неразъемное соединение

Формула изобретения

Неразъемное соединение, содержащее трубу из пластмассы и металлическую концевую деталь, склеенные внахлест, а также радиальные крепежные заостренные элементы, установленные в концевой детали и зафиксированные в материале трубы, отличающееся тем, что на концевой детали со стороны ее торцевой поверхности выполнен жесткий опорный концевой пояс, а над каждым рядом радиальных крепежных элементов или над всеми рядами выполнены кольцевые проточки или общая проточка, заполненные однонаправленными стекловолокнами, скрепленными полимерным связующим, при этом радиальные крепежные элементы выполнены в виде цилиндрических элементов, срезанных наклонной плоскостью, отсекающей основание и расположенной со стороны, противоположной торцевой поверхности концевой детали.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в неразъемных соединениях пластмассовых труб с металлическими деталями.

Известно неразъемное соединение пластмассовых труб, в которых средство фиксации выполнено в виде каркаса из отвержденного связующего и размещено в проточках и пазах на их сопряженных поверхностях, препятствующих их смещению [1]

Недостатками известного соединения являются сложность механической обработки осевых пазов с кольцевыми проточками на сопрягаемых поверхностях труб, ослабление стенок труб в местах проточек и пазов, перерезание армирующего материала, что снижает прочность и надежность соединения.

Известно также соединение труб, одна из которых выполнена из армированной пластмассы, а другая из металла, конец которой снабжен упорными элементами в виде ряда чередующихся выступов и канавок, обхватываемых концом пластмассовой трубы [2]

К недостаткам соединения следует отнести сложность его осуществления способом пластической деформации конца пластмассовой трубы в случае, когда в качестве армировки используется стекловолокнистый наполнитель, обладающий слабой текучестью из-за жесткости волокна, нанесенного намоткой на металлическую законцовку, что не обеспечивает качества, прочности и надежности соединения.

Наиболее близким техническим решением является неразъемное соединение, содержащее трубу из пластмассы и металлическую концевую деталь, склеенные внахлест, с радиальными крепежными заостренными элементами на металлической концевой детали, зафиксированными в материале трубы [3]

Радиальные крепежные заостренные элементы этого неразъемного соединения выполнены в виде шипов, их концевые части, имеющие заострения, дают соответствующие векторы осевого усилия, направленные в радиальном направлении, что приводит к их выпрессовке под нагрузкой, действующей на стык, и изгибу, что снижает надежность стыка.

Техническим результатом изобретения является повышение прочности и герметичности стыка неразъемного соединения.

Технический результат достигается тем, что в неразъемном соединении, содержащем трубу из пластмассы и металлическую концевую деталь, склеенные внахлест, а также радиальные крепежные заостренные элементы, установленные в концевой детали и зафиксированные в материале трубы, на концевой детали со стороны ее торцевой поверхности выполнен жесткий опорный концевой пояс, а над каждым рядом радиальных крепежных элементов или над всеми рядами выполнены кольцевые проточки или общая проточка, заполненные однонаправленными стекловолокнами, скрепленными полимерным связующим, при этом радиальные крепежные элементы выполнены в виде цилиндрических элементов, срезанных наклонной плоскостью, отсекающей основание и расположенное со стороны, противоположной торцевой поверхности концевой детали.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид неразъемного соединения в изометрии, на фиг.2 осевой разрез; на фиг.3 - поперечное сечение, на фиг.4 фрагмент металлической концевой детали с радиальными крепежными заостренными элементами, на фиг.5 вид на радиальный крепежный заостренный элемент со стороны торца трубы.

Неразъемное соединение содержит трубу 1 из пластмассы и металлическую деталь 2, склеенные внахлест, радиальные крепежные заостренные элементы 3 на металлической концевой детали 2, зафиксированные в материале трубы 1.

Труба 1 представляет собой оболочку из композиционного материала, выполненную из спирально расположенных, перекрещивающихся стекловолокон, скрепленных полимерным связующим.

Металлическая концевая деталь 2 представляет собой трубчатый фитинг, имеющий резьбовую нарезку 4 для присоединения ответных деталей, жесткий опорный кольцевой поясок 5, выполненный у кольцевой нарезки 4, имеющий шлицы или грани 6 для удержания металлической концевой детали 2 при стыковке, общую или местные кольцевые проточки 7, выполненные над кольцевыми рядами радиальных крепежных заостренных элементов 3, размещенных в сквозных радиальных отверстиях 8 его хвостовика 9.

Общая или местные кольцевые проточки 7 металлической концевой детали 2 охвачены кольцевыми поясками 10 из однонаправленных, скрепленных полимерным связующим стекловолокон.

Радиальные крепежные заостренные элементы 3 внедрены и зафиксированы в материале законцовки 11 трубы 1, представляют собой металлические стержни, имеющие со стороны поясков плоские поперечные срезы 12. Вершины 13 остриев 14 радиальных крепежных заостренных элементов 3 расположены на их лобовых боковых поверхностях 15, обращенных к торцу 16 трубы 1, поперечные косые срезы 17 выполнены обратными по отношению к поверхностям 15 и торцу 16 трубы 1.

Изготовление неразъемного соединения заключается в следующем.

На специальную оправку наносится защитное покрытие 18 и производится намотка спирально-перекрестных армирующих нитей, пропитанных связующим составом таким образом, чтобы их массив сплошь покрывал всю боковую поверхность покрытия 18. Затем на конец полученной заготовки одевается свободно или напрессовкой металлическая концевая деталь 2 так, чтобы ее хвостовик 9 находился над неотвержденным материалом законцовки 11 трубы 1 и через сквозные радиальные отверстия 8 хвостовика 9 забивают с внедрением в материал заготовки радиальные крепежные заостренные элементы 3, которые остриями 14 раздвигают армирующие стекловолокна, смещение которых позволяет производить уплотнение пластика между элементами 3 и тем самым заклинить металлическую концевую деталь 2 на заготовке трубы 1. После этого в общую или местные концевые проточки 7 на хвостовике 9 металлической концевой детали 2 вматываются кольцевые витки стекловолокна, пропитанные полимерным связующим, с перекрытием на заготовку трубы 1 для образования поясков 10 и получения монолитного пластика, и заготовка отверждается по режимам полимеризации полимерного связующего. После охлаждения и зачистки полученная труба 1 с неразъемным соединением с металлической концевой деталью 2 снимается с оправки.

Использование трубы с неразъемным соединением заключается в следующем.

После присоединения к резьбовой нарезке 4 смежных деталей труба 1 нагружается внутренним избыточным давлением газа или жидкости, в результате действия которого неразъемное соединение подвергается кроме кольцевого и осевого растяжения. Жесткий опорный кольцевой поясок 5 препятствует деформированию хвостовика 9, который оказывает осевую нагрузку на законцовку 11 трубы 1. Так как боковая поверхность 15 элементов 3 со стороны торца 16 трубы 1 не имеет скосов и поперечные срезы 17 выполнены по отношению к нему с обратным наклоном, то при нагрузке элементы 3 работают только на срез и изгиб без радиального выдавливания.

Испытания фрагментов неразъемного соединения трубы 1 из стеклопластика с металлической концевой деталью 2, изготовленных с использованием нового технического решения, показали положительные результаты. Соединение обладает высокой прочностью, герметичностью и увеличенной нагрузочной способностью.