Соединение трубопроводов, соединительная деталь для трубопроводов и способ изготовления соединения трубопроводов

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ, СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ДЕТАЛЬ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ(71) Заявитель ВИРСБО ПЕКС ГмбХ(73) Патентообладатель ВИРСБО ПЕКС ГмбХ(57) 1. Соединение трубопроводов, содержащее соединительную деталь для трубопроводов с присоединительным элементом, имеющим определенную структуру поверхности, и развальцованный при температуре окружающей среды конец способной самодеформироваться до исходной формы при температуре окружающей среды трубы, который прочно и герметично соединен с присоединительным элементом, отличающееся тем, что присоединительный элемент имеет удлинение в форме бесструктурной цилиндрической трубы, которая проходит, начинаясь от определенной структуры поверхности, и образует свободный конец присоединительного элемента. 2. Соединение по п. 1, отличающееся тем, что внешний диаметр удлинения меньше внешнего диаметра присоединительного элемента. 3. Соединение по п. 1 или 2, отличающееся тем, что определенная структура поверхности состоит из утолщения, которое сужается в сторону удлинения до его внешнего диаметра и переходит в него. Фиг. 1 4. Соединение по п. 2 или 3, отличающееся тем, что свободный конец удлинения скошен. 4823 1 5. Соединение по одному из пп. 1-4, отличающееся тем, что конец трубы имеет внутренний диаметр, который равен внутреннему диаметру присоединительного элемента. 6. Соединение по одному из пп. 1-5, отличающееся тем, что соединительная деталь для трубопроводов является соединительной деталью для труб, деталью с несколькими присоединениями или концом трубы. 7. Соединение по одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что труба выполнена из термоэластичного сшитого полиолефина. 8. Соединение по одному из пп. 1-7, отличающееся тем, что труба, смежная с развальцованным концом трубы, который соединен с присоединительным элементом, снабжена окружающим конец трубы утолщением из эластомерного материала. 9. Соединительная деталь для трубопроводов для изготовления прочного и газонепроницаемого соединения с развальцованным при температуре окружающей среды концом способной самодеформироваться до исходной формы при температуре окружающей среды трубы, содержащая, по меньшей мере, один присоединительный элемент с определенной структурой поверхности, отличающаяся тем, что присоединительный элемент имеет удлинение в форме бесструктурной цилиндрической трубы, которое проходит, начинаясь от определенной структуры поверхности, и образует свободный конец присоединительного элемента. 10. Деталь по п. 9, отличающаяся тем, что внешний диаметр удлинения меньше внешнего диаметра присоединительного элемента. 11. Деталь по п. 9, отличающаяся тем, что определенная структура поверхности состоит из утолщения, которое сужается в сторону удлинения до его внешнего диаметра и переходит в него. 12. Деталь по п. 10 или 11, отличающаяся тем, что свободный конец удлинения скошен. 13. Деталь по одному из пп. 9-12, отличающаяся тем, что соединительная деталь для трубопроводов является соединительной деталью для труб, деталью с несколькими присоединениями или концом трубы. 14. Способ изготовления соединения трубопроводов по одному из пп. 1-8 с помощью соединительной детали для трубопроводов по одному из пп. 9-13, заключающийся в том, что насадку соединительной детали производят с помощью гидравлического приспособления, содержащего, по меньшей мере, одну гидроцилиндровую поршневую группу, державку для конца трубы, соответственно, для соединительной детали для трубопроводов, переставляемую державку для соединительной детали трубопроводов, соответственно, для конца трубы и гидравлический насос, подключенный, по меньшей мере, к одной гидроцилиндровой поршневой группе, для соединения трубы из термоэластичного сшитого полиолефина с соединительной деталью для трубопроводов. 15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что при насадке гидравлически развальцовываемый конец трубы, соответствующий соединительной детали для трубопроводов в смежной с развальцовываемым концом трубы зоне снабжают утолщением из эластомерного материала. 