стопорное кольцо для трубных соединений, поддающееся скручиванию вокруг центроидной оси

Формула изобретения

1. Стопорное кольцо, предназначенное для удержания трубного соединения между первой трубой и второй трубой, имеющее по существу кольцеобразное тело, которое находится в форме состояния покоя, которая сохраняется в соединении в течение отсутствия усилия, стремящегося к разделению соединения; и адаптировано для скручивания в ответ на указанное усилие, когда ось первой трубы смещена радиально или под углом от оси второй трубы.

2. Стопорное кольцо по п.1, в котором форма состояния покоя не является скрученной.

3. Стопорное кольцо по п.1, в котором форма в состоянии покоя в радиальном направлении внутренней поверхности стопорного кольца по существу параллельна второй трубе и в котором после скручивания, по меньшей мере, часть в радиальном направлении внутренней поверхности выходит из параллельного положения относительно второй трубы на угол, который изменяется вдоль стопорного кольца.

4. Стопорное кольцо по п.3, в котором в радиальном направлении внутренняя поверхность является по существу плоской.

5. Стопорное кольцо по п.1, имеющее в радиальном направлении внутреннюю поверхность, адаптированную для размещения в контактном взаимодействии со второй трубой, упорную поверхность кольца, адаптированную для контактного взаимодействия с упорной поверхностью раструба, расположенной в пазу раструба первой трубы, в котором угол, образованный между упорной поверхностью кольца и в радиальном направлении внутренней поверхностью, находится в диапазоне 45-80°.

6. Стопорное кольцо по п.1, содержащее чугун 65-45-12 с шаровидным графитом.

7. Стопорное кольцо по п.1, имеющее поперечное сечение, по существу иллюстрируемое на фиг.2.

8. Стопорное кольцо по п.1, которое не имеет зубцов, способных по существу внедряться в охватываемую часть второй трубы.

9. Стопорное кольцо по п.1, в котором благодаря указанному скручиванию стопорное кольцо адаптировано к перекрытию зазора переменной величины между упорной поверхностью раструба первой трубы и наплавленным валиком сварного шва на охватываемой части второй трубы.

10. Стопорное кольцо, предназначенное для использования в удержании трубного соединения между первой трубой и второй трубой, имеющее по существу кольцеобразное тело с продольной длиной, причем стопорное кольцо приспособлено изменять продольную длину благодаря скручиванию при смещении оси первой трубы радиально или под углом от оси второй трубы.

11. Стопорное кольцо по п.10, в котором указанное изменение в аксиальной длине изменяется по величине между первым положением на стопорном кольце и вторым положением на стопорном кольце.

12. Стопорное кольцо по п.10, в котором благодаря указанному скручиванию стопорное кольцо перекрывает зазор переменной величины между упорной поверхностью раструба первой трубы и наплавленным валиком сварного шва на охватываемой части второй трубы.

13. Стопорное кольцо по п.10, в котором в состоянии покоя стопорное кольцо не является скрученным.

14. Стопорное кольцо по п.10, в котором в состоянии покоя стопорное кольцо имеет в радиальном направлении внутреннюю поверхность, которая адаптирована быть по существу параллельной второй трубе и в котором после скручивания, по меньшей мере, часть в радиальном направлении внутренней поверхности смещается из параллельного положения относительно второй трубы на угол, который изменяется вдоль стопорного кольца.

15. Стопорное кольцо по п.10, имеющее в радиальном направлении внутреннюю поверхность, которая является по существу плоской.

16. Стопорное кольцо по п.10, имеющее в радиальном направлении внутреннюю поверхность, адаптированную для размещения в контактном взаимодействии со второй трубой, упорную поверхность кольца, адаптированную для контактного взаимодействия с упорной поверхностью раструба, расположенной в пазу раструба первой трубы, в котором угол, образованный между упорной поверхностью кольца и в радиальном направлении внутренней поверхностью, находится в диапазоне 45-80°.

17. Стопорное кольцо по п.10, содержащее чугун 65-45-12 с шаровидным графитом.

