Способ присоединения трубы к соединителю и соединительный набор - RU2665834C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к присоединению трубы к фитингу для соединения вместе по меньшей мере пары труб в случае, когда конец трубы должен проходить внутри муфты, чтобы достичь фитинга. В данном случае фитинг для соединения вместе по меньшей мере пары труб означает устройство, содержащее внутренний, возможно, очень короткий канал, причем этот канал выходит на две стенки устройства в виде двух отверстий соединения, к которым можно присоединять трубы. Муфта означает деталь, имеющую по меньшей мере один сквозной внутренний канал, приспособленный для прохождения через него внутренней детали продолговатой формы. Предпочтительно, муфта имеет общую форму тела вращения вокруг внутреннего канала.

Хотя вышеупомянутая муфта может иметь любую функцию (или не иметь технической функции) и, в частности, функцию механической защиты соединения трубы с фитингом, изобретение более конкретно относится к случаю, когда муфта является крепежной муфтой, обеспечивающей закрепление фитинга на конструкции, относительно которой соединение между двумя трубами должно оставаться неподвижным, причем эта конструкция может быть, например, стенкой, через которую проходит труба.

Как известно (см., например, патентный документ FR 2928436), для обеспечения присоединения трубы фитинг для соединения вместе по меньшей мере пары труб выполнен за одно целое с муфтой. Выполненная таким образом единая деталь содержит фланец, через который проходит внутренний канал и который обеспечивает функцию соединения вместе двух труб, а также часть в виде муфты, для упрощения называемую «муфтой», которая выполнена от периферии фланца и позволяет закрепить этот фланец на стенке, на которой необходимо закрепить фитинг.

Присоединение трубы (в дальнейшем называемой «первой трубой»), которая проходит через муфту, осуществляют при помощи развальцовки: первую трубу вводят в муфту и пропускают через внутренний канал фитинга таким образом, чтобы конец трубы был доступным со стороны фитинга, противоположной первой трубе. При этом конец трубы подвергают пластической деформации таким образом, чтобы этот конец герметично заблокировать в пазу, выполненном для этого в фитинге.

Однако такой способ присоединения требует использования муфты, длина которой не превышает длину участка первой трубы, который можно расположить в муфте, так как труба должна проходить через муфту и практически доходить до противоположного конца внутреннего канала фитинга, чтобы можно было осуществить операцию развальцовки.

В некоторых конфигурациях длина участка трубы, который может быть расположен в муфте, является небольшой, и, следовательно, длина муфты тоже является небольшой. В некоторых случаях это может быть несовместимо с предъявляемыми к муфте техническими требованиями.

В частности, такой случай встречается по меньшей мере в теплообменнике для ракетного двигателя, раскрытого в вышеупомянутом патентном документе.

Этот теплообменник в основном состоит из трубки, намотанной в виде витков спирали, называемой змеевиком и расположенной в цилиндрической трубе. Циркуляция водорода в змеевике позволяет повысить температуру водорода для его испарения.

Концы змеевика необходимо позиционировать неподвижно относительно стенки цилиндрической трубы и соединять со вторыми трубами на входе и на выходе, чтобы обеспечивать соответственно подачу и удаление водорода.

В теплообменнике змеевик претерпевает значительные тепловые расширения по причине действующих на него очень больших перепадов температуры. Следовательно, концы змеевика необходимо закрепить и удерживать таким образом, чтобы они выдерживали усилия, создаваемые и/или сопровождаемые этими тепловыми расширениями и сжатиями.

Чтобы избегать создания слишком сильных напряжений на концах змеевика вместо удерживания концов змеевика неподвижными при любой температуре, заявитель разработал крепежный соединитель, описанный в вышеупомянутом патенте. В этом соединителе часть в виде муфты имеет определенную упругость, которая обеспечивает ограниченное перемещение концов змеевика и ограничивает таким образом действующие на них напряжения.

Этот соединитель располагают таким образом, чтобы закрепить первый конец муфты на стенке цилиндрической трубы теплообменника, тогда как второй конец закрепляют на части соединителя в виде фланца.

Однако, учитывая положение змеевика (который образует «первую трубу») внутри теплообменника, по длине змеевик, который может выходить наружу цилиндрической трубы, проходя через ее перегородку, для соединения змеевика на входе и на выходе, является очень небольшим, а именно составляет всего несколько сантиметров.

