способ соединения и герметизации трубопроводов и соединительная муфта для реализации способа

Формула изобретения

1. Способ соединения и герметизации трубопроводов, при котором на конец одной трубы устанавливают соединительную муфту с герметизирующим элементом, в который вставляют до упора конец второй трубы, а соединительную муфту передвигают на место стыка труб, после чего производят обжатие герметизирующего элемента и фиксацию муфты, отличающийся тем, что в качестве обжимающего средства муфты используют цилиндрическую спираль, а обжатие герметизирующего элемента производят скручиванием витков спирали вокруг соединяемых труб.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании спирали с внутренним диаметром, меньшим диаметра соединяемых труб, витки спирали предварительно раскручивают перед установкой муфты на трубу.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после скручивания витки спирали стягивают в аксиальном направлении.

4. Соединительная муфта, содержащая средство обжатия, герметизирующий элемент и фиксирующие элементы, отличающаяся тем, что муфта содержит два установочных элемента, жестко связанных с наружными торцами цилиндрической спирали, выполняющей функцию средства обжатия, при этом внутренний диаметр установочных элементов равен или несколько больше наружного диаметра соединяемых труб.

5. Соединительная муфта по п.4, отличающаяся тем, что дополнительно содержит стягивающее устройство, а спираль выполнена из пластичного материала, дополнительно выполняя функцию герметизирующего элемента.

6. Соединительная муфта по п.4, отличающаяся тем, что герметизирующий элемент выполнен из пастообразного материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к соединению и ремонту трубопроводов и может быть использовано в таких отраслях промышленности, как судостроение, строительство, машиностроение, нефте- и газодобывающие отрасли.

Известно соединительное устройство для труб (патент РФ №2173425), которое содержит муфтовую часть и уплотняющее средство, радиально увеличивающееся по толщине и выполненное из соприкасающихся с возможностью скольжения уплотняющих элементов, образующих часть замкнутого кольца, а также прижимные приспособления для прижатия уплотнительного средства к трубе.

Известен способ герметизации разъемного соединения трубопроводов (патент РФ №2145687), при котором осуществляют центровку сопрягаемых между собой трубопроводов, устанавливают в зазор между ними уплотнительный элемент в виде упругой втулки, торцы которой контактируют с уплотнительными кромками отверстий трубопроводов, задают фиксированную величину зазора между трубопроводами, центрируют упругую втулку, стягивают трубопроводы до заданной величины зазора между ними с одновременным сжатием втулки в радиальном и осевом направлениях уплотнительными кромками отверстий трубопровода и фиксируют трубопроводы в этом положении.

Известно муфтовое соединение фирмы Штрауб (патент РФ №2068525), которое содержит уплотнительную манжету, имеющую С-образную форму, с проходящими навстречу друг другу уплотнительными закраинами, которые поддерживаются на стенке манжеты через пружинное кольцо. Манжета охвачена сужаемым посредством запорного устройства корпусом и размещенным между манжетой и корпусом листовым вкладышем, перекрывающим продольный разрез корпуса. Однако это муфтовое соединение имеет сложную конструкцию эластичного элемента и, как следствие - высокую стоимость, сложность и длительность монтажных работ, низкий уровень допустимых давлений в соединяемых трубах.

В качестве прототипа выбрано техническое решение по патенту РФ 2153122. При реализации способа в указанном техническом решении конец трубы вводят в соединительную деталь после установки уплотнительного кольца в полости, выполненной в соединительной детали, а затем на часть трубы и прилегающую к ней часть соединительной детали устанавливают зажимное средство.

Трубопроводная муфта по патенту 2153122 содержит соединительную деталь и зажимное средство для крепления трубы к соединительной детали, при этом соединительная деталь имеет цилиндрическое отверстие, в которое может входить труба и которое имеет полость с расположенным в ней гибким уплотнительным кольцом, а зажимное средство имеет цилиндрическую зажимную поверхность для сцепления с трубой и выступающий радиально внутрь край, который может заходить за расположенную радиально стопорную поверхность на наружной стороне соединительной детали, представляющую собой боковую стенку открытого наружу кольцевого паза.

Задачей настоящего изобретения является снижение трудоемкости монтажных работ по соединению и герметизации трубопроводов.

