Универсальная система для неразъемного соединения труб и соединительный элемент, входящий в состав упомянутой системы - RU2730200C1

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение имеет отношение к универсальной системе для соединения труб, содержащей:

фитинг, содержащий трубчатый корпус с кольцевой выпуклостью на по меньшей мере концевом участке, при этом упомянутая кольцевая выпуклость образует на внутренней стенке упомянутого трубчатого корпуса кольцевую канавку, в которой размещена уплотнительная прокладка, упомянутая канавка открыта внутрь упомянутого трубчатого корпуса, и упомянутый концевой участок содержит расположенный на конце фитинга цилиндрический участок,

упомянутый трубчатый корпус образует монтажное гнездо для концевого участка трубы;

по меньшей мере один прессовый инструмент, имеющий по меньшей мере две расположенные одна напротив другой обжимные губки, которые предназначены для взаимодействия с упомянутым концевым участком упомянутого фитинга путем охватывания этого фитинга по его периметру, и которые имеют профиль поверхности, предназначенной для контакта с упомянутым концевым участком, такой формы, чтобы обжать упомянутый концевой участок на конце трубы, введенном в упомянутый фитинг, и сформировать по меньшей мере один кольцевой поясок, расположенный рядом с упомянутой кольцевой выпуклостью, с одновременным деформированием стенки трубы и упомянутого концевого участка, которые механически скрепляются одна с другим по периметру и в осевом направлении, и деформированием кольцевой выпуклости, которая сжимает прокладку, и в результате создает герметичное уплотнение между упомянутым трубчатым корпусом и концом трубы, введенным в этот трубчатый корпус.

Такой прием в настоящее время широко используется, и по мере применения для так называемых пресс-фитингов были разработаны профили различных типов. Для каждого профиля фитинга имеется соответствующий прессовый инструмент, имеющий губки, которым придана форма, соответствующая профилю фитинга, предназначенный для обжимания упомянутого фитинга так, чтобы получить в результате механическую фиксацию и герметичное уплотнение.

Среди нескольких доступных в настоящее время профилей наиболее распространенными на рынке являются так называемые М-профили и V-профили.

В DE 2725280 описаны фитинг с типичным М-профилем и пример профиля губок опрессовочных щипцов. В этом случае кольцевая выпуклость находится на конце трубчатого корпуса фитинга, образуя концевой элемент, подобный крюку, если смотреть на осевое сечение.

Опрессовочные щипцы воздействуют на кольцевую выпуклость и имеют такой профиль, чтобы обжать эту кольцевую выпуклость на прокладке, принимающей форму, имеющую по существу трапецеидальное или треугольное осевое сечение. Это побуждает упомянутую прокладку заполнить кольцевую канавку и приводит к образованию контактной области прокладки на конце трубы, введенной в фитинг, которая является непрерывной по периметру и имеет большую протяженность в осевом направлении.

Профилю обжимных губок в той их части, которая находится вблизи их оси и на заданном расстоянии от упомянутой кольцевой выпуклости, и которая при этом расположена на месте, соответствующем кольцевому пояску упомянутого трубчатого корпуса, придают такую форму, чтобы формировать по меньшей мере одно радиальное углубление, предпочтительно венец из расположенных по окружности радиальных углублений, как в стенке фитинга, так и в стенке трубы, введенной в этот фитинг. Такие радиальные углубления механически соединяют эти две детали одну с другой как в отношении смещения в осевом направлении, так и в отношении относительного поворота упомянутых двух деталей.

Поэтому в случае М-профиля при опрессовке происходит деформация на двух уровнях.

На первом уровне, после механической деформации упомянутого фитинга и трубы, образуется неразъемное соединение, которое обеспечивает механическую прочность этого соединения. На втором уровне достигается водонепроницаемость, которая обеспечивается имеющим круглое сечение уплотнительным кольцом, которое деформируют в его поперечном сечении, что, вследствие упругих свойств этого имеющего круглое сечение уплотнительного кольца, обеспечивает постоянную герметичность этого соединения.

В документе ЕР 361630 описан другой пример М-профиля с соответствующими опрессовочными щипцами.

В документе DE 10044675, а также в документе ЕР 0343395 представлен фитинг с типичным V-профилем.

