Герметичное соединение для двух труб

(50 4 Г 16 1. 33/00 САНИЕ РЕТЕНИ ПАТЕНТУ и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(54) ГЕРМЕТИЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ ДВУХ ТРУБ(57) Изобретение относится к арматуроатроению, а именно к соединению, герметичному для внешних сред, для двух чугунных труб с узким концомраструбом, и может быть примечено 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 отклонени.". 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 тенлоизоляционного слоя одной из составных труб и имеет анкерный выступ, который опирается1386042 на внешнюю поверхность раструба 5 ирадиально зажат между раструбом изащитным кожухом, а также кольцо герметичности в осевом продолжении анкерного выступа и перекрывающий пояс 16, При транспортировке горячейводы происходит расширение слоя 10изоляционного материала, защитнойоболочки 11 и чугунной трубы 3. Приэтом происходит осевое сжатие проИзобретение относится к соединенво, герметичному для внешних сред, для двух чугунных труб с узким кон- цом и с раструбом и может быть при 5 менено для труб, предназначенных для транспортировки горячей воды, имеющих на большей части своей длины внешнее покрытие, состоящее из тепло- изоляционного 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,Целью изобретения является повы шение герметичности за счет обеспечения возможности теплового расширения внешнего изоляционного покрытия и трубы и углового отклонения центра соединяемых труб с минимальными по терями тепла.1На фиг. 1 изображена теплоизоляционная труба с уплотняющим кольцом, продольный разрез; на фиг. 2 - герметичное соединение, продольный разрез; на фиг. 3 - уплотняющее кольцо, разрез; на фиг. 4 - монтаж соединения, разрез; на фиг. 5 - герметичное соединение при максимальном смещении центра и максимальном угловом смеще нии одной соединяемой трубы относительно другой трубы, продольный разрез.Герметичное соединение для двух теплоизоляционных составных труб 1 и 2, соединяемых по оси Х-Х, выполненных из чугунных труб 3 с узким концом 4 и с раструбом 5, включает в себя прокладку 6 герметичности известного типа, радиально зажатую между 40 узким концом 4 и раструбом 5 двух кладки 7 между концевым упругим кольцом 12 и краем раструба 5, При остановке циркуляции воды слой 10, оболочка. 11 и труба 3 сжимаются в продольном направлении, а прокладка 7принимает свои первоначальные размеры. Благодаря прокладке 7 пространство между концевой деталью и концомраструба 5 всегда заполнено изоляционным материалом, 4 з,п. ф-лы, 5 ил,труб и имеющую анкерный выступ в раструбе 5одной 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 аналогичной среды, температура которой может достигать 130 С. Чугунная труба 3 покрыта внешним теплоизоляционным слоем 10 с внешним диаметром 0 из изоляционного материала, например пено-, полиуретана, причем этот слой охвачен внешней защитной оболочкой 11, не проницаемой для сред, например в виде высокоплотного полиэтиленового кожуха(с внутренним диаметром Э, соответствующим внешнему диаметру П слоя 10 изоляционного материала, Защитная оболочка .11, как и слой 10, заканчивается около каждого из концов собранных труб 3, на заходе за них. Кроме того, защитная оболочка 11 имеет длину Ь меньше длины Ь каждой чугунной трубы 3 трубы 1, 2, но больше длины Ьэ слоя 10 изоляционного материала и заходит за уплотняющее перекрывающее кольцо 12 (между трубой 3 и защитной оболочкой 11) на длину и со стороны узкого конца 4 чугунной трубы 3 по оси слоя 10 изоляционного материала, Таким образом, оболочка 11 перекрывает уплотняющее кольцо 12, Слой 10 изоляционного материала ог 1386042раничивается на своем конце со стороны узкого конца 4 чугунной трубы3 трубы 1, 2 уплотнительным концевым кольцом 12 из эластомера с внешним диаметром П и с радиальной тол 5.шиной Е, соответствующей радиальнойтолщине слоя 10 изоляционного материала на этом участке, причем кольцо12 имеет плоскую концевую поверхность 13, а его осевая длина Ь меньше длины ЬКаждая составная труба 1, 2 имеет на своем конце со стороны раструба 5 уплотняющее кольцо 8, установленное между раструбом 5 и внешнейзащитной оболочкой 11 на одном конце теплоизоляционного слоя 10.Уплотнительное кольцо 8 выполнено в виде корпуса 14 трапециевидного меридионального сечения, с которымвыполнены заодно в осевом направлении и по обе стороны этого корпуса14 анкерный выступ 15 и пояс 16.Корпус 14 ограничен внешней цилиндрической поверхностью 17 по оси Х-Хдиаметром П , двумя плоскими сторонами или заплечиками 18 и 19, перпендикулярными оси Х-Х, и внутренней поверхностью 20, которая можетбыть цилиндрической или в Форме усеченного конуса, или другой Формы, нопрофиль которой соответствует профилю внешней концевой поверхности 21или закраине раструба 5,Диаметр П поверхности 17 превышает или равен внешнему диаметрузащитной оболочки 11,.