Следовательно, в соединителе, раскрытом в вышеупомянутом патенте, часть в виде муфты может иметь лишь очень незначительную длину. В результате упругое демпфирование, обеспечиваемое частью в виде муфты, является ограниченным и может оказаться недостаточным в некоторых вариантах применения.

Поэтому существует потребность в соединителе и в способе присоединения для соединения первой трубы с фитингом с целью соединения вместе по меньшей мере пары труб в случае, когда конец указанной первой трубы проходит в муфте, но длина муфты не должна быть ограничена длиной участка первой трубы, который может быть расположен внутри муфты для присоединения к фитингу.

Кроме того, задачей изобретения является создание соединителя и способа присоединения для соединения первой трубы с фитингом с целью соединения вместе по меньшей мере пары труб, обеспечивающих соединение повышенной надежности, качество которого можно установить при помощи контроля, осуществляемого после операции соединения.

Для решения этой задачи согласно изобретению обеспечены соединение, содержащее трубу и соединитель, соединительный набор и способ присоединения, позволяющие присоединить трубу к фитингу для соединения вместе по меньшей мере пары труб.

Таким образом, первым объектом изобретения является способ присоединения первой трубы к соединителю, при этом соединитель позволяет соединить вторую трубу с первой трубой, способ включает в себя этапы, на которых:

a) обеспечивают соединительный набор, содержащий муфту и фитинг для соединения вместе по меньшей мере пары труб, причем

фитинг в основном имеет трубчатую форму и ось, а также первое и второе отверстия для присоединения двух труб;

первое отверстие выполнено на первом конце фитинга и ориентировано по его оси;

b) размещают фитинг в первом положении, в котором первый конец фитинга выступает наружу муфты через ее первый конец;

c) трубу герметично присоединяют к первому отверстию фитинга;

d) фитинг перемещают относительно муфты во второе положение, в котором первое отверстие, предпочтительно, находится внутри муфты; и

e) когда фитинг находится во втором положении, муфту прикрепляют к фитингу на расстоянии от указанного первого отверстия, при этом указанное расстояние превышает диаметр внутреннего канала фитинга, муфта и фитинг вместе образуют соединитель.

В предыдущем определении в основном трубчатая форма обозначает форму детали, имеющей внутренний канал, длина которого превышает диаметр.

В рамках вышеупомянутого способа фитинг и муфта являются отдельными деталями. В частности, речь идет об отдельных деталях, которые обеспечивают на этапе а) и впоследствии соединяют друг с другом на этапе е) способа, например, посредством сварки. Таким образом, муфта и фитинг не являются двумя частями одной цельной детали.

Вместе с тем, в случае необходимости, муфту и фитинг можно частично соединить друг с другом уже на этапе а), поскольку это частичное соединение не мешает относительным позиционированиям, осуществляемым на этапах b) и d).

Фитинг предназначен для соединения вместе по меньшей мере пары труб. Для этого он имеет внутренний канал, соединяющий его первое отверстие с его вторым отверстием. Таким образом, текучая среда, производящая теплообмен с трубой, присоединенной к первому отверстию муфты, может проходить через этот канал ко второму отверстию фитинга.

В первом положении часть фитинга находится внутри муфты.

Предпочтительно на этапе d) перемещение фитинга осуществляют в направлении, при котором расширяющаяся часть фитинга проходит внутри муфты. Это позволяет муфте после ее прикрепления к фитингу располагаться вокруг большей части фитинга и даже вокруг всего фитинга, а также, возможно, вокруг части трубы. Это расположение позволяет муфте выполнять различные функции относительно фитинга (механическая защита, термическая защита и т.д.).

Преимущество конструкции соединителя с двумя соединенными вместе частями состоит в следующем.

Эта конструкция позволяет присоединить сначала трубу к фитингу (этап с), затем прикрепить муфту к фитингу (этап е).

Как было указано выше, фитинг и муфта являются двумя отдельными деталями, выполненными с возможностью осуществления относительного перемещения на этапе d) между этими двумя этапами соединения.

В первом положении первый конец фитинга находится снаружи муфты. Предпочтительно, в этом положении присоединение первой трубы к фитингу является более легким, чем во втором положении, в котором конец первой трубы смещен относительно первого положения. Во втором положении конец трубы может находиться в положении, в котором крепление на первом отверстии фитинга является менее легким и даже невозможным. Примером такой ситуации является случай, когда во втором положении первое отверстие находится внутри муфты.

