разъемное соединение для напорных трубопроводов

Формула изобретения

1. Разъемное соединение для напорных трубопроводов, содержащее соединительный штекер, соединительную втулку и средства для фиксации втулки и штекера в собранном состоянии, отличающееся тем, что во втулке выполнено ступенчатое отверстие, причем со стороны большего диаметра ступенчатого отверстия концентрично с меньшим диаметром ступенчатого отверстия выполнен кольцевой паз с наружным диаметром, соответствующим большему диаметру ступенчатого отверстия, для плотного вставления в него соединительного штекера.

2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что образованный при выполнении кольцевого паза ниппель своей внешней гладкой поверхностью образует уплотняемую поверхность и внутри соединительного штекера находится уплотнитель.

3. Соединение по п. 1, отличающееся тем, что на внешней поверхности ниппеля выполнен кольцевой паз, в котором размещен уплотнитель, и внутренняя поверхность штекера образует гладкую уплотняемую поверхность.

4. Соединение по одному из пп.1 - 3, отличающееся тем, что уплотнитель является фасонной деталью, вкладываемой в соответствующий кольцевой паз.

5. Разъемное соединение для напорных трубопроводов, содержащее соединительный штекер и соединительную втулку, которая установлена внутри поворотного запора, причем этот запор плотно установлен в гнезде, причем запор установлен с возможностью перевода с вставленным штекером в запертое положение и обратно посредством поворота из проводящего положения и наоборот, отличающееся тем, что во втулке выполнено ступенчатое отверстие, причем со стороны большего диаметра ступенчатого отверстия концентрично с меньшим диаметром ступенчатого отверстия выполнен кольцевой паз с наружным диаметром, соответствующим большему диаметру ступенчатого отверстия, для плотного вставления в него соединительного штекера.

6. Соединение по п.5, отличающееся тем, что поворотный запор установлен с возможностью фиксации в одном или нескольких положениях, а радиально по отношению к поворотному запору сквозь гнездо пропущен подпружиненный штифт, конец которого выполнен утолщенным в виде ласточкина хвоста и расположен с возможностью скольжения при повороте по соответствующему проходящему по части окружности запора пазу, который в фиксирующих позициях имеет такие вырезы в радиальном направлении относительно запора, что утолщенный конец под действием пружины остается в этих вырезах.

7. Соединение по п. 5 или 6, отличающееся тем, что запор выполнен цилиндрическим и в гнезде закреплен в осевом направлении, при этом штифт с насечкой проходит через гнездо в кольцевой паз запора.

8. Соединение по п.5, отличающееся тем, что запор выполнен с возможностью фиксации в одном или нескольких повернутых положениях посредством штифта, который проходит через гнездо в отверстии в запоре.

9. Соединение по одному из пп.5 - 8, отличающееся тем, что во втулке от внешней поверхности до кольцевого паза выполнено по меньшей мере одно отверстие для сброса давления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к разъемным соединениям трубопроводов для сред, находящихся под давлением. При этом в качестве сред могут быть как сжимаемые, так и несжимаемые текучие среды.

Известно разъемное соединение для напорных трубопроводов, содержащее соединительный штекер, соединительную втулку и средства для фиксации втулки и штекера в собранном состоянии.

Известно также разъемное соединение для напорных трубопроводов, содержащее соединительный штекер и соединительную втулку, которая установлена внутри поворотного запора, причем этот запор плотно установлен в гнезде, причем запор установлен с возможностью перевода с вставленным штекером в запертое положение и обратно посредством поворота из проводящего положения и наоборот.

В обоих вышеописанных типах соединений, а именно: при линейных соединениях и при соединениях с поворотным запором - прокладка между соединительной втулкой и соединительным штекером либо находится во втулке, и тогда внешняя сторона штекера образует уплотняющую поверхность, либо уплотняющей поверхностью является внутренняя поверхность втулки, а прокладка находится на внешней поверхности штекера. Такие конструкции имеют тот недостаток, что прокладка или уплотняющая поверхность соединения могут легко быть повреждены, когда выходят наружу. На практике чаще всего соединительный штекер монтируется на свободном конце шланга. Если он не пристыкован, то его уплотняющая поверхность легко повреждается и быстро загрязняется. Уплотняющая поверхность свободно лежащего на земле штекера повреждается, к примеру, при наезде на него транспортных средств, при перетаскивании шланга и т.п. Это ведет к повышенной изнашиваемости и быстрому истиранию частей соединения. При повреждении уплотняющей поверхности или прокладки соединение становится негерметичным и дефектная часть должна заменяться.

Задача изобретения - создать разъемное соединение, которое является более легким в обращении, в особенности при определенной площади сечения пропускного отверстия, отличается от известных штекерных соединений меньшими затратами усилий при подстыковке, фиксации и разъединении, а также уменьшенным износом частей соединения и большим сроком его службы.

Эта задача решается тем, что в разъемном соединении для напорных трубопроводов, содержащем соединительный штекер, соединительную втулку и средства для фиксации втулки и штекера в собранном состоянии согласно изобретению в ступенчатой втулке выполнено ступенчатое отверстие, причем со стороны большего диаметра ступенчатого отверстия концентрично с меньшим диаметром ступенчатого отверстия выполнен кольцевой паз 5 с наружным диаметром, соответствующим большему диаметру ступенчатого отверстия, для плотного вставления в него соединительного штекера.

Образованный при выполнении кольцевого паза 5 ниппель своей внешней гладкой поверхностью образует уплотняемую поверхность, и внутри соединительного штекера находится уплотнитель.

На внешней поверхности ниппеля выполнен кольцевой паз 13, в котором размещен уплотнитель, и внутренняя поверхность штекера образует гладкую уплотняемую поверхность.

Уплотнитель является фасонной деталью, вкладываемой в соответствующий кольцевой паз 12, 13.

Задача решается также тем, что в разъемном соединении, содержащем соединительный штекер и соединительную втулку, которая установлена внутри поворотного запора, причем этот запор плотно установлен в гнезде, причем запор установлен с возможностью перевода с вставленным штекером в запертое положение и обратно посредством поворота из проводящего положения и наоборот, согласно изобретению в ступенчатой втулке выполнено ступенчатое отверстие, причем со стороны большего диаметра ступенчатого отверстия концентрично с меньшим диаметром ступенчатого отверстия выполнен кольцевой паз 5 с наружным диаметром, соответствующим большему диаметру ступенчатого отверстия, для плотного вставления в него соединительного штекера.

Поворотный запор установлен с возможностью фиксации в одном или нескольких положениях, а радиально по отношению к поворотному запору сквозь гнездо пропущен подпружиненный штифт, конец которого выполнен утолщенным в виде ласточкина хвоста и расположен с возможностью скольжения при повороте по соответствующему проходящему по части окружности запора пазу, который в фиксирующих позициях имеет такие вырезы в радиальном направлении относительно запора, что утолщенный конец под действием пружины остается в этих вырезах.

Запор выполнен цилиндрическим и в гнезде закреплен в осевом направлении, при этом штифт с насечкой проходит через гнездо в кольцевой паз 23 запора.

Запор выполнен с возможностью фиксации в одном или нескольких повернутых положениях посредством штифта, который проходит через гнездо в отверстии в запоре.

Во втулке от внешней поверхности до кольцевого паза 5 выполнено по меньшей мере одно отверстие для сбора давления.

На фиг. 1 показаны элементы соединения штекера и втулка в резерве, причем уплотнительный элемент находится в штекере; на фиг. 2 - элементы соединения штекера и втулка в разрезе, причем уплотнительный элемент находится во втулке; на фиг. 3 - разъемное соединение с поворотным запором в разобранном состоянии; на фиг. 4 - разъемное соединение с различными положениями поворота фиксируемого запора.

На фиг. 1 показаны соединительная втулка 1 и соединительный штекер 2 соединения согласно изобретению. Ступенчатая втулка имеет ступенчатое отверстие с различными диаметрами 3, 4. Со стороны большего диаметра 3 ступенчатого отверстия вокруг меньшего диаметра 4 концентрично выбран кольцевой паз 5, внешний диаметр которого соответствует большему диаметру 3 ступенчатого отверстия. Ширина и глубина кольцевого паза 5 выбирается так, чтобы штекер 2 плотно входил в кольцевой паз 5. Внешний диаметр ниппеля 6, который образован при выполнении кольцевого паза 5, должен быть по возможности меньшим, так как этот диаметр определяет эффективную площадь поперечного сечения, которая, со своей стороны, избыточным давлением внутри соединения определяет усилие, необходимое, чтобы вставить штекер 2 во втулку 1. При определенном поперечном сечении пропускного отверстия, которое задано меньшим диаметром 4 ступенчатого отверстия, толщина стенок ниппеля 6 должна быть по возможности малой. Внешняя гладкая поверхность 7 ниппеля 6 образует в показанном здесь исполнении уплотняющую поверхность. На внутренней поверхности штекера 2 выбран кольцевой паз 12, в который вложено круглое в сечении кольцо в качестве уплотнителя. При соединении элементов 1, 2 в первой фазе штекер 2 вставляется в ступенчатое отверстие со стороны большего диаметра 3 втулки 1 настолько, чтобы лежащий в кольцевом пазу 12 штекера 2 уплотнитель 9 оказался плотно прижатым к ниппелю 6. В этой фазе соединения штекера 2 и втулки 1 до достижения уплотнителем 9 уплотняющей поверхности 7 давление действует на полную площадь поперечного сечения штекера 2.

Во второй фазе соединения, как только уплотнитель 9 наденется на ниппель 6, давление в направлении штекера может действовать только на ту поверхность 18 на штекере 2, которая подвергается давлению внутри уплотнителя 9. С помощью такой штекерно-втулочной конструкции с вышеописанным ниппелем 6 во втулке 1 также значительно уменьшается площадь сечения штекера, подвергающаяся воздействию давления. Чтобы имеющаяся в пазу 5 среда могла уйти при вставлении штекера 2, около дна отверстия, образующего кольцевой паз 5, высверливается наружу одно или более отверстий 19 для сбора давления.

Фиг. 2 показывает вариант выполнения, который в целом повторяет описанное исполнение, только здесь уплотнитель 10 уложен в кольцевой паз 13, который выбран на внешней стороне 7 ниппеля 6. Внутренняя поверхность 11 соединительного штекера 2 соответственно образует уплотнительную поверхность.

За счет выбора формы втулки 1 и штекера 2 предлагаемого соединения при заданном сечении пропускного отверстия уменьшают площадь поперечного сечения, на которую воздействует внутреннее давление при соединении и разъединении, при этом без уменьшения сечения пропускного отверстия, диаметру которого соответствуют диаметр ступенчатого отверстия втулки 1 и внутренний диаметр 15 штекера 2. Диаметр поперечного сечения, на которое воздействует давление среды, соответствует внутреннему диаметру отверстия 14 штекера 2.

В традиционных штекерах уплотнитель находится между внешней поверхностью 16 штекера 2 и внутренней поверхностью 17 втулки со стороны большего диаметра 3 ступенчатого отверстия.

В этом случае эффективная площадь поперечного сечения определяется диаметром 3 отверстия втулки 1. Различие обоих названных диаметров, а именно: внутреннего диаметра отверстия 14 штекера и большего диаметра 3 ступенчатого отверстия втулки, либо соответствующих площадей их поперечных сечений, обеспечивает уменьшение силовых затрат, которые требуются при соединении штекера и втулки.

Следующее преимущество показанных на фиг. 1 и 2 конструкций предложенного соединения по сравнению с традиционными соединениями состоит в том, что как уплотнитель, так и уплотняемая поверхность находятся внутри, что обеспечивает их защиту от механических воздействий, и поэтому они подвержены по существу незначительному внешнему механическому износу, что повышает герметичность и тем самым надежность эксплуатации подключаемых машин и удлиняет срок службы соединения.

Фиг. 3 показывает другой вариант предложенного согласно изобретению разъемного соединения для напорных трубопроводов, при котором ступенчатая соединительная втулка 1 помещена внутри поворотного запора 20. Соединение здесь показано в разобранном виде. Цельный запор 20 герметично установлен при помощи уплотнения 25 в гнезде 21 и закреплен там при помощи штифта с насечкой 22. Уплотнение 25 в собранном положении уложено в гнезде 21 и имеет изогнутую уплотняющую поверхность, которая плотно прилегает к внешней стороне запора 20. Штифт с насечкой 22 вставляется в отверстие 24 гнезда 21 и входит в кольцевой паз 23 на запоре. При введении соединительного штекера 2 в соединительную втулку 1 и повороте запора 20 соединение может быть переведено из закрытого в открытое состояние. Как только штекер 2 достигает линейного положения, он легко выдавливается из втулки 1 под давлением, имеющимся в трубопроводе, в вырез 26 гнезда 21 и остается в этой позиции. Штекер 2, а также запор 20, в который он введен, не могут теперь поворачиваться, и соединение тем самым зафиксировано. Для расфиксации штекер 2 должен быть вдавлен в направлении втулки 1, тем самым он выходит из выреза 26 и освобождает запор 20 для поворота. Такое извлечение штекера 2 является операцией, которая при больших диаметрах трубопровода и высоких давлениях значительно упрощается благодаря предложенной штекерно-втулочной конструкции, так как значительно уменьшается требуемое для этого усилие. При последующем повороте штекера 2 он опять уводит за собой запор 20, и этот запор при этом занимает закрывающее положение. При этом сквозное отверстие в запоре 20 на обращенной к штекеру 2 стороне совпадает с имеющимся в гнезде 21 отверстием для спуска давления, при помощи которого устанавливается равенство давлений между окружающей средой и внутренностью штекера. В полностью закрытой позиции запора 20 штекер 2 наконец без давления может быть вынут из втулки 1, на чертеже - вверх. При использовании предложенной согласно изобретению штекерно- втулочной конструкции в соединении достигается то преимущество, что расфиксация такого соединения с поворотным запором при заданном сечении пропускного отверстия выполняется с гораздо меньшими силовыми затратами по сравнению с тем, что было предложено ранее.

Вариант предложенного разъемного соединения с поворотным запором показан на фиг.4. Соединительная втулка 1 помещена в цельном запоре 20, который установлен в гнезде 21. При введенном штекере запор 20 может путем поворота быть приведен в проводящее, сбрасывающее давление или закрывающее положение 27. В каждой из позиций 27 запор 20 может быть зафиксирован в данном положении. Нажатием шпонки на гнезде 21 запор 20 может быть расфиксирован и повернут в положение, соответствующее расстыковке. Для этого подпружиненный штифт 28 проходит насквозь гнездо 21 в радиальном направлении по отношению к поворотному запору 20. Этот штифт имеет утолщенный в виде ласточкина хвоста конец 32, которым он скользит при повороте запора 20 по соответствующему показанному на разрезе утолщению 32 пазу, который проходит по части окружности запора 20.

Паз 29 на запоре 20 имеет вырез 31 в направлении, радиальном к запору 20, в который в фиксирующих положениях 27 входит утолщенный конец 32 штифта 28. Когда запор 20 повернут в фиксированное положение 27, утолщенный конец 32 штифта 28 остается в вырезе 31 под действием пружины. Запор 20 оказывается зафиксированным и может быть повернут из этого положения в другую позицию только вдавливанием штифта 28 по направлению к запору 20.