Способ и устройство для соединения двух трубчатых элементов для транспортировки жидкости - RU2572035C2

Чертежи

Показать все 17 чертежа(ей)

Описание

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для соединения двух элементов трубы для транспортировки текучих или газообразных сред, на конце у одного из элементов имеется муфта с внутренним диаметром, большим, чем внешний диаметр указанного элемента, в муфту помещают конец другого элемента трубы.

В документе WO 2005-043021 описывается структура для соединения двух труб, одна из которых имеет на конце муфту с внутренним диаметром больше, чем внешний диаметр труб. В конец с муфтой одной из труб помещают конец другой трубы. Уплотнитель помещают между муфтой и другой трубой. Адгезив инжектируют в кольцевой зазор между муфтой и другой трубой и ограничивают уплотнителем. Такая система расположения редко бывает удовлетворительной, поскольку, как правило, адгезив в кольцевом зазоре располагается неравномерно. Если повысить давление инжекции в попытке заполнить кольцевой зазор, возникает высокий риск выбить уплотнитель или избыток адгезива вытечет в трубу на конце трубы.

Одной из целей настоящего изобретения является предложение устройства для соединения двух элементов труб, один из которых имеет увеличенную муфту для посадки конца другого элемента, и которое не имеет указанных выше недостатков.

Другой целью настоящего изобретения является предложение способа соединения двух элементов трубы посредством инжектирования скрепляющей жидкости с гарантией хорошего распределения скрепляющей жидкости.

В описании настоящей патентной заявки приведено описание устройства для соединения первого и второго элемента трубы для транспортировки жидкой или газообразной среды посредством инжектирования скрепляющей жидкости, второй элемент с муфтой принимает конец первого элемента, включающий диффузионную часть для диффузии инжектируемой скрепляющей жидкости, диффузионная часть выполнена с возможностью размещения по окружности первого элемента и упора края муфты, указанная диффузионная часть имеет по меньшей мере одно отверстие для инжекции скрепляющей жидкости в указанную диффузионную часть. Диффузионная часть образует камеру для сбора указанной скрепляющей жидкости и для ее распределения по окружности. Устройство включает направляющие средства, позволяющие активно направлять скрепляющую жидкость в пространство соединения между муфтой и первым элементом.

В одном аспекте описания настоящей патентной заявки направляющие средства включают дефлектор с наклонной и/или изогнутой поверхностью, выполненный с возможностью придания аксиального вектора скорости по окружности течения скрепляющей жидкости.

В одном аспекте описания настоящей патентной заявки диффузионная часть образует окружной канал и направляющие средства включают по меньшей мере один вторичный диффузионный канал, окружной канал распределяет скрепляющую жидкость по меньшей мере в одном вторичном диффузионном канале.

Преимущественно окружной канал шире, чем по меньшей мере один вторичный диффузионный канал. Такая конфигурация позволяет окружному каналу сначала заполняться скрепляющей жидкостью и затем распределять скрепляющую жидкость по меньшей мере в одном вторичном окружном канале и пространстве соединения.

В другом аспекте описания настоящей патентной заявки диффузионная часть представляет главным образом U форму с внутренним крылом, радиальным корпусом и внешним крылом, диффузионная часть выполнена с возможностью помещения на трубе внутреннего крыла, лежащего с упором в первый элемент, где окружной канал образуется между внутренним крылом, радиальным корпусом и внешним крылом.

Внутреннее крыло может включать одну внутреннюю поверхность, выполненную с возможностью посадки муфты и внешнюю поверхность, выполненную с возможностью упра торцом в муфту.

В одном аспекте описания настоящей патентной заявки по меньшей мере один вторичный канал обеспечивает аксиальное распределение скрепляющей жидкости. По меньшей мере один вторичный канал может располагаться аксиально между указанным каналом и указанным пространством соединения, или обеспечивает секцию, которая располагается по меньшей мере частично аксиально и по окружности или наклонена относительно осевого направления, аналогично, например, кольцевой резьбе. Длина по меньшей мере одного вторичного канала может главным образом соответствовать длине внутреннего крыла. В качестве альтернативы, длина по меньшей мере одного аксиального канала может быть меньше, чем длина внутреннего крыла.

В одном аспекте описания настоящей патентной заявки по меньшей мере один вторичный диффузионный канал по меньшей мере частично ориентирован в радиальном направлении.

В одном варианте воплощения настоящего изобретения по меньшей мере один вторичный диффузионный канал расположен на внутреннем крыле диффузионной части.

В другом варианте воплощения настоящего изобретения устройство включает муфту и по меньшей мере один вторичный диффузионный канал, расположенный на внутреннем крыле диффузионной части.

Соответственно в одном аспекте описания настоящей патентной заявки внутреннее крыло короче, чем внешнее крыло, муфта выполнена с возможностью упора торца во внутреннее крыло лицевой поверхности муфты.

В другом аспекте описания настоящей патентной заявки устройство включает резервуар со скрепляющей жидкостью, инжектируемой в пространство соединения между концом первого элемента трубы и муфтой второго элемента трубы.

Соответственно, в одном варианте воплощения настоящего изобретения диффузионная часть для диффузии скрепляющей жидкости имеет один преимущественный циркуляционный канал для скрепляющей жидкости. Между каналом и пространством между элементом первой трубы и муфтой элемента второй трубы диффузионная часть для диффузии скрепляющей жидкости имеет по меньшей мере один аксиальный канал для диффузии скрепляющей жидкости.