Таким образом, способ согласно изобретению позволяет осуществлять присоединение первой трубы к фитингу во время этапа (этап с) присоединения с применением этого способа, надежность которого признана, и, в случае необходимости, производить контроль качества этого соединения во время этапа с) до перемещения, осуществляемого на этапе d).

Например, для присоединения трубы к первому отверстию фитинга в варианте выполнения конец трубы можно присоединить к фитингу сваркой, в частности посредством орбитальной сварки. Такую сварку можно производить исключительно надежно, в частности, при помощи робота. Кроме того, эту сварку можно контролировать.

Кроме того, в полученном таким образом соединении конец первой трубы присоединен к первому концу фитинга, а муфта прикреплена к любой части фитинга.

Из этого следует, что фитинг может иметь форму, позволяющую применять муфты, имеющие самые разные форму и/или длину, в частности применять муфты большой длины (вдоль их оси). Благодаря этому длина муфты не ограничена в зависимости от длины первой трубы, которая может быть расположена внутри муфты.

При этом, согласно изобретению, на этапе е) муфту прикрепляют к фитингу на расстоянии от первого отверстия, превышающем диаметр внутреннего канала фитинга. Таким образом, фитинг выполняет функцию удлинителя для первой трубы. Таким образом, муфту прикрепляют не на уровне или вблизи конца трубы, а на некотором от него расстоянии (то есть входящие друг с другом в контакт части муфты и фитинга, которые служат для их соединения, отстоят от первого отверстия фитинга). Кроме того, расстояние между зоной крепления муфты на фитинге и первым отверстием фитинга, предпочтительно, превышает двойной диаметр внутреннего канала фитинга.

Учитывая расстояние между зоной крепления муфты на фитинге и первым отверстием фитинга, напряжения, передаваемые муфтой на фитинг, не сосредоточены в фитинге, а, наоборот, оказываются относительно рассеянными, что позволяет ограничить концентрацию напряжений вблизи первого конца фитинга.

Кроме того, это расстояние позволяет муфте проходить вокруг фитинга на некоторую длину (по меньшей мере не меньше диаметра внутреннего канала фитинга).

В предпочтительном варианте выполнения муфта выполняет функцию механической опоры. При этом способ дополнительно содержит этап f), на котором муфту прикрепляют к опоре. Эта опора предназначена для удержания в положении соединителя; она может представлять собой, например, стенку, основание и т.д.

В варианте выполнения этап b) осуществляют следующим образом: фитинг вводят в муфту через второй конец муфты, находящийся со стороны, противоположной ее первому концу, затем устанавливают в первое положение, что позволяет присоединить трубу. В этом последнем случае перемещения фитинга на этапах b) и d) происходят в противоположных направлениях: фитинг вводят в муфту через второй конец и перемещают на этапе b) от второго конца по направлению к первому концу муфты; затем на этапе d), наоборот, фитинг перемещают в противоположном направлении, ко второму концу муфты, чтобы обеспечить прикрепление муфты к фитингу. Преимущество этого варианта состоит в следующем.

Применение способа присоединения приводит к образованию соединителя, объединяющего муфту и фитинг.

Когда применяют предыдущий вариант, через первое отверстие муфты пропускают только первый конец фитинга. Поэтому нет необходимости, чтобы отверстие муфты на ее первом конце обязательно превышало размер первого конца фитинга. Затем, если первый конец фитинга имеет небольшие размеры и, например, имеет по существу такой же наружный диаметр, что и первая труба, первое отверстие муфты может иметь размер, близкий к этому диаметру (хотя и немного превышает его). Вследствие этого после способа присоединения первый конец муфты оказывается закупоренным (почти полностью) самой первой трубой. В результате камера или внутренний канал муфты оказывается относительно изолированным, в частности термически, от наружного окружающего пространства, находящегося вблизи ее первого конца. Эта термическая изоляция может представлять собой термическую защиту для соединения между концом первой трубы и фитингом.

Вместе с тем, нет никакого ограничения размера для второго конца фитинга (со стороны, противоположной первой трубе) или для части муфты, находящейся со стороны, противоположной первой трубе.

