БЫСТРОРАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ Российский патент 1994 года по МПК F16L37/28 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обеспечения соединения и демонтажа трубопроводов, находящихся под давлением газа или жидкости.

Известно быстроразъемное соединение трубопроводов, содержащее две скрепленные между собой полумуфты, в каждой из которых установлен подпружиненный в осевом направлении клапан, при этом один из клапанов, связанный со штоком, установлен эксцентрично относительно проходных каналов полумуфт [1] .

Такая конструкция соединения несколько снижает гидравлическое сопротивление, однако она неоправданно сложна и трудоемка в изготовлении. Это связано с необходимостью установки одного из клапанов эксцентрично относительно проходных каналов полумуфт.

Кроме того, степень снижения гидравлического сопротивления зависит от величины эксцентриситета, а его увеличение ведет к снижению надежности.

Наиболее близким техническим решением является быстроразъемное соединение, включающее две скрепленные между собой полумуфты, в каждой из которых установлен подпружиненный в осевом направлении клапан.

Недостатком известного устройства является низкая надежность в эксплуатации, которая обусловлена наличием штока, связанного с уплотнительным элементом. Таким образом, при расстыковке соединения на шток воздействует изгибающий момент, что также снижает надежность устройства в эксплуатации.

Кроме того, выполнение одного из клапанов с обрезиненным торцом не обеспечивает герметичность соединения в разомкнутом состоянии, так как само резиновое уплотнение может быть выдавлено потоком среды.

Следует также отметить, что конструкция известного устройства включает два уплотнительных элемента, что также снижает надежность в эксплуатации.

Целью изобретения является повышение надежности в эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в быстроразъемном соединении, включающем две скрепленные между собой полумуфты, в каждой из которых установлен подпружиненный в осевом направлении клапан, один из клапанов выполнен в виде установленной с возможностью поворота втулки с буртиком, кинематически связанной с упором, установленным эксцентрично относительно продольной оси соединения, при этом на торцевой поверхности втулки выполнена выемка, сопряженная с другим клапаном. Упор установлен на расстоянии R ≅ l < 2R, где R - радиус торцевой поверхности втулки. Упор выполнен в виде клина.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет признать данное техническое решение соответствующим критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг.1 изображено быстроразъемное соединение в положении перед открытием проходного канала; на фиг.2 - то же, в открытом состоянии; на фиг.3 - быстроразъемное соединение в закрытом состоянии.

Быстроразъемное соединение включает две полумуфты 1 и 2. В полумуфте 1 установлен поджатый пружиной 3 клапан 4 в виде шарика. Торцевая поверхность полумуфты 1 может быть выполнена сферической.

В полумуфте 2 расположен поджатый пружиной 5 клапан 6, выполненный в виде втулки с буртиком 7, кинематически связанной с упором 8, установленным эксцентрично относительно продольной оси соединения на расстоянии R ≅ l < 2R, где R - радиус торцевой поверхности втулки. Второй торец клапана 6 может быть сферическим с выемкой, выполненной по оси соединения для сопряжения с клапаном 4. Упор 8 может быть выполнен в виде клина. В полумуфте 2 установлена уплотнительная манжета 9.

Быстроразъемное соединение работает следующим образом.

При стыковке полумуфта 1 перемещается сквозь манжету 9. При этом полумуфта 1 плотно прилегает к сферической поверхности клапана 6, а клапан 4 - к выемке, выполненной на торцевой поверхности клапана 6, обеспечивая отсутствие паразитного объема.

При дальнейшем продвижении полумуфты 1 клапан 6, дойдя до упора 8, поворачивается вокруг него, при этом открывается проходной канал полумуфты 1, отжимая поджатый пружиной 3 клапан 4. За счет внецентрового вращения клапана 6 раскрываются проходные каналы полумуфт 1 и 2. Поворот клапана 6 происходит либо до упора клапана 6 в корпусе полумуфты 1, либо за счет ограничения хода полумуфты 1.

При расстыковке соединения за счет пружины 5 клапана 6 и подпружиненного клапана 4 возникает момент, возвращающий клапан 6 в исходное положение, при котором клапан 6 проходит в манжету 9. При этом клапан 4 является центрирующим элементом.

Таким образом при повороте втулки с буртиком 7 проходной канал полумуфт 1 и 2 открывается постепенно, что позволяет уменьшить турбулентность потока и соответственно уменьшить динамические нагрузки на элементы соединения. Главное открытие проходного канала обеспечивается также за счет контакта сферической торцевой поверхности клапана 6 со сферической торцевой поверхностью полумуфты 1, а при закрытии соединения отсутствует изгибающий момент, соответственно обеспечивается надежность в эксплуатации.

Выполнение упора 8 в виде клина обеспечивает полное опирание буртика 7 втулки на клиновую поверхность упора 8, что также повышает надежность открытия проходного канала полумуфт 1 и 2.

Кроме того, в открытом состоянии соединения уплотнительная манжета 9 находится вне зоны разрушающего воздействия потока среды, что также повышает надежность в эксплуатации.

Для доказательства положительного эффекта были проведены сравнительные испытания заявляемого соединения с прототипом.

У заявляемого соединения на 10000 включений 0 отказов. У прототипа на 10000 включений 50 отказов.

Использование: для обеспечения соединения и демонтажа трубопроводов, находящихся под давлением газа или жидкости. Сущность изобретения: в каждой из двух скрепленных между собой полумуфт установлен подпружиненный в осевом направлении клапан. Один конец клапана выполнен в виде установленной с возможностью поворота втулки с буртиком, кинематически связанной с упором, установленным концентрично относительно продольной оси соединения. На торцевой поверхности втулки выполнена выемка, сопряженная с другим клапаном. Упор установлен на расстоянии R≅ l≅ 2R, где R - радиус торцевой поверхности втулки. Упор выполнен в виде клина. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. БЫСТРОРАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ, включающее две скрепленные полумуфты, в каждой из которых установлен подпружиненный в осевом направлении клапан, отличающееся тем, что один из клапанов выполнен в виде установленной с возможностью поворота втулки с буртиком, кинематически связанной с упором, установленным эксцентрично относительно продольной оси соединения, при этом на торцевой поверхности втулки выполнена выемка, сопряженная с другим клапаном. 2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что упор установлен на расстоянии от одного до двух радиусов торцевой поверхности втулки. 3. Соединение по п.1, отличающееся тем, что упор выполнен в виде клина.