В этом случае наиболее явное различие по сравнению с М-профилем заключается в том, что кольцевая выпуклость выполнена на концевом участке в среднем положении между двумя цилиндрическими участками.

Процесс механического и герметичного скрепления фитинга с концом трубы подобен процессу для фитингов М-профиля. Конец трубы вводят в фитинг до упора, и затем профилированный конец упомянутого фитинга опрессовывают на трубе с помощью соответствующих щипцов, приводимых в действие прессом.

Концевой цилиндрический участок фитингов V-профиля отчасти выполняет функцию направляющей, которая во время введения трубы, а именно во время осевого скольжения трубы вдоль фитинга до упора, удерживает трубу в правильном положении и защищает уплотнительную прокладку. Такой уплотнительной прокладкой обычно является уплотнительное кольцо с круглым сечением.

Если в процессе опрессовки по М-профилю происходит две деформации, то при опрессовке по V-профилю происходит три деформации. Первая, в радиальном направлении, вдавливает имеющее круглое сечение уплотнительное кольцо в имеющую определенную форму полость и гарантирует герметичное уплотнение трубы. Вторая и третья деформации деформируют геометрическую форму фитинга и трубы, предотвращая в то же время, в результате механического создания плотного прилегания, проскальзывание и проворачивание фитинга и трубы. При деформации геометрической формы также может быть образован венец из расположенных по окружности радиальных углублений, или же в некоторых случаях, как альтернатива или в сочетании, вдоль кольцевого пояска, выполненного на каждом цилиндрическом участке, примыкающем к кольцевой выпуклости, может произойти деформация геометрической формы поперечного сечения трубы и трубчатого корпуса фитинга от круглой до многоугольной.

Системы для соединения опрессовкой имеют ряд существенных недостатков, с которые проявлялись на протяжении времени, и преодоление которых требует компромисса в технических средствах для достижения цели, что приводит к противоречивым результатам. Причиной этих существенных недостатков является придание кольцевой выпуклости и соответствующей канавке, в которой размещена прокладка, такой геометрической формы, чтобы предохранить эту прокладку от защемления или даже от излишнего сжимания во время введения конца трубы в фитинг и при последующей деформации во время опрессовки. Однако в то же время поперечное сечение канавки, в которой размещена упомянутая прокладка, должно быть также таким, чтобы перед опрессовкой оно гарантировано было достаточно большим, чтобы допускать некоторую свободу перемещения упомянутой прокладки, тогда как после опрессовки оно должно гарантировать, что упомянутая прокладка надежно удерживается, и размеры поперечного сечения канавки в сжатом состоянии должны быть такими, чтобы деформированная канавка была полностью заполнена этой прокладкой.

Известный уровень техники предлагает множество различных методов устранения этого недостатка, отличающихся один от другого видами профиля и конкретными геометрическими и размерными характеристиками.

Поэтому, вследствие сложности проблемы и технических решений, даже малые отклонения от нужных геометрических и размерных характеристик могут привести к снижению качества соединения с точки зрения надежности при создании механического уплотнения и водонепроницаемого соединения, а также с точки зрения продолжительности службы как механического соединения, так и водонепроницаемого соединения.

Вследствие этого понятно, что для каждого профиля необходимо использовать соответствующий прессовый инструмент. Это создает трудности, поскольку слесарю всегда необходимо иметь подходящий прессовый инструмент, пригодный для соединения, имеющего профиль данного вида, и, если у него/нее нет надлежащего инструмента, то он/она не сможет выполнить эту операцию, поскольку нет гарантии, что опрессовка М-профиля инструментом для V-профиля или наоборот сможет обеспечить надлежащее механическое и водонепроницаемое соединение, неизменное на протяжении длительного времени.

Цель настоящего изобретения заключается в преодолении этого недостатка с помощью системы, которая благодаря фитингам, подходящим как для прессовых инструментов М-типа, так и для прессовых инструментов V-типа, позволяет получить наибольший диапазон применения технологии с использованием пресс-фитингов.

