Устройство для соединения трубопроводов

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ(71) Заявитель Барановичский станкостроительный завод ЗАО АТЛАНТ(73) Патентообладатель Барановичский станкостроительный завод ЗАО АТЛАНТ(57) Устройство для соединения трубопроводов, содержащее штуцер, на котором выполнена конусная поверхность в месте установки трубы, гайку накидную с внутренней конусной поверхностью и кольцо врезающееся, в задней части наружной поверхности которого выполнено утолщение в виде кольцевого выступа, на котором предусмотрен приемный конус в торцевой части, взаимодействующий с конусной поверхностью гайки накидной, а передняя часть кольца врезающегося взаимодействует с конусной поверхностью штуцера и имеет технологический радиус закругления, отличающееся тем, что внутренняя поверхность кольца врезающегося выполнена криволинейной, таким образом, что в передней части кольца врезающегося имеется проточка с углом 11-14, образующая острую кромку, за первой проточкой выполнена вторая кольцевая проточка с радиусом закругления, дальше следует внутренняя цилиндрическая поверхность, диаметр которой выполнен больше диаметра трубопровода на 0,4-0,6 мм, в задней части кольца врезающегося предусмотрена фаска не более 15, кроме того, на наружной поверхности в задней части утолщения кольца врезающегося выполнен приемный конус с углом в 4515.(56) 1. ГОСТ 23354-78 Кольца врезающиеся. Издательство стандартов, 1991. 2. Патент Российской Федерации 2119607, МПК 6 16 19/08 (прототип). Фиг. 1 Полезная модель относится к соединениям трубопроводов гидравлических систем, работающих под высоким давлением, и может быть использована в станкостроительной, авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности. Из уровня техники известны аналоги заявляемого технического решения. Одним из них является кольцо врезающееся 1. Данное приспособление для соединения трубопроводов представляет собой соединение,266 1 состоящее из штуцера, гайка накидной и кольца врезающегося. На штуцере предусмотрена конусная поверхность в месте установки трубы для оказания радиального усилия на кольцевую поверхность со стороны острой кромки кольца врезающегося. Кольцо врезающееся имеет переднюю острую кромку, которая врезается в поверхность трубы при затягивании соединения, и утолщенную заднюю часть в виде кольцевого выступа, на котором предусмотрен приемный конус с углом в 90 в торцевой части для улучшения контакта с конусной поверхностью гайки накидной. Однако подобное исполнение кольца врезающегося ограничивает условия его применяемости. Подобное соединение может применяться только для калиброванных труб и при условии, что зазор между наружным диаметром трубы и внутренним диаметром кольца врезающегося не превышает 0,10-0,15 мм, для сборки соединения требуется предварительное обжатие кольца врезающегося на трубе трубопровода на специальном технологическом приспособлении мастер-штуцере. За прототип заявляемой полезной модели принято Устройство для резьбового соединения трубопроводов с врезающимся кольцом 2. Известное устройство для соединения трубопроводов содержит штуцер,гайку накидную и кольцо врезающееся. На штуцере выполнена конусная поверхность в месте установки трубы. Гайка накидная имеет внутреннюю конусную поверхность. Кольцо врезающееся в задней части наружной поверхности имеет утолщение в виде кольцевого выступа, на котором предусмотрен приемный конус в торцевой части, взаимодействующий с конусной поверхностью гайки накидной, а на передней части кольца врезающегося предусмотрен технологический радиус закругления, который обеспечивает взаимодействие с конусной поверхностью штуцера. К недостаткам данной конструкции относится возникающая при взаимодействии кольцевой поверхности кольца врезающегося и трубы относительно большая радиальная жесткость, увеличивающая аксиальные усилия и снижающая эффективность врезания и обжатия кольца врезающегося. При незначительном износе врезающейся части кольца врезающегося штуцер вступает