Предпочтительно, это оставляет большую свободу выбора формы для части фитинга, предназначенной для соединения со второй трубой, и для части муфты, которая должна быть прикреплена к фитингу.

Вторым объектом изобретения является также соединительный набор, содержащий муфту и фитинг для соединения вместе по меньшей мере пары труб, причем

фитинг в основном имеет трубчатую форму и ось, а также первое и второе отверстия для присоединения двух труб;

первое отверстие выполнено на первом конце фитинга и ориентировано по его оси;

указанный первый конец выполнен с возможностью обеспечения герметичного присоединения одной трубы из указанной пары труб к первому отверстию фитинга;

фитинг выполнен с возможностью перемещения скольжением коаксиально по отношению к муфте из первого положения, в котором первый конец фитинга выступает наружу первого конца муфты, во второе положение, которое позволяет прикрепить муфту к фитингу на расстоянии от указанного первого отверстия, при этом указанное расстояние превышает диаметр внутреннего канала фитинга.

Тот факт, что прикрепление муфты к фитингу осуществляют на расстоянии от первого отверстия фитинга, значит, что крепление или соединение между муфтой и фитингом находится как минимум на некотором расстоянии от первого отверстия фитинга; это минимальное расстояние равно диаметру внутреннего канала фитинга.

Понятно, что такой соединительный набор позволяет закрепить трубу на фитинге, объединенном с муфтой с образованием соединителя, при помощи описанного выше способа присоединения; точно так же, способ согласно изобретению можно применять с любым раскрытым согласно изобретению типом соединительного набора.

В соединительном наборе муфта может выполнять функцию опоры. В этом случае в предпочтительном варианте выполнения муфта содержит основание, имеющее крепежный фланец, выполненный с возможностью прикрепления муфты к опоре (термин «основание» обозначает в данном случае просто конструктивную деталь, относительно которой удерживается в положении соединение между двумя трубами).

В варианте осуществления, когда фитинг устанавливают во второе положение, крепежный фланец находится вблизи первого конца муфты.

Кроме того, фитинг и муфта могут быть выполнены таким образом, чтобы после присоединения первой трубы внутренний канал был частично и, если возможно, на большей части термически изолирован от атмосферы, внешней по отношению к муфте вблизи ее первого конца.

Для этого в варианте выполнения основание частично закрывает первый конец муфты. Таким образом, основание имеет сечение для прохождения текучей среды через основание меньше среднего проходного сечения муфты (эти сечения в данном случае представляют собой площади, измеренные в плоскостях сечения, перпендикулярных к оси муфты).

В частности, основание может быть плоским и может быть ориентировано поперечно к оси муфты. В этих условиях оно может служить, например, для прикрепления соединителя к стенке, через которую проходит труба, и заменяет собой часть стенки.

В варианте осуществления с вышеуказанным основанием в основании выполнено отверстие для прохождения трубы, и диаметр этого отверстия немного превышает диаметр внутреннего канала фитинга. Под выражением «диаметр немного превышает» в данном случае следует понимать, что диаметр отверстия составляет от 1 до 1,5 диаметра внутреннего канала фитинга.

В варианте осуществления муфта имеет второй конец со стороны, противоположной первому концу; и среди двух концов муфты только второй конец позволяет ввести фитинг в муфту для его установки в первое положение. Это может быть связано, в частности, с тем, что второй конец имеет более значительную проходную площадь, чем первый конец. В случае необходимости, этот вариант выполнения позволяет использовать фитинг с гораздо более широким вторым концом, чем его первый конец.

Это выполнение муфты и фитинга позволяет применять представленный выше специфический порядок работы.

В варианте осуществления муфта и фитинг выполнены таким образом, чтобы муфту можно было закрепить на втором конце фитинга.

В варианте осуществления, относительно оси фитинга, когда фитинг размещают во втором положении, первый конец находится внутри муфты.

В варианте осуществления второе отверстие фитинга находится на втором конце фитинга, и этот конец выполнен с возможностью герметичного присоединения второй трубы из указанной пары труб ко второму отверстию фитинга.

Наконец, необходимо отметить, что изобретение включает в себя конфигурацию, в которой фитинг имеет множество внутренних, в частности, параллельных каналов для прохождения нескольких потоков текучей среды. В этом случае фитинг можно применять для соединения множества пар труб. Различные технические признаки способа присоединения и соединительного набора относятся также к этой конфигурации.

Изобретение и его преимущества будут более очевидны из последующего подробного описания вариантов осуществления на не ограничительных примеров со ссылками на чертежи.

На фиг. 1 схематично показан нагреватель, содержащий два соединения, в соответствии с изобретением, вид в перспективе;

на фиг. 2 - соединение в соответствии с изобретением, вид в разрезе;

на фиг. 3 - соединитель в соответствии с изобретением во время закрепления на трубе для получения соединения, показанного на фиг. 2, вид в разрезе.

Нагреватель 100, показанный на фиг. 1, является частью ракетного двигателя 1000, в которой показан только нагреватель.

Нагреватель 100 содержит змеевик 50, цилиндрическую трубу 60 и два по существу идентичных соединителя 101 и 102.

Труба 60 является трубой, в которой циркулируют отработавшие газы двигателя 1000, имеющие высокую температуру. Соединители 101 и 102 предназначены для удержания концов змеевика 50 в неподвижном положении относительно стенки трубы 60. Змеевик выполнен в виде спиралевидной трубки с четырьмя витками. Концы змеевика изогнуты под прямым углом в виде колен 51, 52, что позволяет им проходить через стенку 62 трубы 60. Посредством соединителей 101 и 102 змеевик 50 соединяют с входной и выходной частями (не показаны) контура распределения водорода.

Во время сборки нагревателя 100 сначала змеевик помещают в трубу 60. Предварительно в стенке трубы 60 выполняют отверстия (из которых на фиг. 3 показано отверстие 61) для прохождения концов змеевика 50: после установки змеевика в трубе 60 его концы выводят в два отверстия, выполненные в стенке 62.

Поскольку змеевик не должен мешать прохождению газов в трубе 60, диаметр змеевика близок к диаметру трубы 60, поэтому витки змеевика оказываются в непосредственной близости от стенки трубы 60. Кроме того, поскольку существует зазор или небольшое расстояние между витками змеевика и внутренней стенкой трубы 60, концы змеевика невозможно извлечь через отверстия, выполненные в стенке 62, примерно более чем на 8-12% диаметра трубы 60 (то есть на 2-3 сантиметра, при этом диаметр трубы 60 составляет около 25 сантиметров).

Как было указано выше, учитывая тепловые расширения и сжатия, действующие на змеевик 50, и ускорения и вибрации, действующие на нагреватель 100, необходимо надежно удерживать в положении змеевик по отношению к трубе 60. В частности, необходимо как можно меньше механически воздействовать на концы змеевика 50, чтобы избежать любого риска образования трещин в месте соединения змеевика с входной и выходной частями контура распределения водорода.

Для этого соединение змеевика согласно изобретению осуществляют посредством соединителей, таких как соединители 101 и 102. Далее в качестве примера следует описание соединителя 101 со ссылками на фиг. 2 и 3.

Соединитель 101 состоит из двух собранных вместе деталей: муфты 10 и фитинга 20 для соединения вместе по меньшей мере пары труб.

Фитинг 20 в основном имеет трубчатую форму, в частности форму тела вращения вокруг оси А. Он имеет внутренний канал 22, проходящий вдоль оси А и соединяющий первое и второе отверстия, соответственно обозначенные 24А и 24В. Эти отверстия 24А и 24В выполнены зенкованными для обеспечения присоединения труб. В соединении, показанном на фиг. 2, первый конец 55 трубы, образованный змеевиком 50, соединен с первым отверстием 24А.

Отверстия 24А и 24В расположены на концах 25А и 25В фитинга; они представляют собой круглые отверстия, коаксиальные с осью А фитинга. В частности, отверстие 24А обеспечено для присоединения конца трубы, проходящего вдоль оси А, к концу 25А фитинга.

Хотя согласно некоторым вариантам осуществления изобретения фитинг может быть симметричным относительно плоскости, перпендикулярной к оси А, в представленном варианте фитинг 20 является асимметричным. Действительно, он объединяет в себе две последовательные части, которые с учетом их общей внешней формы называют цилиндрической частью 26А и частью 26В в форме усеченного конуса. Что касается внутреннего канала 22, то он имеет постоянный диаметр. Форма части 26В в виде усеченного конуса позволяет увеличить наружный диаметр фитинга относительно его цилиндрической части 26А, что позволяет механически усилить второй конец 25В фитинга по отношению к первому концу. Наконец, конец 25В фитинга 20 содержит кольцевой фланец 28, к которому прикрепляют муфту 10.