Настоящее изобретение достигает указанной выше цели с помощью системы для соединения труб, содержащей:

фитинг, содержащий трубчатый корпус с кольцевой выпуклостью на по меньшей мере концевом участке, при этом упомянутая кольцевая выпуклость образует на внутренней стенке упомянутого трубчатого корпуса кольцевую канавку, в которой размещена уплотнительная прокладка, упомянутая канавка открыта внутрь упомянутого трубчатого корпуса, и упомянутый концевой участок содержит расположенный на конце фитинга цилиндрический участок,

упомянутый трубчатый корпус образует монтажное гнездо для концевого участка трубы;

по меньшей мере один прессовый инструмент, имеющий по меньшей мере две расположенные одна напротив другой обжимные губки, которые предназначены для взаимодействия с упомянутым концевым участком упомянутого фитинга путем охватывания этого фитинга по его периметру, и которые имеют профиль поверхности, предназначенной для контакта с упомянутым концевым участком, такой формы, чтобы обжать упомянутый концевой участок на конце трубы, введенном в упомянутый фитинг, и сформировать по меньшей мере один кольцевой поясок, расположенный рядом с упомянутой кольцевой выпуклостью, с одновременным деформированием стенки трубы и упомянутого концевого участка, которые механически скрепляются одна с другим по периметру и в осевом направлении, и деформированием кольцевой выпуклости, которая сжимает прокладку, и в результате создает герметичное уплотнение между упомянутым трубчатым корпусом и концом трубы, введенным в этот трубчатый корпус, и это в совокупности обеспечивает следующие особенности:

упомянутая кольцевая выпуклость и соответствующая кольцевая канавка выполнены на заданном по оси расстоянии от упомянутого конца упомянутого концевого участка упомянутого трубчатого корпуса, при этом между упомянутым концом и стенкой кольцевой выпуклости, обращенной к нему, расположен исходный цилиндрический участок;

упомянутая кольцевая выпуклость и соответствующая кольцевая канавка имеют такую геометрическую форму и размеры, чтобы взаимодействовать по выбору с прессовым инструментом, имеющим М-профиль или V-профиль;

упомянутая система содержит альтернативно или в сочетании как прессовый инструмент с губками, имеющими профиль, соответствующий М-профилю упомянутого фитинга, так и прессовый инструмент с губками, имеющими профиль, соответствующий V-профилю упомянутого фитинга.

В соответствии с другой особенностью упомянутая кольцевая выпуклость и/или упомянутая согласующаяся с ней кольцевая канавка, в которой размещена прокладка, имеют боковые стенки, представляющие собой две обращенные одна к другой радиальные стенки упомянутой кольцевой выпуклости и упомянутой кольцевой канавки, при этом упомянутые боковые стенки наклонены в направлении схождения симметрично или асимметрично одна по отношению к другой, в направлении от внутреннего пространства упомянутого трубчатого корпуса.

Один из вариантов осуществления настоящего изобретения выполнен так, что между боковыми стенками образован угол, составляющий от 50° до 70°, более конкретно - от 55° до 65°, предпочтительно - приблизительно 60°.

Согласно еще одной особенности, которая может сочетаться с упомянутыми выше особенностями, уплотнительная прокладка имеет некруглое поперечное сечение.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутая прокладка имеет поперечное сечение, расширяющееся в направлении открытой стороны упомянутой канавки, предназначенной для размещения прокладки, так что оно соответствует форме поперечного сечения упомянутой канавки, предназначенной для размещения прокладки, и стороны сечения прокладки имеют округлую форму.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предложена прокладка, которая имеет поперечное сечение в форме равнобедренного трапецоида с выпуклыми основаниями.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения упомянутая прокладка имеет поперечное сечение, форма которого по существу представляет собой геометрическую фигуру, заключенную между двумя отрезками на равных сторонах равнобедренного треугольника с углом при вершине, составляющим от 55° до 65°, и при этом первая дуга упомянутой фигуры - это дуга окружности радиусом г, вписанной в упомянутый равнобедренный треугольник, а вторая дуга имеет радиус 2 г с центром в средней точке упомянутой первой дуги.

Согласно еще одной особенности упомянутый треугольник, в который вписано упомянутое поперечное сечение упомянутой прокладки, имеющее упомянутую форму, является равносторонним треугольником.

Упомянутая прокладка может иметь внутренний диаметр, равный или немного меньший чем внутренний диаметр упомянутого трубчатого корпуса.

