Разъемное фланцевое соединение пластмассовых цилиндрических труб

(51)5 Р 1 Я ИСАНИЕ БР ТЕ К АВТОРСКО И ЕТЕЛЬСТВУ оправку МФ - 352 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский институтконструкционных материалов и технологических процессов МГТУ им. Н.Э. Баумана(56) Авторское свидетельство СССРМ 1569503, кл. Е 1623/00, 1987.(54) РАЗЪЕМНОЕ ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПЛАСТМАССОВЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ТРУБ(57) Использование: для обеспечения герметичного и высоконадежного соединениямежду собой криогенных цилиндрическихтруб или оболочек из армированной пластмассы. Сущность изобретения; трубы (1) выполнены с наружной силовой оболочкой (9)из однонаправленного композиционногоматериала и фланцевыми утолщениями (2) Изобретение относится к технологии переработки армированных пластмасс методом намотки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при необходимости обеспечения герметичного и высоконадежного соединения между собой криогенных цилиндрических труб или оболочек из армированной пластмассы.Целью изобретения является повышение герметичности соединения и надежности его работы при криогенных температурах.На фиг. 1 показано разъемное фланцевое соединение труб из пластмассы; на фиг.2 - участок, где осуществляется герметизана краях. Опорные кольцевые втулки (3) вставлены в концы труб (1). Цилиндрическая резьбовая втулка (4) с двумя накидными гайками (5) на торцах охватывает фланцы, между торцами к-рых расположен кольцевой уплотнительный элемент (7). Конические полукольца (6) соприкасаются одной стороной с коническими поверхностями утолщений (2), другой - с гайками (5). Трубы (1) и утолщения (2) выполнены из многослойного пластика на основе полиимидной пленки с фторопластовым покрытием. Втулка (4) выполнена из материала с коэффициентом линейного термического расширения (КЛТР) большим КЛТР утолщений (2), в торцах крых выполнены остроугольные канавки. Элемент (7) имеет в сечении равнобедренный треугольник с тупым углом при вершине и размещен в канавках. Втулки (3) и элемент (7) выполнены из материала с КЛТР меньшим КЛТР материала фланцев. 2 ил,ция стыка труб при транспортировке через их внутреннюю полость находящихся под давлением криогенных жидкостей.Разъемное соединение. содержит соединяемые трубы 1 из пленочного пластика, фланцевые утолщения 2, внутренние опорные кольца 3, 4 цилиндрическую резьбовую втулку 4, накидные гайки 5, конические запорные полукольца 6, кольцевой уплотнительный элемент 7, остроугольные канавки 8 в плоских торцах фланцевых утолщений трубы, усилительную подмотку 9 однонаправленным материалом.На жесткую технологическуюлентой полиимидной пленки типа Пс тонкослойным фторопластовым покрытием по винтовой линии наматывают с натяжением много слоев материала до получения расчетных толщин цилиндрической и фланцевой частей трубы. Далее наматывают несколько слоев термоусаживающейся кремнеземной ленты и оправку с намотанными слоями подвергают нагревудо 300 - 350 С. Под воздействием температуры и давления от термоусаживающейся ленты фторопластовое покрытие на обеих сторонах полиимидной ленты размягчается и сплавляется друг с другом, образуя монолитный многослойный материал. При этом сама полиимидная лента, имеющая более высокую температуру плавления остается неизменной и сохраняет свои высокие механические характеристики. После остывания материала образуется многослойный пластик в виде трубы с утолщениями на основе фторопласта, армированного полиимидной пленкой 1 и 2. При помощи последующей механической обработки прямо на оправке оформляются окончательные размеры фланцевых утолщений и остроугольных каналов в торцах фланцев 8 под уплотняющий кольцевой элемент. Затем производят дополнительную подмотку однонаправленным композиционным материалом 9, его последующую термическую обработку при более низких температурах (порядка 170 - 180 ) и снятие готовой трубы с оправки. КЛТР такой трубы примерно равен 21 10 К . Для изготовления цилиндрической резьбовой втулки 4 выбирают материал с КЛТР, превышающим по величине вышеуказанное значение, например алюминий. Уплотнительный кольцевой элемент 7 и внутренние опорные кольца 3 выполняют, наоборот. из материала с меньшим КЛТР, чем у трубы из полиимидного пленочного пластика, например из нержавеющей стали типа 12 х 18 Н 10 Т,Более высокая герметичность и надежность работы при криогенных температурах предложенной конструкции соединения двух пластмассовых труб может быть объяснена следующим образом.При контакте деталей соединения с криогенными жидкостями и газами происходит уменьшение их линейных размеров пропорционально КЛТР материалов, использованных для изготовления деталей. Во время затяжки накидных гаек 5 на резьбовой втулке 4 уплотнение кольцевого элемента 7 и остроугольных канавок 8 в торцах фланцевых утолщений 2. При охлаждении до - 200 С и ниже наиболее значительно уменьшается диаметр цилиндрической5 10 резьбовой втулки, в результате чего появляется давление на наружные цилиндрические поверхности фланцевых утолщений. В то же время диаметры уплотнительного кольцевого элемента 7 и опорных кольцевых втулок 3 стремятся уменьшиться на меньшую величину, чем соприкасающиеся с ними диаметры соответствующих участков фланцевых утолщений труб. В связи с этим при глубоком охлаждении материал флан 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фланцев. цев все сильнее сжимается между наружной резьбовой втулкой, уплотнительным элементом и внутренним опорным кольцом, что и способствует повышению герметичности стыка и надежности работы соединения. Тем более, что экспериментально доказанное двухкратное увеличение прочности пленочного пластика при ( - 253) С и дополнительная намотка трубы однонаправленным композиционным материалом также значительно способствует повышению прочности и надежности работы предлагаемого соединения.Формула изобретения Разъемное фланцевое соединение пластмассовых цилиндрических труб, содержащее трубы с наружной силовой оболочкой из однонаправленного композиционного материала ифланцевыми утолщениями на краях, опорные кольцевые втулки, вставленные в концы труб, цилиндрическую резьбовую втулку с двумя накидными гайками на торцах, охватывающую фланцы труб, между торцами которых расположен кольцевой уплотнительный элемент и конические полукольца, соприкасающиеся одной стороной с коническими поверхностями фланцевых утолщений, а другой - с накидными гайками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения герметичности соединения и надежности его в работе при криогенных температурах, трубы и их фланцевые утолщения выполнены из многослойного пластика на основе полиимидной пленки с фторопластовым покрытием, цилиндрическая резьбовая втулка выполнена из материала с коэффициентом линейного термического расширения (КЛТР) большим КЛТР материала охватываемых фланцевых утолщений, в торцах последних выполнены остроугольные канавки, кольцевой уплотнительный элемент имеет в сечении равнобедренный треугольник с тупым углом йри вершине и размещен в остроугольных канавках фланцевых утолщений, при этом опорные кольцевые втулки и кольцевой уплотнительный элемент выполнены из материала с КЛТР меньшим КЛТР материала1762070 дакт КНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 каз 3248 ВНИИПИ Госуд Составитель Р. ХлудоваТехред М.Моргентал Корректор Н. Ревская Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5