НАДУВНАЯ И СДУВНАЯ ПОДУШКА И СИЛОВОЙ ЦИЛИНДР РАСТЯЖЕНИЯ, СНАБЖЕННЫЙ ТАКОЙ ПОДУШКОЙ Российский патент 1995 года по МПК F15B15/10 B66F3/35 

Изобретение относится к надуваемым и сдуваемым подушкам и силовым цилиндрам растяжения, снабженным такой подушкой.

Известно, что надуваемые и сдуваемые подушки имеют разнообразное применение и, в частности, для подъема деталей или для воздействия растягивающим усилием на элемент связи с целью удержания его в предварительно натянутом состоянии в процессе затяжки или отпускании детали на каком-либо аппарате.

Известно, кроме того, устройство затяжки шпилечных соединений [1] образованное кольцевым силовым цилиндром с деформируемым элементом в виде тора, деформируемого жидкостью под давлением.

Известна также надуваемая и сдуваемая подушка [2] принятая в качестве прототипа.

Но эти известные устройства имеют недостатки.

Действительно, развиваемое усилие ограничено с учетом прочности кожуха, так что для получения достаточного усилия нужно либо увеличить активное сечение, что не всегда возможно с учетом окружающих условий и располагаемых объектов, либо наложить несколько подушек друг на друга, что усложняет монтаж и систему питания жидкостью под давлением.

В основу изобретения положена задача создания надуваемой и сдуваемой подушки, применение которой не требовало бы использования каких-либо специальных средств для ее установки и которая могла бы быть использована в очень широком диапазоне давления.

На фиг. 1 показана подушка в сдутом положении, поперечное сечение, первый вариант выполнения; на фиг.2 то же, второй вариант выполнения; на фиг.3 то же, третий вариант выполнения; на фиг.4 то же, четвертый вариант выполнения; на фиг. 5 схематически изображен силовой цилиндр растяжения элемента связи, поперечное сечение; на фиг.6 силовой цилиндр, показывающий подушку в надутом положении.

Надуваемая и сдуваемая подушка 1, выполненная в соответствии с настоящим изобретением и показанная на фиг.1, в сдутом состоянии представляет собой блок из упругодеформируемого материала, например из эластомера или другого эквивалентного материала.

Блок имеет внутреннюю щель 2 и канал 3 для надувания, первый конец 3'которого расположен под внутренней щелью 2 и второй конец 3'' которого связан с источником (не показан) жидкости под давлением.

В начальном состоянии стенки щели 2 сомкнуты так, что подушка 1 в сдутом состоянии имеет сплошное сечение.

В самом деле, с учетом материала, образующего блок, и вследствие его упругости происходит сужение внутренней щели 2 так, что в начальном состоянии эта щель 2 исчезает, и надуваемая и сдуваемая подушка 1 становится сплошной. Поэтому перед надуванием подушка 1, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, не имеет какой-либо камеры для надувания.

Блок получают, например, отливкой, и в этом случае канал 3 может быть образован в цилиндрическом патрубке 4, отлитом вместе с блоком.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, показанном на фиг.2, вставка 5 из антислипающегося материала располагается во внутренней щели 2. Эта вставка 5 имеет то же сечение, что и внутренняя щель 2, которая охватывает вставку так, что в сдутом состоянии стенки щели 2 прижимаются к вставке 5 и образуют надуваемую и сдуваемую подушку сплошного сечения.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг.3, канал 3 образован в патрубке 6 для надувания, конец которого входит в коническое отверстие 7, образованное в блоке подушки 1.

Еще по одному варианту реализации, показанному на фиг.4, надуваемая и сдуваемая подушка 1 образована двумя сплошными элементами I' и I'', каждый из которых имеет соответственно плоскую поверхность 10' и 10''. Поверхности 10' и 10''сопряжены по плоскости Р соединения.

Периферийные участки поверхностей 10' и 10'' соединены любыми соответствующими средствами один с другим так, чтобы образовать между элементами 1' и 1'' внутреннюю щель 2.

В этом случае стенки щели 2 сомкнуты таким образом, что подушка 1 имеет в сдутом состоянии сплошное сечение, не имеющее какой-либо камеры для надувания. В этой внутренней щели 2 может быть расположена вставка 5 из антислипающегося материала.