При такой ее специфической форме, прокладка согласно настоящему изобретению имеет поперечное сечение большей площади по сравнению с обычными прокладками, которые могут быть размещены в той же канавке, предназначенной для размещения прокладки, пресс-фитинга. Поэтому она заполняет упомянутую канавку, предназначенную для размещения прокладки, почти полностью, и соответственно, если это не создает проблем при опрессовке упомянутого фитинга, ее коэффициент сжатия превышает коэффициент сжатия обычных прокладок и, следовательно, повышает герметичность и срок службы соединения.

Кроме того, такая особенность имеет преимущество при обжатии двумя различными видами прессовых инструментов, имеющими обжимные губки профиля, соответствующего М-профилю и V-профилю. В целом, в то время как обжимание М-профилей приводит к более заметным деформациям, деформация при V-профилях является менее заметной, и, следовательно, повышение коэффициента заполнения канавки, предназначенной для размещения прокладки, упомянутой прокладкой гарантирует достижение герметичности соединения, надежного и стабильного в течение длительного промежутка времени, даже если этот фитинг опрессован инструментом, предназначенным для опрессовки фитингов V-профиля.

Упомянутые две стенки соединены одна с другой криволинейным участком, имеющим радиус, который составляет от 1 мм до 2,5 мм, более конкретно - от 1,25 мм до 1,95 мм.

Упомянутый радиус имеет размер, который составляет от 3% до 7% диаметра трубчатого корпуса.

Упомянутые две боковые стенки, представляющие собой две стенки кольцевой выпуклости и две стенки соответствующей канавки, соединены с соответствующим цилиндрическим участком криволинейным сопряжением, с одинаковым радиусом кривизны для упомянутых двух боковых стенок, составляющим от 0,25 мм до 0,75 мм.

Выступающая в радиальном направлении часть кольцевой выпуклости для наружных диаметров цилиндрического участка упомянутого фитинга от 18 мм до 60 мм варьируется от приблизительно 2 мм до 4 мм, более конкретно - от 2,45 мм до 3,75 мм.

Выступающая в радиальном направлении часть кольцевой выпуклости относительно наружного диаметра цилиндрических участков по обе ее стороны составляет от 5% до 15% наружного диаметра упомянутых цилиндрических участков, предпочтительно - от 6% до 14% наружного диаметра упомянутых цилиндрических участков.

Расстояние в продольном направлении между центральной осью упомянутой кольцевой выпуклости и свободным концом упомянутого цилиндрического участка на входе упомянутого фитинга составляет от 10 мм до 16 мм для диаметров цилиндрического участка, составляющих от 20 мм до 60 мм.

Такое расстояние в продольном направлении составляет больше чем 20% наружного диаметра цилиндрических участков, и предпочтительно составляет от 25% до 60% наружного диаметра цилиндрических участков упомянутого фитинга.

Толщина стенки упомянутого фитинга по существу одинакова по всей его длине по оси, и ее величина составляет приблизительно 3 мм.

Настоящее изобретение имеет отношение также к фитингам для труб, имеющим одну или несколько упомянутых выше особенностей в любой комбинации или подкомбинации, и которые пригодны для опрессовки будь то прессовым инструментом для М-профиля или прессовым инструментом для V-профиля.

Согласно еще одной особенности предпочтительно наличие внутри цилиндрического участка по меньшей мере одного упора, в который труба, предназначенная для соединения, упрется во время введения. Таким образом будет образовано гнездо для трубы, предназначенной для соединения.

В качестве ограничителя в этом варианте исполнения настоящего изобретения особенно предпочтительным является элемент для уменьшения внутреннего диаметра цилиндрического участка, выполненный в виде ребра, кольцевого внутреннего радиального выступа и/или радиального сужения.

Система для соединения опрессовкой, а также фитинг по настоящему изобретению могут быть изготовлены во всех возможных формах для различных типов применений. Например, в ее простейшем варианте исполнения система для соединения опрессовкой и фитинг по настоящему изобретению могут быть применены для соединения концов двух расположенных по одной линии труб. Но, кроме того, эта система может быть применена для соединения трех труб, которые совместно образуют соединение в форме буквы Т, а поэтому в этом случае фитинг будет иметь Т-образную форму, с тремя отверстиями для труб. Существует также возможность использования этой системы для соединения двух труб, расположенных одна относительно другой, например, под углом 90°.

