RU2382929C1

RU2382929C1 - Detachable joint for pipelines

Info

Publication number: RU2382929C1
Application number: RU2008138855/06A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Дмитриевич Гридин (RU); Геннадий Дмитриевич Гридин; Кирилл Анатольевич Кузнецов (RU); Кирилл Анатольевич Кузнецов
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2010-02-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to quick-split high-waterproof threaded connections of pipes with screw sockets. It contains external screw thread with left and right direction of coils on end parts of connected pipes and screw thread inside screw socket the left and right direction of coils on its reciprocal sides. Inside screw socket in its middle part it is implemented as radial annular groove, in which with ability of axial movement it is installed packing washer, contacting to face surfaces of connected pipes. Screw socket is implemented in the form of two half-couplings, separated by axial plug and connected to each other by means of enveloping clutch, allowing outside engagement components for 0 - application to it of rotational moment. Enveloping clutch is connected to screw socket by means of engagement components and is installed on screw socket with ability if axial movement.

EFFECT: invention increases tightness.

9 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к конструкции быстроразъемных высокогерметичных соединений труб и может быть использовано в трубопроводах высокого давления, предназначенных для транспортировки нефти, воды, а также для использования в системах нефтегазопроводов технологических промысловых трубопроводов, в химических и подобных им производствах.The present invention relates to the design of quick-disconnect high-tight pipe connections and can be used in high pressure pipelines intended for transporting oil, water, as well as for use in oil and gas pipelines of technological production pipelines, in chemical and similar industries.

Известно разъемное соединение для трубопроводов (ГОСТ 632-80 Трубы обсадные и муфты к ним. Технические условия. Москва, 1989 г., Госкомитет СССР по стандартам, стр.8, рис.3), содержащее концевые части соединяемых труб с наружной однонаправленной винтовой резьбой, цилиндрическую резьбовую муфту, имеющую внутри с обеих сторон однонаправленную ответную винтовую резьбу, а в средней части своей внутренней поверхности - радиальный кольцевой выступ, служащий осевым упором для торцовых поверхностей кольцевых уступов, выполненных на концевых частях соединяемых труб. На кольцевых уступах соединяемых труб установлены уплотнительные кольца из неметаллического материала для уплотнения торцовых поверхностей упомянутых кольцевых уступов соединяемых труб.Known detachable connection for pipelines (GOST 632-80 Casing pipes and couplings to them. Technical conditions. Moscow, 1989, USSR State Committee for Standards, p. 8, Fig. 3), containing the end parts of the pipes to be connected with an external unidirectional screw thread , a cylindrical threaded coupling having inside on both sides a unidirectional mating screw thread, and in the middle part of its inner surface there is a radial annular protrusion serving as an axial stop for the end surfaces of annular ledges made on the end parts of soy inyaemyh pipes. O-rings of non-metallic material are installed on the annular ledges of the joined pipes to seal the end surfaces of the annular ledges of the joined pipes.

Основные недостатки известного разъемного соединенияThe main disadvantages of the known detachable connection

1. Конструкция известного разъемного соединения предназначена для эксплуатации при невысоких параметрах давления рабочей среды из-за использования уплотнительных колец, изготовленных из неметаллического материала.1. The design of the known detachable connection is designed for operation at low pressure parameters of the working medium due to the use of o-rings made of non-metallic material.

2. Снижение герметичности соединения из-за неодинакового по величине усилия прижатия к уплотнительным кольцам торцовых уплотнительных поверхностей концевых частей соединяемых труб. Также возможна деформация уплотнительных колец при сборке известного соединения и, как следствие этого, нарушение герметичности.2. Reducing the tightness of the connection due to the unequal in magnitude of the pressure against the sealing rings of the end sealing surfaces of the end parts of the pipes to be connected. It is also possible the deformation of the sealing rings during the assembly of a known connection and, as a consequence of this, a violation of the tightness.

3. При замене уплотнительного кольца в собранном трубопроводе требуется раздвигать трубы в осевом направлении, а для этого необходимо вырезать часть трубы для вывинчивания ее концевой части из резьбовой муфты, что увеличивает длительность и трудоемкость процесса разборки соединения.3. When replacing the sealing ring in the assembled pipeline, it is necessary to extend the pipes in the axial direction, and for this it is necessary to cut out a part of the pipe to unscrew its end part from the threaded sleeve, which increases the duration and laboriousness of the process of disassembling the connection.

Известно разъемное соединение для трубопроводов (патент РФ №2135876, МПК F16L 21/00, приоритет 06.03.1998 г., опубликовано 27.08.1999 г.), которое содержит концевые части соединяемых труб, снабженных наружной однонаправленной винтовой резьбой, цилиндрическую цельнотелую резьбовую муфту, имеющую внутри с обеих ответных сторон однонаправленную винтовую резьбу. Внутри резьбовой муфты в средней ее части имеется радиальный кольцевой выступ, который изготовлен за одно целое с телом муфты и выполняет функцию упорного уплотнительного кольца для уплотнения торцовых поверхностей соединяемых труб. На наружной поверхности резьбовой муфты выполнены элементы зацепления в виде радиальных отверстий под специальный ключ для приложения к ней крутящего момента.Known detachable connection for pipelines (RF patent No. 21585876, IPC F16L 21/00, priority 06.03.1998, published on 08.27.1999), which contains the end parts of the connected pipes provided with an external unidirectional screw thread, a cylindrical solid thread coupling, having unidirectional screw thread inside on both counterparts. Inside the threaded sleeve in its middle part there is a radial annular protrusion, which is made in one piece with the body of the sleeve and acts as a thrust sealing ring for sealing the end surfaces of the pipes to be joined. On the outer surface of the threaded coupling, engagement elements are made in the form of radial holes for a special wrench for applying torque to it.