Кроме того, канал 3 может быть образован в литом патрубке 4 непосредственно с элементами 1' или 1'', или в патрубке, один из концов которого вставляется в коническое отверстие, выполненное в соответствующем элементе.

Надуваемая и сдуваемая подушка 1 из упругодеформируемого материала имеет форму и сечение любого вида, например чечевицеобразного, и может иметь на своих основных краях, по меньшей мере один жесткий сегмент 9, например металлический, треугольной формы, прижатый или утопленный в материал блока подушки 1 с тем, чтобы воспрепятствовать выдавливанию материала под воздействием давления, как это будет видно позднее.

В момент надувания жидкость под давлением поступает по каналу 3 во внутреннюю щель 2 так, чтобы стенки щели 2 раздвинулись для образования камеры.

Надуваемая и сдуваемая подушка 1, в соответствии с настоящим изобретением, обладает автоклавным эффектом, т. е. чем больше давление, тем больше полная герметичность, что позволяет увеличить надежность и устранить проблему уплотнения.

Она проста в использовании и не требует специальных средств для своей установки, что, с одной стороны, упрощает монтаж в цехе, а с другой стороны, позволяет значительно снизить время работы на площадке.

С другой стороны, надуваемая и сдуваемая подушка может быть по своей концепции использована в очень широком диапазоне давлений, которые могут достигать значений порядка 3000 бар.

Рассматривая фиг.5 и 6, опишем силовой цилиндр для растяжения, снабженный надуваемой и сдуваемой подушкой, выполненной в соответствии с настоящим изобретением.

Силовой цилиндр 20 позволяет обеспечить натяжение элемента связи, представляющего собой, например, шпильку 30. Шпилька 30 предназначена для крепления крышки 1 на баке 32, например, ядерного реактора.

Для этого бак 32 имеет в верхней части множество резьбовых отверстий 33, выполненных равномерно по окружности, концентричной основной оси бака 32, и предназначенных для установки в них концов шпилек 30.

С другой стороны, крышка 31 снабжена периферийным фланцем 31' со сквозными отверстиями 34, соответствующими резьбовым отверстиям 33 бака 32 и выполненными равномерно по окружности, концентричной основной оси крышки 31. Каждое сквозное отверстие 34 приспособлено для прохода через него шпильки 30.

На верхнем резьбовом конце шпильки 30 навинчен орган 35 затяжки, выполненный в виде, например, гайки, опирающейся на верхнюю поверхность фланца 31' для крепления крышки 31 на баке 32.

Силовой цилиндр 20 состоит из цоколя 21, опирающегося на верхнюю поверхность фланца 31' крышки 31 и снабженного полостью 21' для обеспечения завинчивания или развинчивания органа 35 затяжки с помощью соответствующего средства (не показано), в случае необходимости с помощью стержня, который может быть введен в отверстие 35' органа 35 затяжки.

Цоколь 21 содержит трубчатую часть, снабженную на своем верхнем конце полостью 21'''. Полость 21''' предназначена для установки в ней надуваемой и сдуваемой подушки 1, и в этой связи поверхность цоколя 21 со стороны подушки 1 имеет форму, повторяющую форму поверхности полусечения подушки 1.

Цоколь 21 имеет канал 22, в котором установлен патрубок надувания подушки 1 так, чтобы обеспечить сообщение источника (не показан) жидкости, подаваемой под давлением, и внутренней щели 2 подушки 1.

Подушка 1 также помещается в полость 25', форма которой соответствует форме полусечения подушки 1 и выполненную в нижней части органа 25 захвата, навинченного на верхний конец с резьбой шпильки 30.

Для обеспечения направления органа 25 захвата верхний конец трубчатой части цоколя 21 проникает в кольцевую полость, выполненную на нижней части органа 25 захвата, размеры которой немного превосходят радиальные габариты надуваемой подушки 1 так, чтобы ее установка выполнялась без риска сцепления или заклинивания.

Надуваемая и сдуваемая подушка 1 имеет форму тора с сечением в виде чечевицы, что обеспечивает снижение напряжений в контактирующих деталях. В случае, когда вставка 5 помещается во внутреннюю щель 2, вставка 5 имеет форму шайбы.