18. Стопорное кольцо по п.10, имеющее поперечное сечение, по существу иллюстрируемое на фиг.2.

19. Стопорное кольцо по п.10, которое не имеет зубцов, способных по существу внедряться в охватываемую часть второй трубы.

20. Трубное соединение, содержащее первую трубу, имеющую трубный раструб и паз раструба, расположенный под углом в трубном раструбе, причем указанный паз раструба ограничен на внешней в аксиальном направлении стороне упорной поверхностью раструба; вторую трубу, содержащую охватываемую трубную часть и наплавленный валик сварного шва, расположенный на охватываемой трубной части, причем указанная охватываемая трубная часть, расположенная частично в трубном раструбе в положении, в котором наплавленный валик сварного шва находится дальше на измеряемое в аксиальном направлении расстояние в трубном раструбе, чем упорная поверхность раструба, при этом охватываемая трубная часть в радиальном направлении отделена от трубного раструба в местоположении вокруг периферии охватываемой трубной части угловым зазором, и стопорное кольцо, расположенное между упорной поверхностью раструба и наплавленным валиком сварного шва и по существу в непрерывном контакте с упорной поверхностью раструба и наплавленным валиком сварного шва, причем упорная поверхность раструба и наплавленный валик сварного шва разделены зазором, имеющим разные размеры при измерении в разных местоположениях в трубном соединении.

21. Трубное соединение по п.20, в котором стопорное кольцо имеет, по меньшей мере, один размер поперечного сечения, который больше расстояния кольцевого зазора.

22. Трубное соединение по п.20, в котором стопорное кольцо скручивается в ответ на угловое смещение оси первой трубы от оси второй трубы.

23. Трубное соединение по п.20, в котором стопорное кольцо скручивается в ответ на радиальное смещение оси первой трубы от оси второй трубы.

24. Трубное соединение по п.20, в котором упорная поверхность раструба расположена под углом, находящимся в диапазоне 10-45°, к радиальному направлению.

25. Трубное соединение по п.20, в котором стопорное кольцо имеет упорную поверхность кольца, которая расположена под углом, составляющим приблизительно 10° с радиальным направлением.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Стопорное кольцо предназначено для работы в самоудерживающемся трубном соединении. Это стопорное кольцо (в котором может быть учтена комбинация свойств формы и материала) предназначено для деформации при воздействии концентрированной нагрузки и в соответствии с этим для распределения этой нагрузки в более широкой области трубного соединения для увеличения способностей трубного соединения к удержанию осевой нагрузки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Текущее состояние самоудерживающихся трубных соединений, соответствующих предшествующему уровню техники, в общем, известных как трубное соединение типа TR FLEX® производства компании US Pipe and Foundry Co.Inc. Оно описано в патенте США №4540204 среди других, который относится к индивидуальным стопорным сегментам, сцепляющим наплавленный валик сварного шва на (охватываемом) раструбом конце одной трубы с пазом, образованном в открытом (охватывающем) конце раструба соединяющейся или сочленяющейся трубы.

Несколько областей для усовершенствования было идентифицировано в отношении предшествующего уровня техники, включающего в себя эту концепцию. Первым является то, что индивидуальные стопорные сегменты могут не полностью входить в контактное взаимодействие с наплавленным валиком сварного шва, расположенным на охватываемом раструбом конце трубы, во всех условиях сборки (включая топологические конфигурации и размерные изменения). Эти условия могут быть настолько суровыми, что в сегментах может фактически полностью отсутствовать направленный валик сварного шва. Это условие будет оказывать большое отрицательное влияние на способность удержания соединением осевой нагрузки. Второй проблемой является то, что в том случае, когда соединение отклоняется (прогибается), охватываемый раструбом конец трубы приближается к раструбу под углом вместо того, чтобы быть концентричным и параллельным. Это условие изменяет продольный зазор между пазом сегмента (пазом раструба) в раструбе одной трубы и наплавленным валиком сварного шва на охватываемом раструбом конце другой трубы. Короче говоря, зазор имеет изменяющуюся величину разделения. Этот зазор является тем, что, как правило, перекрывается индивидуальными стопорными сегментами. Только стопорный сегмент (сегменты) в области наименьшего зазора по этой причине будет входить в контактное взаимодействие создавая концентрированную нагрузку на раструб и охватываемый раструбом конец сопрягающейся трубы. Третьей проблемой является то, что сборка может быть затруднена во всех, кроме самых идеальных обстоятельств, поскольку индивидуальные стопорные сегменты должны скользить в зазоре между охватываемой раструбом трубой и раструбом сопрягающейся трубы и этот зазор должен сохраняться небольшим, чтобы давать сегментам возможность вхождения в контактное взаимодействие с обеими половинами трубного соединения. Четвертой проблемой является то, что соединение является чувствительным к производственным допускам. Если допускам разрешено изменяться слишком сильно, то стопорные сегменты не могут входить в контактное взаимодействие с охватываемым раструбом концом сопрягающейся трубы, приводя в результате к уменьшенной эффективности соединения.

ОБЪЕКТЫ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Следующие указанные объекты настоящего изобретения являются только альтернативными и характерными объектами и не должны рассматриваться как требуемые для практического использования настоящего изобретения или как исчерпывающий перечень реализуемых объектов.

Улучшение состояния эффективности удерживающего соединения, соответствующего предшествующему уровню техники в широком множестве условий монтажа, условий сборки и производственных допусков.

Создание соединения более простого и быстрого для сборки в широком множестве условий сборки и производственных допусков.

Обеспечение возможности использования больших производственных допусков без ухудшения эффективности соединения. Вышеуказанные объекты и преимущества не являются ни исчерпывающими, ни индивидуальными критичными для сущности и практического использования настоящего изобретения, за исключением тех, которые указаны в формуле изобретения, приведенной ниже. Другие альтернативные объекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными для квалифицированных специалистов в этой области техники из следующего описания настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Стопорное кольцо предназначено для работы в самоудерживающемся трубном соединении. Это стопорное кольцо (в котором может быть учтена комбинация свойств формы и материала) предназначено для скручивания при воздействии концентрированной нагрузки и в соответствии с этим для распределения этой нагрузки в более широкой области трубного соединения для увеличения способностей трубного соединения к удержанию осевой нагрузки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - иллюстрация сечения части трубного соединения, использующего вариант осуществления стопорного кольца, соответствующего настоящему изобретению, на котором показано стопорное кольцо, установленное по месту между трубным раструбом и охватываемой частью трубы, оси которых совмещены в радиальном направлении и под углом.

Фиг.2 - поперечное сечение варианта осуществления стопорного кольца, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг.3 - изометрическое изображение варианта осуществления стопорного кольца, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг.4 - иллюстрация вида варианта осуществления стопорного кольца, соответствующего настоящему изобретению, если смотреть вдоль плоскости кольца, с ушками на боковой поверхности.

Фиг.5 - иллюстрация вида варианта осуществления стопорного кольца, соответствующего настоящему изобретению, если смотреть вдоль плоскости кольца, с ушками, сцентрированными на виде, иллюстрирующем разделение.

Фиг.6 - вид сбоку варианта осуществления ушек на варианте осуществления стопорного кольца, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг.7 - вид сверху вниз варианта осуществления стопорного кольца, соответствующего настоящему изобретению (то есть, если смотреть из положения вне плоскости стопорного кольца).

Фиг.8 - вид сверху вниз варианта осуществления ушек стопорного кольца на варианте осуществления стопорного кольца, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг.9 - иллюстрация трубного соединения, включающего в себя вариант осуществления стопорного кольца, соответствующего настоящему изобретению, в котором оси трубного раструба и охватываемой раструбом части трубы смещены под углом относительно друг друга.

Фиг.10 - иллюстрация другого вида, чем тот, который показан на фиг.9, с более сильным угловым смещением.

