устройство для сварки фитинга с трубой из полимерного материала

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ФИТИНГА С ТРУБОЙ ИЗ ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА, содержащее металлическую плиту с плоскими параллельными стенками, снабженную средствами ее нагрева, первый и второй сварочные элементы из теплопроводного материала для оплавления соответственно трубы и фитинга, снабженные средством для соединения их с металлической плитой и выполненные с опорной поверхностью для контакта с плоскими стенками плиты и с рабочей поверхностью, соответствующей оплавляемым поверхностям трубы и фитинга, свариваемого встык вокруг отверстия в трубе, при этом первый сварочный элемент снабжен расположенным в нем центральным элементом, выполненным диаметром, соответствующим диаметру отверстия в трубе, отличающееся тем, что наружная поверхность первого сварочного элемента выполнена в сечении в форме эллипса, при этом его рабочая поверхность, лежащая на малой оси эллипса, расположена выше рабочей поверхности, лежащей на его большей оси, и имеет меньшую толщину стенки, а центральный элемент первого сварочного элемента выполнен из непроводящего материала.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сварочные элементы выполнены из стали или алюминия.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что сварочные элементы покрыты инертным материалом типа тефлона.

4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что центральный элемент, расположенный в первом сварочном элементе, выполнен из керамического материала.

5. Устройство по пп.1-4, отличающееся тем, что центральный элемент завинчен внутри первого сварочного элемента.

6. Устройство по пп. 1-5, отличающееся тем, что в металлической плите просверлено отверстие, соосное с центральным элементом, а второй сварочный элемент выполнен с резьбовым отверстием, при этом средство для соединения первого и второго сварочных элементов с плитой выполнено в виде винта, проходящего через опорную плоскую поверхность первого сварочного элемента, через отверстие в металлической плите и резьбовое отверстие во втором сварочном элементе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к устройствам для сварки пластмассовых трубчатых элементов, в частности фитинга и трубы, и может найти применение в системах распределения воды или других жидких материалов, например в нагревательных, охлаждающих или ирригационных установках.

Известно устройство для сварки фитинга с трубой из полимерного материала, содержащее металлическую плиту с плоскими параллельными стенками, снабженную средствами ее нагрева, первый и второй сварочные элементы из теплопроводного материала для оплавления соответственно трубы и фитинга, снабженные средством для соединения их с металлической плитой и выполненные с опорной поверхностью для контакта с плоскими стенками плиты и с рабочей поверхностью, соответствующей оплавляемым поверхностям трубы и фитинга, свариваемого встык вокруг отверстия в трубе, при этом первый сварочный элемент снабжен расположенным в нем центральным элементом, выполненным с диаметром, соответствующим диаметру отверстия в трубе (патент США N 3723229, кл. В 29 С 27/02, 1973).

Однако известное устройство не позволяет получить сварное соединение трубы с фитинга с контактной поверхностью постоянной ширины.

Техническим результатом изобретения является обеспечение равнопрочного сварного шва по всей поверхности соединения трубы и фитинга.

Для достижения технического результата в устройстве для сварки фитинга с трубой из полимерного материала, содержащем металлическую плиту с плоскими параллельными стенками, снабженную средствами ее нагрева, первый и второй сварочные элементы из теплопроводного материала для оплавления соответственно трубы и фитинга, снабженные средством для соединения их с металлической плитой и выполненные с опорной поверхностью для контакта с плоскими стенками плиты и с рабочей поверхностью, соответствующей оплавляемым поверхностям трубы и фитинга, свариваемого встык вокруг отверстия в трубе, при этом первый сварочный элемент снабжен расположенным в нем центральным элементом, выполненным с диаметром, соответствующим диаметру отверстия в трубе, согласно изобретению наружная поверхность первого сварочного элемента выполнена в сечении в форме эллипса, при этом его рабочая поверхность, лежащая на малой оси эллипса, расположена выше рабочей поверхности, лежащей на его большей оси, и имеет меньшую толщину стенки, а центральный элемент первого сварочного элемента выполнен из непроводящего материала.

Кроме того, сварочные элементы выполнены из стали или алюминия. Сварочные элементы покрыты инертным материалом типа тефлона. Центральный элемент, расположенный в первом сварочном элементе, выполнен из керамического материала. Центральный элемент завинчен внутри первого сварочного элемента. В металлической плите просверлено отверстие, соосное центральному элементу, а второй сварочный элемент выполнен с резьбовым отверстием, при этом средство для соединения первого и второго сварочных элементов с плитой выполнено в виде винта, проходящего через опорную плоскую поверхность первого сварочного элемента, через отверстие в металлической плите и резьбовое отверстие во втором сварочном элементе.

Описываемое устройство позволяет получать равнопрочный сварочный шов между трубой и фитингом с постоянной шириной зоны контакта и приваривать фитинг с максимальной толщиной стенки в точках, соответствующих зоне максимального напряжения.