во взаимодействие с жесткой зоной - средней и задней части кольца врезающегося, что приводит к увеличению радиальной жесткости и соответственно радиальных усилий, что в свою очередь отражается на снижении долговечности всего соединения. Другим недостатком, приводящим к конструктивной ненадежности устройства, является существование резкого ступенчатого перехода от одной поверхности к другой в проточке передней части кольца врезающегося, что приводит к концентрации напряжений как при изготовлении, так и при эксплуатации, поскольку передняя часть кольца врезающегося работает в режиме упругих деформаций, которые могут привести к разрушению кольца врезающегося в зоне ступенчатого перехода. Прорези в задней части кольца врезающегося снижают прочностные характеристики кольца врезающегося, в целом усложняют технологический процесс изготовления детали. Техническая задача, заявляемая данной полезной моделью, заключается в повышение герметичности и снижении трудоемкости изготовления детали и монтажа гидропривода. Это позволяет оптимизировать величину врезания кольца врезающегося и создать конструкцию кольца врезающегося, пригодную для изготовления на токарном станке за одну установку, т.е. уменьшить трудоемкость изготовления данной детали по сравнению с прототипом. Данная техническая задача решается тем, что устройство для соединения трубопроводов, содержит штуцер, гайку накидную и кольцо врезающееся. На штуцере выполнена конусная поверхность в месте установки трубы. Гайка накидная - с внутренней конусной поверхностью. В кольце врезающемся в задней части наружной поверхности выполнено утолщение в виде кольцевого выступа, на котором предусмотрен приемный конус, в торцевой части, взаимодействующий с конусной поверхностью гайки накидной. А передняя часть кольца врезающегося взаимодействует с конусной поверхностью штуцера и имеет технологический радиус закругления. Отличительные признаки заявляемой полезной модели следующие - внутренняя поверхность кольца врезающегося выполнена криволинейной, таким образом, что в передней части кольца врезающегося имеется проточка с углом 11-14, образующая острую кромку. За первой проточкой выполнена вторая кольцевая проточка с радиусом закругления. Дальше следует внутренняя цилиндрическая поверхность, диаметр которой выполнен больше диаметра трубопровода на 0,4-0,6 мм. В задней части кольца врезающегося предусмотрена фаска не более 15, кроме того, на наружной поверхности в задней части утолщения кольца врезающегося выполнен приемный конус с углом в 4515. Выполнение двух проточек кольца врезающегося позволяет первой проточкой с углом 11-14, образующей острую кромку, врезаться в поверхность трубы,а второй с радиусом закругления позволяет в процессе врезания не разрушаться кольцу врезающемуся в месте, где заканчивается острая кромка первой проточки. Кроме того, вторая кольцевая проточка с радиусом закругления обладает подпружинивающим эффектом, который снимает внутренние напряжения при деформации кольца врезающегося в процессе врезания. Углы проточек получены экспериментальным путем и являются оптимальными для данной конструкции, так как позволяют оптимизировать величину врезания кольца. Кроме того, такая конструкция позволяет сделать кольцо технологичным в изготовлении. Данная полезная модель поясняется чертежами где на фиг. 1 представлен разрез устройства соединения трубопроводов до затяжки гайки накидной,2 266 1 на фиг. 2 представлен разрез устройства соединения трубопроводов после затяжки гайки накидной,на фиг. 3 - разрез кольца врезающегося. Устройство для соединения трубопроводов содержит штуцер 1, на котором выполнена конусная поверхность А в месте установки трубы 2, гайку накидную 3 с внутренней конусной поверхностью Б и кольцо врезающееся 4, в задней части наружной поверхности которого выполнено утолщение в виде кольцевого выступа 5. На кольцевом выступе 5 предусмотрен приемный конус 6 в торцевой части, который в процессе врезания кольца врезающегося в поверхность трубы трубопровода взаимодействует с конусной поверхностью Б гайки накидной 3, а передняя часть поверхности В кольца врезающегося 4 взаимодействует с конусной поверхностью А штуцера 1. На кольце врезающемся 4, в месте взаимодействия кольца врезающегося со штуцером 1, выполнен технологический радиус закругления 7, который позволяет наружной поверхности кольца врезающегося 4 в начале процесса врезания двигаться по конусной поверхности А штуцера 1 не повреждая самого штуцера 1. Внутренняя поверхность кольца 4 врезающегося выполнена криволинейной таким образом, что в передней части кольца врезающегося 4 имеется проточка 8 с углом, равным 11-14, которая образует острую кромку 9, которая в свою очередь врезается в поверхность трубы 2. За первой проточкой 8 выполнена вторая кольцевая проточка с радиусом закругления 10, которая позволяет в процессе врезания не разрушаться кольцу врезающемуся 4 в месте, где заканчивается острая кромка 11. Кроме того, вторая кольцевая проточка с радиусом закругления 10 обладает подпружинивающим эффектом, который снимает внутренние напряжения при деформации кольца врезающегося 4 в процессе врезания. Дальше следует внутренняя цилиндрическая поверхность 12, диаметр которой вн выполнен больше диаметра трубы тр на 0,4-0,6 мм. Для удобства монтажа кольца врезающегося 4 на поверхность трубы 2 в задней части кольца врезающегося 4 предусмотрена фаска 13 не более 15, которая уменьшает создание радиальных усилий при воздействии конусной поверхности Б гайки накидной при затягивании соединения. На наружной поверхности в задней части утолщения кольца врезающегося выполнен приемный конус 6 с углом в 4515, который позволяет лучше контактировать задней части кольца врезающегося 4 с конусной поверхностью гайки накидной Б. Устройство работает следующим образом. На свободный конец трубы 2 трубопровода, подлежащего соединению, надевают гайку накидную 3 и кольцо врезающееся 4. Свободный конец трубы 2 трубопровода вводят в штуцер 1 и продвигают до тех пор, пока он своим торцем не упрется в бурт 14 штуцера 1. Затем начинают навинчивать гайку накидную 3 на штуцер 1 по резьбовому соединению. Гайка накидная 3 давит внутренней конической поверхностью Б на приемный конус 6 заднего кольцевого выступа 5 кольца врезающегося 4. Кольцо врезающееся 4 начинает двигаться по внутренней конусной поверхности А штуцера 1 сначала технологическим радиусом закругления 7, потом поверхностью В, которая в процессе затягивания резьбового соединения при продвижении кольца врезающегося 4 внутрь приемного конуса поверхности А штуцера 1 позволяет произвести обжатие кольца врезающегося 4 по диаметру. При дальнейшем затягивании гайки накидной 3 продолжается осевое смещение кольца врезающегося 4 в направлении к штуцеру 1, происходит деформация поверхности В и врезание передней острой кромки 9 в наружную поверхность трубы 2. Процесс врезания завершается в момент, когда технологический радиус закругления 7 совместится с внутренним краем приемной конусной поверхности А штуцера 1. Так как жесткость кольца врезающегося 4 в зоне врезания на трубе 2 выше жесткости трубы 2 и выполнена вторая кольцевая проточка с радиусом закругления 10 с пружинящим эффектом, обеспечивающая надежность кольца врезающегося 4 в данной области. При врезании кольца врезающегося 4 в поверхность трубы 2 происходит выдавливание металла и на поверхности трубы 2 и образуется уступ, препятствующий выравниванию кольца врезающегося и нарушению герметичности соединения. Кольцо врезающееся 4 может проворачивается при отжатой гайке накидной 3 в образованной в поверхности трубы 2 канавке. Таким образом, в окончательном виде в соединении трубопроводов с врезающимся кольцом под действием усилия натяга резьбы образуется своеобразный клин, существенно повышающий надежность и герметичность соединения. Кроме того, кольцо врезающееся 4 является технологичным в изготовлении, так как изготавливается на токарном станке за одну установку. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.