Подобным образом эта система и фитинг могут быть использованы как муфта, трубный переходник или уголок и подобные элементы. Наконец, этот фитинг может иметь резьбовой конец или наружную резьбу, независимо от числа соединяемых труб, чтобы можно было обеспечить резьбовое соединение.

Эти и другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут более ясными из последующего описания некоторых вариантов исполнения, показанных на прилагаемых фигурах, где:

Фиг. 1 представляет собой проходящее через ось сечение в центральной плоскости фитинга по настоящему изобретению, взаимодействующего с прессовым инструментом, губки которого профилированы так, чтобы прикладывать усилие сжатия к фитингам с М-профилем,

Фиг. 2 - представляет собой вид, аналогичный Фиг. 1, на котором фитинг по настоящему изобретению взаимодействует с прессовым инструментом, губки которого профилированы так, чтобы прикладывать усилие сжатия к фитингам с V-профилем.

Фиг. 3 представляет собой проходящее через ось сечение фитинга с характерными комбинациями размеров для труб различных диаметров.

Фиг. 4 - это увеличенное поперечное сечение уплотнительной прокладки по предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

На прилагаемых фигурах показан фитинг только с одного конца, герметично соединяемого с трубой. Такой конец может быть прочно сочленен с устройством, таким как подводящий/отводящий патрубок клапана, крана, фильтра, измерителя или чего-либо подобного, либо же упомянутый конец может быть расположен на соединительных патрубках соединительных элементов, таких как, например, элементы, соединяющие две трубы, соединительные тройники, L-образные фитинги, многоходовые фитинги, на всех упомянутых соединительных патрубках или на по меньшей мере одном из упомянутых соединительных патрубков, а на оставшихся присоединительных патрубках будут расположены фитинги других видов, такие как резьбовые фитинги или фитинги с запорными кольцами, или подобные фитинги, и специалист примет решение использовать ли упомянутый фитинг как конец любого соединительного элемента для соединения труб.

Как следует из Фиг. 1 и Фиг. 2, фитинг для системы для соединения опрессовкой по настоящему изобретению имеет трубчатый корпус 1, изготовленный из металла, такого как, например, нержавеющая сталь, углеродистая сталь, медь и медные сплавы, который имеет на концевом участке на заранее определенном расстоянии от упомянутого свободного конца кольцевую выпуклость 101, которую можно увидеть на продольном сечении трубчатого корпуса 1, выступающую из наружной поверхности последнего. Такая кольцевая выпуклость 101 с внутренней стороны трубчатого корпуса 1 образует кольцевую канавку 201 такой же формы, открытую вовнутрь трубчатого корпуса 1, и предназначенную для размещения кольцевой прокладки 2. Упомянутый свободный конец - это конец для введения концевого участка трубы или патрубка 4, надежно соединяемых и механически, и герметично, с трубчатым корпусом 1.

Соответственно кольцевая выпуклость 101 расположена в промежутке между двумя цилиндрическими участками 301, 401 трубчатого корпуса 1, из которых концевой участок 301 и участок 401 соединены с остальной частью фитинга, которая, как упоминалось выше, может быть патрубком для соединения с устройством или одним или несколькими другими соединительными концами одноходового или многоходового соединительного элемента.

На другом конце трубчатого корпуса 1 упомянутая цилиндрическая часть 401 снабжена изнутри кольцевым опорным выступом 5, например, радиальным внутренним кольцевым ребром и/или радиальным сужением, которые расположены на определенном расстоянии от кольцевой выпуклости 101, и которые являются ограничительным упором для вводимого концевого участка трубы или патрубка 4.

В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения такой выступ 5 может отсутствовать.

Кольцевая выпуклость 101 при неопресованном состоянии пресс-фитинга видна в продольном сечении трубчатого корпуса 1 как сечение равнобедренного треугольника. В таком варианте осуществления настоящего изобретения, который показан на Фиг. 3, угол при вершине, который является углом при вершине равнобедренного треугольника, составляет приблизительно 60°.

Согласно другой предпочтительной особенности, которая показана как неограничивающий пример на упомянутой фигуре, углы при основании, заключенные между боковыми стенками, или боковыми поверхностями, кольцевой выпуклости 101, могут также составлять приблизительно 60° относительно продольной оси трубчатого корпуса 1.