Габариты подушки 1 не превосходят в диаметре орган 25 захвата.

В момент надувания жидкость под давлением поступает через каналы 22 и 3 на уровне внутренней цели 2 в подушку 1, что вызывает раздвижение стенок щели 2, как это показано на фиг.6. Таким образом, надуваясь, подушка 1 воздействует через орган 25 захвата усилием растяжения на шпильку 30. Сегменты 9 препятствуют распуханию материала подушки 1 под воздействием давления.

Натяжение шпильки 30, выполненное таким образом, при монтаже или демонтаже может сопровождаться различными операциями завинчивания или развинчивания органа 35 затяжки.

Силовой цилиндр расширения, выполненный в соответствии с изобретением, состоит из минимума элементов и его использование не требует каких-либо специальных средств для его установки.

Таким образом, он может быть использован в промышленности с использованием элементов, которые требуют предварительного натяжения, и может быть приспособлен для любых размеров и стандартов на резьбовые соединения.

Сущность изобретения: первый конец канала для надувания входит внутрь подушки, второй конец связан с источником жидкости под давлением. Подушка образована блоком из упругодеформируемого материала, содержащим внутреннюю щель, стенки которой сомкнуты в начальном состоянии, образуя сплошное сечение блока. Первый конец канала для надувания расположен под внутренней цепью. Блок выполнен из двух элементов с плоскими контактирующими поверхностями. Периферийные участки элементов герметично соединены между собой. Силовой цилиндр растяжения элементов связи содержит орган затяжки детали и орган захвата, образующий с цоколем, на который опирается деталь, кольцевую полость для размещения эластичного поршня. Полость образована нижней частью органа захвата и верхним концом участка цоколя, выполненного трубчатым. В цоколе выполнен канал для сообщения кольцевой полости с источником жидкости под давлением. Поршень выполнен в виде вышеописанной подушки. 2 с. и 10 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. Надувная и сдувная подушка, включающая канал для надувания, первый конец которого входит внутрь подушки, а второй конец связан с источником жидкости под давлением, отличающаяся тем, что она образована блоком из упругодеформируемого материала, содержащим внутреннюю щель, стенки которой сомкнуты в начальном состоянии, образуя сплошное сечение блока, при этом первый конец канала для надувания расположен под внутренней щелью. 2. Подушка по п. 1, отличающаяся тем, что блок выполнен из двух элементов с плоскими контактирующими поверхностями, при этом периферийные участки упомянутых элементов герметично соединены между собой. 3. Подушка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что во внутренней щели свободно размещена вставка, выполненная из антифрикционного материала. 4. Подушка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что блок выполнен литым. 5. Подушка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что блок имеет чечевицеобразное сечение. 6. Подушка по п. 1, отличающаяся тем, что канал подачи рабочей среды выполнен в патрубке, отлитом совместно с блоком. 7. Подушка по п. 1, отличающаяся тем, что патрубок выполнен с коническим концом, установленным в ответном отверстии блока. 8. Подушка по пп. 1-7, отличающаяся тем, что блок снабжен по меньшей мере одним сегментом для предотвращения деформации подушки, установленным на периферийных участках ее наружной поверхности. 9. Силовой цилиндр растяжения элементов связи, содержащий орган затяжки детали и орган захвата, образующий с цоколем, на который опирается деталь, кольцевую полость для размещения эластичного поршня, причем упомянутая полость образована нижней частью органа захвата и верхним концом участка цоколя, выполненного трубчатым, а в цоколе выполнен канал для сообщения кольцевой полости с источником жидкости под давлением, отличающийся тем, что эластичный поршень выполнен в виде надуваемой и сдуваемой подушки, выполненной в соответствии с пп. 1-8. 10. Цилиндр по п. 9, отличающийся тем, что подушка выполнена тороидальной формы с чечевицеобразным сечением. 11. Цилиндр по пп. 9 и 10, отличающийся тем, что полость размещения подушки в нижней части органа захвата выполнена с сечением, соответствующим полусечению подушки. 12. Цилиндр по пп. 9-11, отличающийся тем, что полость размещения подушки в верхнем трубчатом конце цоколя выполнена с сечением, соответствующим полусечению подушки.