Муфтовое соединение труб пайкой

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МУФТОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ ПАЙКОЙ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Цумарев Юрий Алексеевич Попковский Виктор Александрович Латун Татьяна Сергеевна Цумарев Евгений Николаевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Муфтовое соединение труб пайкой, содержащее соединяемые трубы, муфту, охватывающую их, и паяные швы, которые соединяют цилиндрические поверхности упомянутых труб с муфтой, отличающееся тем, что муфта изготовлена из материала с коэффициентом термического расширения, имеющим значение, промежуточное между коэффициентами термического расширения материалов соединяемых труб, по концам муфты и в каждой из 50592009.02.28 соединяемых труб в области нахлестки выполнены парные сквозные прорези, плоскости которых проходят через ось соединения, так, что упомянутая плоскость прорезей с одного конца муфты перпендикулярна плоскости прорезей, расположенных у другого ее конца, а также перпендикулярна плоскости смежной с ней пары прорезей трубы, при этом длина всех прорезей выбрана из соотношения(0,260,4)м,где- длина прорези, м - длина муфты.(56) 1. Хряпин В.Е. Справочник паяльщика. - М. Машиностроение, 1981. - С. 138, соединение ПВ-2. 2. Гржимальский Л.Л., Ильевский И.И. Технология и оборудование пайки. - М. Машиностроение, 1979. - С. 17, рис. 14 в. Полезная модель относится к области пайки и может быть использована в различных областях машиностроения, например в авиастроении, химическом машиностроении, холодильной технике, автомобилестроении. Известно паяное соединение труб, содержащее соединяемые детали и паяный шов,размещенный между их стыкуемыми торцами 1. Недостатком этого паяного соединения является низкая прочность соединения, обусловленная малой площадью спая. Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является муфтовое соединение труб пайкой, содержащее соединяемые трубы, муфту, охватывающую их, и паяные швы, которые соединяют друг с другом цилиндрические поверхности упомянутых труб с муфтой 2. Недостатком этого паяного соединения является образование остаточных термических напряжений значительной величины в соединениях разнородных материалов, отличающихся величиной коэффициентов термического напряжения. Задачей полезной модели является снижение уровня остаточных термических напряжений при различной величине коэффициентов термического расширения материалов соединяемых труб. Поставленная задача достигается тем, что в муфтовом соединении труб пайкой, содержащем соединяемые трубы, муфту, охватывающую их, и паяные швы, которые соединяют цилиндрические поверхности упомянутых труб с муфтой, согласно полезной модели, муфта изготовлена из материала с коэффициентом термического расширения,имеющим значение, промежуточное между коэффициентами термического расширения материалов соединяемых труб, по концам муфты и в каждой из соединяемых труб в области нахлестки выполнены парные сквозные прорези, плоскости которых проходят через ось соединения, так, что упомянутая плоскость прорезей с одного конца муфты перпендикулярна плоскости прорезей, расположенных у другого ее конца, а также перпендикулярна плоскости смежной с ней пары прорезей трубы, при этом длина всех прорезей выбрана из соотношения(0,260,4)м,где- длина прорези, м - длина муфты. Благодаря тому, что муфта изготовлена из материала с коэффициентом термического расширения, имеющим значение, промежуточное между коэффициентами термического расширения материалов соединяемых труб, уменьшается разница в величинах коэффициентов термического расширения материалов каждой из труб и материала муфты. Поэтому величина термических остаточных напряжений в каждом из паяных соединений труба 2 50592009.02.28 муфта также уменьшается, а значит, уменьшается и уровень этих напряжений в соединении в целом. Благодаря тому, что по концам муфты и в каждой из соединяемых труб в области нахлестки выполнены парные сквозные прорези, плоскости которых проходят через ось соединения, так, что упомянутая плоскость прорезей с одного конца муфты перпендикулярна плоскости прорезей, расположенных у другого ее конца, а также перпендикулярна плоскости смежной с ней пары прорезей трубы, при этом длина всех прорезей выбрана из соотношения(0,260,4)м,увеличивается деформационная способность соединяемых деталей при их совместном охлаждении после кристаллизации припоя. Поэтому радиус каждой из соединяемых деталей может изменяться в соответствии с теми температурными укорочениями, которые ей присущи, и термические напряжения уменьшаются. Поэтому заявляемые отличительные признаки непосредственным образом обеспечивают решение поставленной задачи снижение уровня остаточных термических напряжений в паяных соединениях разнородных материалов, отличающихся величиной коэффициентов термического расширения. Сущность полезной модели поясняется чертежом. На фиг. 1 показаны соединяемые детали заявляемого муфтового соединения труб пайкой, на фиг. 2 - показано заявляемое муфтовое соединение труб в сборе. Муфтовое соединение труб состоит из соединяемой трубы 1, соединяемой трубы 2 и муфты 3, которая охватывает каждую из труб 1 и 2. В соединяемой трубе 1 выполнена пара сквозных прорезей 4, а в трубе 2 - пара сквозных прорезей 5. Плоскость, в которой расположены прорези 4, перпендикулярна плоскости, в которой расположены прорези 5. В муфте 3 по ее концам выполнены парные прорези 6 и 7, при этом плоскости, в которых расположены прорези 6 и 7 перпендикулярны друг другу. Все парные прорези расположены в плоскостях, проходящих через ось соединения, и имеют одинаковую длину, которая выбрана из соотношения(0,260,4)м. Муфта 3 изготовлена из материала, с коэффициентом термического расширения,имеющим значение, промежуточное между значениями коэффициентов термического расширения материалов соединяемых труб. Например, если коэффициент термического расширения материала трубы 1 больше, чем коэффициент термического расширения материала трубы 2, то материал муфты имеет величину коэффициента термического расширения, которая больше, чем у материала трубы 2, но меньшая, чем у материала трубы 1. Каждая из труб 1 и 2 соединена с муфтой 3 посредством паяного шва 8. Заявляемое паяное соединение труб работает следующим образом. После сборки соединяемых труб 1 и 2 с муфтой 3 производят нагрев всех этих деталей и заполняют зазор между каждой из соединяемых труб и муфтой 3 расплавленным припоем. В процессе охлаждения муфтового соединения труб до температуры эксплуатации линейные размеры всех деталей уменьшаются в соответствии с коэффициентами термического расширения. При наличии разницы в значениях этих коэффициентов трубы 1 или 2 деформируют муфту 3, а муфта 3 соответственно деформирует соединяемые трубы 1 и 2, т.к. свободное сокращение невозможно из-за наличия паяного шва 8. При этом благодаря наличию прорезей 4, 5, 6 и 7 соединяемые элементы легко деформируются при меньшем уровне напряжений, а радиальная составляющая полностью устраняется. Кроме того, различие в коэффициентах термического расширения в местах пайки любой из труб с муфтой становится менее заметным, что также способствует снижению уровня остаточных термических напряжений. Наличие прорезей улучшает условия заполнения зазора расплавленным припоем, т.к. в прорезях действуют дополнительные капиллярные силы и через них осуществляется выход газов, вытесняемых припоем из зазора. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4