Збірний запобіжник для кінця труби, оснащеного зовнішньою або внутрішньою різьбою

1. Збірний запобіжник (23, 46) для кінця труби, оснащеного зовнішньою або внутрішньою різьбою, який містить по суті циліндричну різьбову деталь (14, 40) із пластмаси, що закриває різьбу на кінці труби, і металеву втулку (7, 33) також по суті циліндричної форми, що підтримує різьбову деталь (14, 40) зі зворотного її різьби боку, причому різьбова деталь (14, 40) і втулка (7, 33) виконані з'єднуваними одна з одною й скріплені защіпанням замкових виступів (18, 43) у заздалегідь сформованих замкових прорізах (2, 31), який відрізняється тим, що втулка (7, 33) своїм торцевим краєм (8, 38), що перебуває при защіпанні спереду, принаймні поблизу замкових прорізів (2, 31) за рахунок деформації після защіпання щільно притиснута до різьбової деталі (14, 40). 2. Запобіжник за п. 1, який відрізняється тим, що різьбова деталь (14, 40) виконана у вигляді стакана. 3. Запобіжник за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що на торці втулки (7, 33), що перебуває при защіпанні позаду, сформована загорнена закраїна (9, 12, 35, 39), що охоплює задню крайку різьбової деталі (14, 40). 4. Запобіжник за п. 3, який відрізняється тим, що загорнена закраїна (9, 35) утворює із задньою крайкою різьбової деталі (14, 40) зубчасті з'єднання з геометричним замиканням від прокручування. 5. Запобіжник за п. 4, який відрізняється тим, що для виконання зубчастого з'єднання на загорненій закраїні (9, 35) є виступи (3, 32), які входять у гнізда (20, 44) різьбової деталі (14, 40). 2 (19) 1 3 92374 4 замковими прорізами й, розташувавши її співвісно ють із виступами (3, 32) на задній крайці й дефорз різьбовою деталлю (14, 40), виготовленою із мують задню крайку втулки з одержанням загорпластмаси методом лиття під тиском, уводять втуненої закраїни (9, 35), на якій розташовані виступи лку й різьбову деталь одну у одну до защіпання, (3, 32), звернені до різьбової деталі (14, 40) для який відрізняється тим, що втулку (7, 33) виконуутворення зубчастого з'єднання. Даний винахід належить до збірного запобіжника відповідно до обмежувальної частини п. 1 формули винаходу. Далі винахід належить до способу виготовлення такого запобіжника відповідно до обмежувальної частини п.п. 13 і 14 формули винаходу. Такі запобіжники використаються, зокрема, при транспортуванні й зберіганні труб з різьбою або іншими чутливими з'єднаннями на кінцях труб. Насамперед у важких умовах транспортування й зберігання, у захисті полягають чутливі різьбові ділянки бурильних труб. Різьба може бути як зовнішньою так і внутрішньою - наприклад, на кінцях трубних муфт. І той, і інший вид різьби, має потребу в захисті від ушкоджень, деформацій і забруднення. Для безпосереднього захисту такої різьби використаються, насамперед, різьбові деталі із пластмаси, підганяють легко при виготовленні до різних типів різьби що відрізняються, особливо при ударних навантаженнях на різьбу кінців труб, меншою твердістю й міцністю, внаслідок чого вони поглинають навантаження, а не передають їх на різьбову частину труби. Тим самим забезпечується безпосередній захист, що щадить, різьбу.. Однак для того, щоб різьба могла витримувати й підвищені навантаження, такі запобіжники часто додатково забезпечуються циліндричною втулкою з металу - переважно зі сталі, - яка для захисту зовнішньої різьби розташовується по окружності пластмасової різьбової деталі, а для захисту внутрішньої різьби закриває різьбову деталь зсередини. В обох випадках різьбова деталь лицьовою (різьбовою) стороною прилягає до різьби, а тильною, тобто зворотною різьбі, стороною опирається на втулку з металу. Обидві деталі запобіжника відомим способом з'єднуються одна з одною і фіксуються. Правда, при цьому нерідко виникає проблема, що полягає в тому, що значно більше тверда й міцна металева втулка ушкоджує передбачені на різьбовій деталі замкові виступи. У результаті цього, а також через передбачені допуски на посадку замкового з'єднання виникає небезпека відділення втулки від різьбової деталі або ушкодження пластмасової різьбової деталі при транспортуванні внаслідок люфтів, що допускають взаємне переміщення різьбової деталі й втулки. Фіксація посаки між втулкою й різьбовою деталлю повинна бути забезпечена навіть при екстремальних температурах, причому коефіцієнти теплового розширення металу (втулки) і пластмаси (різьбової деталі), що дуже розрізняються, створюють особливі труднощі. Проблеми надійної фіксації різьбової деталі й втулки позначаються й на можливості звинчування запобіжника з різьби або його повторного нагвинчування у випадку, якщо обертаючий момент прикладається через металеву втулку. Відповідно до цього завдання винаходу полягає в тому, щоб запропонувати збірний запобіжник, у якому втулка й різьбова деталь скріплювалися б міцно й з мінімальним люфтом (зазором) без ушкодження різьбової деталі й у якому гарне з'єднання між втулкою й різьбовою деталлю забезпечувало б безпроблемне нагвинчування й звинчування навіть при використанні в екстремальних температурних умовах. Відповідно до винаходу це завдання вирішується збірним запобіжником, охарактеризованим в обмежувальній частині п. 1 формули винаходу, за рахунок того, що втулка своїм торцевим краєм, що перебуває при защіпанні спереду, щонайменше поблизу замкових прорізів щільно притиснута до різьбової деталі. Саме в зоні замкових прорізів важливо, щоб втулка щільно прилягала до різьбової деталі, щоб уникнути всякого зсуву, що приводить до її відділення від різьбової деталі, і для забезпечення гарної посадки при обертовому русі. Це переважно досягається завдяки тому, що втулку спочатку надягають на різьбову деталь або вставляють у неї, переміщаючи її відігнутим навскіс торцевим краєм уперед, після чого деформують її за замковими прорізами, щільно притискаючи до різьбової деталі. Зрозуміло, що зона замкових прорізів із цього погляду має особливе значення, тому що щільне прилягання може обмежуватися ділянками окружності поблизу замків. Але звичайно щільне прилягання передбачається рівномірно по всій довжині переднього торцевого краю, щоб навіть в окремих зонах уникнути утворення зазору або вільно виступаючих крайок. В особливо кращому варіанті втулка виконана у вигляді стакана, дно якого перекриває просвіт труби, що попереджає проникнення усередину труби грубого інструмента, наприклад піднімальних механізмів, і технологічно також легко досягається для пластмасової деталі, що виготовляє литтям під тиском. На торці втулки, що перебуває при защіпанні позаду, може бути сформована загорнена за країна, що охоплює задню крайку різьбової деталі й у такий спосіб забезпечуюча захист цієї крайки. Крім того, на загорненій закраїні можуть бути передбачені зубці, що забезпечують стопоріння різьбової деталі й втулки від прокручування, чим досягається фіксація різьбової деталі й втулки в заданому взаємному положенні в напрямку обертання й зняття навантаження із замкових виступів і замкових прорізів при впливі на запобіжник крутних зусиль, тому замок, що скріплює деталі запобіжника, залишається ненавантаженим. Відповідна деформація торцевого краю в пропонованому у винаході способі досягається за до 5 92374 6 помогою профільного штампа, що має переважно На Фіг. 3 показана ще одна деформація втулки циліндричну форму. Задній край втулки також мо7, при якій між прорізами 2 і переднім торцевим же бути оснащений виступами, які при деформукраєм 8 втулці надається конічне розширення 10 ванні втулки з утворенням загорненої закраїни за допомогою циліндричного профільного штампа служать для зубчастого з'єднання з відповідними 11, що вдавлює у втулку зверху по осі й розширює гніздами різьбової деталі. торцевий край 8. Нижче наведено більше докладний опис прикПри цьому загорнена закраїна 9 залишається ладів здійснення винаходу з посиланням на прикнезмінною. На Фіг. 4 показана альтернативна заладені креслення, де показані: горнена закраїна 12 для втулки, в іншому відповідна Фіг. 1 - штампувальний аркуш для виготовній втулці 7, що має меншу деформацію й більше лення металевої втулки запобіжника, проста у виготовленні. Однак, як і загорнена закрана Фіг. 2 - металева втулка запобіжника для їна 9, вона має минаючу в окружному напрямку захисту зовнішньої різьби, закруглену крайку 13 для одержання надійної втуна Фіг. 3 - металева втулка, показана на Фіг. 2, лки, що має удароміцне виконання у відношенні як з деформуючим інструментом, осьових, так і радіальних навантажень. Загорнена на Фіг. 4 - один з варіантів виконання металезакраїна 12 також може бути оснащена виступами, вої втулки, показаної на Фіг. 2 і 3, з видозміненою що відповідають виступам 3. загорненою закраїною, На Фіг. 5 представлена підходяща до втулки 7 на Фіг. 5 - різьбова деталь запобіжника, різьбова деталь 14 із пластмаси, виконана у формі на Фіг. 6 - запобіжник з різьбовою деталлю й стакана із циліндричною стінкою 15 і дном 16, щоб металевою втулкою, перекривати кінець труби як у радіальному, так і в на Фіг. 7 - запобіжник, показаний на Фіг. 6, з осьовому напрямку, і оснащена нарізаною різьбою деформуючим інструментом, по внутрішній поверхні 17, що нагвинчується на на Фіг. 8 - інший варіант виконання запобіжнизовнішню різьбу, що захищає, труби. Різьбова дека, таль має виступи 18, що входять у прорізи 2 втулна Фіг. 9 - штампувальний аркуш для виготовки 7. На верхньому краї над виступами 18 сфорлення металевої втулки запобіжника для захисту мований минаючий в окружному напрямку, й внутрішньої різьби, конічно звужуючий, до кінця край 19. Крім цього в на Фіг. 10 - металева втулка запобіжника для різьбовій деталі, виготовленій із пластмаси литтям захисту внутрішньої різьби, під тиском, сформовані гнізда 20, призначені для на Фіг. 11 - запобіжник, показаний на Фіг. 10, з зачеплення з виступами 3. деформуючим інструментом, Різьбова деталь 14 має зовнішню поверхню, на Фіг. 12 - фрагмент металевої втулки ще в що злегка сходиться на конус до краю, сусідньому одному варіанті виконання, із гніздами 20, що дозволяє легко витягати її з фона Фіг. 13 - різьбова деталь запобіжника для рми при виготовленні способом лиття під тиском. захисту внутрішньої різьби, Правда, на бічній поверхні 21, що має відповідно на Фіг. 14 - запобіжник для внутрішньої різьби, злегка конічну форму, утворені поздовжні ребра на Фіг. 15 - запобіжник, показаний на Фіг. 14, з 22, які своїми зовнішніми крайками компенсують деформуючим інструментом, конусність і визначають циліндричну форму повена Фіг. 16, 17 і 18 - зображення металевої втурхні для установки циліндричної втулки. Властиво, лки запобіжника для захисту внутрішньої різьби, ребра 22 є допоміжним засобом у тому випадку, на Фіг. 19, 20 і 21 - ще один варіант виконання коли різьбову деталь 14 передбачається викорисметалевої втулки запобіжника для внутрішньої тати як цільний запобіжник без втулки. У цьому різьби. випадку ребра 22 розташовані зовні й служать як Показаний на Фіг. 1 сталевий штампувальний елементи профілю, що полегшують передачу обеаркуш із загальним позначенням 1 по суті прямортання при нагвинчуванні або звинчуванні запобікутного поперечного перерізу має розташовані жника вручну або за допомогою інструмента. усередині прорізи 2 і звернені вниз виступи 3. ТаНа Фіг. 6 показаний збірний запобіжник 23, що кий штампувальний аркуш згинається кільцем у складається з різьбової деталі 14 і втулки 7. Πри напрямку, перпендикулярному поздовжньої осі, збиранні співвісно розташованих різьбової деталі причому сполучені краї 4, 5 зварюються встик і по й втулки, коли втулка без зазору сковзає уздовж нижньому краї 6 загортаються усередину, утворюзовнішніх крайок ребер 22, передній торцевий ючи втулку 7, показану на Фіг. 2. При цьому втулка край 8 втулки 7 завдяки формі, що розширюється на торцевому краї 8, що примикає до прорізів, сповперед, проходить також через замкові виступи 18, чатку має циліндричну форму, як і в іншій частині які у свою чергу оснащені скошеними поверхнями втулки. Сформовану на протилежній стороні загодля взаємодії з поверхнею втулки. Виступи 3 втулрнену закраїну 9 також вигнутої форми продовжуки зайшли у відповідні гнізда різьбової деталі 14. ють виступи 3. Як показано на кресленні, виступи 3 розташовані Варто помітити, що на Фіг. 2 показаний не (сиусередині гнізд із меншим люфтом (зазором) в метричний) діаметральний розріз втулки, а розріз окружному напрямку, чим замкові виступи 18 у площиною, що проходить через одну половину прорізах 2, тому різьбова деталь 14 при обертанні втулки. У дійсності чотири прорізи 2 і виступи 3 втулки 7 захоплюється тільки через виступи 3, тоді рівномірно розподілені в окружному напрямку, як замкові виступи 18 залишаються ненавантажерозташовуючись із кутовим інтервалом 90°, і розними. різ у лівій частині Фіг. 2 проходить не по прорізі 2 і На дуже важливій заключній стадії формоутвиступі 3, а поруч із ними. ворення за допомогою інструмента 24, що, як і 7 92374 8 інструмент 11, виконаний по типу циліндричного служить як рельєфною поверхнею для зручності штампа, край 10 втулки 7 У притискають впритул при вгвинчуванні запобіжника вручну або за доподо конічної ділянки 19 різьбової деталі 14, стягуюмогою інструмента, а в іншому забезпечує захист чи зовнішню крайку, зокрема втулка 7 і різьбова різьби від ударів. Гнізда 44 і в цьому випадку роздеталь 14 прилягають одна до одної без зазору, поділені в окружному напрямку з меншим розшипричому більш міцне з'єднання забезпечується ренням щодо виступів 32, чим розширення замкотакож заскакуванням замкових виступів 18 за вих прорізів 31 щодо замкових виступів 43. Це при крайку замкових прорізів. Тому при такому формообертальному навантаженні на втулку забезпечує утворенні особливо важливо забезпечити щільне захист замків від ушкоджень і навантажень. прилягання втулки 7 поблизу замкових прорізів 2. Правда, як показано на Фіг. 14, передній край На Фіг. 8 показаний альтернативний зображе38 втулки з пов'язаною з ним конічною ділянкою, ному на Фіг. 7 запобіжник, втулка 25 якого повнісщо сприяв з'єднанню втулки й різьбової деталі й тю відповідає втулці 7, але має на задньому торці зачіпленню замка, тепер вилучений від різьбової закрашу, загорнену під кутом 90 аналогічно загордеталі, розташовуючись із таким зазором від нею, неній закраїні 12 на Фіг. 4. У цьому варіанті викопри якому варто побоюватися люфту або випанання виступи 26 і гнізда 27 також служать для дання втулки при контакті з інструментом, якщо стопоріння від прокручування, що забезпечує запобіжник 46 використається у важких умовах. зняття навантаження із замкових з'єднань. Згідно Фіг. 15 цього можна уникнути, користуНа Фіг. 9-21 як альтернатива запобіжникам ючись інструментом 47 типу штампа, конічна голодля зовнішньої різьби, показаним на Фіг. 1-8, вна частина 48 якого входить у втулку й деформує представлені запобіжники для внутрішньої різьби. її передній край, знову надаючи йому циліндричну На Фіг. 9 знову показано заготовку у вигляді форму, у результаті чого він міцно й щільно приляштампувального аркуша 30, що має форму подовгає до внутрішніх стінок різьбової деталі 40 і заженого прямокутника, що має прорізи 31 для замбезпечує надійно зачеплення із замковими вистуків і виступи 32 для утворення зубчастих з'єднань пами 43. Зрозуміло, що збірний інструмент для стопоріння від прокручування, і який можна забезпечує також додатковий рух розпору, що розгинати кільцем і зварювати, як показано на Фіг. зширює втулку в переднього краю 38, надаючи їй 10, з одержанням втулки 33, що має рівномірно конічну форму й створюючи ще більш міцне прирозподілені в окружному напрямку замкові прорізи лягання. 31 і оснащеної на задній крайці 34 загорненою за На Фіг. 16, 17 і 18 у різних видах показана втукраїною 35, причому в цьому випадку закраїна, у лка із загорненою закраїною 39, показаною на Фіг. відмінність, наприклад, від описаного вище варіан12, що являє собою лише буртик і в цьому випадку та виконання втулки 7, загорнена назовні. Ця втулне має виступів. При плоскому приляганні втулки в ка 33, виконана по всій довжині циліндричної форрізьбовій деталі без них можна обійтися, тому що ми за винятком загорненої закраїни, за допомогою тут практично можна не побоюватися передачі подаваного в осьовому напрямку по суті циліндрикрутних моментів через втулку 50. чного профільного штампа 36 конічними дефорВтулка 33 у кращому варіанті її виконання, помуючими поверхнями 37 деформується уздовж казаному на Фіг. 19-21, завдяки закраїні 35, у цілорозташованого попереду торцевого краю 38 з дому загорненою більш ніж на 180°, а в зоні виступів данням їй конічного звуження вперед. ще значніше, забезпечує як гарний захист різьбоНа Фіг. 12 детально показана цього разу вої деталі, так і надійне стопоріння від прокручуспрощена й у меншому ступені відігнута загорнена вання між втулкою й різьбовою деталлю, не ствозакраїна 39, спрямована назовні у вигляді буртика, рюючи навантаження на замки. що однак, також може мати виступи, призначені Представлені вище варіанти виконання заподля зубчастого з'єднання. біжників для зовнішньої й внутрішньої різьби наПідходяща до втулки 33 різьбова деталь 40 дійні й досить прості у виготовленні, хоча матеріазображена на Фіг. 13. Ця різьбова деталь має злели їхніх складових частин сильно розрізняються по гка збіжну на конус нагору бічну поверхню з наріміцності, твердості й особливо коефіцієнту теплозаним на ній різьбою 41. Різьбова деталь 40 допового розширення. Саме розходження в тепловому внюється дном 42 до форми стакана. На розширенні матеріалів створює небезпеку розпавнутрішній стороні є, по-перше, замкові виступи 43 дання збірних запобіжників, якщо, як у пропоновазі скошеними поверхнями, розташованими попеному рішенні, не прийняти спеціальних заходів реду для взаємодії із втулкою й, по-друге, гнізда щодо припасування втулки до різьбової деталі в 44 для фіксації й зубчастого з'єднання із втулкою зоні переднього торцевого краю й створенню зуб33, показаної в розрізі на Фіг. 14. При цьому загорчастого з'єднання для стопоріння від прокручуваннена закраїна 35 втулки 33 охоплює виступаючу ня. назовні кінцеву ділянку 45 різьбової деталі 40, що 9 92374 10 11 92374 12 13 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 92374 Підписне 14 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601