16. Способ по п. 14 или 15, отличающийся тем, что при насадке используют гидроцилиндровую поршневую группу с цилиндром, поршнем и масляным баком, подключенным к ручному насосу, и неподвижную опору для соединительной детали труб и соответствующего конца трубы и перемещающуюся по направляющей опору для конца трубы соответствующей соединительной детали для труб. 17. Способ по п. 14 или 15, отличающийся тем, что при насадке используют две гидроцилиндровые поршневые группы, каждая соответственно с одним гидроцилиндром и поршневым штоком, при этом неподвижная державка перемыкает оба расположенных параллельно гидроцилиндра, а перемещаемая державка насажена на параллельно проходящие, выступающие из гидроцилиндров поршневые штоки. Изобретение относится к соединениям трубопроводов, а также к соединительным деталям для трубопроводов для получения прочных и герметичных соединений трубопроводов и способам изготовления этих соединений. Из опубликованной заявки на Европейский патент 0530387 известно, что прочные и газонепроницаемые соединения трубопроводов с трубами из такого материала, как сшитый полиофелин средней плотности, вы 2 4823 1 сокой плотности или термоэластичный, можно получить при температуре окружающей среды за счет того,что конец трубы обратимо развальцовывают и надевают на присоединительный элемент соединительной детали для трубопроводов. Для этого обычно применяют разжимную оправку. Материал, в частности термоэластичный, сшитый полиофелин, также и в этих условиях подвержен самодерформированию в исходное состояние, которое происходит достаточно быстро и при температуре окружающей среды, чтобы после развальцовки получилось прочное и газонепроницаемое соединение с соединительной деталью для трубопроводов. При этом прочное и газонепроницаемое соединение создается за счет определенной структуры поверхности на присоединительном элементе соединительной детали для трубопроводов, вокруг которой при самодеформировании до исходной формы стягивается развальцованный конец трубы, так что образуется очень плотное соединение, имеющее большую площадь, между концом трубы и присоединительным элементом соединительной детали для трубопроводов. Из 773033 известна соединительная деталь для труб, которая может соединяться с развальцованным концом трубы из ПВХ. Соединительная деталь для труб содержит присоединительный элемент с определенной структурой поверхности в форме кольцеобразного расширения, от которого отходит гладкий, трубообразный конец, на который установлено уплотнение. Конец трубы из ПВХ нагревают до размягчения и в размягченном состоянии развальцовывают с помощью оправки, которую после остывания вытаскивают из развальцованного конца трубы. После этого соединительную деталь для труб вводят в развальцованный конец трубы, который затем снова нагревают до температуры размягчения. При этом развальцованный конец трубы снова стягивается и прочно и герметично прилегает к снабженному уплотнением колцеобразному концу соединительной детали для труб и ее кольцеобразному расширению. Из 8914321 монтажное устройство для труб, которое содержит гидроцилиндр с поршнем двойного действия. Один конец цилиндра и свободный конец поршня соединены соответственно с трубной державкой для концов двух труб, которые направляются на роликах. Один из двух концов трубы снабжен муфтой или расширением, а между соединяемыми концами труб находится уплотнительная прокладка муфты. Оба конца труб при пуске гидроцилиндра входят друг в друга, причем за счет вставленной уплотнительной прокладки муфты получается прочное и герметичное соединение. На практике оказалось, что упомянутые выше, полученные при температуре окружающей среды с применением разжимной оправки соединения трубопроводов могут успешно изготавливаться с диаметрами труб в диапазоне от 50 мм и выше. При меньших диаметрах труб проблема заключается в том, что этот меньшего размера трубопровод является относительно гибким и при изгибе трубопровода конец трубы при определенных обстоятельствах может отсоединиться по малой окружности от присоединительного элемента соединительной детали для трубопроводов, что бывает достаточным для появления нежелательной негерметичности в месте соединения. Поэтому задачей изобретения является создание достаточно плотного соединения трубопроводов с помощью соединительной детали при изгибе трубопровода, а также соединительной детали, которая обеспечивает такое достаточно плотное соединение. Для решения задачи предлагается соединение