Основные недостатки известного разъемного соединения заключаются в следующем. При сборке трубопровода с использованием известного разъемного соединения необходимо в предварительно навинченную на одну из соединяемых труб резьбовую муфту ввинчивать другую присоединяемую к ней трубу. При разборке трубопровода необходимо вывинчивать из этой установленной на трубе резьбовой муфты отсоединяемую от нее трубу. Указанные процессы сборки и разборки известного соединения являются достаточно сложными и трудоемкими, учитывая значительные длину и вес трубы промысловых трубопроводов. В процессе ввинчивания торцовая поверхность концевой части трубы достигает контакта с поверхностью неподвижного кольцевого выступа резьбовой муфты, выполняющего функцию уплотнительного кольца, и испытывает как осевые, так и тангенциально направленные нагрузки, которые могут привести к пластической деформации торцовых уплотнительных поверхностей трубы и кольцевого выступа резьбовой муфты, не имеющего возможности осевого перемещения, что, в свою очередь, может стать причиной нарушения герметичности соединения. Невозможность осевого перемещения кольцевого выступа резьбовой муфты приводит к неравномерности прижатия к его торцовым уплотнительным поверхностям торцовых поверхностей соединяемых труб. По этой причине невозможно создать на их уплотнительных поверхностях одинаковую величину контактного давления, что также может снизить герметичность соединения. Кроме того, при вывинчивании трубы из резьбовой муфты в собранном трубопроводе требуется свободное пространство для ее осевого перемещения на всю длину контактной резьбовой части трубы, поэтому необходимо вырезать часть трубопровода или все разъемное соединение, чтобы произвести, например, замену трубы или резьбовой муфты при нарушении уплотнительных поверхностей кольцевого выступа (уплотнительного кольца). Все указанные операции требуют значительных затрат времени и материальных ресурсов. Существенным недостатком соединения также является снижение его герметичности ввиду сложности процесса обработки уплотнительных поверхностей уплотнительного кольца (выступа) из-за трудного доступа к нему внутри муфты.The main disadvantages of the known detachable connection are as follows. When assembling a pipeline using a known detachable connection, it is necessary to screw another pipe connected to it into a threaded sleeve previously screwed onto one of the pipes to be connected. When disassembling the pipeline, it is necessary to unscrew the pipe to be disconnected from this threaded sleeve mounted on the pipe. The indicated assembly and disassembly processes of the known compound are quite complex and time-consuming, given the significant length and weight of the field piping. In the process of screwing, the end surface of the end part of the pipe reaches contact with the surface of the fixed annular protrusion of the threaded sleeve acting as an o-ring and experiences both axial and tangentially directed loads, which can lead to plastic deformation of the end sealing surfaces of the pipe and the annular protrusion of the threaded sleeve, not having the possibility of axial movement, which, in turn, can cause a violation of the tightness of the connection. The impossibility of axial movement of the annular protrusion of the threaded sleeve leads to uneven pressing against the end surfaces of the joined pipes to its end sealing surfaces. For this reason, it is impossible to create the same contact pressure on their sealing surfaces, which can also reduce the tightness of the connection. In addition, when unscrewing a pipe from a threaded sleeve in an assembled pipeline, free space is required for its axial movement over the entire length of the contact threaded part of the pipe; therefore, it is necessary to cut out a part of the pipe or all detachable connection, for example, to replace the pipe or threaded sleeve if the sealing surfaces of the annular protrusion (o-ring). All these operations require a significant investment of time and material resources. A significant drawback of the connection is also a decrease in its tightness due to the complexity of the processing of the sealing surfaces of the sealing ring (protrusion) due to the difficult access to it inside the coupling.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение герметичности разъемного соединения, упрощение и ускорение процессов его сборки и разборки, а также снижение трудоемкости упомянутых процессов.The objective of the invention is to increase the tightness of the detachable connection, simplifying and accelerating the processes of its assembly and disassembly, as well as reducing the complexity of the above processes.

Поставленная задача решается тем, что разъемное соединение для трубопроводов, содержащее концевые части соединяемых труб, снабженные наружной винтовой резьбой, резьбовую муфту, имеющую внутри с обеих ответных сторон винтовую резьбу, а на наружной поверхности элементы зацепления для приложения к ней крутящего момента, уплотнительное кольцо для уплотнения торцовых поверхностей концевых частей соединяемых труб, расположенное в средней части резьбовой муфты, согласно изобретению уплотнительное кольцо для уплотнения торцовых поверхностей концевых частей соединяемых труб изготовлено в виде отдельной детали и установлено в резьбовой муфте с возможностью осевого перемещения, резьбовая муфта имеет осевой разъем, разделяющий ее на две полумуфты, на концевой части одной соединяемой трубы и на ответной стороне резьбовой муфты винтовая резьба имеет левое направление витков, а на концевой части другой соединяемой трубы и на ответной стороне резьбовой муфты винтовая резьба имеет правое направление витков, резьбовая муфта снабжена охватывающей муфтой, которая установлена на резьбовой муфте для удержания ее полумуфт в собранном рабочем положении, при этом на ее внутренней поверхности выполнены ответные элементы зацепления, взаимодействующие с элементами зацепления резьбовой муфты, а наружная поверхность охватывающей муфты снабжена элементами зацепления для приложения к ней крутящего момента.The problem is solved in that a detachable connection for pipelines, containing the end parts of the pipes to be connected, provided with an external screw thread, a threaded sleeve having a screw thread on the inside of both counterparts, and engagement elements on the outer surface for applying torque to it, an o-ring for sealing the end surfaces of the end parts of the pipes to be connected, located in the middle of the threaded sleeve, according to the invention, a sealing ring for sealing the end surfaces the end parts of the pipes to be joined are made as a separate part and mounted in the threaded sleeve with the possibility of axial movement, the threaded sleeve has an axial connector dividing it into two half-couplings, on the end of one connected pipe and on the counter side of the threaded sleeve, the screw thread has a left-hand thread and on the end of the other pipe to be connected and on the counter side of the threaded sleeve, the screw thread has the right direction of the turns, the threaded sleeve is provided with a female sleeve that is mounted on p a threaded sleeve to hold its coupling halves in the assembled working position, while the engagement mating elements interacting with the engagement elements of the threaded sleeve are made on its inner surface, and the outer surface of the female sleeve is provided with engagement elements for applying torque to it.

Уплотнительное кольцо может быть установлено в кольцевой канавке, выполненной в средней части резьбовой муфты.The sealing ring can be installed in an annular groove made in the middle of the threaded sleeve.

Уплотнительное кольцо может быть выполнено в виде стальной линзы, имеющей трапецеидальный профиль сечения, при этом торцовые поверхности концевых частей соединяемых труб могут иметь конический профиль сечения.The sealing ring can be made in the form of a steel lens having a trapezoidal cross-sectional profile, while the end surfaces of the end parts of the connected pipes can have a conical cross-sectional profile.

Уплотнительное кольцо может быть выполнено в виде плоской прокладки, изготовленной из неметаллического материала, например из паронита, графлекса или фторопласта, при этом торцовые поверхности концевых частей соединяемых труб могут быть выполнены плоскими.The sealing ring can be made in the form of a flat gasket made of non-metallic material, for example, paronite, graphlex or fluoroplastic, while the end surfaces of the end parts of the pipes to be joined can be made flat.

Элементы зацепления на наружной поверхности резьбовой муфты и на внутренней и наружной поверхностях охватывающей муфты могут быть выполнены в виде граней правильной шестигранной призмы.The engagement elements on the outer surface of the threaded coupling and on the inner and outer surfaces of the female coupling can be made in the form of faces of a regular hexagonal prism.

Охватывающая муфта может быть установлена на резьбовой муфте с минимальным радиальным зазором и с возможностью осевого перемещения.The female sleeve can be mounted on a threaded sleeve with minimal radial clearance and axial movement.

Элементы зацепления на наружной поверхности охватывающей муфты могут быть выполнены в виде отверстий под ключ.The engagement elements on the outer surface of the female coupling can be made in the form of key holes.

Элементы зацепления на наружной поверхности охватывающей муфты могут быть выполнены в виде лысок под ключ.The engagement elements on the outer surface of the female coupling can be made in the form of flats on a turn-key basis.

На концевых частях соединяемых труб может быть выполнено по две противолежащих лыски под ключ для удержания соединяемых труб от проворачивания при сборке и разборке разъемного соединения.At the end parts of the pipes to be connected, two opposite turnkey flats can be made to keep the pipes being connected from turning when assembling and disassembling the detachable connection.

Технический результат изобретения выражается в уменьшении вероятности возникновения пластической деформации торцовых поверхностей соединяемых труб за счет исключения их вращения при затяжке резьбовой муфты. Другой технический результат изобретения выражается в том, что не требуется вырезать часть трубопровода при разборке соединения или замене трубы, так как в указанных случаях достаточно создания минимального зазора между уплотнительными поверхностями разъемного соединения.The technical result of the invention is expressed in reducing the likelihood of plastic deformation of the end surfaces of the connected pipes by eliminating their rotation when tightening the threaded sleeve. Another technical result of the invention is that it is not necessary to cut out part of the pipeline when disassembling the connection or replacing the pipe, since in these cases it is sufficient to create a minimum gap between the sealing surfaces of the detachable connection.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана аксонометрическая проекция разъемного соединения в разобранном виде с кольцевой канавкой и плоской прокладкой из неметаллического материала; на фиг.2 - продольный разрез разъемного соединения в собранном виде с цилиндрической поверхностью в резьбовой муфте и с плоской прокладкой из неметаллического материала; на фиг.3 - продольный разрез разъемного соединения в собранном виде с кольцевой канавкой и плоской прокладкой из неметаллического материала; на фиг.4 - поперечный разрез соединения в собранном виде по А-А на фиг.3; на фиг.5 - продольный разрез концевых частей труб, соединенных резьбовой муфтой, имеющей кольцевую канавку с установленной в ней стальной линзой, имеющей трапецеидальный профиль сечения.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a perspective view of a detachable connection in disassembled form with an annular groove and a flat gasket of non-metallic material; figure 2 is a longitudinal section of a detachable connection in assembled form with a cylindrical surface in a threaded sleeve and with a flat gasket of non-metallic material; figure 3 is a longitudinal section of a detachable connection in assembled form with an annular groove and a flat gasket of non-metallic material; figure 4 is a transverse section of the connection in assembled form aa in figure 3; figure 5 is a longitudinal section of the end parts of the pipes connected by a threaded sleeve having an annular groove with a steel lens installed in it having a trapezoidal cross-sectional profile.

В состав предлагаемого разъемного соединения входят концевые части 1 и 2 соединяемых между собой труб, расположенных на общей центральной оси X. Концевые части 1 и 2 снабжены наружной винтовой резьбой и соединены между собой резьбовой муфтой 3 (фиг.2), которая состоит из нижней полумуфты 4 и верхней полумуфты 5 (фиг.1), разделенных осевым разъемом. Резьбовая муфта 3 имеет внутри с обеих ответных сторон винтовую резьбу. На концевой части 1 соединяемой трубы и на ответной ей стороне резьбовой муфты 3 винтовая резьба имеет левое направление витков, а на концевой части 2 соединяемой трубы и на ответной ей стороне резьбовой муфты 3 винтовая резьба имеет правое направление витков. В соответствии с этим на наружной поверхности концевой части 1 соединяемой трубы выполнена кольцевая риска 6 и на наружной поверхности ответной ей стороны резьбовой муфты 3 выполнены риски 7 в качестве меток, указывающих на левое направление витков резьбы. Внутри резьбовой муфты 3, в ее средней части, образована цилиндрическая поверхность L (фиг.2), диаметр которой равен диаметру внутренней поверхности резьбовой муфты 3. В пределах цилиндрической поверхности L выполнена кольцевая канавка 8 (фиг.1, 3 и 5) с диаметром, превышающим диаметр цилиндрической поверхности L. В средней части резьбовой муфты 3, в пределах цилиндрической поверхности L или в кольцевой канавке 8, установлено уплотнительное кольцо для уплотнения торцовых поверхностей 9 и 10 концевых частей 1 и 2 соединяемых труб, изготовленное в виде отдельной детали. Уплотнительное кольцо установлено в резьбовой муфте 3 с минимальным радиальным зазором и с возможностью осевого перемещения. Для обеспечения возможности осевого перемещения уплотнительного кольца и концевых частей 1 и 2 осевая ширина цилиндрической поверхности L и кольцевой канавки 8 выполнена больше, чем осевая толщина уплотнительного кольца, по меньшей мере в 3 раза. Для эксплуатации соединения в условиях высоких давлений рабочей среды уплотнительное кольцо может быть выполнено в виде стальной линзы 11 (фиг.5), имеющей трапецеидальный профиль сечения, при этом торцовые поверхности 9 и 10 концевых частей 1 и 2 имеют конический профиль сечения, конусность которого соотнесена с конусностью стальной линзы 11 согласно действующим стандартам. Для эксплуатации соединения в условиях низких давлений рабочей среды уплотнительное кольцо может быть выполнено в виде плоской прокладки 12, изготовленной из неметаллического материала, например из паронита, графлекса или фторопласта, при этом торцовые поверхности 9 и 10 концевых частей 1 и 2 выполняются плоскими (фиг.1, 2 и 3). Кольцевая канавка 8 одновременно служит для выхода режущего инструмента при нарезании «левой» и «правой» резьбы с противоположных концов резьбовой муфты 3, а также для удобства установки уплотнительного кольца. Наружная поверхность резьбовой муфты 3 имеет элементы зацепления для приложения к ней крутящего момента, которые, например, могут быть выполнены в виде граней 13 правильной шестигранной призмы. Резьбовая муфта 3 снабжена съемной охватывающей муфтой 14, которая установлена на резьбовой муфте 3 для удержания ее полумуфт 4 и 5 в собранном рабочем положении. На внутренней поверхности охватывающей муфты 14 выполнены ответные элементы зацепления, которые взаимодействуют с элементами зацепления резьбовой муфты 3 для приложения к ней крутящего момента. Указанные элементы зацепления муфты 14 выполнены в виде граней 15 (фиг.1) правильной шестигранной призмы. Съемная охватывающая муфта 14 установлена на резьбовой муфте 3 по скользящей посадке с минимальным радиальным зазором и имеет возможность осевого перемещения по ее поверхности. Наружная поверхность охватывающей муфты 14 имеет элементы зацепления для приложения к ней крутящего момента, которые могут быть выполнены в виде граней 16 правильной шестигранной призмы, или в виде радиально расположенных отверстий (не показаны) под ключ, или в виде лысок под ключ (не показаны). Для фиксации охватывающей муфты 14 и резьбовой муфты 3 в рабочем положении могут быть предусмотрены две контргайки (не показаны), которые устанавливаются с обоих торцов охватывающей муфты 14 на резьбе, выполненной на концевых частях 1 и 2. Кроме этого, на концевых частях 1 и 2 соединяемых труб выполнено по две противолежащие лыски 17 и 18 под спаренный ключ для одновременного удержания соединяемых труб от их проворачивания при сборке и разборке разъемного соединения.The composition of the proposed detachable connection includes the end parts 1 and 2 of interconnected pipes located on a common central axis X. The end parts 1 and 2 are provided with an external screw thread and interconnected by a threaded sleeve 3 (figure 2), which consists of a lower coupling half 4 and the upper coupling half 5 (FIG. 1), separated by an axial connector. The threaded sleeve 3 has a screw thread inside on both counterparts. On the end part 1 of the pipe to be connected and on the opposite side of the threaded sleeve 3, the screw thread has a left direction of the turns, and on the end part 2 of the connected pipe and on the counter side of the threaded sleeve 3, the screw thread has the right direction of the turns. In accordance with this, an annular risk 6 is made on the outer surface of the end part 1 of the pipe to be connected, and risks 7 are made on the outer surface of the counterpart of the threaded sleeve 3 as marks indicating the left direction of the threads. Inside the threaded sleeve 3, in its middle part, a cylindrical surface L (FIG. 2) is formed, the diameter of which is equal to the diameter of the inner surface of the threaded sleeve 3. An annular groove 8 (FIGS. 1, 3 and 5) is made with a diameter of exceeding the diameter of the cylindrical surface L. In the middle part of the threaded sleeve 3, within the cylindrical surface L or in the annular groove 8, a sealing ring is installed for sealing the end surfaces 9 and 10 of the end parts 1 and 2 of the connected pipes, made in the form separate part. The sealing ring is installed in the threaded sleeve 3 with a minimum radial clearance and with the possibility of axial movement. To enable axial movement of the sealing ring and the end parts 1 and 2, the axial width of the cylindrical surface L and the annular groove 8 is made greater than the axial thickness of the sealing ring by at least 3 times. For the operation of the connection under conditions of high working medium pressures, the o-ring can be made in the form of a steel lens 11 (Fig. 5) having a trapezoidal sectional profile, while the end surfaces 9 and 10 of the end parts 1 and 2 have a conical sectional profile, the taper of which is correlated with taper of steel lens 11 according to current standards. To operate the joint at low working pressure, the o-ring can be made in the form of a flat gasket 12 made of non-metallic material, for example, paronite, graphlex or fluoroplastic, while the end surfaces 9 and 10 of the end parts 1 and 2 are made flat (Fig. 1, 2 and 3). The annular groove 8 simultaneously serves to exit the cutting tool when cutting the "left" and "right" threads from opposite ends of the threaded sleeve 3, as well as for ease of installation of the sealing ring. The outer surface of the threaded sleeve 3 has engagement elements for applying torque to it, which, for example, can be made in the form of faces 13 of a regular hexagonal prism. The threaded sleeve 3 is provided with a removable female sleeve 14, which is mounted on the threaded sleeve 3 to hold its coupling halves 4 and 5 in the assembled working position. On the inner surface of the female clutch 14, engaging mating elements are made which interact with the engaging elements of the threaded sleeve 3 to apply a torque thereto. These engagement elements of the coupling 14 are made in the form of faces 15 (Fig. 1) of a regular hexagonal prism. A removable female sleeve 14 is mounted on the threaded sleeve 3 in a sliding fit with a minimum radial clearance and has the possibility of axial movement along its surface. The outer surface of the female clutch 14 has engagement elements for applying torque to it, which can be made in the form of faces 16 of a regular hexagonal prism, or in the form of turnkey radially arranged holes (not shown), or in the form of turnkey flats (not shown) . To lock the female sleeve 14 and the threaded sleeve 3 in the working position, two lock nuts (not shown) can be provided, which are installed at both ends of the female sleeve 14 on a thread made on end parts 1 and 2. In addition, on end parts 1 and 2 the joined pipes are made in two opposite flats 17 and 18 under a paired key to simultaneously keep the connected pipes from turning during assembly and disassembly of the detachable connection.

Сборка, разборка и работа предложенного разъемного соединения осуществляются следующим образом.Assembly, disassembly and operation of the proposed detachable connections are as follows.

Перед сборкой разъемного соединения на концевые части 1 или 2 предварительно навинчивают контргайки и надевают охватывающую муфту 14. При сборке предлагаемого разъемного соединения концевую часть 1 соединяемой трубы, имеющую винтовую резьбу с левым направлением витков, на что указывает кольцевая риска 6, укладывают на ответную сторону нижней полумуфты 4, также имеющую винтовую резьбу с левым направлением витков, на что указывают риски 7. В кольцевую канавку 8 или на цилиндрическую поверхность L устанавливают стальную линзу 11 или уплотнительную прокладку 12. Концевую часть 2 другой соединяемой трубы, имеющую винтовую резьбу с правым направлением витков, укладывают на ответную сторону полумуфты 4, имеющую винтовую резьбу с правым направлением витков. Концевые части 1 и 2 располагают соосно друг другу, а их торцовые поверхности 9 и 10 располагают по возможности вплотную или как можно ближе к торцовым поверхностям стальной линзы 11 или кольцевой прокладки 12. Затем нижнюю полумуфту 4 накрывают другой полумуфтой 5 так, чтобы одновременно произошло их совмещение по плоскости разъема и сопряжение витков резьбы ответных сторон муфты 3 с витками резьбы концевых частей 1 и 2 соединяемых труб. После этого на резьбовую муфту 3 с прижатыми друг к другу полумуфтами 4 и 5 устанавливают охватывающую муфту 14, смещая ее вдоль оси соединяемых труб до момента совмещения торцовых поверхностей муфт 3 и 14. Охватывающая муфта 14 имеет возможность свободного перемещения в осевом направлении по поверхности резьбовой муфты 3 благодаря наличию минимального радиального зазора между их гранями 13 и 15 и обеспечивает удержание полумуфт 4 и 5 в собранном рабочем положении. Для создания необходимого контактного давления на уплотнительных поверхностях стальной линзы 11 или уплотнительной прокладки 12 охватывающую муфту 14 с помощью специальных захватных устройств (не показаны), соответствующих профилю ее наружных элементов зацепления, например профилю граней 16, поворачивают вокруг центральной оси Х против направления вращения часовой стрелки с заданным крутящим моментом. Предварительно концевые части 1 и 2 соединяемых труб фиксируют с помощью специального спаренного ключа, который одновременно охватывает лыски 17 и 18 и удерживает концевые части 1 и 2 от проворачивания вокруг оси Х до окончания процесса затяжки. Одновременно с поворотом охватывающей муфты 14 поворачивается и резьбовая муфта 3 за счет их механической связи через грани 15 и 13. Затяжку разъемного соединения осуществляют против направления вращения часовой стрелки по отношению к месту расположения концевой части 1 или 2 соединяемых труб, имеющей винтовую резьбу с левым расположением витков. Например, в случае расположения концевой части 1 и, соответственно, рисок 6 и 7 с левой стороны от кольцевой канавки 8 (фиг.1, 2 и 3) затяжку соединения производят путем поворота охватывающей муфты 14 против направления вращения часовой стрелки по отношению к концевой части 1. При повороте охватывающей муфты 14, благодаря «левому» и «правому» направлениям витков резьбы, выполненных на резьбовой муфте 3, концевые части 1 и 2, не вращаясь, одновременно сдвигаются к середине резьбовой муфты 3 в осевом направлении, и их торцовые поверхности 9 и 10 прижимаются к торцовым уплотнительным поверхностям стальной линзы 11 или плоской прокладки 12. В случае, если между одной из торцовых поверхностей, например 10, и уплотнительной поверхностью стальной линзы 11 или прокладки 12 остается осевой зазор, то при дальнейшем повороте резьбовой муфты 3 стальная линза 11 или плоская прокладка 12 продолжает перемещаться концевой частью 1 вправо и плотно прижиматься к торцовой поверхности 10 и одновременно к торцовой поверхности 9. Таким образом, стальная линза 11 или плоская прокладка 12 может перемещаться в осевом направлении влево или вправо и занимать оптимальное месторасположение внутри резьбовой муфты 3 за счет наличия первоначального минимального радиального зазора между ними и цилиндрической поверхностью L или цилиндрической поверхностью кольцевой канавки 8. Благодаря этой возможности осевого перемещения стальной линзы 11 или плоской прокладки 12 происходит процесс их самоустановления в резьбовой муфте 3 и равномерное прижатие к их поверхностям торцовых уплотнительных поверхностей 9 и 10 концевых частей 1 и 2 соединяемых труб с одинаковым по величине контактным давлением на их уплотнительных поверхностях, что обеспечивает высокую степень герметичности соединения. После окончания процесса затяжки охватывающая муфта 14 и резьбовая муфта 3 