения, больше ответной, сопрягаемой и идентичной по форме, в рабочем положении площади поперечного сечения трубопровода, расположенной внутри замкнутого контура наружной поверхности трубопровода, а в сопряженном рабочем положении, при выбранном полностью зазоре до положения упора поверхностей торцев уплотнителя, по месту прорези эти площади равны, при этом с одной стороны уплотнитель наружной уплотнительной поверхностью контактирует с уплотнительной поверхностью ниппеля, с другой стороны уплотнитель контактирует с упором, взаимодействующим с упругим и неупругим элементами соединения, а внутренней уплотнительной поверхностью уплотнитель контактирует с наружной уплотнительной поверхностью трубопровода, причем ниппель снабжен полостью, в которой расположены концы соединяемых трубопроводов с зазором между их торцами.

5. Соединение прямолинейных трубопроводов по пункту 1, отличающееся тем, что отношения наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов трубопроводов, каждого в отдельности, к наименьшим площадям поперечных сечений по местам контакта уплотнительных поверхностей ниппеля с соответствующими им уплотнительными поверхностями трубопроводов находятся в пределах, равных единице или меньше единицы, на трубопроводы, между их уплотнительными поверхностями и соответствующими им уплотнительными поверхностями ниппеля установлены упругие уплотнители, у каждого из которых в их свободном состоянии любая площадь поперечного сечения, расположенная внутри замкнутого его контура внутренней поверхности уплотнителя, сопрягаемой с наружной поверхностью трубопровода, меньше ответной, идентичной по форме, сопрягаемой с ней в рабочем положении площади поперечного сечения трубопровода, расположенной внутри замкнутого контура наружной поверхности трубопровода, а в сопряженном рабочем положении эти площади равны, при этом с одной стороны наружная уплотнительная поверхность уплотнителя контактирует с уплотнительной поверхностью ниппеля, с другой стороны уплотнитель контактирует с упором, взаимодействующим с упругим и неупругим элементами соединения, а внутренняя уплотнительная поверхность уплотнителя контактирует с наружной уплотнительной поверхностью трубопровода, причем ниппель снабжен полостью, в которой расположены концы соединяемых трубопроводов с зазором между их торцами.

6. Соединение прямолинейных трубопровод по пункту 1, отличающееся тем, что отношения наименьших площадей поперечных сечений проходных каналов трубопроводов, каждого в отдельности, к наименьшим площадям поперечных сечений по местам контакта уплотнительных поверхностей ниппеля с соответствующими им уплотнительными поверхностями трубопроводов находятся в пределах, равных единице или меньше единицы, между их уплотнительными поверхностями и соответствующими им уплотнительными поверхностями ниппеля установлены упругие уплотнители, внутренняя уплотнительная поверхность каждого из которых выполнена с уступом, размер которого равен размеру поля допуска размеров наружного диаметра трубопровода, сопрягаемого с этой внутренней уплотнительной поверхностью уплотнителя, при этом с одной стороны уплотнителя его наружная уплотнительная поверхность контактирует с уплотнительной поверхностью ниппеля, с другой стороны уплотнитель контактирует с упором, взаимодействующим со стороны противоположной уплотнителю, с упругим и неупругим элементами соединения, причем ниппель снабжен полостью, в которой расположены концы соединяемых трубопроводов с зазором между их торцами.

Признаки, заключающиеся в предложенном выполнении соединения прямолинейных трубопроводов, отличают заявляемое изобретение от прототипа, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию изобретения "новизна".

Анализируемое устройство соответствует критерию изобретения "промышленная применимость", поскольку предназначено для использования в народном хозяйстве, так как относится к трубопроводным системам, а именно к соединению прямолинейных трубопроводов, раскрыто с полнотой, достаточной для осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов, обеспечивает создание надежных модульных соединений для прямолинейных трубопроводов.

В обнаруженной в процессе поиска информации отсутствуют сведения об указанном в заявке на изобретение техническом результате и из нее не выявлено влияние отличительных в заявляемом изобретении признаков на достижение такого результата. Следовательно, анализируемое устройство соответствует критерию изобретения - "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено исходное, перед работой положение элементов соединения (см. фиг. 1 и 2).