Вследствие этого кольцевая выпуклость 101 имеет в сечении форму равностороннего треугольника, который является особым видом равнобедренного треугольника.

На внутренней стенке трубчатого корпуса 1 кольцевая выпуклость 101 согласуется с кольцевой канавкой 201, в которой размещена прокладка 2, предпочтительно изготовленная из упругого деформируемого материала, например, имеющее круглое сечение уплотнительное кольцо.

Упомянутая прокладка может иметь такой внутренний диаметр, который при неопресованном состоянии кольцевой выпуклости 101 и без трубы 4, по меньшей мере на приблизительно 1,5%, предпочтительно на приблизительно от 1,5% до 2,5%, меньше внутреннего диаметра цилиндрических участков 301, 401. Поэтому прокладка 2 располагается между упомянутыми двумя боковыми стенками кольцевой канавки 201, задающими угол в 60° между ними, так, что эта прокладка не может перемещаться при введении трубы 4 в цилиндрический корпус до выступа 5.

Цилиндрические участки 301 и 401 трубчатого корпуса 1 образуют гнездо для введения концевого участка трубы или патрубка 4 и имеют внутренний диаметр, немного больший наружного диаметра трубы 4, тогда как внутренний диаметр прокладки 2 в состоянии, когда она вставлена в фитинг, равняется или немного меньше наружного диаметра упомянутой трубы 4, предназначенной для введения в трубчатый корпус 1 упомянутого фитинга.

Согласно одному из предпочтительных усовершенствований, вытекающему из Фиг. 1, Фиг. 2 и Фиг. 4, прокладка 2 имеет поперечное сечение особенной формы. Ее поперечное сечение по форме является по существу равнобедренным трапецоидом с выпуклыми основаниями или сторонами.

Такая форма сечения отличается от обычной круглой формы сечения имеющих круглое сечение уплотнительных колец тем, что в радиальном направлении относительно оси трубчатого корпуса 1 эта прокладка расширяется в направлении той стороны упомянутой прокладки, которая обращена к оси трубчатого корпуса, и сужается в направлении противоположной стороны, являющейся меньшим основанием упомянутого трапецоида.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения форма поперечного сечения прокладки 2 может быть получена из равнобедренного треугольника обрезанием углов двумя противоположными дугами окружности, одна из которых имеет радиус, в два раза превышающий другой, так как это показано на Фиг. 4.

Таким образом, прокладка 2 имеет поперечное сечение большей площади по сравнению с традиционной прокладкой в виде имеющего круглое сечение уплотнительного кольца, которая может быть вставлена в ту же самую канавку 201, предназначенную для размещения прокладки. Следовательно, также и коэффициент сжатия упомянутой прокладки, и ее плотность после сжатия как инструментами, предназначенными для опрессовки М-профилей, так и инструментами, предназначенными для опрессовки V-профилей, на одном и том же профиле фитинга по настоящему изобретению, совмещающем в себе признаки профилей разных типов, являются очень высокими, а также вероятно превышают те, которые могут быть достигнуты при использовании традиционных прокладок с круглым поперечным сечением.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на Фиг. 4, поперечное сечение прокладки 2 имеет форму геометрической фигуры, заключенной между отрезками АВ и DE двух сторон равнобедренного треугольника с углом при вершине, составляющим от 55° до 65°, причем АЕ - это дуга окружности радиусом г, вписанной в упомянутый равнобедренный треугольник, а дуга BD имеет радиус 2 г с центром в средней точке О дуги АЕ, где А и Е являются точками касания сторон треугольника этой вписанной окружности, а В и D - это точки пересечения с дугой радиусом 2 г. Предпочтительно, чтобы упомянутый треугольник имел при вершине угол в 60°, и поэтому был равносторонним треугольником.