могут быть зафиксированы в рабочем положении с обеих сторон с помощью контргаек (не показаны).Before assembling the detachable connection, end nuts 1 and 2 are pre-screwed on the lock nuts and put on the female sleeve 14. When assembling the proposed detachable connection, the end part 1 of the pipe to be connected having a screw thread with the left direction of the turns, as indicated by the annular risk 6, is laid on the counter side of the lower coupling halves 4, also having screw threads with the left-hand direction of the turns, as indicated by risks 7. A steel lens 11 or a sealant is installed in the annular groove 8 or on the cylindrical surface L gasket 12. The end part 2 of the other connected pipe having a screw thread with the right direction of the turns is laid on the counter side of the coupling half 4 having a screw thread with the right direction of the turns. The end parts 1 and 2 are arranged coaxially with each other, and their end surfaces 9 and 10 are positioned as close as possible or as close as possible to the end surfaces of the steel lens 11 or ring gasket 12. Then, the lower coupling half 4 is covered with another coupling half 5 so that they simultaneously occur alignment along the plane of the connector and the coupling of the threads of the counterparts of the coupling 3 with the threads of the end parts 1 and 2 of the connected pipes. After that, the female sleeve 14 is mounted on the threaded sleeve 3 with the coupling halves 4 and 5 pressed against each other, displacing it along the axis of the pipes to be joined until the end surfaces of the couplers 3 and 14 are aligned. The female sleeve 14 is capable of axial movement along the surface of the threaded sleeve 3 due to the presence of a minimum radial clearance between their faces 13 and 15 and ensures retention of the coupling halves 4 and 5 in the assembled working position. To create the necessary contact pressure on the sealing surfaces of the steel lens 11 or the gasket 12 covering the clutch 14 using special gripping devices (not shown) corresponding to the profile of its external engagement elements, for example the profile of the faces 16, rotate around the central axis X counterclockwise with a given torque. Preliminarily, the end parts 1 and 2 of the pipes to be connected are fixed using a special paired wrench, which simultaneously covers the flats 17 and 18 and keeps the end parts 1 and 2 from turning around the X axis until the end of the tightening process. Simultaneously with the rotation of the female sleeve 14, the threaded sleeve 3 is rotated due to their mechanical connection through the edges 15 and 13. Tightening the detachable connection is carried out counterclockwise in relation to the location of the end part 1 or 2 of the connected pipes having a left-hand screw thread turns. For example, if the end part 1 and, accordingly, the figures 6 and 7 are located on the left side of the annular groove 8 (Figs. 1, 2 and 3), the connection is tightened by turning the female sleeve 14 against the clockwise direction of rotation relative to the end part 1. When turning the female sleeve 14, due to the "left" and "right" directions of the threads, made on the threaded sleeve 3, the end parts 1 and 2, without rotating, are simultaneously shifted to the middle of the threaded sleeve 3 in the axial direction, and their end surfaces 9 and 10 press axial clearance to the end sealing surfaces of the steel lens 11 or the flat gasket 12. In the event that an axial clearance remains between one of the end surfaces, for example 10, and the sealing surface of the steel lens 11 or the gasket 12, then when the threaded sleeve 3 is further turned, the steel lens 11 or the flat gasket 12 continues to move with the end part 1 to the right and pressed tightly against the end surface 10 and at the same time against the end surface 9. Thus, the steel lens 11 or the flat gasket 12 can move in axial direction left or right and occupy the optimal location inside the threaded sleeve 3 due to the initial minimum radial clearance between them and the cylindrical surface L or the cylindrical surface of the annular groove 8. Due to this possibility of axial movement of the steel lens 11 or flat gasket 12, they self-install in the threaded sleeve 3 and uniformly pressing end surfaces of the sealing surfaces 9 and 10 of the end parts 1 and 2 of the pipes to be connected with the same due to contact pressure on their sealing surfaces, which provides a high degree of tightness of the connection. After the tightening process is completed, the female clutch 14 and the threaded clutch 3 can be locked in working position on both sides using locknuts (not shown).

Разборку разъемного соединения начинают с одновременной фиксации концевых частей 1 и 2 с помощью специального спаренного ключа, который охватывает лыски 17 и 18, удерживая трубы от проворачивания. Затем свинчивают контргайки до конца резьбы на концевых частях 1 и 2 и поворачивают охватывающую муфту 14 вокруг оси Х в направлении вращения часовой стрелки по отношению к концевой части 1. При этом резьбовая муфта 3 благодаря механической связи с муфтой 14 через грани 13 и 15 также поворачивается вместе с ней в направлении вращения часовой стрелки. Концевые части 1 и 2 соединяемых труб, взаимодействующие своей «левой» и «правой» винтовой резьбой с «левой» и «правой» винтовой резьбой муфты 3, под действием ее поворота одновременно, не вращаясь, раздвигаются в противоположные стороны в осевом направлении до создания минимального зазора между уплотнительным кольцом (стальной линзой 11 или плоской прокладкой 12) и торцовыми поверхностями 9 и 10. После этого оператор сдвигает (снимает) охватывающую муфту 14 с резьбовой муфты 3 влево или вправо и снимает верхнюю полумуфту 5 с нижней полумуфты 4, освобождая доступ к уплотнительному кольцу (стальной линзе 11 или плоской прокладке 12), которое может быть легко заменено новым уплотнительным кольцом благодаря наличию созданного минимального зазора.Dismantling of the detachable connection begins with the simultaneous fixation of the end parts 1 and 2 with a special paired key, which covers the flats 17 and 18, keeping the pipes from turning. Then lock nuts are screwed to the end of the thread on the end parts 1 and 2 and the female sleeve 14 is rotated around the X axis in a clockwise direction relative to the end part 1. In this case, the threaded sleeve 3 also rotates through the edges 13 and 15 due to mechanical connection with the sleeve 14 with it in the clockwise direction of rotation. The end parts 1 and 2 of the connected pipes, interacting with their “left” and “right” screw threads with the “left” and “right” screw threads of the coupling 3, under the action of its rotation, simultaneously, without rotating, are moved apart in opposite directions in the axial direction until the minimum clearance between the o-ring (steel lens 11 or flat gasket 12) and the end surfaces 9 and 10. After this, the operator shifts (removes) the female sleeve 14 from the threaded sleeve 3 to the left or right and removes the upper coupling half 5 from the lower coupling half 4, svobozhdaya access to the sealing ring (11 or lens steel flat gasket 12) which can be easily replaced with a new seal created due to the presence of the minimum gap.

Величина контактного давления на торцовых уплотнительных поверхностях 9 и 10 разъемного соединения при подаче в трубопровод рабочего давления внутренней среды сохраняется на заданном уровне, так как резьбовая муфта 3 обеспечивает активное стягивание соединяемых труб в осевом направлении и стабильное прижатие их торцовых поверхностей к уплотнительному кольцу (стальной линзе 11 или плоской прокладке 12) с одинаковым контактным давлением. Благодаря этому обеспечивается безопасная работа промышленных трубопроводов при давлениях рабочих сред до 100 МПа и более. Разъемное соединение надежно работает при температуре окружающей среды до минус 30°С и при температуре рабочей среды от 0 до плюс 300°С.The magnitude of the contact pressure on the end sealing surfaces 9 and 10 of the detachable connection when the working pressure of the internal medium is supplied to the pipeline is maintained at a predetermined level, since the threaded sleeve 3 provides active axial compression of the pipes to be joined and the end faces are stably pressed against the sealing ring (steel lens 11 or flat gasket 12) with the same contact pressure. This ensures the safe operation of industrial pipelines at pressures of working media up to 100 MPa and more. The detachable connection works reliably at ambient temperatures up to minus 30 ° С and at a temperature of the working medium from 0 to plus 300 ° С.

По сравнению с прототипом предложенное разъемное соединение имеет следующие преимущества:Compared with the prototype, the proposed detachable connection has the following advantages:

1) Более высокие показатели герметичности благодаря возможности осевого перемещения уплотнительного кольца, что обеспечивает равенство контактных давлений на его обеих сторонах, при этом исключается необходимость вращения соединяемых труб;1) Higher tightness indicators due to the possibility of axial movement of the sealing ring, which ensures equal contact pressures on its both sides, while eliminating the need for rotation of the connected pipes;

2) позволяет значительно ускорить процессы сборки и разборки соединения и уменьшить трудоемкость этих процессов;2) allows you to significantly speed up the assembly and disassembly of the connection and reduce the complexity of these processes;

3) позволяет повысить герметичность соединения при высоких давлениях за счет повышения чистоты и удобства обработки уплотнительных поверхностей стального уплотнительного кольца благодаря тому, что оно конструктивно отделено от резьбовой муфты и доступно для всесторонней обработки.3) allows you to increase the tightness of the connection at high pressures by increasing the cleanliness and ease of processing of the sealing surfaces of the steel sealing ring due to the fact that it is structurally separated from the threaded sleeve and is available for comprehensive processing.

Claims

1. A detachable connection for pipelines, containing the end parts of the pipes to be connected, provided with an external screw thread, a threaded sleeve having a screw thread on both sides, and engagement elements on the external surface for applying torque to it, an o-ring for sealing end surfaces the ends of the connected pipes, located in the middle part of the threaded sleeve, characterized in that the sealing ring for sealing the end surfaces of the ends of the connected pipes made in the form of a separate part and mounted in a threaded sleeve with the possibility of axial movement, the threaded sleeve has an axial connector dividing it into two half-couplings, on the end part of one pipe to be connected and on the return side of the threaded sleeve, the screw thread has a left turn direction, and on the end part the other pipe to be connected and on the mating side of the threaded sleeve, the screw thread has a right-hand turn direction, the threaded sleeve is provided with a removable female sleeve that is mounted on the threaded sleeve to hold I its coupling halves in the assembled working position, while on its inner surface made reciprocal engagement elements which interact with engagement elements of the threaded sleeve and the outer surface of the female coupling is provided with engaging elements for the application thereto of torque.

2. A detachable connection for pipelines according to claim 1, characterized in that the sealing ring is installed in an annular groove made in the middle of the threaded sleeve.

3. A detachable connection for pipelines according to claim 1, characterized in that the sealing ring is made in the form of a steel lens having a trapezoidal sectional profile, while the end surfaces of the end parts of the pipes to be connected have a conical sectional profile.

4. A detachable connection for pipelines according to claim 1, characterized in that the o-ring is made in the form of a flat gasket made of non-metallic material, for example paronite, graphlex or fluoroplastic, while the end surfaces of the end parts of the pipes to be joined are made flat.

5. A detachable connection for pipelines according to claim 1, characterized in that the engagement elements on the outer surface of the threaded sleeve and on the inner and outer surfaces of the female sleeve are made in the form of faces of a regular hexagonal prism.

6. A detachable connection for pipelines according to claim 1, characterized in that the female sleeve is mounted on a threaded sleeve with a minimum radial clearance and with the possibility of axial movement.

7. A detachable connection for pipelines according to claim 1, characterized in that the engagement elements on the outer surface of the female coupling are made in the form of turnkey holes.

8. A detachable connection for pipelines according to claim 1, characterized in that the engagement elements on the outer surface of the female coupling are made in the form of turnkey flats.

9. A detachable connection for pipelines according to claim 1, characterized in that at the end parts of the connected pipes two turnkey opposite flats are made to keep the connected pipes from turning when assembling and disassembling the detachable connection.