Способ соединения трубопроводов

(21) 4816894/ (22) 23,04.90 (46) 15.06,92. (72) А;А. Крас (53) 621,643(0 (56) Патент С кл. Р 16 3 13/ (54) СПОСОБ ВОДОВ Бюл. % 22ов и Ю;И. Гарбуз8.8)ША В 4482174,4, 1984. ашинострое- трубопровосредством ериала труб, рубопроводьных элемены шлен ности. надежности бопроводов ь, выполненГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАН И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРО(57) Изобретение относится к м нию, а именно к соединениям дов, выполняемым и пластической деформации мат и может найти применение в т ной арматуре и присоединител тах в различных отраслях пром Цель изобретения - повышени соединения, Соединение тр включает охРатывающую детал Изобретение относится к машиностроению, а именно к соединениям и способам выполнения соединений, выполняемым посредством пластической деформации материала труб, и может быть использовано в трубопроводной арматуре и присоединительнцх элементах в различных отраслях промышленности.Цель изобретения - повышение надежности соединения трубопроводов, упрощение и ускорение процесса выполнения сборки соединения,На фиг. 1 и 2 представлены (два варианта уже подготовленного к сборке, т, е. пластическому деформированию посредством воздействия сжимающей нагрузки) соединения (соответственно вариант выполнения соединения без дополнительного соедининую с внутренним упором, и охватываемую деталь, взаимодействующую своим торцом с упором 2 охватывающей детали. На наружной поверхности охватцваемой детали выполнены кольцевые канавки с равномерно расположенными между ними и обращенными наружу кольцевыми выступами, диаметр которых не меньше внутреннего диаметра охватывающей детали. Кольцевые канавки выполнены глубиной, уменьшающейся от торца детали, т. е. толщина участков стенки под канавками в охватываемой детали постепенно увеличивается, При этом канавки после приложения осевой нагрузки деформируются. Охватываемая деталь может быть снабжена дополнительным упором, выполненным в виде кольцевого выступа на наружной поверхности. В кольцевых канавках могут быть установлены уплотнительные элементы, 1 3. и. ф-лы, 7 ил,тельного элемента и вариант выполнения соединения с применением охватывающего соединяемые трубопроводы соединительного элемента в виде муфты), сечение; на фиг, 3 - узел на фиг. 1; на фиг. 4 и 5 - два указанных вариантов уже окончательно собранного посредством воздействия осевой сжимающей нагрузки (условно показано стрелками) соединения (соответственно вариант выполнения без дополнительного соединительного элемента и вариант выполнения с применением соединительного элемента в виде муфты), сечение; на фиг.6 - еще один вариант конструктивного выполнения соединения (слева - в исходном, подготовленном к деформированию, состоянии,а справа - уже в деформированном состоянии, когда охватываемая деталь явля 1740850ется соединительным элементом между ны детали 3 - в виде дополнительной коль- двумя секциями трубопроводов, разрез; на цевой канавки 15, т. е. также уступа 15 на фиг, 7 - стадии реформирования сечения наружной поверхности детали 3.каждого участка (или цилиндрической ка- Способ соединения трубопроводов осунавки) охватываемой детали, расположен ществляют следующим образом.ного соответственно между соседними Сначала обычными известными метода- кольцевыми выступами (увеличено). ми выполняются охватывающая деталь 1 сДанноесоединениетрубопроводов, вы- выступом-упором 2 и эластично-упругие полняемое предлагаемым способом(фиг,1, кольца 12 или 13 и прокладка 14 в виде 3, 6), содержит охватывающую деталь 1, вы втулки, размещаемые впоследствии по месполненную, в частности, в виде муфты и ту. Охватываемая деталь 3 выполняется снабженную внутренним кольцевым высту- обычными методами из пластичных сталей пом-упором 2, охватываемую деталь 3 и тор- и сплавов.Затем на ее наружной поверхноцовый участок 4, который взаимодействует сти известными методами токарной обрасвыступом-упором 2 охватывающейдетали 15 ботки быстро и просто выполняются 1. На наружной поверхности охватываемой кольцевые канавки 5 - 10, при этом указан- детали 3 выполнены кольцевые канавки 5- ные участки детали 3 (по месту канавок) вы с равномерно расположенными между полняются соответственно с постепенно ними выступами 11. Наружный диаметр по- увеличиваемой от торца детали толщиной. следних не меньше внутреннего диаметра 20 Варианты выполнения охватываемой (или меньше на заданную величину зазора) детали 3, представленные на фиг. 1 и 2 (фиг. охватывающей детали 1. При этом участки 4 и 5 соответственно), отличаются друг от 5 - 10 поверхности охватываемой детали 3 друга только видом выполнения ееторцовомежду выступами 11(собственно кольцевые го выступа 4, выполняемого также токарной канавки охватываемой детали) выполнены с 25 обработкой либо коническим (фиг, 1, 4, 6), глубиной, постепенно уменьшающейся от либо цилиндрическим (фиг, 2, 5) соответстторца 4 детали. Т. е. толщина стенки под венно для обеспечения максимально возканавками в детали 3 постепенно увеличи- можного прилегания поверхностей вается от торца, причем минимальную тол- соединяемых деталей друг к другу, щину имеет участок 5, прилегающий к 30 Затем производится сборка соединеторцовому выступу 4 детали 3, а последую- ния в следующем порядке. На охватываещие участки 6 - 10 имеют каждый свою по- муюдеталь 3 поместуканавок 5 ибидругих стоянную, но все большую толщину, надеваютуплотнительные элементы 12 или Например, достаточно задать приращение 13, затем(в случае ее