Благодаря упомянутой форме своего поперечного сечения прокладка 2 почти полностью заполняет полость канавки 201, предназначенной для размещения прокладки. Площадь ее сечения на приблизительно 20% превышает площадь сечения прокладки с круглым сечением, которая может быть помещена в ту же самую канавку 201, предназначенную для размещения прокладки, и это обуславливает тот факт, что коэффициент сжатия на приблизительно 15% превышает коэффициент сжатия обычной прокладки круглого поперечного сечения. Поэтому герметичность прессового соединения, оснащенного прокладкой по этому варианту осуществления настоящего изобретения, гарантируется как тогда, когда деформация сжатием кольцевой выпуклости 101 и, следовательно, прокладки 2 происходит с использованием обжимных губок с профилем, соответствующим М-профилю упомянутого фитинга, так и тогда, когда деформация происходит с использованием обжимных губок с профилем, соответствующим V-профилю упомянутого фитинга. В первом случае, при использовании губок для М-профиля, деформация кольцевой выпуклости 101 и прокладки 2 обуславливает то, что после обжатия кольцевая выпуклость и прокладка принимают форму с сечением по существу трапецеидальный формы, а во втором случае, при использовании губок для V-профиля, обычно форма кольцевой выпуклости и прокладки после обжатия приближается к по существу треугольной форме.

На Фиг. 1 и Фиг. 2 показан профиль фитинга при использовании губок для М-профиля и для V-профиля, соответственно.

В обоих этих случаях губки деформируют цилиндрическую часть 301 и трубу, введенную в нее так, как например, это описано в документе DE 2725280.

Область 103 поверхности обжатия губками 3 может иметь выступы, расположенные по периметру, так что каждый из них образует радиальное углубление соответствующей протяженности как в стенке цилиндрического участка 301, так и в расположенной ниже соответствующей стенке трубы 4. Таким образом, труба и трубчатый корпус 1 упомянутого фитинга механически зафиксированы одна относительно другого, и эти две детали защищены от выскальзывания или от проворачивания одной относительно другой и образуют таким образом простое механическое соединение одной с другой.

На Фиг. 2 губка 3, на участке 103 и участке 203, которые соответственно согласуются с цилиндрическими участками 301 и 401 трубчатого корпуса 1, имеет формовочные выступы 303, которые деформируют как соответствующий цилиндрический участок 301, 401 трубчатого корпуса 1, так и часть трубы 4 внутри этих цилиндрических участков.

Обычно деформация V-профиля изменяет форму поперечного сечения трубы 4 и цилиндрического участка 301, 401 трубчатого корпуса 1 упомянутого фитинга, одновременно преобразуя их круглое поперечное сечение в многоугольное поперечное сечение, например, шестиугольное поперечное сечение со скругленными углами.

Поэтому формовочные выступы 303 губок 3 в зажимном приспособлении в положении полного закрытия образуют многоугольную криволинейную поверхность, которая по меньшей мере пересекает круговое сечение трубчатого корпуса 1 и трубы 4 или равномерно вписана в упомянутое круговое сечение трубчатого корпуса 1 и трубы 4, в состоянии, когда упомянутые трубчатый корпус 1 и трубу 4 еще не деформировали обжатием.

Поскольку такая деформация происходит по кольцевым пояскам уменьшенной ширины в осевом направлении, то в этом случае создается также механическое соединение трубчатого корпуса 1 с трубой 4, удерживающее упомянутые две детали от выскальзывания в продольном направлении и от проворачивания одной относительно другой.

Что касается деформирования по кольцевому пояску или пояскам на одном или на обоих цилиндрических участках 301, 401, то упомянутые деформирования также могут быть скомбинированы одно с другим или заменены одно другим, применительно к виду обжимной губки, предназначенной для М-профиля или для V-профиля, в том, что касается той ее части, которая воздействует на упомянутую кольцевую выпуклость.

На Фиг. 3 изображен предпочтительный вариант исполнения фитинга по настоящему изобретению, изготовленного из нержавеющей стали, и показаны различные размеры для различных диаметров трубы.

Из размеров, представленных в таблице, можно определить некоторые общие соотношения между отдельными размерами конкретных деталей упомянутого фитинга и их диаметр, определяемый диаметром имеющихся труб.

В частности, ниже приведены четко выраженные параметрические характеристики, являющиеся оптимизацией необходимых и имеющих противоположное влияние характеристик, которые требуется гарантировать, чтобы при обжатии упомянутого фитинга как инструментом, подходящим для обжатия М-профилей, так и инструментом, подходящим для обжатия V-профилей, получались одинаковые и оптимальные результаты в том, что касается герметичности, продолжительности срока службы и целостности механического соединения.

Наиболее важные характеристики, касающиеся предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, который показан на Фиг. 3, приведены ниже.

Упомянутые две стенки соединены одна с другой криволинейным участком, имеющим радиус от 1 мм до 2,5 мм, более конкретно - от 1,25 мм до 1,95 мм.

Упомянутый радиус имеет размер, составляющий от 3% до 7% диаметра трубчатого корпуса.

Упомянутые две боковые стенки, представляющие собой две стенки кольцевой выпуклости и две стенки соответствующей канавки, соединены с соответствующим цилиндрическим участком криволинейным сопряжением с одинаковым радиусом кривизны для упомянутых двух боковых стенок, составляющим от 0,25 мм до 0,75 мм.

Выступающая в радиальном направлении часть кольцевой выпуклости для наружных диаметров цилиндрического участка упомянутого фитинга, составляющих от 18 мм до 60 мм, составляет от приблизительно 2 мм до 4 мм, более конкретно - от 2,45 мм до 3,75 мм.

Выступающая в радиальном направлении часть кольцевой выпуклости относительно наружного диаметра цилиндрических участков по обе ее стороны составляет от 5% до 15% от наружного диаметра упомянутых цилиндрических участков, предпочтительно от 6% до 14% наружного диаметра упомянутых цилиндрических участков.

Расстояние в продольном направлении между центральной осью кольцевой выпуклости и свободным концом цилиндрического участка на входе упомянутого фитинга составляет от 10 мм до 16 мм для диаметров цилиндрического участка, составляющих от 20 мм до 60 мм.

Такое расстояние в продольном направлении превышает 20% наружного диаметра упомянутых цилиндрических участков, предпочтительно составляя от 25% до 60% наружного диаметра этих цилиндрических участков упомянутого фитинга.

Толщина стенки упомянутого фитинга, по существу одинакова по всей его длине вдоль оси, и ее величина составляет приблизительно 3 мм.

Реферат

Изобретение относится к универсальной системе для соединения труб, содержащей кольцевую выпуклость (101) фитинга на по меньшей мере концевом участке, при этом кольцевая выпуклость образует на внутренней стенке трубчатого корпуса (1) кольцевую канавку (201), в которой размещена уплотнительная прокладка, упомянутая канавка открыта внутрь упомянутого трубчатого корпуса, и упомянутый концевой участок содержит расположенный на конце фитинга цилиндрический участок (401). Упомянутый трубчатый корпус образует монтажное гнездо для концевого участка трубы (4). Также описан прессовый инструмент (3) по меньшей мере одного типа, имеющий по меньшей мере две расположенные одна напротив другой обжимные губки, которые предназначены для взаимодействия с упомянутым концевым участком (101, 301, 401) упомянутого фитинга путем охватывания этого фитинга по его периметру, которые имеют профиль поверхности, предназначенной для контакта с упомянутым концевым участком, такой формы, чтобы обжать упомянутый концевой участок на конце трубы (4), введенном в упомянутый фитинг, и сформировать по меньшей мере один кольцевой поясок, прилегающий к упомянутой кольцевой выпуклости, с одновременным деформированием стенки трубы (4) и по меньшей мере одного цилиндрического участка (301, 401) упомянутого концевого участка (301, 401), которые механически скрепляются одна с другим по периметру и в осевом направлении, и деформация кольцевой выпуклости (101), которая сжимает упомянутую прокладку (2). Упомянутая кольцевая выпуклость (101) и соответствующая кольцевая канавка (201) выполнены на определенном расстоянии по оси от упомянутого конца упомянутого концевого участка упомянутого трубчатого корпуса (1), при этом между упомянутым концом и упомянутой стенкой упомянутой кольцевой выпуклости, обращенной к нему, расположен исходный цилиндрический участок (401); при этом упомянутая кольцевая выпуклость (101) и соответствующая канавка (201) имеют такую геометрическую форму и размеры, чтобы взаимодействовать по выбору с прессовыми инструментами двух различных типов, выбранными среди прессового инструмента (3) типа, имеющего М-профиль, и прессового инструмента типа, имеющего V-профиль; упомянутая система содержит альтернативно или в сочетании как прессовый инструмент (3) с губками, имеющими профиль, соответствующий М-профилю упомянутого фитинга, так и прессовый инструмент с губками, имеющими профиль, соответствующий V-профилю упомянутого фитинга. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула