RU2124159C1

RU2124159C1 - Pipe joint

Info

Publication number: RU2124159C1
Application number: RU94010771/06A
Authority: RU
Inventors: В.П. Исаев; А.М. Тимаков; В.И. Смыслов; В.Н. Яганов
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма ВИП"
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 1998-12-27

Abstract

FIELD: pipe joints with pressed sealing members; joints of glass-reinforced plastic pipes. SUBSTANCE: pipe joint includes two pipes inserted one in other; outer pipe has bell mouth with circular sealing and metal members fitted in it. End of metal member is flat, perpendicular to axis of its symmetry. Taper surface of metal member has larger angle of inclination as compared with taper surface of bell mouth bottom. Circular branch of sealing member is shorter than taper surface of bell mouth bottom. Congruent surfaces of metal ring and sealing member are secured together. EFFECT: enhanced reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной технике и может быть использовано в соединениях труб с поджимаемым уплотнительным элементом, в частности в соединениях стеклопластиковых труб, применяемых в магистральных трубопроводах для транспортировки нефтехимических продуктов, воды и других жидкостей, как в промышленном, так и бытовом, коммунальном и других отраслях хозяйства. The invention relates to pipeline technology and can be used in pipe joints with a compressible sealing element, in particular in fiberglass pipe joints used in main pipelines for the transportation of petrochemical products, water and other liquids, both in industrial and domestic, municipal and other industries households.

Известно трубное соединение, содержащее входящие одна в другую концами сочлененные трубы, наружная в котором имеет раструб с установленным в нем металлическим элементом, с встроенными в нем уплотнительными элементами (авт. св. СССР N 1554507, кл. F 16 L 17/00, 1991). A pipe connection is known that contains articulated pipes that enter one another at the ends, the outer one of which has a bell with a metal element installed in it, with sealing elements integrated in it (ed. St. USSR N 1554507, class F 16 L 17/00, 1991 )

Известно трубное соединение, содержащее входящие одна в другую концами сочлененные трубы, наружная в котором имеет внутренний кольцевой паз, в котором установлен уплотнительный элемент, снабженный встроенным в него кольцевым элементом жесткости, обеспечивающим, удержание уплотнительного элемента в определенных положениях при сборке и эксплуатации труб (патент ЕПВ N 0159385, кл. 16 L 17/02, 1988). A pipe connection is known that contains articulated pipes entering one another at the ends, the outer one of which has an internal annular groove in which a sealing element is installed, equipped with an annular stiffening element integrated in it, ensuring that the sealing element is held in certain positions during assembly and operation of pipes (patent EPO N 0159385, CL 16 L 17/02, 1988).

Известно также аналогичное трубное соединение (патент ЕПВ N 0124678, кл. F 16 L 21/02, 1989), кольцевой элемент жесткости, в уплотнительном элементе которого установлен во внутреннем кольцевом пазу так, что позволяет придавать заневоленность основаниям уплотнительных кромок при собранном трубном соединении и обеспечивает надежность герметизации стыка. A similar pipe connection is also known (EPO patent N 0124678, class F 16 L 21/02, 1989), an annular stiffener, in the sealing element of which is installed in the inner annular groove so that it makes the bases of the sealing edges undetected when the pipe connection is assembled and provides reliable joint sealing.

Однако в указанных трубных соединениях уплотнения в большей степени по надежности возможно добиться только в отношении наружной поверхности внутренней трубы, расположение же верхней части уплотнительного элемента во внутреннем кольцевом пазу наружной трубы без каких-либо воздействий на уплотняющие поверхности является недостаточным для обеспечения надежности герметизации. However, in these pipe connections, sealing can only be achieved in terms of reliability only with respect to the outer surface of the inner pipe, while the location of the upper part of the sealing element in the inner annular groove of the outer pipe without any impact on the sealing surfaces is insufficient to ensure sealing reliability.

В качестве ближайшего аналога, принятого за прототип, выбрано техническое решение по изобретению (авторское свидетельство СССР N 836441, кл. F 16 L 19/025, 1981). As the closest analogue adopted for the prototype, the technical solution according to the invention was selected (USSR author's certificate N 836441, class F 16 L 19/025, 1981).

Прототипу как и аналогам присущи те же недостатки, выраженные в надежности обеспечения герметизации трубных соединений в жестких условиях эксплуатации, периодического повышенного давления в трубах при транспортировке жидкостных сред, их цикличности, резкого перепада температур, разнородности свойств материалов труб и уплотнительного элемента, неравномерности затяжки, агрессивности сред и других факторов, оказывающих влияние на надежность стыка. Основной задачей разработки является создание такого трубного соединения, в котором обеспечивалось бы плотное прилегание уплотнительного элемента к уплотняемой поверхности при осевой затяжке внутренней трубы. The prototype, as well as its analogues, has the same drawbacks expressed in the reliability of ensuring the sealing of pipe joints in harsh operating conditions, periodic increased pressure in the pipes during transportation of liquid media, their cyclical nature, sharp temperature differences, heterogeneous properties of the pipe materials and the sealing element, inhomogeneity of tightening, aggressiveness environments and other factors affecting the reliability of the joint. The main objective of the development is the creation of such a pipe connection, which would ensure a tight fit of the sealing element to the sealing surface with axial tightening of the inner pipe.

Цель изобретения - повышение надежности и герметичности. The purpose of the invention is to increase reliability and tightness.

Указанная задача и поставленная цель достигаются за счет изменения геометрии кольцевого элемента жесткости, размещаемого во внутреннем кольцевом пазе уплотнительного элемента, углов наклона уплотняемых конусных поверхностей, раскрепления кольцевого элемента жесткости. The specified task and the goal are achieved by changing the geometry of the annular stiffener, placed in the inner annular groove of the sealing element, the tilt angles of the sealed conical surfaces, unfastening the annular stiffener.

Для этого в трубном соединении, содержащем входящие одна в другую концами сочлененные трубы, наружная из которых имеет раструб с установленным в нем кольцевыми уплотнительным и металлическими элементами, с коническими поверхностями по их передним торцам и дну раструба и стяжную, например, накидную гайку. Кольцевой уплотнительный элемент выполнен с охватом переднего и заднего торца металлического элемента, выполненного плоским перпендикулярно оси его симметрии, причем уплотнительный элемент между коническими поверхностями металлического элемента и дна раструба имеет по сравнению с ними меньшую длину и конгруэнтные поверхности металлического и уплотнительного элементов раскреплены между собой, конусная поверхность металлического элемента выполнена с большим углом наклона по сравнению с конусной поверхностью дна раструба. To do this, in a pipe connection containing articulated pipes entering one another, the outer one has a bell with ring sealing and metal elements installed in it, with tapered surfaces along their front ends and the bottom of the bell and a coupling nut, for example, a union nut. The annular sealing element is made covering the front and rear ends of the metal element, made flat perpendicular to the axis of symmetry, and the sealing element between the conical surfaces of the metal element and the bottom of the bell has a shorter length and the congruent surfaces of the metal and sealing elements are loosened together, conical the surface of the metal element is made with a large angle of inclination compared to the conical surface of the bottom of the bell.

Отличительными особенностями предложенного технического решения являются следующие признаки:
- выполнение кольцевого уплотнительного элемента с охватом переднего и заднего торца металлического элемента,
- выполнение заднего торца металлического элемента плоским,
- перпендикулярно оси его симметрии,
- уплотнительный элемент между коническими поверхностями металлического элемента и дна раструба имеет по сравнению с ними меньшую длину,
- поверхности металлического и уплотнительного элементов конгруэнтны,
- раскреплены между собой
- конусная поверхность металлического элемента выполнена с большим углом наклона по сравнению с конусной поверхностью дна раструба.Distinctive features of the proposed technical solution are the following features:
- the implementation of the annular sealing element with coverage of the front and rear ends of the metal element,
- the execution of the rear end of the metal element is flat,
- perpendicular to the axis of its symmetry,
- the sealing element between the conical surfaces of the metal element and the bottom of the socket has a shorter length compared to them,
- the surfaces of the metal and sealing elements are congruent,
- unfastened among themselves
- the conical surface of the metal element is made with a large angle compared to the conical surface of the bottom of the socket.

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый из них в отдельности и совместно направлен на решение поставленной задачи и достижение нового положительного эффекта. These distinctive features are significant, since each of them individually and jointly aims to solve the problem and achieve a new positive effect.

Невыполнение угла заострения кольцевого элемента жесткости большим заострения конической уплотняемой поверхности по дну раструба не позволяет решить поставленную задачу, даже если кольцевой элемент жесткости только раскрепить относительно уплотнительного элемента. Без введения дополнительных признаков. Техническое решение в этом случае будет характеризоваться признаками известных технических решений, обладающих вышеуказанными недостатками. Failure to sharpen the angle of the annular stiffener by a large sharpening of the conical sealing surface along the bottom of the socket does not allow us to solve the problem, even if the annular stiffener is only fastened relative to the sealing element. Without the introduction of additional features. The technical solution in this case will be characterized by features of known technical solutions having the above disadvantages.

Отличительные существенные признаки являются новыми, так как их использование в известных технических решениях, аналогах и прототипе не обнаружены, что характеризует предложенное техническое решение соответствием критерию "новизна". Distinctive essential features are new, since their use in well-known technical solutions, analogues and prototype were not found, which characterizes the proposed technical solution in accordance with the criterion of "novelty."

Единая совокупность новых и общих известных существенных признаков позволяет решить поставленную задачу и достичь новый положительный эффект, выраженный в повышении надежности и герметичности трубного соединения, что позволяет характеризовать предложенное техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники, аналогами и прототипом. Данное техническое решение является результатом научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы со стеклопастиковыми трубами и трубными соединениями на их основе без использования стандартных и известных проектировочных решений, рекомендаций справочного характера, является результатом творческого вклада в решение поставленной задачи, что позволяет характеризовать его соответствием критерию "изобретательский уровень". A single set of new and common known essential features allows us to solve the problem and achieve a new positive effect, expressed in increasing the reliability and tightness of the pipe connection, which allows us to characterize the proposed technical solution with significant differences compared with the prior art, analogues and prototype. This technical solution is the result of research and development work with fiberglass pipes and pipe joints based on them without using standard and well-known design solutions, reference recommendations, is the result of a creative contribution to the solution of the task, which allows us to characterize it by the criterion " inventive step ".

Сущность изобретения поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен общий вид трубного соединения с осевым разрезом; на фиг. 2 - поперечное сечение трубного соединения; на фиг. 3 - геометрические особенности конусных поверхностей уплотнительного и металлического элементов. In FIG. 1 is a perspective view of a pipe joint with an axial section; in FIG. 2 is a cross section of a pipe connection; in FIG. 3 - geometric features of the conical surfaces of the sealing and metal elements.

Трубное соединение (фиг. 1) содержит входящие одна в другую концами сочлененные трубы 1 и 2, наружная 2 из которых имеет раструб 3 с установленными в нем кольцевыми уплотнительным и металлическим элементами 4 и 5, с коническими поверхностями 6, 7 и 8 по их передним торцам дну раструба 3, и стяжную, например, накидную гайку 10. The pipe connection (Fig. 1) contains articulated pipes 1 and 2 entering one into the other, the outer 2 of which has a bell 3 with ring sealing and metal elements 4 and 5 installed in it, with conical surfaces 6, 7 and 8 along their front the ends of the bottom of the socket 3, and a coupling, for example, a union nut 10.

Кольцевой уплотнительный элемент 4 выполнен с охватом переднего и заднего торцев 7 и 11 металлического элемента 5. Торец 11 металлического элемента 5 выполнен плоским, перпендикулярно оси его симметрии. Уплотнительный элемент 5 передним кольцевым ответвлением 12 между коническими поверхностями 7 металлического элемента 5 и дна 8 раструба 3 имеет меньшую длину и конгруэнтные поверхности уплотнительного элемента 4 относительно поверхностей 7 и 11 металлического элемента 5 раскреплены между собой, конусная поверхность 7 металлического элемента 5 выполнена с большим углом наклона по сравнению с конусной поверхностью дна 8 раструба 3. The annular sealing element 4 is made with the coverage of the front and rear ends 7 and 11 of the metal element 5. The end face 11 of the metal element 5 is made flat, perpendicular to the axis of its symmetry. The sealing element 5 by the front annular branch 12 between the conical surfaces 7 of the metal element 5 and the bottom 8 of the socket 3 has a shorter length and the congruent surfaces of the sealing element 4 relative to the surfaces 7 and 11 of the metal element 5 are fastened together, the conical surface 7 of the metal element 5 is made with a large angle inclination compared to the conical surface of the bottom 8 of the socket 3.

Использование предложенного технического решения заключается в следующем. В отдельной форме (условно не показано) изготавливается уплотнительный элемент 4 со встроенным в нем металлическим элементом 5. Сопряженные поверхности 7 и 11 металлического элемента 5 с конгруэнтными им поверхностями уплотнительного элемента 4 раскреплены с ними посредством разделительной антиадгезионной смазки, например, фторопастовой эмульсией. При сборке уплотнительный элемент 4 со встроенным в нем металлическим элементом 5 размещается в раструбе 3 наружной трубы 2 и законцовкой 13, входящей в конгруэнтный ей кольцевой паз уплотнительного элемента 4 посредством накидной гайки 10 поджимается к уплотняемой поверхности дна 8 раструба 3. Поскольку угол наклона конусной поверхности 7 кольцевого металлического элемента 5 выполнен большим угла наклона конусной поверхности дна 8 раструба 3, то переднее кольцевое ответвление 12 уплотнительного элемента 4, выполненное короче уплотняемой конической поверхности, заклинивается и надежно уплотняется от усилия затяжки, передаваемого на плоский торце 11 металлического элемента 5, который имеет возможность только осевого перемещения. Надежное уплотнение и герметизация уплотнительного элемента 4 с законцовкой 13 трубы 1 обеспечивается посредством кольцевого паза уплонительного элемента. Using the proposed technical solution is as follows. In a separate form (not shown conditionally), a sealing element 4 is made with a metal element 5 integrated therein. The mating surfaces 7 and 11 of the metal element 5 with the surfaces of the sealing element 4 congruent to them are unfastened with them by means of a release agent, for example, fluoropaste emulsion. When assembling, the sealing element 4 with the built-in metal element 5 is placed in the socket 3 of the outer pipe 2 and the tip 13 included in the congruent ring groove of the sealing element 4 is pressed against the sealing surface of the bottom 8 of the socket 3. By the angle of the taper surface 7 of the annular metal element 5 is made large by the angle of inclination of the conical surface of the bottom 8 of the socket 3, then the front annular branch 12 of the sealing element 4, made shorter than the sealing horse surface, jammed and reliably sealed from the tightening force transmitted to the flat end 11 of the metal element 5, which has the ability only axial movement. Reliable sealing and sealing of the sealing element 4 with the tip 13 of the pipe 1 is provided by the annular groove of the expansion element.

При подаче транспортируемой среды под давлением металлический элемент 4 в пределах упругих деформаций оказывает дополнительное воздействие на уплотнительный элемент 4 в радиальном направлении и увеличивает надежность уплотнения и герметизации стыка. When the transported medium is supplied under pressure, the metal element 4 within the limits of elastic deformations has an additional effect on the sealing element 4 in the radial direction and increases the reliability of sealing and sealing of the joint.

Трубное соединение с фрагментами стеклопластиковых труб, выполненное на основе предложенного технического решения подвергалось гидравлическим испытаниям на действие внутреннего избыточного давления. Результаты испытаний положительные. Трубное соединение обладает повышенной надежностью и герметичностью. A pipe connection with fragments of fiberglass pipes made on the basis of the proposed technical solution was subjected to hydraulic tests for the action of internal overpressure. The test results are positive. Pipe connection has increased reliability and tightness.

Таким образом, новое техническое решение соответствует и критерию "промышленная применимость", т.е. уровню изобретения, на его создание и использование целесообразно обеспечение защиты исключительных прав патентом. Thus, the new technical solution also meets the criterion of "industrial applicability", i.e. level of invention, its creation and use, it is advisable to protect the exclusive rights of a patent.

Claims

A pipe connection containing articulated pipes that enter one another at the ends, the outer one of which has a bell with ring sealing and metal elements installed in it, with tapered surfaces along their front ends and the bottom of the bell, and a coupling nut, for example a union nut, characterized in that the annular sealing element is made with coverage of the front and rear ends of the metal element, the rear end of the metal element is made flat perpendicular to the axis of symmetry, and the sealing element T is made with a front annular branch located between the conical surfaces of the metal element and the bottom of the socket, and has a shorter length, and the congruent surfaces of the metal and sealing elements are unfastened, the conical surface of the metal element is made with a larger angle of inclination compared to the conical surface of the bottom of the socket.