трубопроводов, которое содержит соединительную деталь для трубопроводов с присоединительным элементом, имеющим определенную структуру поверхности, и развальцованный при температуре окружающей среды конец способной самодеформироваться до исходной формы при температуре окружающей среды трубы, который прочно и герметично соединен с присоединительным элементом. Присоединительный элемент имеет удлинение в форме бесструктурной цилиндрической трубы, которая проходит,начинаясь от определенной структуры поверхности, и образует свободный конец присоединительного элемента. В предпочтительном варианте внешний диаметр удлинения меньше внешнего диаметра присоединительного элемента, а определенная структура поверхности состоит из утолщения, которое сужается в сторону удлинения до его внешнего диаметра и переходит в него и свободный конец удлинения скошен. Предпочтительно конец трубы имеет внутренний диаметр, который равен внутреннему диаметру присоединительного элемента. В предпочтительном варианте соединительная деталь для трубопроводов является соединительной деталью для труб, деталью с несколькими присоединениями или концом трубы. Предпочтительно труба выполнена из термоэластичного сшитого полиолефина. В предпочтительном варианте труба, смежная с развальцованным концом трубы, который соединен с присоединительным элементом, снабжена окружающим конец трубы утолщением из эластомерного материала. Другим объектом изобретения является соединительная деталь для трубопроводов для изготовления прочного и газонепроницаемого соединения с развальцованным при температуре окружающей среды концом способной са 3 4823 1 модеформироваться до исходной формы при температуре окружающей среды трубы, содержащая, по меньшей мере, один присоединительный элемент с определенной структурой поверхности, причем присоединительный элемент имеет удлинение в форме бесструктурной цилиндрической трубы, которое проходит, начинаясь от определенной структуры поверхности, и образует свободный конец присоединительного элемента. В предпочтительном варианте внешний диаметр удлинения меньше внешнего диаметра присоединительного элемента, а определенная структура поверхности состоит из утолщения, которое сужается в сторону удлинения до его внешнего диаметра и переходит в него и свободный конец удлинения скошен. В предпочтительном варианте соединительная деталь для трубопроводов является соединительной деталью для труб, деталью с несколькими присоединениями или концом трубы. Еще одним объектом изобретения является способ изготовления соединения трубопроводов по изобретению с помощью соединительной детали для трубопроводов, в которой насадку соединительной детали производят с помощью гидравлического приспособления, содержащего, по меньшей мере, одну гидроцилиндровую поршневую группу, державку для конца трубы, соответственно, для соединительной детали для трубопроводов, переставляемую державку для соединительной детали трубопроводов, соответственно, для конца трубы и гидравлический насос, подключенный, по меньшей мере, к одной гидроцилиндровой поршневой группе, для соединения трубы из термоэластичного сшитого полиолефина с соединительной деталью для трубопроводов. Предпочтительно при насадке гидравлически развальцовываемый конец трубы, соответствующий соединительной детали для трубопроводов в смежной с развальцовываемым концом трубы зоне снабжают утолщением из эластомерного материала. При насадке используют гидроцилиндровую поршневую группу с цилиндром, поршнем и масляным баком, подключенным к ручному насосу, и неподвижную опору для соединительной детали труб и соответствующего конца трубы и перемещающуюся по направляющей опору для конца трубы соответствующей соединительной детали для труб. В одном из вариантов при насадке используют две гидроцилиндровые поршневые группы, каждая соответственно с одним гидроцилиндром и поршневым штоком, при этом неподвижная державка перемыкает оба расположенных параллельно гидроцилиндра, а перемещаемая державка насажена на параллельно проходящие, выступающие из гидроцилиндров поршневые штоки. Таким образом, обеспечивается то, что концы труб с относительно небольшими диаметрами с помощью соответствующего присоединительного элемента можно соединить таким образом, что при напряжении на изгиб соединения трубопроводов не приведет к образованию негерметичности. Конец трубы с удлинением также прочно