На фиг. 1 изображена металлическая плита с первым сварочным элементом, в разрезе; на фиг. 2 первый сварочный элемент с центральным элементом, в аксонометрии; на фиг. 3 второй сварочный элемент в аксонометрии; на фиг. 4 центральный элемент, вид сбоку; на фиг. 5 то же, вид в плане; на фиг. 6 вид сбоку первого сварочного элемента; на фиг. 7 вид сбоку второго сварочного элемента; на фиг. 8 вид сбоку плиты со вторым сварочным элементом; на фиг. 9 труба с фитингом, получаемая при использовании устройства; на фиг. 10 первый привариваемый фитинг, вертикальный разрез в одной плоскости; на фиг. 11 то же, вертикальный разрез во второй плоскости; на фиг. 12 то же, вид в плане; на фиг. 13 второй привариваемый фитинг, вертикальный разрез в одной плоскости; на фиг. 14 то же, вертикальный разрез во второй плоскости; на фиг. 15 то же, вид в плане; на фиг. 16 сварной шов между трубой и фитингом в разрезе.

Устройство для сварки фитинга с трубой из полимерного материала содержит металлическую плиту 1, имеющую две плоские параллельные поверхности 2 и 3 и снабженную средствами ее нагрева, в частности встроенными в нее электрическими сопротивлениями (на чертеже не показаны), которые нагревают поверхности 2 и 3 до требуемой температуры.

Устройство содержит также первый 4 и второй 5 сварочные элементы из теплопроводного материала, например, стали или алюминия, для оплавления соответственно трубы и фитинга.

Первый сварочный элемент 4 выполнен с рабочей поверхностью 6, соответствующей оплавляемой поверхности трубы, и с опорной поверхностью 7 для контакта с плоской поверхностью 2 плиты. Внутри сварочного элемента 4 выполнено отверстие 8 под головку винта (на чертеже не показан), который проходит через отверстие 9 элемента 4 и входит в отверстие 10, просверленное в плите 1.

Во внутренней полости первого сварочного элемента 4 расположен центральный элемент 11, выступающий над поверхностью 6 элемента 5. Центральный элемент 11 выполнен с диаметром, соответствующим диаметру отверстия в трубе, вокруг которого должен привариваться фитинг. Центральный элемент 11 выполнен из непроводящего, в частности, керамического материала и позволяет точно устанавливать зону сварки на трубе. Второй сварочный элемент 5 имеет рабочую поверхность 12, соответствующую оплавляемой поверхности фитинга, и опорную поверхность 13 для контакта с плоской поверхностью 3 плиты 1. Элемент 5 выполнен с резьбовым отверстием 14 под винт. Винт является средством для соединения сварочных элементов 4, 5 и завинчен в них. Наружная поверхность первого сварочного элемента 4 выполнена в сечении в форме эллипса, при этом его рабочая поверхность, лежащая на малой оси эллипса, расположена выше рабочей поверхности, лежащей на его большей оси, и имеет меньшую толщину стенки. Сварочные элементы покрыты инертным материалом типа тефлона. Отверстие 10 в плите 1 расположено соосно центральному элементу 11.

Устройство работает следующим образом.

После сборки всех элементов устройства осуществляют нагрев сварочных элементов электрическими сопротивлениями, размещенными в плите 1.

В трубе 15 предварительно просверливают отверстие 16, зону соединения вокруг которого обрабатывают посредством скребкового приспособления (на чертеже не показано). Соединяемую поверхность трубы 15 приводят в контакт с рабочей поверхностью 6 первого сварочного элемента 4, а поверхность привариваемого фитинга 17 с рабочей поверхностью 2 второго сварочного элемента 5. После достижения проплавления обеих соединяемых поверхностей их приводят в контакт друг с другом, и прилагают давление, достаточное для получения качественного сварного шва. В результате фитинг 17 приваривают встык вокруг отверстия 16 в трубе 15.

К трубе 15 может быть приварено два фитинга (фиг.9), один из которых 17 прямого типа, а другой 18 изогнутый. Фитинги 17, 18 прямого и изогнутого типа (фиг. 10-15) могут быть изготовлены литьем под давлением с использованием пресс-форм соответствующей конфигурации. Наружная стенка первого отрезка фитингов 17, 18, начиная от зоны сварки, имеет толщину, изменяющуюся вдоль контура. Фитинги 17 и 18 имеют стенку, ограниченную двумя соосными цилиндрическими поверхностями, причем внутренняя поверхность имеет круглое сечение, а наружная эллиптическое сечение, соответствующее поверхности трубы, к которой должен привариваться фитинг. Таким образом, в результате получают максимальную толщину стенки в точке, соответствующей зоне максимальных механических напряжений в сварном шве, и минимальную толщину в зоне, где поверхность контакта имеет ширину, превышающую толщину фитинга. При этом, контактная поверхность между фитингом 17 или 18 и трубой 15 имеет по-существу постоянную ширину. Свободный торец фитинга 17 или 18 имеет круглое сечение, поэтому его можно приваривать посредством стыковой сварки к змеевику (на чертеже не показан).