Ниппельное соединение трубопроводов

Ок)Э СОЕЗЕ ГСКИхОЦИАЛИС ТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 19)5 с Г 16 ( 17/О- Ф,ОПИ ЕИЗ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬС 7 ГОСУДАРСТНЕННЫИ КОМИТЕТГ 10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) НИППЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ(57) Изобретение позволяет повысить надежность и расширить функциональныевозможности ниппельного соединения трубопроводов при работе в системах с ультрачистыми веществами посредствомуменьшения натекания остаточных газов изтехнологических полостей и зазоров междуэлементами, Металлическое кольцо 15 установлено в замкнутое пространство междуниппелем (Н) 2 и штуцером 1, Две прокладкиразмещены в гнездах, выполненных на поверхностях кольца 15. Прокладки выполнены из металла с меньшей жесткостью, чем материал кольца 15. На Н 2 и трубопроводе 6 выполнены внутренние кромки, контактирующие друг с другом, на к-рые наложен вакуум-плотный шов 9. Коомки имеют форму конуса, Н 2 со штуцером 1, кольцо 15 и прокладки выполнены соответственно из нержавеющей стали, бескислородной меди, индия, На поверхности накидной гайки 10 выполнено покрытие из металла более мягкого, чем материал гайки 10, на выходе резьбы к-рой установлен упругий элемент 11 и выполнено диагностическое отверстие 12. На хвостовике Н 2 выполнены лыски под ключ, расстояние от к-рых до торца гайки 10 меньше длины сопряжения пары штуцер - гайка, На открытом торце Н 2 и трубопровода 6 выполнен прерывистый сварной шов 16. 4 з.п.ф-лы, 3 ил, 155450710 20 25 30 35 40 натеканию гелия из рабочего обьема в атмосферу через диагностическде отверстие 12 и участки разрыва шва 16,Разборка ниппельного соединения осуществляется следующим образом.На лыски 4 и 5 устанавливается ключ, спомощью которого предохраняется от прокручивания ниппепь 2 относительно штуцера 1. По мере свинчивания накиднои гайки 10 ее торец достигает установленную е лыски головку ключа, при этом гайка создает необходимое для удаления ниппепя 2 осевое усилие, причем расстыковка штуцера 1 и ниппепя 2 достигается в таком состоян 1 и пары штуцер - гайка, когда до полного свинт чивания гайки 10 остается два-три витка 4 резьбы, что предохраняет выброс нип епя 2 Изобретение относится к области приборостроения, преимущественно аналитического, и может использоваться в экспериментальной ядерной физике, физике твердого тела, химии, биологии, медицине и других областях науки и техники для работы в системах с ультрачистыми вещест- Вд МИ.Цель изобретения - повышение надежности соединения при работе в системах с ультрачистыми веществами посредством уменьшения натекания остаточных газов из технологических полостей и зазоров между элементами соединения.На фиг.1 изображено ниппельное соединение трубопроводов с двумя прокладками, общий вид; на фиг,2 - узел на фиг,1; на фиг,3 - узел 11 на фиг.1,Ниппельное соединение содержит изготовленные иэ нержавеющей стали штуцер 1, ниппель 2 с конической поверхностью 3 и лысками 4 и 5 под ключ, трубопровод 6 с конической поверхностью 7 и внутренним рабочим объемом 8, вакуум-плотный шов 9 ниппеля и трубопровода, накидную гайку 10 с упругим элементом 11, диагностическим отверстием 12 и гальваническим покрытием 13 и 14 медью, а также изготовленное иэ бескислородной меди и подвергнутое отжигу в вакууме кольцо 15, прерывистый шов 16 на открытом внешнем торце ниппеля и трубопроводе, гнезда 17 и 18 кольца, прокладки 19 и 20,Конические поверхности 3 и 7 ниппеля и трубопровода сформированы совместно до наложения шва 9, Такая форма кромок уменьшает нагрузку шва 9 при работе соединения в системах с высоким избыточным давлением, Вакуум-плотный шов 9 и прерывистый шов 16 наложены посредством аргонно-дуговой сварки, глубина каждого шва не превышает толщины стенки трубопровода. Гнезда 17 и 18 выполнены в виде кольцевых канавок квадратного сечения, ширина канавок составляет примерно третью часть толщины кольца 15, Диаметр индиевой проволоки - заготовки прокладок 19 и 20 - равен глубине гнезд 17 и 18. Площадь сечения упругого элемента 11 выбрана из расчета возможности создания необходимого для герметизации соединения усилия сжатия кольца 15 при работе узла с избыточным давлением рабочего вещества (рабочий объем 8) 15 МПа. Длина упругого элемента 11 - ширина резьбовой канавки накидной гайки 10 - удовлетворяет условию компенсации различия температурных ко лебаний размеров элементов соединения при работе узла в интервале температур о -200 до +300 С, Место размещения лысок и 5 под ключ на хвостовике ниппеля 2 выбрано так, что расстояние от бпижаиших к гайке кромок лысок дп торца гайки меньше длины сопряжения пары штуцер - гайка па величину, равную сумме толщины кольца и двух- трех шагов резьбы гайки 10, Прерывистый шов 16 имеет три участка разрыва, размещенных равномерно по поверхности трубопровода, длина каждого разрыва сравнима с длиной прилегающих участков шва, Шов 16 предохраняет вакуум-плотный шов 9 от разрушающих нагрузок, источник которых связан с деформациями трубопровода. Соединение работает спедуюгцим образом. Каждая сборка нигпепьного соединения выполняется с соблюдением правил вакуумной гигиены в следующей последовательности,На ниппель 2 устанавливается кольцо 15 с вмонтированными в него прокладками 19 и 20, причем прокладка 19 всегда находится на ближайшей к штуцеру 1 стороне кольца 15, предохраняя кольца 15 от нанесения забоин. Затем осуществляется стыковка штуцера 1 и ниппепя 2 с фиксацией взаимного положения посредством накидной гайки 10. На лыски 4 и 5 ниппепя устанавливается ключ, с помощью которого предохраняется от прокручивания нипгепь 2 относительно штуцера 1 при эавинчивании накидной гайки 10, контролируя при этом усилие сжатия кольца 15. После этого осуществляется герметизация узла, проверяется герметичность соединения и сохранность шва 9 посредством вакуумных испытаний узла с помощью гелиевого гецеискателя - по натеканию гелия в арабо ий объем 8 через диагностическое отверстие 12 и участки разрыва шва 16, проверяется герметичность уплотнения при избыточном давлении гелия в рабочем объеме 8 - попод действием остаточ 1,ого лзбыоноо давления рабочего вец,1:ств в йбьеме 8Повторная сборка уэпа г.,оводится по спе эамень испсльзованньх кольа 15 и прокладок 19 и 20 на Огые,Рабочее состояние соедине ил достигается в результате следующих взаимодей твий между эчеменгами узла, Реэьбовая пара связана через медное покрытие поверхности резьбы гайки - покрытие 13, гри этогл покрытие выполняет функци о смазки, игключая необходимость использования смазочных материалов - потенциальных эагрлзнен й рабочегс сбьема 8 Уоталлицег кое покрытие 14 уменьшает трение между ниппелем 2 и накидной гайкой 10, п-едохраняя от разрушения шса 9. Сжатие кольца 15 приводит, в первую очередь, к герлетизации гнезд 17 и 18, а так .е заора .лежду штуцером 1 и ниппелегл 2 в зоне оабс его обьемг Я - внутоенчий заэлр, Го мере с;.атия кольца 15 сбьем гнезд 17 " 1 Р уменьша- атСЯ С ОДНОВРЕМ. НЫМ ВЫТЕСНС,ИС;л 1 ЭЕГО газов посредство растекания,;ндиевьх прокл"гОк 19 и 20. Дапьне;шее сжатие кольца 15 приводит к инж" кции индия в оставшиеся;1 икрозазоры лежду кольцом 15 и уплотняемыми поверхностял; шгуцера 1ниппеля 2 с вытеснением из них газов вплоть до выхода индия во внутренний зазор,Форму а изобретеля1.Ниппельное соединение тгуГ)опровс - дов включа ощее штуцео, ни; ел 1 тг 1 убог- ровод, вакуул-плотный ц;овакидную гайку, металлическое кольцо, установленное - зам 1,нутое пространство ежду нлпге- ПЕМ И ШТУЦгРОМ, С т Л И Ч Э Ю . С Е С Я ТЕСАЛ, ЧтО, С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ Н,;Е; ЧЭСП ППл раО ге в систеьах с ультрачисть ми Веществами посредством уменьшения натеканияостаточных газов из технологических полостей и зазоров лождэлементалл соедине 5 гля, оно снабжено по меньшей мере двумяпрокладками, установленными в замкнутоепространство, а на поверхностях кольца,прилегающих к ниппелю и штуцеру, выполнены гнезда, в которых размещены указан 1 С ные прокладки, выполненные из металла сменьшей жесткостью, чем материал кольца,при этом на ниппеле и трубопроводе выполнены вчутренние кромки, контактирующиедруг с друго, на которые наложен вакуум 15 плотный шов.2,Соединение по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что ниппель со штуцером, кольцо ипрокладки выполнены соответственно изнержавеющей стали, бескиспорсдной меди2 О и индия, а на поверхности накидной гайкивыполнено покрытие из металла более мягкого чем материал самой гайки, на выходерез,бы которой установлен упругий элеМЕгТ И ВЫПОЛНЕНО Д 1 а ГНОСТИЧЕСКОЕ ОТБЕР 25 стие,З.Соединение по пп.1 и 2, о т л и ч а юц е е с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей, на хвостовике ниппеля выполнены лыски под3 б ключ, расстояние от которых до торца гайки меньше длины сопряжения пары штуцер - гайка,4,Соединение по пп.1-3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что кромки ниппеля и трубопров.;да в зоне их контакта имеют форму конуса.5.Соединение по пп 1- 4, о т л и ч а ющее .я тем,чтонаогкрытсмтооцениппеляи трубопроводе выполнен прерывистый41-, Сваг нойшов,