и герметично соединяется при температуре окружающей среды и с применением гидравлического приспособления для насадки с присоединительным элементом без необходимости для этого предварительного деформирования или использования прослойки из уплотнительной прокладки. На практике оказалось, что развальцовывание конца трубы с применением разжимной оправки при небольших диаметрах труб может привести к трудностям. Было обнаружено, что известное гидравлическое приспособление для насадки для изготовления соединений с трубами из синтетического материала может с успехом применяться для изготовления соединений с трубами из сравнительно жестких материалов таких,как термоэластичный, сшитый полиофелин, а именно при температуре окружающей среды и таким образом,что материал после развальцовки за счет самодеформирования до исходной формы материала при температуре окружающей среды образуется прочное и газонепроницаемое соединение. Примеры выполнения изобретения показаны на чертежах и поясняются и описываются ниже более подробно с помощью ссылочных позиций. На чертежах изображено на фиг. 1 - соединение трубопроводов, согласно изобретению, в разрезе и на фиг. 2 - схематический вид гидравлического приспособления для насадки для изготовления соединения трубопроводов согласно фиг. 1. На фиг. 1 в разрезе показана соединительная деталь 1 для трубопроводов в виде Т-образной детали, которая имеет три присоединительных элемента 2, 2 и 2. Каждый из присоединительных элементов 2, 2 и 2 имеет определенную структуру поверхности в виде утолщений 3, 3 и 3, которые могут быть также выполнены в виде канавок или галтелей и т.п. В представленном примере выполнения утолщения 3, 3 и 3 круто спадают внутрь до наружного диаметра соответствующего присоединительного элемента, при этом сужаясь наружу, соотв. к свободному концу. За счет этого получается структура, облегчающая насаживание конца трубы по уклону, но, с другой стороны, за счет внутреннего крутого спада оказывается достаточное сопротивление обратному соскальзыванию насаженного конца трубы. К утолщениям 3, 3 и 3 примыкают направленные наружу удлинения 4, 4 и 4, которые имеют такой же внутренний диаметр, что и присоединительные элементы 2, 2 и 2, но наружный диаметр которых при определенных условиях может, как показано на чертеже, незначительно уменьшаться по отношению к диаметру соответствующего присое 4 4823 1 динительного элемента. Свободный конец удлинений 4, 4 и 4 снабжен скосами 5, 5, соотв. 5 для облегчения ввода в соответствующий конец трубы. На каждом присоединительном элементе 2, 2 и 2 можно увидеть аналогично выполненные концы 6 трубы, насаженные на присоединительные элементы 2, 2 и 2. Эти концы труб или трубы выполнены, в частности, таким образом, что их внутренний диаметр равен в основном внутреннему диаметру присоединительных элементов 2, 2 и 2. Благодаря этому исключается то, что с внутренней стороны при переходе от концов 6 труб к соответствующему присоединительному элементу возникают ребра, которые образуют сопротивление потоку соответствующей протекающей среды. Поскольку такое сопротивление потоку не имеет значения, могут выбираться, естественно, и другие взаимные соотношения внутренних диаметров. В представленном на чертеже примере выполнения трубы, соотв. концы 6 труб состоят из термоэластичного, сшитого полиофелина, который развальцовывается при температуре окружающей среды и в развальцованном состоянии насаживается, соотв. надвигается на соответствующий присоединительный элемент 2, 2 или 2. Видно, что развальцованный конец 6 трубы под действием самодеформирования до исходной формы плотно прилегает к соответствующему присоединительному элементу и при этом обтягивает соответствующее утолщение 3, 3 или 3. С помощью удлинения 4, 4 и 4 увеличивается длина соединения, и за счет закрепления на имеющей определенную структуру поверхности соответствующего присоединительного элемента получается соединение по большой площади, которое и при приложении изгибающих нагрузок к соответствующей трубе остается прочным и газонепроницаемым. Вышеописанное соединение трубопроводов в зоне, соседней с развальцованным концом 6 трубы, может иметь еще одно нанесенное снаружи в процессе развальцовки утолщение 20 (ср. фиг. 2), состоящее из эластомерного, термопластичного или термоэластичного материала, который может быть эластичней, чем материал трубы, но может быть выполнен и из одинакового с ней материала. Соединительная деталь 1 для трубопроводов в представленном на чертеже примере выполнения может быть выполнена Т-образной однако вместо этого она может иметь -образную или другую форму, например может быть более простой соединительной деталью только с двумя присоединительными элементами. В простейшем случае присоединительный элемент может быть образован соответственно выполненным концом трубы, если предполагается непосредственное соединение между концами двух труб. В представленном на чертеже примере выполнения соединительная деталь для трубопроводов выполнена из металла, в частности бронзы, но она может быть выполнена и из других материалов, например стекла или пластмассы, а также из термоэластичного, сшитого полиолефина. Для изготовления соединения между присоединительным элементом вышеописанного типа и концом трубы служит, например, гидравлическое приспособление для насадки, схематично показанное на фиг. 2,применение которого вместе с обычными трубами из пластических масс хорошо известно. Было обнаружено, что это гидравлическое приспособление для насадки успешно может применяться также для обратимого развальцовывания концов труб из термоэластичного, сшитого полиолефина при температуре окружающей среды. На фиг. 2 видно два гидроцилиндра 7 и 8, расположенных параллельно друг другу, перемкнутых первой державкой 9. Первая державка 9 имеет на одном конце винт 10 с накатанной головкой или т.п., а на другом конце - шарнир 11. С помощью шарнира 11 два удерживающих звена первой державки 9 соединены друг с другом таким образом, что они могут складываться и между ними может размещаться конец 6 трубы 12 и удерживаться в замкнутом положении. Из гидроцилиндров 7 и 8 выступают проходящие параллельно друг другу поршневые штоки 13 и 14, которые перемкнуты на свободных концах с помощью второй державки 15. Вторая опора 15 также состоит из шарнирно соединенных удерживающих звеньев, между которыми может размещаться соединительная деталь для труб, например соединительная деталь 1 для труб, и удерживаться таким образом, что, как показано на чертеже, присоединительный элемент 2 выступает из второй державки 15 напротив конца 6 трубы. Управляемый вручную гидравлический насос 16 присоединен с помощью гидравлического трубопровода 17 за счет подключений 18 и 19 к гидроцилиндрам 7, соотв. 8. Видно, что при пуске гидравлического насоса 16 поршневые штоки 13 и 14 втягиваются в соответствующие гидроцилиндры 7 и 8. Вследствие этого вторая державка с присоединительным элементом 2 находится напротив свободного конца 6 трубы и входит в него. Таким образом, сразу же получается прочное и газонепроницаемое соединение между присоединительным элементом 2 и концом 6 трубы. Для поддержки конца 6 трубы для предотвращения деформации при втягивании присоединительного элемента 2 предусматривается то, что конец 6 трубы в зоне, которая выступает за первую державку 9 и которая не насаживается на присоединительный элемент 2, соотв. не является смежной с развальцованным концом 6 трубы, окружен утолщением 20 из эластомерного, термопластичного или термоэластичного материала. 5 4823 1 Материал утолщения 20 может быть более эластичным, чем материал трубы, но может быть также выполнен из того же материала, что и материал трубы. Утолщение 20 после развальцовывания конца 6 трубы может быть удалено, но может быть и оставлено на конце 6 трубы. Разумеется, гидравлическое приспособление для насадки может функционировать также и таким образом, что конец 6 трубы вставляется во вторую державку 15, а соединительная деталь для трубопроводов вместе с присоединительным элементом 2 устанавливается в первую державку 9. Вместо вышеописанного гидравлического приспособления для той же цели может применяться и другое известное и поэтому не показанное на чертеже гидравлическое приспособление только с одним гидроцилиндром. В нем либо одна державка для конца трубы или одной соединительной детали для трубопроводов расположена на неподвижном держателе, а одна державка для соединительной детали для трубопроводов, соотв. конец трубы соединен с поршневым штоком и направляется в одной направляющей. Гидравлический цилиндр присоединен к ручному насосу, при пуске которого конец трубы натягивается на соединительную деталь для трубопроводов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 6