Преимущественно диффузионная часть для диффузии скрепляющей жидкости состоит из разомкнутого кольца.

Предпочтительно диффузионная часть для диффузии скрепляющей жидкости включает диффузионные аксиальные каналы с различной геометрией и расположением вокруг диффузионной части в зависимости от положения указанных каналов относительно отверстия.

Преимущественно муфта, принимающая конец первого элемента, имеет коническую форму.

Соответственно в одном предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения диффузионная часть для диффузии скрепляющей жидкости состоит из двух частей.

Диффузионная часть может быть сформирована как единое целое с муфтой второго элемента трубы.

Также настоящее изобретение относится к способу соединения посредством инжектирования скрепляющей жидкости первого и второго элементов трубы для транспортировки текучей или газообразной среды, второй элемент включает муфту, способ включает стадии:

a. сборки диффузионной части для диффузии скрепляющей жидкости первого элемента трубы и второго элемента трубы, таким образом, чтобы, когда они будут собраны, диффузионная часть лежала вокруг первого элемента и на краю муфты второго элемента трубы, первый элемент трубы помещается в муфту;

b. инжектирование скрепляющей жидкости в диффузионную часть, таким образом, чтобы обеспечить распределение скрепляющей жидкости в диффузионной части вокруг первого элемента трубы,

c. подача под высоким давлением инжектируемой скрепляющей жидкости,

d. отверждение скрепляющей жидкости,

где по меньшей мере одна из стадий c и d включает активное направление скрепляющей жидкости в пространство соединения между муфтой и первым элементом.

В одном аспекте описания настоящей патентной заявки стадия активного направления скрепляющей жидкости в пространство соединения между муфтой и первым элементом включает стадию наполнения окружного канала, образованного в диффузионной части для диффузии скрепляющей жидкости и распределения скрепляющей жидкости из окружного канала по меньшей мере в один вторичный диффузионный канал.

Предпочтительно после получения соединения диффузионную часть для диффузии скрепляющей жидкости удаляют.

Далее настоящее изобретение будет описано со ссылкой на приложенные Фигуры, где можно увидеть:

Фигура 1 - сечение по оси с пространственным разделением деталей образца одного из вариантов воплощения соединения элементов трубы по настоящему изобретению применительно к трубе;

Фигура 2 - осевое сечение элементов Фигуры 1 после соединения;

Фигура 3 - увеличенный вид в разрезе справа диффузионной части для диффузии скрепляющей жидкости с детального изображения на Фигуре 2;

Фигура 4 - вид в радиальной плоскости второго варианта воплощения настоящего изобретения диффузионной части для диффузии скрепляющей жидкости;

Фигура 5 - вид в радиальной плоскости третьего варианта воплощения настоящего изобретения диффузионной части для диффузии скрепляющей жидкости;

Фигура 6 - вид образца варианта воплощения резервуара для скрепляющей жидкости;

Фигура 7 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей образца одного из вариантов воплощения соединения элементов трубы по настоящему изобретению;

Фигура 8 - вид с частичным осевым сечением образца варианта воплощения настоящего изобретения с Фигуры 7;

Фигура 9 - частичный вид в разрезе образца варианта воплощения настоящего изобретения Фигуры 8 после сборки;

Фигура 10 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей образца другого варианта воплощения соединения элементов трубы по настоящему изобретению применительно к желобу;

Фигура 11 - вид в перспективе образца варианта воплощения настоящего изобретения Фигуры 10 после сборки;

Фигура 12 - вид с пространственным разделением деталей другого варианта воплощения соединения элементов трубы по одному из аспектов настоящего изобретения;

Фигура 13 - увеличенный вид в разрезе справа диффузионной части для диффузии скрепляющей жидкости с детального изображения на Фигуре 12 в соединении;

Фигура 14 - вид с пространственным разделением деталей другого варианта воплощения соединения элементов трубы по другому аспекту настоящего изобретения;

Фигура 15 - вид с пространственным разделением деталей другого варианта воплощения соединения элементов трубы по другому аспекту настоящего изобретения;

Фигура 16 - вид с пространственным разделением деталей другого варианта воплощения соединения элементов трубы по другому аспекту настоящего изобретения;

Фигура 17 - вид с пространственным разделением деталей другого варианта воплощения соединения элементов трубы по другому аспекту настоящего изобретения;

Фигура 18 - способ соединения элементов трубы по одному из аспектов настоящего изобретения.

На Фигурах 1-9, первый элемент трубы 1 имеет цилиндрический конец. Второй элемент трубы 2 является цилиндрическим, но он имеет на конце муфту 3, предпочтительно в виде усеченного конуса, к которому прикреплен хомут 4. Муфта имеет свободный край 5, на котором могут быть обеспечены радиальные упоры, такие как 6 на Фигуре 3.

Диффузионная часть 7 для диффузии скрепляющей жидкости, как правило, имеет кольцеобразную форму. В поперечном сечении по плоскости, проходящей вдоль оси трубы (Фигура 3), предпочтительной является форма перевернутой буквы U с внутренним крылом 8, радиальным корпусом 9 и внешним крылом 10. Внутреннее крыло предназначено для упора первого элемента трубы 1. Его верхняя поверхность имеет один или более аксиальный канал 11, открытый с одной стороны по направлению к внутренней части U по всей ее длине, с другой стороны на его конце по направлению к пространству 12 между первым элементов трубы 1 и муфтой.

Внешнее крыло 10 обеспечено одним или более отверстием 13, предназначенным для инжекции скрепляющей жидкости. Когда диффузионная часть 7 установлена по месту на край 5 муфты 3, край 5 входит между внутренним крылом 8 и внешним крылом 10. Упоры 6, если присутствуют, упираются в край внешнего крыла 10. При такой системе расположения между краем 5 муфты 3, корпусом 9 и внешним крылом 10 очерчивается граница окружного канала 14 для преимущественной циркуляции скрепляющей жидкости. Окружной канал 14 связан с аксиальными каналами 11 внутреннего крыла 8. Аксиальные вторичные каналы 11 образуют направляющие средства, выполненные с возможностью направлять скрепляющую жидкость, распределяемую из окружного канала по направлению к пространству соединения 12 между муфтой 3 и концом первого элемента.

Вторичные каналы 11 Фигур 1-9 главным образом аксиальные. В качестве альтернативы, вторичные каналы также могут быть радиальными, как будет описано далее в соответствии с Фигурой 14.

В описанном варианте воплощения настоящего изобретения элемент трубы 1 и 2 и диффузионная часть 7 для диффузии скрепляющей жидкости изготовлены из синтетического или другого материала и имеют предпочтительно форму цилиндра вращения, но также они могут быть, например, цилиндрическими с многоугольным поперечным сечением или эллипсоидальным.

Согласно первому варианту воплощения настоящего изобретения диффузионная часть 7 представляет тело вращения, как на Фигурах 1-3. Чтобы обеспечить некоторую свободу приспособления к краю 5 муфты 3 согласно второму варианту воплощения настоящего изобретения, она может представлять разомкнутое кольцо, как на Фигуре 4, и проводят сборку зажима 15 для двух концов разомкнутого кольца. Для обеспечения большой свободы приспособления края 5 муфты 3 по третьему варианту воплощения настоящего изобретения, она может быть из двух частей, как на Фигуре 5. В этом случае каждая из двух частей 7, 7′ может иметь свое собственное отверстие для инжекции скрепляющей жидкости 13, 13′ (не показано) и зажим в сборе 15, 15′.

На Фигуре 6 резервуар для скрепляющей жидкости 16 присутствует в форме, например, гильзы, жестяной банки, пакета многоразового использования или не многоразового, или устройства для диспергирования под давлением. Он может иметь гибкую соединительную трубку 17, обеспеченную питающим соплом 18, способным взаимодействовать с отверстием 13 диффузионной части 7 для обеспечения подачи скрепляющей жидкости в окружной канал 14. Как вариант, отверстие 13 диффузионной части 7 может быть выполнено для взаимодействия непосредственно с гибкой частью 17.

На Фигуре 7 диффузионная часть 7 предназначена для частичной вставки в край 5 муфты 3 с образованием фиттинга. Для этого край 5 муфты 3 снабжен кольцевой горловиной 19, поперечное сечение которой по осевой плоскости главным образом имеет форму квадранта круга. Диффузионная часть 7 для диффузии скрепляющей жидкости имеет на одной стороне радиальную грань 20, предназначенную для упора внутреннего края первого элемента 1, а на другой стороне кольцевой выступ 21, поперечное сечение которого по осевой плоскости главным образом имеет форму квадранта круга. Этот выступ 21 предназначен для соединения с горловиной 19 края 5 муфты 3 (Фигура 9). Внутренняя поверхность выступа 21 имеет аксиальные каналы 22 для прохождения потока скрепляющей жидкости между окружным каналом 23, размещенным в диффузионной части 7, и пространством между первым элементом трубы 1 и муфтой 3 второго элемента трубы 2.

На Фигурах 10 и 11 труба представляет желоб, а не трубу. Элементы Фигур 1-3, и 7-9, соответственно, используют в конфигурации полуцилиндра.

Способ соединения посредством инжектирования скрепляющей жидкости двух элементов трубы для транспортировки жидкости реализуется следующим образом в случае Фигур 1-3, и может быть применен к случаю Фигур 7-11.

Прежде всего, диффузионную часть 7 помещают на край 5 муфты 3, если требуется, закрепляют упорами 6. Затем конструкцию из муфты 3 и диффузионной части 7 сажают на конец первого элемента трубы 1, или наоборот конец первого элемента трубы 1 сажают на конструкцию из муфты 3 и диффузионной части 7 до достижения контакта конца первого элемента трубы 1 с хомутом 4. Затем резервуар 16 со скрепляющей жидкостью соединяют при использовании питающего сопла 18 с отверстием 13 диффузионной части 7 для диффузии скрепляющей жидкости. Затем скрепляющую жидкость инжектируют в диффузионную часть 7 и распределяют сначала в канале 14 вокруг трубы. Когда канал 14 заполнится, скрепляющая жидкость переходит в аксиальные каналы 11 и достигает пространства 12 между первым элементом трубы 1 и муфтой 3.

Как вариант, когда диффузионная часть 7 состоит из двух дополняющих друг друга отдельных частей, первый элемент трубы 1 сажают в муфту 3 до достижения контакта конца первого элемента трубы 1 с хомутом 4. Диффузионную часть 7 помещают вокруг элемента трубы 1 за счет сборки двух отдельных частей 2. Затем диффузионная часть 7 скользит вдоль элемента трубы 1 по направлению к муфте 3 до достижения контакта внешнего крыла 10 с упорами 6, если требуется.

Поскольку вторичный канал(ы) 11 по существу более узкий, чем окружной канал 14, он только перемещает скрепляющую жидкость, когда окружной канал 14 заполняется, и инжекция скрепляющей жидкости в пространство 12 происходит аксиально, что гарантирует однородную инжекцию и хорошее качество инжекции.

Как вариант, вторичные каналы 11 могут иметь различные формы и расположение в диффузионной части 7 для гомогенного распределения инжектируемой жидкости за счет компенсации или увеличения потери напора скрепляющей жидкости.

Количество инжектируемой скрепляющей жидкости может контролироваться объемным дозированием, например, за счет средств резервуара 16. Инжектируемая скрепляющая жидкость представляет скрепляющий и/или герметизирующий продукт, сохраняемый в жидкой форме в резервуаре 16, и она может изменить свое состояние и стать пастообразной или твердой под воздействием воздуха или реагента.

Форма муфты 3 в виде усеченного конуса позволяет отрегулировать зазор между элементом трубы и муфтой 3, позволяя инжекцию скрепляющей жидкости с постоянно возрастающим давлением инжекции и гомогенное распределение скрепляющей жидкости за счет динамического равновесия аксиального продвигающего фронта скрепляющей жидкости.

В случае, когда диффузионная часть для диффузии скрепляющей жидкости состоит из двух частей, она может быть удалена после достижения соединения для возможного повторного использования.

На Фигурах 12 и 13 приведено другое соединение труб по другому варианту воплощения настоящего изобретения.

Соединение трубы включает первый элемент трубы 21, выполненный с возможностью помещения во второй элемент трубы 22. Первый элемент трубы 21 имеет первый соединяемый конец 211. Второй элемент трубы 22 имеет второй соединяемый конец 221, который имеет форму, аналогичную таковой у первого соединяемого конца 211. Предпочтительно первый и второй соединяемые концы 211, 221 являются цилиндрическими. Конечно, это не является ограничением, и возможны другие формы, такие как круглая и многоугольная форма.

Второй соединяемый конец 221 имеет муфту 23, прикрепленную ко второму элементу трубы хомутом 24. Второй элемент трубы 22 и второй соединяемый конец 221 могут быть отформованы, как единое целое, как один единый элемент с диффузионной частью. В качестве альтернативы, вторая часть элемента трубы 22 и второй соединяемый конец 221 могут представлять два различных элемента, соединенных вместе, например, склеиванием, свариванием, наложением зажимов или любыми другими средствами соединения.

Муфта 23 имеет свободный конец 25. Длина муфты 23 главным образом соответствует глубине помещения первого элемента трубы 21 во второй элемент трубы 22. Глубина помещения первого элемента трубы 21 во второй элемент трубы 22 может быть определена длиной муфты 23. В виду формы муфты 23 в виде усеченного конуса, пространство 212, указанное здесь как пространство соединения, образуется между муфтой 23 и внешней поверхностью первого элемента трубы 21, помещаемого во второй элемент трубы.

Пространство 212 выполнено с возможностью приема скрепляющей жидкости для прочного соединения двух элементов трубы 21, 22. Для диффузии скрепляющей жидкости обеспечена диффузионная часть 27. Как правило, диффузионная часть 27 имеет кольцеобразную форму, соответствующую цилиндрической внешней форме первого и второго соединяемых концов 211, 221. Конечно, это не является ограничением и возможны другие формы, соответствующие по форме первому и второму соединяемым концам 211, 221.

Диффузионная часть 27 предпочтительно имеет форму перевернутой буквы U в поперечном сечении и выполнена с возможностью помещения на трубе с U образной формой в поперечном сечении по плоскости, проходящей через главную ось трубы. Диффузионная часть 27 включает внутреннее крыло 28, радиальный корпус 29 и внешнее крыло 210. Как приведено на Фигуре 12, длина внутреннего и внешнего крыльев главным образом идентичны. В качестве альтернативы, внутреннее крыло и внешнее крыло могут иметь варьирующие длины.

Внутреннее крыло 28 выполнено с возможностью упора первого элемента трубы 21, помещенного во второй элемент трубы 22. А именно, внутреннее крыло 28 имеет внешнюю поверхность 281, контактирующую с первым элементом трубы 21, и внутреннюю поверхность 282 для приема свободного края 25 муфты 23.

Внутренняя поверхность 282 включает множество вторичных каналов 2110, служащих для аксиального отклонения скрепляющей жидкости. Как показано на Фигуре 12, вторичные каналы 2110 являются аксиальными и расположены между концом первого канала 2111 на радиальной стороне корпуса и концом второго канала 2112 на стороне муфты. Внутренняя поверхность 282 может быть полностью или частично наклонена и/или изогнута по направлению к пространству соединения, выполненному с возможностью придания аксиальной скорости скрепляющей жидкости и для направления скрепляющей жидкости аксиально по направлению к указанному пространству соединения.

Длина вторичных каналов может соответствовать длине внутренней поверхности 282 внутреннего крыла или может быть короче, чем внутреннее крыло 28. Вторичные каналы 2110 нацелены на отклонение скрепляющей жидкости в аксиальном направлении, позволяя скрепляющей жидкости перемещаться в пространство соединения 12 между муфтой и первым элементом трубы.

Как будет объяснено позже, вторичные каналы 2110 необходимы для равномерной диффузии скрепляющей жидкости во время инжекции.

Свободный край 25 второго элемента трубы 22 выполнен с возможностью помещения в диффузионную часть 27 между внутренней поверхностью 282 внутреннего крыла 28 и внешнего крыла 210, когда диффузионная часть 27 для диффузии скрепляющей жидкости располагается по месту.

Диффузионная часть 27 включает одно или более отверстие 213 для инжекции скрепляющей жидкости. Как видно на Фигуре 10, одно или более отверстие 213 может быть расположено на внешнем крыле 210. Конечно, одно или более отверстие 213 может быть расположено на диффузионной части 27, например, также возможна инжекция через радиальный корпус 29.

Между свободным краем 25 муфты 23, радиальным корпусом 29, внутренним крылом 28 и внешним крылом 10 расположен окружной канал 214.

Окружной канал 214 определяет пространство, которое может быть заполнено скрепляющей жидкостью, инжектируемой в указанную диффузионную часть 27. Окружной канал 24 соединяется с одним или более вторичным каналом 2110, сформированным на внутренней поверхности 282 внутреннего крыла 28. Окружной канал 214 выполнен с возможностью действия в качестве коллектора для жидкости или промежуточной камеры для диффузии скрепляющей жидкости в различных аксиальных каналах 2110.

Предпочтительно окружной канал 214 шире, чем вторичные каналы 2110, что позволяет сначала заполняться окружному каналу 214 скрепляющей жидкостью, а затем распределяться скрепляющей жидкости в аксиальных каналах 2110 и в пространстве соединения 212.

Резервуар со скрепляющей жидкостью 16, как показано на Фигуре 6, может быть использован для инжекции скрепляющей жидкости. Резервуар 16 имеет гибкую соединительную трубку 17, обеспеченную питающим соплом 18, способным взаимодействовать с отверстием 213 диффузионной части 27 для обеспечения подачи скрепляющей жидкости в окружной канал 214. Как вариант, отверстие 13 диффузионной части 27 может быть выполнено для взаимодействия непосредственно с гибкой соединительной трубкой 17.

Специалист в области техники, к которой относится настоящее изобретение, легко может понять, что аксиальные каналы 11, 2110 предпочтительно расположены на равном расстоянии по окружности внутренней поверхности внутреннего крыла 8, 28, что позволяет равномерное распределение (распространение) инжектируемой жидкости.

На Фигурах 1 и 12 показаны различные интервалы между вторичными диффузионными каналами 11, 2110. Специалист в области техники, к которой относится настоящее изобретение, также легко может понять, что, даже если диффузионные каналы 11, 2110, приведенные на Фигурах по существу прямые, вторичные каналы могут иметь любую форму или геометрию.

Дополнительно, вторичные диффузионные каналы 11, 2110 представляют аксиальные диффузионные каналы. В другом варианте воплощения настоящего изобретения, приведенном на Фигуре 14, вторичные диффузионные каналы являются радиальными каналами. Вторичный канал также может быть отклонен в аксиальном направлении и/или радиальном направлении, или аналогичен частичной резьбе по окружности, как показано на Фигуре 16.

На Фигуре 14 приведены элементы соединения трубы по варианту воплощения настоящего изобретения. Соединение трубы включает первый элемент трубы 31, выполненный с возможностью помещения во второй элемент трубы 32. Первый элемент трубы 31 имеет первый соединяемый конец 311. Второй элемент трубы 32 имеет второй соединяемый конец 321. Предпочтительно первый и второй соединяемые концы 311, 321 являются цилиндрическими. Конечно, это не является ограничением, и возможны другие формы, такие как круглая и многоугольная форма.

Второй соединяемый конец 321 имеет муфту 33. Второй элемент трубы 32 и второй соединяемый конец 321 могут быть отформованы как единое целое, как один единый элемент с диффузионной частью. В качестве альтернативы, вторая часть элемента трубы 32 и второй соединяемый конец 321 могут представлять два различных элемента, соединенных вместе, например, склеиванием, свариванием, наложением зажимов или любыми другими средствами соединения.

Для диффузии скрепляющей жидкости обеспечена диффузионная часть 37. Как правило, диффузионная часть 27 имеет кольцеобразную форму, соответствующую цилиндрической внешней форме первого и второго соединяемых концов 211, 221.

Конечно, это не является ограничением, и возможны другие формы, соответствующие по форме первому и второму соединяемым концам 211, 221.

Диффузионная часть 37 предпочтительно имеет форму перевернутой буквы U в поперечном сечении, и выполнена с возможностью помещения на трубе с Uобразной формой в поперечном сечении по плоскости, проходящей через главную ось трубы. Диффузионная часть 37 включает внутреннее крыло 38, радиальный корпус 39 и внешнее крыло 310. Как приведено на Фигуре 14, внутреннее крыло 38 короче, чем внешнее крыло 310.

Внутреннее крыло 38 выполнено с возможностью упора первого элемента трубы 31, помещенного во второй элемент трубы 32. А именно, в этом варианте воплощения настоящего изобретения внутреннее крыло 38 имеет внешнюю поверхность 381, контактирующую с первым элементом трубы 31, и внутреннюю поверхность 382 и торец 383, выполненный с возможностью упора свободного края 35 муфты 33.

Окружной канал 314 может быть сформирован в диффузионной части 37, когда диффузионная часть помещена по месту, окружной канал 314 расположен между свободным краем 35 муфты 33, радиальным корпусом 39, внутренним крылом 38 и внешним крылом 310.

Торец 383 включает множество вторичных каналов 3110, служащих для отклонения скрепляющей жидкости. Как показано на Фигуре 14, вторичные каналы 3110 являются радиальными и расположены между концом первого канала 3111 на внешней стороне поверхности и концом второго канала 3112 на внутренней стороне поверхности внутреннего крыла 38.

Длина вторичных каналов 3110 соответствует ширине внутреннего крыла 38. Вторичные каналы 3110 нацелены на отклонение скрепляющей жидкости от окружного канала 314, что позволяет скрепляющей жидкости перемещаться в пространство соединения 12 между муфтой и первым элементом трубы.

Окружной канал 314 определяет пространство, которое может быть заполнено скрепляющей жидкостью, инжектируемой в указанную диффузионную часть 37. Этот окружной канал 314 соединяется с одним или более вторичным каналом 311, сформированным во внутреннем крыле 38. Окружной канал 314 выполнен с возможностью действия в качестве коллектора для жидкости или промежуточной камеры для диффузии скрепляющей жидкости в различные каналы 3110.

Предпочтительно окружной канал 314 шире, чем вторичные каналы 3110, что позволяет сначала заполнятся скрепляющей жидкостью окружному каналу 314, а затем скрепляющей жидкости распределяться в аксиальных каналах 3110 и, в итоге, в пространстве соединения между муфтой и первым элементом.

Диффузионная часть 37 включает одно или более отверстие 313 для инжекции скрепляющей жидкости. Резервуар со скрепляющей жидкостью 16, как показано на Фигуре 6, может быть использован для инжекции скрепляющей жидкости.

На Фигуре 15 приведен другой вариант воплощения соединения трубы по настоящему изобретению.

Соединение трубы на Фигуре 15 по существу отличается от соединения трубы на Фигуре 14, в котором вторичные диффузионные каналы расположены на муфте, вместо диффузионной части.

Соединение трубопровода Фигуры 15 включает первый элемент трубы 41, выполненный с возможностью помещения во второй элемент трубы 42. Первый элемент трубы 41 имеет первый соединяемый конец 411. Второй элемент трубы 42 имеет второй соединяемый конец 421. Предпочтительно первый и второй соединяемые концы 411, 421 являются цилиндрическими. Конечно, это не является ограничением, и возможны другие формы, такие как круглая и многоугольная форма.

Второй соединяемый конец 421 имеет муфту 43, которая может быть сформирована как один единый элемент с диффузионной частью. В качестве альтернативы, второй элемент трубы 42 и второй соединяемый конец 421 могут быть двумя различными элементами, соединенными вместе, например, склеиванием, свариванием, наложением зажимов или любыми другими средствами соединения.

Для диффузии скрепляющей жидкости обеспечена диффузионная часть 47. Как правило, диффузионная часть 47 имеет кольцеобразную форму, соответствующую цилиндрической внешней форме первого и второго соединяемых концов 411, 421. Конечно, это не является ограничением, и возможны другие формы, соответствующие по форме первому и второму соединяемым концам 411, 421.

Диффузионная часть 47 предпочтительно имеет форму перевернутой буквы U в поперечном сечении, и выполнена с возможностью помещения на трубе с U образной формой в поперечном сечении по плоскости, проходящей через главную ось трубы. Диффузионная часть 47 включает внутреннее крыло 48, радиальный корпус 49 и внешнее крыло 410.

Внутреннее крыло 48 выполнено с возможностью упора первого элемента трубы 41, помещенного во второй элемент трубы 42. А именно, в этом варианте воплощения настоящего изобретения внутреннее крыло 48 имеет внешнюю поверхность 481, контактирующую с первым элементом трубы 41, и внутреннюю поверхность 482 и торец 483, выполненный с возможностью упора свободного края 45 муфты 43, когда диффузионная часть и муфта в сборке.

Окружной канал 414 может быть сформирован в диффузионной части 47, окружной канал 414 расположен между радиальным корпусом 49, внутренним крылом 48 и внешним крылом 410, и торцом 46 муфты 43, когда диффузионная часть 47 располагается по месту.

Муфта 43 включает множество вторичных каналов 4110, служащих для отклонения скрепляющей жидкости. Как показано на Фигуре 15, вторичные каналы 4110 являются радиально расположенными в торце 46 муфты 43 и аксиально на внутренней поверхности 431, выполненной лицевой поверхностью к первому элементу, когда первый элемент помещен в муфту. Хотя вторичные диффузионные каналы 4110 расположены в обоих направлениях и радиально и аксиально на Фигуре 15, вторичные диффузионные каналы могут быть расположены только радиально или аксиально.

Окружной канал 414 определяет пространство, которое может быть заполнено скрепляющей жидкостью, инжектируемой в указанную диффузионную часть 47. Этот окружной канал 414 соединяется с вторичными каналами 4110, сформированными в муфте. Окружной канал 414 выполнен с возможностью действия в качестве коллектора для жидкости или промежуточной камеры для диффузии скрепляющей жидкости в различных каналах 4110.

Предпочтительно окружной канал 414 шире, чем вторичные каналы 4110, что позволяет сначала заполниться скрепляющей жидкостью окружному каналу 314, а затем распределиться скрепляющей жидкости во вторичные каналы 311, и в итоге в пространство соединения между муфтой и первым элементом.

Диффузионная часть 47 включает одно или более отверстие 413 для инжекции скрепляющей жидкости. Резервуар со скрепляющей жидкостью 16, как показано на Фигуре 6, может быть использован для инжекции скрепляющей жидкости.

Из приведенного выше описания должно быть понятно, что вторичные диффузионные каналы могут быть радиальными и/или аксиальными, при условии, что вторичные диффузионные каналы позволяют направлять скрепляющую жидкость из окружного канала в пространство соединения между муфтой и первым элементом.

На Фигуре 16 приведены элементы соединения трубы по варианту воплощения настоящего изобретения. Соединение трубы Фигуры 16 по существу отличается от соединения трубы, приведенного на Фигурах 1 и 12, ориентацией вторичных каналов.

Соединение трубы Фигуры 16 включает первый элемент трубы 51, выполненный с возможностью помещения во второй элемент трубы 52. Первый элемент трубы 51 имеет первый соединяемый конец 511. Второй элемент трубы 52 имеет второй соединяемый конец 521. Второй соединяемый конец 521 имеет муфту 53. Второй элемент трубы 52 и второй соединяемый конец с муфтой 53 могут быть сформированы как единое целое, как один единый элемент с диффузионной частью. В качестве альтернативы, вторая часть элемента трубы 52 с муфтой 53 могут представлять два различных элемента, соединенных вместе, например, склеиванием, свариванием, наложением зажимов или любыми другими средствами соединения.

Для диффузии скрепляющей жидкости обеспечена диффузионная часть 57. Как правило, диффузионная часть 57 имеет кольцеобразную форму, соответствующую цилиндрической внешней форме первого и второго соединяемых концов 511, 521. Конечно, это не является ограничением, и возможны другие формы, соответствующие по форме первому и второму соединяемым концам.

Диффузионная часть 57 предпочтительно имеет форму перевернутой буквы U в поперечном сечении, и выполнена с возможностью помещения на трубе с U образной формой в поперечном сечении по плоскости, проходящей через главную ось трубы. Диффузионная часть 57 включает внутреннее крыло 58, радиальный корпус 59 и внешнее крыло 510. Как приведено на Фигуре 16, длина внутреннего крыльев 58 главным образом такая же, как длина внешнего крыла 510. Это не является ограничением, и внутреннее крыло и внешнее крыло могут иметь варьирующие длины.

Внутреннее крыло 58 выполнено с возможностью упора первого элемента трубы 51, помещенного во второй элемент трубы 52. А именно, в этом варианте воплощения настоящего изобретения внутреннее крыло 58 имеет внешнюю поверхность 581, контактирующую с первым элементом трубы 51, и внутреннюю поверхность 582 для приема муфты 53.

Окружной канал 514 может быть сформирован в диффузионной части 57, когда диффузионная часть помещена по месту, окружной канал 514 расположен между свободным краем 55 муфты 53, радиальными корпусом 59, внутренним крылом 58 и внешним крылом 510.

Внутренняя поверхность 581 включает множество вторичных каналов 5110, служащих для отклонения скрепляющей жидкости. Как показано на Фигуре 16, вторичные каналы 5110 являются аксиальным компонентом и расположены частично по окружности, аналогично резьбе. Вторичные каналы 5110 нацелены на отклонение скрепляющей жидкости от окружного канала 514, что позволяет перемещение скрепляющей жидкости в пространство соединения между муфтой и первым элементом трубы.

Окружной канал 514 определяет пространство, которое может быть заполнено скрепляющей жидкостью, инжектируемой в указанную диффузионную часть 57. Этот окружной канал 514 соединяется с одним или более вторичным каналом 5110, сформированным во внутреннем крыле 58. Окружной канал 514 выполнен с возможностью действия в качестве коллектора для жидкости или промежуточной камеры для диффузии скрепляющей жидкости в различные каналы 5110. Предпочтительно окружной канал 514 шире, чем вторичные каналы 5110.

Диффузионная часть 57 включает одно или более отверстие 513 для инжекции скрепляющей жидкости. Резервуар со скрепляющей жидкостью 16, как показано на Фигуре 6, может быть использован для инжекции скрепляющей жидкости.

На Фигуре 17 приведены другие элементы соединения трубы в сборке согласно другому варианту воплощения настоящего изобретения. Соединение трубы Фигуры 17 по существу отличается от соединения трубы Фигур 1-15, где муфта и диффузионная часть сформированы как единое целое в виде единого элемента.

Соединение трубы на Фигуре 17 включает первый элемент трубы 61, помещенный во второй элемент трубы 62. Первый элемент трубы 61 имеет первый соединяемый конец 611. Второй элемент трубы 62 имеет второй соединяемый конец 621. Предпочтительно первый и второй соединяемые концы 611, 621 являются цилиндрическими. Конечно, это не является ограничением, и возможны другие формы, такие как круглая и многоугольная форма.

Второй соединяемый конец 621 имеет муфту 63, обеспеченную на свободном конце диффузионной частью для диффузии скрепляющей жидкости. Диффузионная часть 67 определяет окружной канал 614, расположенный между радиальным корпусом 69, внутренним крылом 68 и внешним крылом 610, и торцом муфты 43. В варианте воплощения Фигуры 16 внутреннее крыло 68 короче, чем внешнее крыло 610, но это не является ограничением. Дополнительно, внутреннее крыло 68 также обеспечено кромочной прокладкой 680, предотвращающей вытекание скрепляющей жидкости из соединения во время инжекции.

Муфта 63 включает множество вторичных каналов 6110, служащих для отклонения скрепляющей жидкости. Как показано на Фигуре 16, вторичные каналы 6110 расположены радиально и аксиально на внутренней поверхности 631, расположенной лицевой поверхностью к первому элементу, помещенному в муфту.

Окружной канал 614 определяет пространство, которое может быть заполнено скрепляющей жидкостью, инжектируемой в указанную диффузионную часть 67. Этот окружной канал 614 соединен со вторичными каналами 6110, сформированными в муфте. Окружной канал 614 шире, чем вторичные каналы 6110 и выполнен с возможностью действия в качестве коллектора для скрепляющей жидкости или промежуточной камеры для диффузии скрепляющей жидкости в различные каналы 6110 и затем в пространство соединения 612 между муфтой и первым элементом трубы.

Диффузионная часть 67 включает одно или более отверстие 613 для инжекции скрепляющей жидкости. Резервуар со скрепляющей жидкостью 16, как показано на Фигуре 6, может быть использован для инжекции скрепляющей жидкости.

На Фигуре 18 приведен способ соединения двух элементов трубы по одному из аспектов настоящего изобретения, который может быть применен для соединения двух элементов трубы для транспортировки текучей или газообразной среды. Способ соединения будет описан со ссылкой на элементы трубы, приведенные на Фигуре 12-13.

На первой стадии SI диффузионную часть помещают на край 25 муфты 23 второго элемента трубы 22. Хорошее расположение диффузионной части может быть гарантировано радиальными стопорными элементами по наружному краю муфты 23. Диффузионная часть может быть закреплена зажимами на муфте, где зажимы могут быть расположены на муфте и/или диффузионной части.

На второй стадии S2 конец первого элемента трубы 21 помещают в конструкцию из указанной муфты 23 и диффузионной части 27. Глубина помещения первого элемента трубы 21 во второй элемент трубы 22 может быть определена длиной муфты 23, и первый элемент трубы помещается до упора в хомут 24. Пространство 212, указанное здесь как пространство соединения, сформировано между муфтой 23 и внешней поверхностью первого элемента трубы 21, помещенного во второй элемент трубы. Пространство 212 выполнено с возможностью приема скрепляющей жидкости для прочного соединения двух элементов трубы 21, 22.

В качестве альтернативы, сначала первый элемент трубы 21 может быть помещен в диффузионную часть 27. После этого первый элемент трубы помещают в муфту 23 и диффузионную часть 27. Глубина помещения первого элемента трубы 21 во второй элемент трубы 22 может быть определена длиной муфты 23. Затем может быть осуществлен упор диффузионной части 27 в край муфты второго элемента трубы за счет скольжения указанной диффузионной части по первому элементу трубы до момента посадки диффузионной части 27 на край 25 муфты 23.

На третьей стадии S3 как только элементы трубы 21, 22 и диффузионная часть 27 располагаются по месту, в диффузионную часть 27 через инжекционное отверстие 213 инжектируют скрепляющую жидкость. Резервуар со скрепляющей жидкостью 16, как показано на Фигуре 6, может быть использован для инжекции скрепляющей жидкости. Резервуар 16 имеет гибкую соединительную трубку 17, обеспеченную питающим соплом 18, способным взаимодействовать с отверстием 213 диффузионной части 27 для обеспечения подачи скрепляющей жидкости в окружной канал 214. Как вариант, отверстие 23 диффузионной части 27 может быть выполнено для взаимодействия непосредственно с гибкой соединительной трубкой 17.

Во время инжекции скрепляющая жидкость сначала собирается и распределяется в окружном канале 214 вокруг первого элемента трубы 21. Когда окружной канал 214 заполняется, скрепляющая жидкость распространяется в аксиальные каналы 211, поступая в пространство между указанным первым элементом 21 и муфтой 23. Аксиальные каналы 2110 гарантируют равномерную аксиальную диффузию скрепляющей жидкости в аксиальном направлении и в указанное пространство соединения 212.

Предпочтительно после выполнения соединения диффузионная часть для диффузии скрепляющей жидкости может быть удалена.

Реферат

Изобретение относится к устройству для соединения первого и второго элементов трубы для транспортировки жидкой или газообразной среды посредством инжектирования скрепляющей жидкости. При соединении второй элемент с муфтой принимает конец первого элемента, включающий диффузионную часть для диффузии инжектируемой скрепляющей жидкости. Диффузионная часть выполнена с возможностью размещения по окружности первого элемента и упора края муфты, при этом указанная диффузионная часть имеет по меньшей мере одно отверстие для инжекции скрепляющей жидкости в указанную диффузионную часть. Диффузионная часть образует камеру для сбора указанной скрепляющей жидкости и для ее распределения по окружности. Устройство включает направляющие средства, позволяющие активно направлять скрепляющую жидкость в пространство соединения между муфтой и первым элементом. Описан способ соединения скрепляющей жидкостью. Изобретение обеспечивает гарантированное распределение скрепляющей жидкости при соединении. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 18 ил.

Формула