применения) надевают толщины каждого участка 6-10 (соответст эластичную втулку 14, после чего охватывавенно относительно толщины предыдущего емую деталь 3 вставляют торцом 4 до упираучастка всего в несколько десятых долей ния последнего в выступ-упор 2 в миллиметра, что необходимо для обеспече- охватывающую деталь 1 (фиг. 1, 2 и 6). После ния заданной последовательности дефор- этого либо к торцам соединяемых элеменмирования указанных участков при 40 тов 1 и 2(фиг.4),либоквыступу(илиуступу) монтаже соединения, Кроме того, соедине детали 3 и выступу 2 детали 1 (противоние снабжено уплотнительными элемента- положному торцу муфты 1, фиг. 5 и 6) прими в виде колец(фиг. 3), которые могут быть кладывают осевое (вдоль продольной оси выполнены в виде эластично-упругих колец соединения) сжимающее усилие (условно 12, асположенных в кольцевых канавках 45 показано стрелками на фиг. 4-6).В качестве устройства для создания ступам 11 детали 3 (фиг. 3 а), или в виде осевой, соосной продольной оси соединеэластично-упругих колец 13, полностью по- ния, сжимающей нагрузки на зафиксирокрывающих собой(фиг. 3 б) канавки 5 - 10. В ванное перед сборкой соединение может случае необходимости соединение трубоп быть использован домкрат или силовой гидроводов может быть снабжено эластично- роцилиндр с выдвижным штоком, снабжен- упругой прокладкой 14 в виде втулки, ным упором, взаимодействующим с расположенноймеждуохватываемойЗиох- определенным местом (выступом или торватывающей 1 деталями. Кроме того, охва- цом) выполняемого соединения, Вследсттываемая деталь 3 при необходимости для 55 вие воздействия осевой сжимающей удобства выполнения монтажа соединения нагрузки начинается последовательная деможет быть снабжена дополнительным упо- формация участков 5-10 охватываемой дером 15 (фиг, 1, 2 и 6), выполненным в виде тали 3, так как они выполнены с различной кольцевого выступа на наружной поверхно- постепенно увеличиваемой от зафиксирости детали, а в сл чслучае значительной толщи- ванного торца детали 3 толщиной, а, следо1740850 1 гГ вательно, и различной силой сопротивления деформированию каждый. Вначале происходит потеря устойчивости (фиг. 7, стадия и верхний участок фотографии) цилиндрического участка 5, расположенного между торцовым кольцевым выступом 4, взаимодействующим с упором 2 охватывающей детали 1, и выступом 11, и имеющего наименьшую толщину стенки. Затем происходит пластическое осесимметричное выпучивание материала данного участка 5, который, уменьшаясь по высоте, увеличивается в радиальном направлении(фиг. 7, стадия И, представленная в промежуточном и завершающем моментах, и второй сверху участок фотографии). В конечном счете участок 5 охваты ваемой детали 3 (фиг. 7, стадия 1 П и нижние участки фотографии) оказывается полностью зажат между прилегающими к нему выступами 4 и 11, упираясь при этом своим средним петлеобразным участком, т. е. вновь образованным уже кольцевым выступом, во внутреннюю поверхность охватывающей детали 1 (фиг. 4 - 6) с заданной силой прижатия. При этом эластично- упругие уплотнительные кольца 12 или 13 и эластично-упругая втулка 14 оказываются зажатыми между сопрягаемыми поверхностями соединяемых деталей 1 и 3. Далее последовательно происходит потеря устойчивости цилиндрического участка 6, расположенного между кольцевыми выступами 11, у которого толщина стенки выполнена несколько большей, и его пластическое осесимметричное выпучивание и зажимание между выступами. Затем последовательно деформируются участки 7-9. В последнюю очередь теряет устойчивость и пластически деформируется участок 10, имеющий наибольшую толщину стенки. После деформирования последнего участка охватываемой детали 3 соединение оказывается (фиг. 4 - 6) полностью собранным. В том случае, когда соединение трубопроводов выполняют через муфту 2 (фиг, 5), или, когда охватываемая 5 деталь 3 является (фиг, 6) соединительнымэлементом между двумя охватывающими ее секциями 1 трубопровода, для ускорения монтажа соединения осевое сжимающее усилие можно прикладывать одновременно 10 к двум выступам 15 разных охватываемыхдеталей 3 или к двум выступам 2 двух охватывающих деталей 1, а результате чего происходит параллельно одновременное деформирование двух участков, что значи тельно ускоряет процесс выполнения соединения.Формула изобретения 1. Способ соединения трубопроводов,заключающийся в установке внутри охваты вающей детали охватываемой, фиксации ееи пластическом деформировании посредством осевой сжимающей нагрузки, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности соединения, перед установкой 25 охватываемой детали на ее наружной поверхности выполняют кольцевые канавки глубиной, постепенно уменьшающейся от ее торца детали, с равномерно расположенными между канавками кольцевыми высту пами, а после приложения осевой нагрузкиучастки стенки охватываемой детали под канавками деформируют. 2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я 35 тем, что на наружной поверхности охватываемой детали выполняют дополнительный выступ, а поверх кольцевых канавок надевают уплотнительные элементы в виде кольцевых эластично-упругих прокладок, 40 деформируют вместе с участками стенки охватываемой детали.1740850 З 7 Х Составитель А. Семеноветрова Техред М,Моргентал Корректор С, Шевк Редакто Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям. и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аз 207 роизеодстаенно.издатееьскии комбинат "Патент", г. Ужгород, уа,Гагарина, 101 7 Ф Ф У Ю Ф д О 4 г