Соединение прямолинейных трубопроводов состоит из ниппеля 1 с внутренними уплотнительными поверхностями 2 и 3, например коническими, и кольцевыми рабочими поверхностями 4 и 5 и трубопроводов 6 и 7, соответственно, с наружными уплотнительными поверхностями 8 и 9, например цилиндрическими, и соответственно торцевыми поверхностями 10 и 11.

Ниппель 1 имеет проходной канал 12, а трубопроводы 6 и 7, соответственно, - проходные каналы 13 и 14. На ниппель 1 навернуты неупругие элементы, например гайки 15 и 16, охватывающие наружные, например, цилиндрические поверхности, соответственно, трубопроводов 6 и 7 и упирающиеся своими заплечиками 17 и 18 в рабочем положении, соответственно, в торцы упоров 19 и 20, поджимаемых с одной стороны упругими элементами, соответственно, 21 и 22, например тарельчатыми пружинами, и поджимающих с другой стороны, соответственно, уплотнителей 23 и 24, соответственно, в стороны уплотнительных поверхностей 2 и 3 ниппеля 1 и 8 и 9 трубопроводов, соответственно, 6 и 7. При отношениях наименьших площадей сечений 25 и 26, соответственно, проходных каналов 13 и 14 трубопроводов 6 и 7, соответственно, к наименьшим площадям 27 и 28 поперечных сечений по местам контактов уплотнительных поверхностей 2 и 3 ниппеля 1 и 8 и 9 уплотнительных поверхностей трубопроводов 6 и 7 находятся в пределах, равных единице или меньше единицы, на трубопроводы 6 и 7 между их уплотнительными поверхностями 8 и 9 и, соответственно, между уплотнительными поверхностями 2 и 3 ниппеля 1 установлены, соответственно, уплотнители 23 и 24, имеющие прорези 29 и 30, 31 и 32, выполненные, соответственно, со взаимно противоположных сторон со смещением по окружности и без их взаимного соприкосновения между собой в любых направлениях, причем суммарная длина любых двух противоположных прорезей 29 и 30, 31 и 32 больше наименьшей длины, соответственно, уплотнителей 23 и 24, расположенной, соответственно, в направлении прорезей 29 и 30, 31 и 32, при этом, соответственно, все прорези 30 и 32 уплотнителей 23 и 24 расположенные с одной стороны, которые соприкасаются с рабочей средой, контактируют с их перекрытием, соответственно, с одной стороны уплотнительными поверхностями 33 и 34, соответственно, с уплотнительными поверхностями 2 и 3 ниппеля 1, а с другой стороны уплотнительными поверхностями 35 и 36, соответственно, с уплотнительными поверхностями 8 и 9, соответственно, трубопроводов 6 и 7, а наибольшая длина каждой из этих прорезей, соприкасающихся с рабочей средой, меньше наименьшей из длин, соответственно, сопрягаемых с перекрытием с ними поверхностей ниппеля 1 и трубопровода 6 или 7, а с другой стороны уплотнители 23 и 24 контактируют, соответственно, с упорами 19 и 20, взаимодействующими каждый, соответственно, с упругими 21 и 22 и неупругими 15 и 16 элементами соединения.

Проходной канал ниппеля 1 выполнен ступенчатым. Для получения рабочей площади, на которую действует давление рабочей среды, отношение наименьшей площади поперечного сечения 37 проходного канала 12 ниппеля 1, соответственно, к наименьшим площадям поперечных сечений 27 и 28 по месту контактов А и Б внутренних уплотнительных поверхностей 2 и 3 ниппеля 1, соответственно, с наружными уплотнительными поверхностями 8 и 9 трубопроводов 6 и 7, выбраны больше 1 и могут находиться в пределах от 1 до 50, исключая значение отношений, равное 1.

При этом отношения наименьших площадей поперечных сечений 25 и 26, соответственно, проходных каналов 13 и 14 трубопроводов 6 и 7 к наименьшим площадям поперечных сечений 27 и 28 по местам контактов А и Б наружных уплотнительных поверхностей 8 и 9 трубопроводов 6 и 7 с внутренними уплотнительными поверхностями 2 и 3 ниппеля 1 выбраны равными единице или меньше единицы. Указанные пределы отношений упомянутых площадей выбраны в том и в другом случае из условий сочетания диаметров, применяемых в практике трубопроводов.

Рабочие площади 4 и 5 заключены, соответственно, между наименьшей окружностью проходного канала 12 ниппеля 1 и наименьшими окружностями по местам контактов А и Б и определяются по формулам:





где п - постоянное число;

Д - диаметр наименьшего проходного сечения канала 12;

Д₁ - диаметр наименьшего сечения по месту контакта А;

Д₂ - диаметр наименьшего сечения по месту контакта Б.

Данное соединение работает следующим образом.

По мере нарастания давления рабочей среды в проходных каналах 12 ниппеля 1, 13 трубопровода 6 и 14 трубопровода 7, рабочая среда, воздействуя на кольцевые рабочие площади 4 и 5 ниппеля 1, стремится переместить ниппель 1 навстречу с уплотнителями 23 и 24, увеличивая силу давления сопрягаемых поверхностей 2 ниппеля 1 и 33 уплотнителя 23; 35 уплотнителя 23 и 8 трубопровода 6; 3 ниппеля 1 и 34 уплотнителя 24; 36 уплотнителя 24 и 9 трубопровода 7, и повышая тем самым герметичность и надежность соединения трубопроводов 6 и 7, посредством ниппеля 1 и уплотнителей 23 и 24. При этом снижаются усилия заплечиков 17 неупругого элемента 15 и 18 неупругого элемента 16, соответственно, на упор 19 и ниппель 1, упор 20 и ниппель 1, то есть разгружается резьбовое соединение.

Силы Ф1 и Ф2, действующие на кольцевые рабочие площади 4 и 5 ниппеля 1, определяются по формулам:





где Р - давление рабочей среды;

Н1 - сила, действующая со стороны уплотнительной поверхности 33 уплотнителя 23, за счет сил упругого 21 и неупругого 15 элементов соединения;

Н2 - сила, действующая со стороны уплотнительной поверхностью 34 уплотнителя 24, за счет сил упругого 22 и неупругого 16 элементов соединения.

Сила давления рабочей среды, действующая на рабочие площади 4 и 5 ниппеля 1, противодействует силам действия ниппеля 1 на неупругие элементы 15 и 16 в резьбовых соединениях и суммируется с силами, действующими со стороны уплотнительных поверхностей 2 и 3 ниппеля 1 на уплотнители 23 и 24, вызванные усилиями предварительных затяжек резьбовых соединений. В результате этого резьбовые соединения можно делать облегченной конструкции, то есть не требуются предварительные большие усилия затягивания неупругих элементов 15 и 16.

В нерабочем положении контактирующие поверхности ниппеля 1 и трубопроводов 6 и 7 разгружены, в результате чего исключается их контактная сварка, что повышает долговечность работы устройства за счет возможности производить неоднократную разборку и сборку.

В случае неравенства наименьших проходных каналов трубопроводов 6 и 7 сила, возникшая в результате действия давления рабочей среды на торцевые поверхности трубопроводов 6 и 7, уравновешена закреплением соответствующего трубопровода любым известным способом.

Уплотнители 23 и 24 и трубопроводы 6 и 7 могут изготавливаться как из металлических, так и неметаллических материалов.

Связь трубопроводов 6 и 7, соответственно, с уплотнителями 23 и 24 обеспечивается за счет сил трения, возникающих между ними, соответственно, по местам их контакта, под действием сил, вызванных в нерабочем положении соединения усилиями предварительных затяжек неупругих элементов 15 и 16 и в рабочем положении соединения дополнительно действием силы давления рабочей среды через ниппель 1 на уплотнители 23 и 24.