Фиг.11 - вид варианта осуществления стопорного кольца, соответствующего настоящему изобретению, демонстрирующий скручивание, имеющееся вдоль центроидной оси.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже приведено подробное описание характерного варианта осуществления настоящего изобретения в ряде его различных аспектов. Квалифицированным специалистам в этой области техники будет очевидно, что специфичность, обеспечиваемая в этом случае, предназначена для иллюстративных целей по отношению только к характерному варианту осуществления и не должна толковаться как ограничение объема настоящего изобретения или формулы изобретения.

Как следует из фиг.1, сечение соединения, соответствующего настоящему изобретению, показано со стопорным кольцом 2, по существу кольцеобразным телом, установленным по месту для предотвращения извлечения охватываемой части трубы 6 из раструба 1 охватывающей трубы. На фиг.1 стопорное кольцо 2 показано в состоянии покоя (в отсутствии сил, прикладываемых к нему в угловом или радиально-смещенном соединении). Как очевидно из фиг.1, в частности обычным специалистам в этой области техники, охватываемая раструбом часть трубы 6 частично смещена в раструбе 1 охватывающей трубы таким образом, что имеется некоторый кольцевой зазор 20 между этими двумя трубами, но стопорное кольцо 2 имеет большую радиальную высоту, чем кольцевой зазор 20. В соответствии с этим стопорное кольцо 2 не может проходить через кольцевой зазор 2. Показанные варианты осуществления, используемые изобретателями (авторами этой заявки), являются металлическими трубами и раструбами, в частности из чугуна с шаровидным графитом. Специалистам в этой области техники будет очевидно, что при нормальной сборке стопорное кольцо 2 введено в раструб 1 трубы и расположено в пазу 12 раструба до введения охватываемой части трубы 6 в раструб 1 охватывающей трубы. Паз 12 раструба может приближаться к конфигурации стопорного кольца 2, как показано на фиг.1, но в любом случае размер паза 12 раструба больше размера стопорного кольца 2 так, чтобы давать возможность некоторой свободы движения стопорному кольцу 2 в пределах паза 12 раструба (до тех пор, пока стопорное кольцо 2 не зажато по месту или соединение не подвергается осевым нагрузкам). Вследствие такой свободы движения охватываемая труба 6 может быть введена, по меньшей мере, до положения, показанного на фиг.1, путем прохождения наплавленного валика 5 сварного шва под стопорным кольцом 2 так, как это имеет место, когда стопорное кольцо 2 удерживается в стороне от охватываемой трубы 6 (например, благодаря растяжению пружины кольца) или иначе не удерживается прочно охватываемой трубы 6. Из фиг.1 будет очевидно, что наплавленный валик 5 сварного шва находится в аксиальном направлении внутрь (справа, как показано на чертеже) от упорной поверхности 4 раструба. Уплотнительные кольца, например уплотнительные прокладки, могут быть размещены в местоположениях в соединении для обеспечения гидродинамического уплотнения (гидравлического затвора) помимо удерживания, осуществляемого посредством стопорного кольца 2, соответствующего настоящему изобретению. Например, паз 12 раструба на фиг.1 показан в радиальном направлении наружу (слева на чертежах) такой области уплотнения.

Как показано, трубный раструб 1 входит в контактное взаимодействие со стопорным кольцом 2 посредством упорной поверхности 3 кольца и упорной поверхности 4 раструба. Эти поверхности (упорные поверхности) ориентированы в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.1, приблизительно под углом 30 градусов к радиальной проекции осевой линии трубного раструба. Этот угол сопряжения определяет отношение осевой нагрузки (удержания) к радиальной (локализующей) нагрузке. Удержание осевой нагрузки является целевой функцией, но минимальная радиальная нагрузка требуется для локализации и удержания стопорного кольца. Соотношение этих двух сил влияет на общее удержание соединения и адресовано настоящим изобретением. Стопорное кольцо 2 расположено между упорной поверхностью 4 раструба и наплавленным валиком 5 сварного шва. Стопорное кольцо прижато к внешней поверхности охватываемой трубы 6 в течение сборки так, чтобы внутренний угол 7 стопорного кольца входил в контактное взаимодействие с наплавленным валиком 5 сварного шва, причем такое контактное взаимодействие имеет место, по меньшей мере, тогда, когда к охватываемой трубе 6 прикладывается тяговое усилие, действующее в направлении наружу трубного раструба 1. Таким образом, завершается путь нагружения. Осевая нагрузка передается от трубного раструба 1 к стопорному кольцу 2 посредством осевых усилий (3 и 4) и затем охватываемой трубе 6 через внутренний угол 7 и поверхность раздела наплавленного валика 5 сварного шва. После первоначальной сборки действие паза 12 раструба вокруг стопорного кольца 2 может непрерывно прикладывать зажимное усилие, необязательное в некоторых вариантах осуществления. Как показано на приведенных чертежах, поверхность 9 стопорного кольца, обращенная к охватываемой трубе, и фактически стопорное кольцо 2 не предполагает внедрения в охватываемую трубу 6 или побуждение деформации охватываемой трубы 6, так как противодействие движению сообщается наплавленным валиком 5 сварного шва. По этой причине в иллюстрируемых вариантах осуществления не имеется зубцов, адаптированных для внедрения в охватываемую трубу 6.

Неисчерпывающие примеры способов прижима стопорного кольца 2 к внешней поверхности охватываемой трубы 6 включают в себя использование кольца с конфигурацией в состоянии покоя, имеющей меньший диаметр, чем диаметр охватываемой трубы 6 (который может быть вручную расширен для обеспечения возможности прохождения над наплавленным валиком 5 сварного шва) или использование калибров или других механизмов для протягивания разделенных концов стопорного кольца 2 вместе после того, как наплавленный валик 5 сварного шва пройден стопорным кольцом 2 на его проходе в трубный раструб 1. Как показано на фиг.3-8, иллюстрируемые варианты осуществления настоящего изобретения, в частности, используют ушки ("лапки") на разделенных концах стопорного кольца 2, причем ушки проходят аксиально стопорному кольцу 2 (то есть, они перпендикулярны плоскости стопорного кольца 2). Эти ушки в приведенных вариантах осуществления предназначены для прохождения в направлении наружу трубного раструба 1 даже тогда, как стопорное кольцо 2 находится в пазу 12 раструба, давая им возможность быть захваченными, соединенными вместе, сболченными по месту, или иначе подвергнутыми воздействию для сведения разделенных концов стопорного кольца 2 вместе или для сдавливания стопорного кольца 2 в зажатой ассоциации и охватываемой трубой 6. В одной конфигурации, используемой изобретателями ((прим.пер.) авторами этой заявки), трубный раструб 1 включает в себя прорезь или вырез в некоторой точке вдоль его внешней поверхности 13, причем прорезь или вырез является достаточно большим, чтобы обеспечивать возможность прохождения через него ушек. В альтернативном варианте ушки конфигурированы для прохождения через кольцевой зазор 20, чтобы стать доступными извне трубного раструба 1. Как следует из непосредственно предшествующего абзаца, когда стопорное кольцо 2 прижато к раструбу 1 трубы посредством прижимного усилия, генерируемого, как описано в этом абзаце, или посредством действия трубного раструба 1 вокруг стопорного кольца 2, стопорное кольцо 2 не может скользить в направлении наружу трубного раструба 1, поскольку его радиальная высота больше высоты кольцевого зазора 20, а наплавленный валик 5 сварного шва не может скользить за стопорное кольцо 2 вследствие его прилегания к охватываемой трубе 6. Как предлагается в предшествующем абзаце, и как очевидно из чертежа, приведенного на фиг.1, прилегание стопорного кольца 2 и охватываемой трубы 6 дополнительно гарантируется (в течение движения охватываемой трубы 6 в направлении наружу трубного раструба 1, который движется влево от охватываемой трубы 6, как показано на фиг.1) благодаря тому факту, что упорная поверхность 4 раструба и упорная поверхность 3 кольца встречаются под углом, что в результате приводит к действию "призмы обрушения". Другими словами, на каждую единицу движения стопорного кольца 2 в направлении наружу трубного раструба 1 (то есть влево на фиг.1) стопорное кольцо 2 также побуждается к радиальному движению внутрь, что ведет к более сильному контактному взаимодействию с охватываемой трубой 6.

Если осевые линии двух половин сопрягающегося соединения (например, трубного раструба 1 и охватываемой трубы 6) являются концентричными и игнорируются производственные дефекты, то осевая нагрузка распределяется кольцеобразно вокруг сопрягающихся поверхностей стопорного кольца 2. Если соединение отклоняется так, что осевая линия одной половины соединения (например, раструб или охватываемая труба) не является больше концентричной с осевой линией другой половины (то есть, одна осевая линия смещена на угол или радиальное смещение), то нагрузка не является больше равномерно распределяемой под углом вокруг стопорного конца, а концентрируется в специфической области кольца. Эта область концентрированной нагрузки, в общем, расположена в ближайшей в продольном направлении точке между упорной поверхностью 4 раструба и наплавленного валика 5 сварного шва. Удерживающие соединения, соответствующие современному состоянию техники, страдают пониженной эффективностью (например, пониженной способностью к противодействию полным осевым нагрузкам) вследствие этого концентрированного нагруженного состояния. В настоящем изобретении одноэлементное стопорное кольцо 2 распределяет эту концентрированную нагрузку благодаря скручиванию (деформации) вокруг своей центроидной оси. Такое скручивание изменяет очевидную длину стопорного кольца в продольном направлении и обеспечивает стопорному кольцу возможность перекрывания постоянно изменяющегося зазора между упорной поверхностью 4 раструба и наплавленным валиком 5 сварного шва. Где соединение не смещается, стопорное кольцо 2, как показано на фиг.1, не скручивается. Смотри, например, фиг.9, где иллюстрируется стопорное кольцо 2, изогнутое вокруг центроидной оси (видно, что поверхность 9 стопорного кольца, обращенная к охватываемое трубе, является по существу горизонтальной или параллельной оси раструба, в верхних местоположениях в местоположении x и в то же самое время находится под углом по существу параллельно оси раструба 6 в местоположении y, что может только иметь место, если стопорное кольцо 2 скручивается вдоль его длины). Например, действие этого скручивания побуждает кольцо поворачиваться вокруг центроидной оси в одном местоположении до большей степени (или даже в другом направлении), чем в другом местоположении вдоль стопорного кольца 2, что бы имело место, если бы резиновое кольцо, растянутое поверх трубы, удерживалось в одном местоположении и поворачивалось вдоль поверхности трубы в другом местоположении. На фиг.10 иллюстрируется крайне отклоненное соединение, также показывающее скручивание. На фиг.11 иллюстрируется разрез стопорного кольца 2, иллюстрирующий скручивание путем показа разреза стопорного кольца 2, покоящегося на плоской поверхности, для иллюстрации скручивания, которое может иметь место. На эту способность стопорного кольца скручиваться оказывает влияние форма поперечного сечения стопорного кольца и свойства материала кольца.

На практике, в отклоненном соединении, в котором стопорное кольцо 2 изогнуто, поверхность 9 стопорного кольца, обращенная к охватываемой трубе, может обладать диапазоном угловых взаимосвязей с охватываемой трубой 6. То есть между поверхностью 9 стопорного кольца, обращенной к охватываемой трубе, и охватываемой трубой 6 вдоль внутренней периферийной длины кольца могут быть представлены изменяющиеся углы. Например, это может быть по существу плоское (параллельное) прилегание к охватываемой трубе 6 в некоторых местоположениях, тогда как внешний угол 11 или внутренний угол 7 стопорного кольца (или оба в разных местоположениях) возвышаются с меняющейся степенью вдоль длины.