а радиальнаявысота стороны 19 превьппает или равна толщине 1 защитной оболочки 11, 40причем внутренний диаметр поверхности17 соответствует внутреннему диаметру защитной оболочки 11, От внутренней поверхности 20 корпуса 14 отходит анкерный выступ 15, ограниченный в осевом направлении внутреннейповерхностью 22 в форме усеченногоконуса, соединяющейся с поверхностью20, и концевой поверхностью 23, которая может иметь прямое или наклонноемеридиональное сечение. Профиль внутренней поверхности 22 соответствуетпрофилю расширяющейся внешней поверхности 24 раструба 5,Кроме того, анкерный выступ 15радиально ограничен внешней 25 и55внутренней 26 поверхностями, Внешняяцилиндрическая поверхность 25 по осиХ-Х соединяется со стороной 19 корпу са 14 и имеет диаметр Л, соответствующий внутреннему диаметру защитнойоболочки 11, На внешней поверхности25 имеется один или несколько зубьев27 треугольного меридионального сечения, внешний диаметр вершин которых превышает диаметр П поверхности 25,Внутренняя поверхность 26 имеетобщий профиль в форме усеченного конуса, соответствующий профилю внешней расширяющейся поверхности 28раструба 5, и треугольные в формелестничных ступенек выступы 29.Внешние выступы зубьев 27 и внутренние выступы 29 имеют предпочтительно со стороны корпуса 14, а нестороны концевого среза поверхности23 одну сторону, перпендикулярнуюоси Х-Х.Кроме того, внешняя поверхность17 корпуса 14 продолжена в осевомнаправлении и в направлении, противоположном анкерному выступу 15, иобразует внешнюю поверхность перекрывающего пояса 16, Пояс 16 с внутренней стороны ограничен цилиндрической поверхностью 30 по оси Х-Х, соединяющейся с поперечной поверхностьюили заплечиком 18 корпуса 14. Внутренняя поверхность 30 имеет на своемконце, наиболее удаленном от заплечика 18 и корпуса 14, кольцевые выступы 3 1 треугольного меридиональногосечения.Внутренний диаметр П 1 пояса 16,т.едиаметр поверхности 30, меньшевнешнего диаметра й, равного П+21защитной оболочки 11.Соединение собирается и работаетследующим образом,Уплотнительное кольцо 8 помещается напротив раструба 5, в этом случаевнутренние поверхности 20, 22 и 26кольца 8 вступают в опорный контактс соответствующими внешними поверхностями 21, 24 и 28 раструба 5. Затемпосле установки концевого уплотнительного кольца 12 прижимают внутреннюю поверхность защитной оболочки 11к внешней поверхности 25 анкерноговыступа 15 кольца 8 и к внешней цилиндрической поверхности концевогоуплотнительного кольца 12, при этомконец защитной оболочки 11 контактирует с поперечной поверхностью корпуса 14 кольца 8. В этом случае внешние зубья 27 и внутренние выступы 291386042 10 15 20 25 30 анкерного выступа 15 соответственноприжимаются к внутренней поверхностизащитной оболочки 11 и к внешней поверхности раструба 5 (радиальное сжатие анкерного выступа 15 между раструбом 5 и оболочкой 11), что позволяет одновременно обеспечить герметичность между нанесенным слоем 10 иоболочкой 11 и между раструбом 5 ислоем 10, а также эффективное противодействие возможному вырыванию анкерного выступа 15 из составной трубы 1, 2 благодаря перпендикулярным .сторонам выступов 29 и зубьев 27 пооси Х-Х. Затем после выполнения отверстия в защитной оболочке 11 заполняют пространство между защитной оболочкой 11 и чугунной трубой 3 теплоизоляционным материалом - слоем 10через упомянутое отверстие, котороезакрывают герметичной пробкой, Послеэтого составная труба 1, 2 может подаваться на участок, Прокладка 7,состоящая из двух полураковин или изцелого разрезанного или неразрезанного кольца, устанавливается напротив единого конца 4 в контакте состороны поверхности 13 концевогоуплотнительного кольца 12 слоя 10изоляционного материала, Прокладка 7выполнена из теплоизоляционного материала, например пенонитрила илипенопеопрена. Внутренний и внешнийдиаметры прокладки 7 такие, что оназаполняет кольцевое пространствомежду узким концом 4 чугунной трубы3 и внешней оболочкой 11. Прокладка7 имеет примерно такую же толщину,что и теплоизоляционный слой 10. Одновременно отгибается наружу пояс 16в направлении защитной оболочки 11трубы 2 (фиг. 4) для последующегоприжатия к указанной оболочке 11.Затем вводят трубу 1 в трубу 2 после 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 чугуннойтрубы 3 трубы 2, пока прокладка 7своей еще свободной боковой сторонойнаходится в контакте с концом раструба 5, в который она упирается, Вэтом случае обе трубы 1 и 2 оказываются на своем месте и можно отогнуть пояс 16, прижимая его внутреннюю поверхность 30 к внешней поверхности защитной оболочки 11 трубы 1,и, таким образом, перекрыть ее, Иожно нанести замазку между внешней поверхностью оболочки 11 и внутреннейповерхностью 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 своюочередь, приводит к новому сжатиюпрокладки 7. И наоборот, при остановке циркуляции горячей воды в системе каналов или же при опорожнениисистемы теплоизоляционный слой 10,оболочка 11 и чугунная труба 3 сжимаются в продольном направлении, апрокладка 7, которая больше не сжимается в осевом направлении, принимает свои первоначальные размеры, оставаясь прижатой к концу раструба 5и к стороне поверхности 13 концевогокольца 12, Благодаря прокладке 7 пространство между стороной поверхности13 концевого кольца 12 и концом раструба 5 всегда заполнено изоляционным материалом.Так как герметичность системы относительно внешних сред обеспечивается посредством радиального контактауплотнительного кольца 8 с продольными в форме усеченного конуса поверхностями 21, 24 и 28 труб, 1, 2, а нес плоскими перпендикулярными оси Х-Х 45.поверхностями, то обеспечивается радиальное прижатие внутренних поверхностей 20, 22 и 26 этого кольца 8 ксоответствующим внешним поверхностям21, 24 и 28,раструба 5 чугунной трубы 3 каждой соответствующей трубы 1,2 в отличие от тех случаев, когдагерметичность обеспечивается посредством простого контакта или осевогоприжимания перпендикулярных поверхностей по оси Х-Х.55 Кроме того, герметичность системыотносительно внешних сред обеспечивается простым уплотнительным кольцом 8 из эластомера, корпус 14 кото 1386042рого нигде жестко не связан с внешней стороны и не покрыт внешней оболочкой 11 и, таким образом, может иг" рать роль упругого шарнира на сгиба 5 ние, Это дает возможность углового ,смещения на несколько градусов между соединяемыми трубами 1 и 2, а также максимального смещения центров этих труб, причем это смещение воздействует 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 11.15Благодаря 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 20 возможность контакта конца внешней оболочки 11 с кольцом 8, следовательно, исключается ее осевое сжатие,образование складок или разрушение.Таким образом, благодаря герметич ности между стороной поверхности 25 корпуса анкерного выступа 15 и внутренней поверхностью оболочки 11 и меяду поверхностью 30 пояса 16 и внеш. ней поверхностью оболочки 11 влага из окружающей систему среды не может вступить в контакт с кольцом 8 и, следовательно, не может проникнуть внутрь теплоизоляционного слоя 10 через его концевые участки.35Формула изобретения1, Герметичное соединение для двух труб, каждая из которых состо ит из чугунной трубы с узким концом и с раструбом и которые соединены телескопически с установкой прокладки между концами, герметичной для внутреннего давления транспортируемой среды, ,причем каждая чугунная труба снабжена теплоизоляционным слоем, который покрывает часть длины каждой трубы, кроме узкого конца и конца раструба, при этом теплоизоляционный слой покрыт внешней защитной водонепроницаемой трубчатой оболочкой и ограничен на каждом из своих концов уплотнительным кольцом из эластомера, герметично закрывающим коль левое пространство между чугунной трубой и защитной оболочкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьдпения герметичности соединения за счет обеспечения возможности теплового расширения внешнего изоляционного покрытия и трубы и углового отклонения центра соединяемых 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 выстуг. в осевом направлении переходит в уплотнительный корпус, прьиатый к раструбу на уровне внешнего диаметра защитной оболочки,. и уплотнительный корпус в осевом направлении переходит в перекрывающий пояс, упруго прижатьй 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 кол: ца выполнен с внешней цилиндрическо=. 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 поверхностью уплотнительного корпуса и внешней цилиндрической поверхностью анкерного выступа, а уплотнительный корпус и анкерный выступ выгголнены с внутренней поверхностью в форме усеченного конуса в продолжении друг друга, соответствующей внешним поверхностям раструба, с которым они контактируют. 3. Соединение по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что на внешней цилиндрической поверхности анкерного выступа уплотнительного кольца выполнены треугольные выступы, выходящие за его внешнюю цилиндрическую поверхность, а на ьнутренней поверхности - входящие в его внутреннюю поверхность в форме усеченного конуса треугольные выступы, выполненные в виде ступенек, одна из сторон которых со стороны уплотнительного кор- гпуса расположена перпендикулярно к оси уплотнительного 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,5. Соединение по пп. 1 и 4, о тл и ч а ю щ е е с я 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 проклад ка из теплоизоляционного материала.1386042 70 Составитель И,ПащенкРедактор Л.Веселовская Техред Л.Сердюкова Корректор С,Шеки Тира дписное каз 5 Проектная, 4 ро Производственно-полиграФическое предприяти 27/58ВНИИПИ Госпо делам13035, Моск арствен зобретеЖ,784 го комитета СССР й и открытий аушская наб., д.