Муфта 10 состоит из трех частей, а именно из трубчатого ствола 14, сильфона 16 и основания 12. Эти три части выполнены за одно целое. Таким образом, основание 12 представляет собой первый конец 10А муфты; что же касается части сильфона 16, которая находится со стороны, противоположной основанию 12, то она образует второй конец 10В муфты.

Основание 12 предназначено для крепления соединителя 101 к стенке 62.

Оно представляет собой диск с круглым отверстием 13 в центре. Этот диск предназначен для закрепления в отверстии 61, выполненном в стенке 62 для прохождения конца 55 змеевика 50.

Ствол 14 и сильфон 16 выполняют функцию механического соединения между основанием 12 и фитингом 20. Ствол 14 имеет общую цилиндрическую форму и толщину, которая постепенно уменьшается от основания 12 к сильфону 16. Это уменьшение (постепенное) толщины позволяет получить часть 161 изгиба тоже небольшой толщины в части сильфона, примыкающей к стволу.

Под сильфоном следует понимать деталь с тонкой стенкой, которая проходит вокруг оси и имеет поперечные размеры, которые сначала увеличиваются, затем уменьшаются.

Таким образом, сильфон 16 состоит из вышеуказанной части 161 изгиба, диаметр которой увеличивается от ствола 14 по направлению к концу 25В фитинга, и из части 162 сопряжения с уменьшающимся диаметром, которая соединяет часть изгиба с фланцем 28. Для обеспечения крепления сваркой муфты 10 к фланцу 28 часть сопряжения имеет круглое отверстие 18, коаксиальное с осью муфты, диаметр D которого по существу равен наружному диаметру фланца 28.

Часть 161 изгиба имеет относительно небольшую толщину, и ее сечение имеет точки перегиба (в продольной плоскости сечения, как показано на фиг. 2). По этой причине сильфон 16 и, в частности, его часть изгиба имеет определенную упругость, которая благодаря деформации муфты 10 позволяет уменьшить усилия, передаваемые стенкой 62 на конец змеевика 50.

Таким образом, муфта 10 имеет часть большего диаметра, образованную сильфоном 16, и часть меньшего диаметра, образованную стволом 14. Сильфон 16 и ствол 14 являются по существу смежными в осевом направлении (вдоль оси А) муфты.

Таким образом, муфта 10 имеет форму гриба.

Изменение диаметра на уровне части 161 изгиба, которая имеет небольшую толщину, позволяет муфте 10 упруго деформироваться вдоль оси А, что позволяет избегать появления слишком сильных напряжений, в частности, в сварных соединениях между змеевиком (или трубой) 50 и фитингом 20.

Сборка

Сборку соединителя 101 осуществляют следующим образом.

Для обеспечения прохождения и соединения двух концов змеевика 50 стенка имеет два больших отверстия (на фиг. 3 показано отверстие 61), диаметр которых по существу равен наружному диаметру основания 12.

Установка соединителя 101 на конце 55 змеевика включает в себя следующие операции.

На первоначальном этапе конец 55 змеевика пропускают через стенку 62 через отверстие 61.

a) Обеспечивают элементы соединителя 101, то есть муфту 10 и фитинг 20.

b) Посредством первого перемещения фитинг 20 размещают таким образом, чтобы первый конец 25А фитинга выступал наружу муфты 10. При этом фитинг 20 располагают относительно муфты 10 в положение, показанное на фиг. 3 и называемое «первым положением».

Эту операцию позиционирования осуществляют следующим образом: фитинг 20 вводят в муфту 10 не через отверстие 13, которое является слишком маленьким для обеспечения прохождения фитинга 20, а через отверстие 18, то есть через второй конец 10В муфты 10. Эта операция является возможной, поскольку муфту 10 и фитинг 20 специально располагают таким образом, чтобы фитинг 20 можно было ввести в муфту 10 через отверстие 18 и затем переместить скольжением в муфте 10, пока он не займет первое положение, в котором его первый конец 25А выступает из муфты 10 через конец 10А с целью присоединения трубы. Для обеспечения этого перемещения фитинга 20 в муфте 10 на практике достаточно, чтобы наружный профиль фитинга 20 (который показан на фиг. 2) находился внутри внутреннего профиля муфты 10 при всех относительных положениях, которые должен занимать фитинг 20 относительно муфты 10, начиная с первоначального положения позиционирования фитинга 20 снаружи муфты 10 вблизи отверстия 18 и до его позиционирования в «первом положении» относительно муфты 10 (фиг. 3).

В этом первом положении первый конец 25А фитинга выступает из муфты 10, что позволяет прочно и герметично присоединить конец 55 змеевика к отверстию 24А фитинга.

c) После этого трубу присоединяют к первому отверстию. Эту операцию осуществляют посредством орбитальной сварки при помощи сварочного робота.

d) Посредством второго перемещения фитинг 20 располагают относительно муфты 10 во второе положение, в котором первое отверстие 24А фитинга оказывается внутри муфты. Это положение показано на фиг. 2.

e) Когда фитинг находится в этом втором положении относительно муфты, муфту 10 прикрепляют к фитингу 20 на расстоянии от указанного первого отверстия 24А. В представленном варианте эта операция представляет собой закрепление сваркой фланца 28 в отверстии 18.

f) Наконец, посредством сварки прикрепляют основание 12 к стенке 62.

Понятно, что, выбирая соответствующим образом длину фитинга 20 (измеренную вдоль оси А), можно использовать муфту 10, имеющую длину, соответствующую предъявляемым к ней техническим требованиям.

Использование удлиненного фитинга, такого как фитинг 20, позволяет решить проблему ограничений, связанных с короткой длиной змеевика 50 снаружи стенки 60. Чем больше длина муфты, тем больше сильфонов она может содержать. Например, муфта может иметь множество сильфонов вместо одного, такого как сильфон 16. Эти сильфоны позволяют увеличить упругость муфты и, следовательно, ограничить в еще большей степени, чем муфта 10, силы, передаваемые стенкой 62 на конец змеевика 50. Как правило, для придания муфте упругости любая форма, в частности тела вращения, имеющая не прямое осевое сечение (например, в виде S и т.д.), способствует осевой деформации муфты и увеличивает ее упругость.

С другой стороны, необходимо отметить, что представленный соединитель 101 является герметичным. Однако эта герметичность обеспечена не на уровне только стенки 62 (в плоскости основания 12, то есть на уровне отверстия 13), но всем соединителем 101 в совокупности. Для обеспечения герметичности соединителя 101 конец 55 герметично присоединяют сваркой к отверстию 24А фитинга 20, фланец 28 герметично закрепляют сваркой в отверстии 18, и основание 12 герметично прикрепляют сваркой к стенке 62.

С другой стороны, поскольку отверстие 13 не является герметичным, камера 15, которая образуется внутри муфты 10 вокруг фитинга 20 и трубы 55, оказывается соединенной с внутренним пространством трубы 60 через достаточно узкий кольцевой канал, окружающий змеевик 50. Поскольку этот канал является узким, газы, присутствующие в камере 15, могут обновляться, но только медленно. Таким образом, они выполняют роль термического амортизатора в соединителях 101 и 102 между газами, проходящими в трубе 60, и водородом, циркулирующим в змеевике. Действительно, содержащиеся в камере 15 газы имеют температуру, промежуточную между температурой водорода, циркулирующего в змеевике 50, и температурой отработавших газов, проходящих в трубе 60. Благодаря этому, сварное соединение на конце 55 змеевика в соединителе 101 защищено термически от вредных термических влияний, которые могли бы возникать, если бы сварное соединение нагревалось до высокой температуры отработавших газов двигателя 1000.

Реферат

Изобретение относится к способу присоединения трубы (50) к соединителю (101, 102), включающему в себя этапы, на которых: а) обеспечивают соединительный набор, содержащий муфту и фитинг в основном трубчатой формы для соединения вместе по меньшей мере пары труб; б) фитинг размещают в первом положении, в котором первый конец фитинга выступает наружу муфты через ее первый конец (10А); с) первую трубу герметично присоединяют к первому отверстию; д) фитинг перемещают относительно муфты во второе положение, в котором первое отверстие находится внутри муфты; и е) когда фитинг находится во втором положении, муфту (10) закрепляют на достаточном расстоянии от фитинга (20). Описан соединительный набор для осуществления способа. Изобретение повышает надежность соединения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула