Герметичне з’єднання для двох труб

Изобретение относится к арматуроетроению, а именно к соединению, герметичному для внешних средв для двух чугунных труб с узким концом и раструбом, и может быть применено для труб, предназначенных для транспортировки горячей воды, имеющих на большей части своей длины внешнее покрытие, состоящее из теплоизоляционного слоя, ограниченного с внешней стороны внешним защитным не проницаемым для сред покрытием, при чем узкие концы и раструбы каждой трубы лишены этого внешнего покрытия. Цель изобретения - повышение герметичности соединения за счет обеспечения возможности теплового расширения внешнего изоляционного покрытия и трубы и углового отклонения центра соединяемых труб с минимальными потерями тепла и при небольшом внешнем покрытии. Одно из уплотнительных колец закрывает кольцевое пространство между чугунной трубой 3 и ее внешней защитной оболочкой 11 на одном конце теплоизоляционного слоя одной из составных труб и имеет анкерный выступ, который опирается 11 11 10 е. с 1386042 на внешнюю поверхность раструба 5 и радиально зажат между раструбом и защитным кожухом, а также кольцо герметичности в осевом продолжении анкерного выступа и перекрывающий пояс 16. При транспортировке горячей воды происходит расширение слоя 10 изоляционного материала, защитной оболочки 11 и чугунной трубы 3. При этом происходит осевое сжатие про кладки 7 между концевым упругим кольцом 12 и краем раструба Ъ. При остановке циркуляции воды слой 10, оболочка 11 и труба 3 сжимаются в продольном направлении, а прокладка 7 принимает свои первоначальные размеры. Благодаря прокладке 7 пространство между концевой деталью и концом раструба 5 всегда заполнено изоляционным материалом. 4 з.п. ф-лы, 5 ил, 1 Изобретение относится к соединению, герметичному для внешних сред, для двух чугунных труб с узким концом и с раструбом и может быть прис менено для труб, предназначенных для транспортировки горячей воды, имеющих на большей части своей длины внешнее покрытие, состоящее из теплоизоляционного слоя, ограниченного с 10 внешней стороны внешним защитным не проницаемым для сред покрытием, при чем узкие концы и раструбы каждой трубы лишены этого внешнего покрытия. труб и имеющую анкерный выступ в раструбе 5 одной трубы 3, прокладку 7 между трубой 3 и внешним кожухом или оболочкой, уплотняющее кольцо 8 из эластомера, например, с твердостью по Шору 60-70° для обеспечения герметичного соединения внешних кожухов теплоизоляционных слоев, покрывающих трубы 3, и зажимное кольцо 9 уплотнительного кольца 8 на внешнем кожухе, Каждая теплоизоляционная составная труба 1 и 2 предназначена для транспортировки горячей воды или анаЦелью изобретения является повы- 15 логичной среды, температура которой шение герметичности за счет обеспечеможет достигать 130°С. Чугунная труба ния возможности теплового расширения 3 покрыта внешним теплоизоляционным внешнего изоляционного покрытия и слоем 10 с внешним диаметром D из изотрубы и углового отклонения центра ляционного материала, например пеносоединяемых труб с минимальными по- 20 полиуретана, причем этот слой охвачен терями тепла. внешней защитной оболочкой 11, не I проницаемой для сред, например в виде На фиг. 1 изображена теплоизолявысокоплотного полиэтиленового кожуха ционная труба с уплотняющим кольцом, с внутренним диаметром D , соответстпродольный разрез; на фиг. 2 - герметичное соединение, продольный раз- 2 > вующим внешнему диаметру D слоя 10 изоляционного материала. Защитная рез; на фиг. 3 — уплотняющее кольцо, оболочка 11, как и слой 10, заканчиразрезу на фиг. 4 - монтаж соединевается около каждого из концов собния, разрез; на фиг. 5 - герметичное ранных труб 3, на заходе за них, Кросоединение при максимальном смещении центра и максимальном угловом смеще- 30 ме того, защитная оболочка 11 имеет ^длину L^ меньше длины L, каждой чунии одной соединяемой трубы относигунной трубы 3 трубы 1, 2, но больше тельно другой трубы, продольный раздлины Ь э слоя 10 изоляционного матерез. риала и заходит за уплотняющее переГерметичное соединение для двух теплоизоляционных составных труб 1 и 35 крывающее кольцо 12 (между трубой 3 и защитной оболочкой 11) на длинуh 2, соединяемых по оси Х-Х, выполненсо стороны узкого конца 4 чугунной ных из чугунных труб 3 с узким контрубы 3 по оси слоя 10 изоляционного цом 4 и с раструбом 5, включает в сематериала. Таким образом,, оболочка бя прокладку 6 герметичности И З Е Є С Т 40 11 перекрывает уплотняющее кольцо 12, ного типа5 радиально зажатую между Слой 10 изоляционного материала orузким концом 4 и раструбом 5 двух П86042 рлничивартсн на своем конце со стороны уякого конца 4 чугунной трубы 3 трубы 1, 2 уплотнительным концевым кольцом 12 из эластомера с внешним диаметром D и с радиальной тол.щиной Е, соответствующей радиальной толщине слоя 10 изоляционного материала на этом участке, причем кольцо 12 имеет плоскую концевую поверхід ность 13, а его осевая длина h меньше длины h,. Каждая составная труба 1, 2 имеет на своем конце со стороны раструба 5 уплотняющее кольцо 8, установ- 15 ленное между раструбом 5 и внешней защитной оболочкой 11 на одном конце теплоизоляционного слоя 10. Уплотнительное кольцо 8 выполнено в виде корпуса 14 трапециевидно- 20 го меридионального сечения, с которым выполнены заодно в осевом направлении и по обе стороны этого корпуса 14 анкерный выступ 15 и пояс 16.Корпус 14 ограничен внешней цилиндри25 ческой поверхностью 17 по оси Х-Х диаметром D e , двумя плоскими сторо- . нами или заплечиками 18 и 19, перпендикулярными оси Х-Х, и внутренней поверхностью 20, которая может ЗО быть цилиндрической или в форме усеченного конуса, или другой формы, но профиль которой соответствует профилю внешней концевой поверхности 21 или закраине раструба 5. 35 Диаметр D e поверхности 17 превышает или равен внешнему диаметру защитной оболочки 11, а радиальная высота стороны \9 превышает или равна толщине 1 защитной оболочки 11 5 *« причем внутренний диаметр поверхности М соответствует внутреннему диаметру защитной оболочки \1„ От внутренней поверхности 20 корпуса 14 отходит анкерный выступ 15,, ограничен^5 ный в осевом направлении внутренней поверхностью 22 в форме усеченного конуса, соединяющейся с поверхностью 20, и концевой поверхностью 23 9 которая может иметь прямое или наклонное 50 меридиональное сечение. Профиль внут пенней поверхности 22 соответствует профилю расширяющейся внешней поверхности 24 раструба 5. Кроме того, анкерный выступ 15 55 радиалъно ограничен внешней 25 и внутренней 26 поверхностями. Внешняя цилиндрическая поверхность 25 по оси Х-Х соединяется со стороной 19 корпу ся 14 и имеет диаметр Л> соответствующий внутреннему диаметру засштной оболочки 11. На внешней поверхности 25 имеется один или несколько зубьев 2 7 треугольного меридионального сечения, внешний диаметр вершин которых превышает диаметр D поверхности 25, Внутренняя поверхность 26 имеет общий профиль в форме усеченного конуса, соответствующий профилю внешней расширяющейся поверхности 28 раструба 5, и треугольные в форме лестничных ступенек выступы 29. Внешние выступы зубьев 27 и внутренние выступы 29 имеют предпочтительно со стороны корпуса 14, а не стороны концевого среза поверхности 23 одну сторону, перпендикулярную оси Х-Х. Кроме того, внешняя поверхность )7 корпуса 14 продолжена в осевом . направлении и в направлении, противоположном анкерному выступу 15, и образует внешнюю поверхность перекрывающего пояса 16. Пояс 16 с внутренней стороны ограничен цилиндрической поверхностью 30 по оси Х-Х„ соединяющейся с поперечной поверхностью или заплечиком 18 корпуса 14. Внутренняя поверхность 30 имеет на своем конце, наиболее удаленном от заплечика 18 и корпуса 14, кольцевые выступы 31 треугольного меридионального сечения. Внутренний диаметр D t пояса 16, т.е. диаметр поверхности 30, меньше внешнего диаметра d, равного D+21 защитной оболочки 11. Соединение собирается и работает следующим образом. Уплотнительное кольцо 8 помещается напротив раструба 5, в этом случае внутренние поверхности 20, 22 и 26 кольца 8 вступают в опорный контакт с соответствующими внешними поверхностями 21» 24 и 28 раструба 5. Затем после установки концевого уплотннтельного кольца 12 прижимают внутреннюю поверхность защитной оболочки \\ к внешней поверхности 25 анкерного выступа 15 кольца 8 и к внешней цилиндрической поверхности концевого уплотнительного кольца 12, при этом конец защитной оболочки 11 контактирует с поперечной поверхностью корпуса 14 кольца 8. В этом случае внешние зубья 27 и внутренние выступы 29 1386042 анкерного выступа 15 соответственно прижимаются к внутренней поверхности защитной оболочки 11 и к внешней поверхности раструба 5 (радиальное сжа- , тие анкерного выступа 15 между раструбом 5 и оболочкой И ) , что позволяет одновременно обеспечить герметичность между нанесенным слоем 10 и оболочкой 11 и между раструбом 5 и Ю слоем 1U, а также эффективное противодействие возможному вырыванию анкерного выступа 15 из составной трубы 1 , 2 благодаря перпендикулярным сторонам выступов 29 и зубьев 27 по ^5 оси Х-Х. Затем после выполнения отверстия в защитной оболочке 11 заполняют пространство между защитной оболочкой 11 и чугунной трубой 3 теплоизоляционным материалом - слоем 10 20 через упомянутое отверстие, которое закрывают герметичной пробкой. После этого составная труба 1, 2 может подаваться на участок. Прокладка 7,состоящая из двух полураковин или из 25 целого разрезанного или неразрезанного кольца, устанавливается напротив единого конца 4 в контакте со стороны поверхности 13 концевого уплотнительного кольца 12 слоя 10 зь изоляционного материала. Прокладка 7 выполнена из теплоизоляционного материала, например пенонитрила или пенопеопрена. Внутренний и внешний диаметры прокладки 7 такие, что она 35 заполняет кольцевое пространство между узким концом 4 чугунной трубы 3 и внешней оболочкой 11. Прокладка 7 имеет примерно такую же толщину, что и теплоизоляционный слой 10, Одновременно отгибается наружу пояс 16 40 в направлении защитной оболочки 11 трубы 1 (фиг. 4) для последующего прижатия к указанной оболочке 11. Затем вводят трубу 1 в трубу 2 пос45 ле установки на место уплотнительной прокладки 6 в ее гнездо, выполненное внутри раструба 5, Узкий конец 4 чугунной трубы 3 трубы 1 проходит внутри раструба 5 чугунной трубы 3 трубы 2, пока прокладка 7 ^ своей еще свободной боковой стороной находится в контакте с концом раструба 5 S в который она упирается. В этом случае обе трубы 1 и 2 оказываются на своем месте и можно ото55 гнуть пояс 16, прижимая его внутреннюю поверхность 30 к внешней поверхности защитной оболочки 11 трубы 1, и, таким образом, перекріпіть ее. Можно нанести замазку между внешней поверхностью оболочки \1 и внутренней поверхностью 30 пояса 16. При прижатии пояса 16 выступы 31 сжимаются. Затем для завершения прижатия пояса .16 к защитной оболочке 11 скрепляют конец этого пояса в месте выступов 31 зажимным кольцом 9, например резиновым браслетом, диаметр которого меньше внешнего диаметра защитной оболочки 11, В этом случае монтаж соединения закончен. Транспортировка горячей воды по системе каналов, состоящей из составных труб 1, 2, приводит к продольному расширению слоя 10 изоляционного материала, защитной оболочки 11 и чугунной трубы 3, что в свою очередь, приводит к новому сжатию прокладки 7. И наоборот, при остановке циркуляции горячей воды в системе каналов или же при опорожнении системы теплоизоляционный слой 10, оболочка 11 и чугунная труба 3 сжимаются в продольном направлении, а прокладка 7, которая больше не сжимается в осевом направлении, принимает свои первоначальные размеры, оставаясь прижатой к концу раструба 5 и к стороне поверхности 13 концевого кольца 12. Благодаря прокладке 7 пространство между стороной поверхности 13 концевого кольца 12 и концом раструба 5 всегда заполнено изоляционным материалом. Так как герметичность системы относительно внешних сред обеспечивается посредством радиального контакта уплотнительного кольца 8 с продольными в форме усеченного конуса поверхностями 21s 24 и 28 труб, 1, 2, а не с плоскими перпендикулярными оси Х-Х поверхностями, то обеспечивается радиальное прижатие внутренних поверхностей 20, 22 и 26 этого кольца 8 к соответствующим внешним поверхностям 21, 24 и 28 раструба 5 чугунной трубы 3 каждой соответствующей трубы 1, 2 в отличие от тех случаев, когда герметичность обеспечивается посредством простого контакта или осевого прижимання перпендикулярных поверхностей по оси Х-Х. Кроме того, герметичность системы относительно внешних сред обеспечивается простым уплотнительным кольцом 8 из эластомера, корпус 14 кото 1386042 8 динения за счет обеспечения возможности теплового расширения внешнего изоляционного покрытия и трубы и углового отклонения центра соединяет мых труб с минимальными потерями тепла, одно из уплотнительных колец, закрывающее кольцевое пространство между чугунной трубой и ее защитной оболочкой на одном конце теплоизоляционного слоя одной из труб., выполнено с уплотнительным корпусом, перекрывающим поясом и анкерным выступом „ опирающимся на внешнюю поверхность "раструба и радиально зажатым между раструбом и защитной оболочкой, при этом анкерный выступ в осевом направлении переходит в уплотнительньш корпус, прижатый к раструбу на уровне внешнего диаметра защитной оболочки, и уплотнительный корпус в осевом направлении переходит в перекрывающий пояс, упруго прижатый с затяжкой посредством обжимного элемента к концу внешней защитной трубчатой оболочки смежной трубы, 2. Соединение по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что уплотнительный корпус уплотнительного кольца выполнен с внешней цилиндрической поверхностью, соприкасающейся с внешней поверхностью защитной оболочки, и внешним заплечиком с радиальной высотой, соответствующей толщине защитной оболочки, торец которой уперт в заплечик, при этом заплечик соединен с внешней цилиндрической поверх-4 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ностью уплотнительного корпуса и внешней цилиндрической поверхностью ан1. Герметичное соединение для керного выступа, а уплотнительный двух труб, каждая из которых состо- 40 корпус и анкерный выступ выполнены с ит из чугунной трубы с узким концом внутренней поверхностью в форме у с е и с раструбом и которые соединены ченного конуса в продолжении друг телескопически с установкой прокладд р у г а , соответствующей внешним п о ки между коштами, герметичной для верхностям раструба, с которым они внутреннего давления транспортируе- 45 контактируют. мой среды, причем каждая чугунная труба снабжена теплоизоляционным сло3 . Соединение по п. ^ о т л и ем% который покрывает часть длины ч а ю щ е е с я тем, что на внешкаждой трубы, кроме узкого конца и ней цилиндрической поверхности анкерконца раструба, при этом теплоизо — ного выступа уплотнительного кольца тгяцно.чный слой покрыт внешней защитвыполнены треугольные выступы, выхоной водонепроницаемой трубчатой ободящие за его внешнюю цилиндрическую лочкой и ограничен на каждом из своповерхность, а на внутренней поверхих концов уплотнительным кольцом из ности - входящие в его внутреннюю эластомер,-!, герметично закрывающим поверхность в форме усеченного конукольцевое пространство между чугунса треугольные выступы, зьпюлне.мые ной трубой и защитной оболочкой, в виде ступенек, одна из сторон ю ^ о о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, рых со стороны уплотнительного.корс ТТРЛЬЮ повышения герметичности сое™ рого нигде жестко не связан с внешней стороны и не покрыт внешней оболочкой 11 и, таким образом, может играть роль упругого шарнира на сгибание. Это дает возможность углового .смещения на несколько градусов между соединяемыми трубами 1 и 2, а также максимального смещения центров этих труб, причем это смещение воздейст- J0 вует только на корпус 1 4 кольца 8, „ не изменяя герметичного соединения анкерного выступа 15 с раструбом 5 и оболочкой 11 и перекрывающего пояса 16 с оболочкой 11, 15 Благодаря прокладке 7, играющей роль осевого клина между кольцом 12 и концом раструба 5, проникновение трубы 1 в трубу 2 ограничивается в осевом направлении, что исключает 2Q возможность контакта конца внешней оболочки 1 1 с кольцом 8, следовательно, исключается ее осевое сжатие,образование складок или разрушение. Таким образом, благодаря герметич- 25 ности между стороной поверхности 25 корпуса анкерного выступа 15 и внутренней поверхностью оболочки 11 и между поверхностью 30 пояса 16 и внешней поверхностью оболочки 11 влага , 30 из окружающей систему среды не может вступить в контакт с кольцом 8 и, следовательно, не может проншсяуть внутрь теплоизоляционного слоя 10 через его концевые участки. 35 1386042 пуса расположена перпендикулярно к оси уплотнителького кольца. 4, Соединение по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что на внутренней поверхности перекрывающегося пояса уплотнительного кольца выполнены треугольные кольцевые выступы, расположенные со стороны свободного конца. 10 5. Соединение по гш. 1 и Ut о тл и ч а ю щ е е с н тем, что между с одной стороны, концевым уплотнительным кольцом, установленным на узком конце для ограничения теплоизоляционного слоя на одном из его концов, и, с другой стороны, концом раструба установлена кольцевая прокладка из теплоизоляционного материала. 10 Фиг.1 11 Фиг. 2 (86042 Z7 Z7 иг З Фив.5 Редактор Л.Веселовская Составитель И.Пащекко _ Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар Заказ 1427/58 Тираж 784 Подписное ВНИИПЙ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская к а б . , д . 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г . Ужгород, ул. Проектная, 4