В иллюстрируемых вариантах осуществления настоящего изобретения, например, форма поперечного сечения кольца, в общем, является трапециевидной (если верхнюю часть 10 кольца считать "стороной"; иначе в соответствии с приведенным чертежом оно может считаться треугольным поперечным сечением) с горизонтальной нижней поверхностью, упорной поверхностью 3 кольца, образующей с вертикалью угол, составляющий приблизительно 30 градусов, тыльной поверхностью 8 кольца, образующей с вертикалью угол, составляющий приблизительно 10 градусов, и общими размерами, составляющими приблизительно 1 дюйм (25,4 мм) в высоту на приблизительно 1 дюйм (25,4 мм) в ширину (как следует из чертежей, края могут быть скруглены). Материалом в приведенных примерах является чугун 65-45-12 с шаровидным графитом. Масса кольца, иллюстрируемого в варианте осуществления, изображенного на чертежах, допускающего внутренний диаметр 44,3 дюйма (1125,2 мм) и длину ушек 4,5 дюйма (114,3 мм), как было показано, составляла приблизительно 27,8 фунтов (12,6 кг). Как показано на фиг.фиг.3, 4, 5 и 7, стопорное кольцо в своем состоянии покоя является по существу плоским вдоль своей плоскости (то есть еще не будучи изогнутым, причем скручивание имеет место, как описано выше, в ответ на радиальное или особенно угловое смещение).

Угол упорной поверхности 3 стопорного кольца в иллюстрируемом варианте осуществления соответствует углу упорной поверхности 4 раструба, хотя точного согласования не требуется. Этот угол, как правило, находится между приблизительно 10 и приблизительно 45 градусами от прямой радиальной линии (вертикали) и зависит от требуемого отношения между осевой (продольной) нагрузкой и радиальной нагрузкой. Общая длина и ширина поперечного сечения может иметь любое требуемое значение, соответствующее требуемой прочности и жесткости. Тыльная поверхность может быть расположена под любым углом, находящимся в диапазоне 0-60 градусов, в зависимости от требуемой жесткости (сопротивления скручиванию) и местоположения центроида. Материалом может быть любой материал соответствующей пластичности и сопротивления напряжению смятия.

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение обеспечивает возможность поддержания соединения по существу в его полном номинальном значении сдерживания осевой нагрузки по существу во всем диапазоне условий узла (включая компоновочные конфигурации и размерные изменения), тогда как соединения, соответствующие предшествующему уровню техники, могут иметь уменьшенную эффективность в некоторых условиях узла.

Аналогичным образом, в некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение по сравнению с предшествующим уровнем техники обеспечивает возможность более быстрой и простой сборки в полевых условиях. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут обеспечивать возможность использования больших производственных допусков в раструбе трубы без опасности потери контактного взаимодействия с сопряженным наплавленным валиком сварного шва охватываемой трубы. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают возможность потенциального уменьшения производственных затрат на соединение благодаря пониженным требованиям к материалу по сравнению с жесткими кольцами или индивидуальными сегментами.

Выше приведено описание характерных вариантов осуществления настоящего изобретения, выбранных для изложения принципов и практики использования настоящего изобретения, в общем, для специалистов в этой области техники с тем, чтобы они могли использовать свое стандартное искусство в этой области техники для реализации этих вариантов осуществления или других и изменчивых вариантов осуществления заявляемого изобретения, а также патентоспособных идей этого описания. Изобретатель подчеркивает, что настоящее изобретение имеет многочисленные особые варианты осуществления, объем которых не должен ограничиваться ничем кроме как прилагаемой формулой изобретения. Если иначе специально не оговорено, то заявитель не использует какой-либо термин в подробном описании в связи с иллюстративным вариантом осуществления для ограничения значения термина особым значением, более узким, чем очевидное значение термина. Кроме того, указанные преимущества являются только характерными и альтернативными и не должны толковаться как требуемые во всех случаях.

На приведенных чертежах иллюстрируются только варианты осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что доработка и измерения в таких изображениях являются точными для таких показанных вариантов осуществления, но, как будет очевидно обычным специалистам в этой области техники, могут быть сделаны изменения.