Основной технический результат, благодаря которому обеспечивается выполнение поставленной задачи, это упрощение технологии и, одновременно, повышение надежности герметизации соединений трубопроводов при высоких давлениях. Указанные цели достигаются в предлагаемом способе соединения и герметизации трубопроводов, а также устройстве для его реализации.

Способ заключается в обжатии герметизирующего материала вокруг стыка соединяемых труб путем скручивания витков спирали.

Указанный технический результат достигается за счет совокупности существенных признаков, имеющихся в независимых пунктах формулы изобретения. Для их осуществления на конец одной трубы устанавливают соединительную муфту с герметизирующим элементом, а затем в него вставляют до упора конец второй трубы, а соединительную муфту передвигают на место стыка труб, после чего производят обжатие герметизирующего элемента и фиксацию муфты. В качестве обжимающего средства муфты используется цилиндрическая спираль, обжатие герметизирующего элемента производят путем скручивания витков спирали вокруг ее оси.

В частном случае, при использовании спирали, имеющей внутренний диаметр меньше диаметра соединяемых труб, перед установкой муфты на трубу производят раскручивание витков спирали для увеличения ее диаметра.

В случае, когда обжимающее средство муфты - спираль одновременно используется в качестве герметизирующего элемента, ее витки стягивают и в аксиальном направлении. В качестве стягивающих узлов могут применяться узлы, известные из уровня техники, например винтовые шпильки.

Устройство, позволяющее осуществить способ соединения и герметизации трубопроводов, выполнено в виде соединительной муфты. Муфта состоит из двух установочных элементов, жестко связанных с наружными торцами спирали, и фиксирующих элементов. При этом внутренний диаметр установочных элементов, выполненных, например, в виде цилиндрических полукорпусов (стаканов), должен быть равен или несколько больше диаметра соединяемых труб. Внутри витков спирали располагается герметизирующий элемент, выполненный из уплотнительного материала (резина, паронит, фторопласт и т.п.) и устанавливаемый на стыке соединяемых труб.

Фиксирующие элементы соединительной муфты могут быть выполнены в виде храпового соединения, радиально-осевых лопаток и подобных устройств, известных из уровня техники.

В частном случае предлагаемого решения спираль может выполнять одновременно функцию герметизирующего элемента. Спираль, в этом случае, должна быть выполнена из пластичного материала.

Кроме того, в другом частном решении, герметизирующий элемент может быть выполнен из пастообразного материала.

Для пояснения сущности предлагаемого решения прилагаются чертежи.

На фиг.1 представлено муфтовое соединение трубопровода, где в качестве фиксирующего элемента используется храповое соединение.

На фиг.2 представлено муфтовое соединение, где в качестве фиксирующих элементов используются радиально-осевые лопатки.

На фиг.3 представлен частный случай муфтового соединения, в котором спираль выполняет одновременно функцию герметизирующего элемента.

Соединение труб 1 и 2 осуществляется соединительной муфтой, состоящей из установочных элементов 3 и 4, спирали 5 и герметизирующего элемента 6. Торцы витков спирали жестко связаны с установочными элементами 3 и 4. Установочные элементы могут быть выполнены в виде цилиндрических смыкающихся под усилием спирали полукорпусов (фиг.1, 2) или в виде шайб (фиг.3). На место стыка труб устанавливается герметизирующий элемент 6, выполненный в виде кольца из уплотнительного материала.

Соединение трубопроводов производят в следующей последовательности. На одну из труб устанавливают соединительную муфту, предварительно увеличив проходной диаметр спирали вращением установочных элементов 3 и 4 в направлении раскручивания витков, а на конец одной трубы надевают герметизирующий элемент 6. Затем в герметизирующий элемент с другой стороны устанавливают до упора вторую трубу таким образом, чтобы место стыка труб находилось в средней части герметизирующего элемента 6. Далее соединительную муфту передвигают на место стыка и производят обжатие герметизирующего элемента, вращая установочные элементы 3 и 4 в направлении скручивания витков.

При обжатии герметизирующего элемента 6 одновременно происходит фиксация положения муфты за счет, например, храпового соединения 7 (фиг.1) или радиально осевых лопаток 8 (фиг.2).

В случае использования спирали одновременно и в качестве герметизирующего элемента (фиг.3) после обжатия производят стягивание спирали в аксиальном направлении при помощи, например, винтовых шпилек 9.