БЫСТРОРАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 1996 года по МПК F16L37/30 

Изобретение относится к области машиностроения, касается герметичных разъемных соединений трубопроводов и применяется в различных системах гидроприводов, работающих под давлением 20,0 40,0 МПа.

Известно быстроразъемное соединение, содержащее две полумуфты с установленными в их корпусах подпружиненными клапанами, соединенные между собой посредством расположенной на одной из полумуфт фиксирующей втулки, и уплотнительные элементы, установленные с возможностью взаимодействия с корпусом (1).

Недостатком известного быстроразъемного соединения является низкая надежность запирания полумуфт в трубопроводах с турбулентными потоками рабочего агента из-за подпружиненной установки клапанов, вследствие чего возможны утечки в полумуфтах.

Наиболее близким к заявленному является быстроразъемное соединение, содержащее две полумуфты с установленными в их корпусах подпружиненными клапанами, соединенные между собой посредством расположенной на одной из полумуфт фиксирующей втулки, и уплотнительные элементы, каждый из которых размещен в выполненной на боковой поверхности клапана кольцевой проточке с возможностью взаимодействия с отвесным конусным участком корпуса (2).

Известное быстроразъемное соединение в отличие от вышеназванного возможно использовать в трубопроводах с турбулентными потоками. Однако быстрый износ уплотнительного элемента, происходящий вследствие наличия в рабочем агенте жестких включений, создает возможность утечек в полумуфтах и, как следствие, к необходимости частой замены уплотнительных элементов.

Кроме того, быстрое изнашивание уплотнительного элемента происходит при работе с рабочим агентом высокого давления, так как в этом cлучае необходимо сильное его поджатие к корпусу.

Технический результат, достигаемый в быстроразъемом соединении описываемой конструкции, заключается в повышении надежности запирания при различных параметрах рабочего агента и повышение износостойкости упругого элемента.

Для достижения поставленного технического результата в быстроразъемном соединении, содержащем две полумуфты с установленными в их корпусах подпружиненными клапанами, соединенные между собой посредством расположенной на одной из полумуфт фиксирующей втулки, и уплотнительные элементы, каждый из которых размещен в выполненной на боковой поверхности клапанами кольцевой проточке с возможностью взаимодействия с ответным конусным участком корпуса, боковая поверхность клапанов выполнена состоящей из направляющего и запирающего участков, причем запирающий участок выполнен конусным, размещен перед уплотнительными элементом с возможностью взаимодействия с конусным участком корпуса, причем угол между образующими запирающего участка клапана составляет 60-61 градус, а угол между образующими ответного конусного участка корпуса составляет 59-60 градусов.

На фиг. 1 изображено быстроразъемное соединение трубопроводов в состыкованном положении, общий вид, на фиг.2 вид А на фиг.1. Быстроразъемное соединение трубопроводов состоит из наружной 1 и внутренней 2 полумуфты, в корпусах 3 которых установлены подпружиненные клапаны 4. Полумуфты соединяются между собой с помощью фиксаторной втулки 5, установленной с возможностью взаимодействия с фиксирующими элементами, например, шариками 6. Боковая поверхность клапанов выполнена состоящей из направляющего и запирающего участков а, б. Запирающий участок "б" выполнен конусным: угол между образующими запирающего участка клапана составляет 60-61 градус. Взаимодействующий с запирающим участком клапана ответный участок в корпуса выполнен также конусным, а угол между его образующими составляет 59-60 градусов. На боковой поверхности каждого из клапанов вслед за запирающим участком выполнена кольцевая проточка, в которой размещен уплотнительный элемент 7. Направляющий участок "а" клапана может быть выполнен, например, в виде конуса, угол наклона которого к продольной оси меньше угла наклона запирающего участка, возможны и другие варианты выполнения направляющего участки, форма которого не влияет на качество запирания клапана.

Работа быстроразъемного соединения трубопроводов осуществляется следующим образом.

При стыковке соединения фиксирующую втулку 5 сдвигают. При этом шарики 6, находящиеся на одной полумуфте входят в кольцевую канавку на второй полумуфте, а клапаны 4 утапливаются в корпусе, освобождая проход для жидкости.

Для разъединения полумуфт фиксирующая втулка 5, преодолевая сопротивление пружины, смещается в противоположную сторону до упора. Шарики 6 западают в кольцевую канавку фиксирующей втулки. Внутренняя полумуфта вынимается из наружной полумуфты. Клапаны 4 в этот момент под действием пружин 8 прижимаются к корпусу 3 Запирающий участок "б" клапана прижимается к конусному участку "в" корпуса. При этом за счет выполнения запирающего участка "б" клапана углом между его образующими 60-61 градус а ответного ему участка "в" корпуса с углом между его образующими 59-60 градусов обеспечивается запирание каждого клапана в двух местах, а именно по пятну контакта взаимодействующих между собой запирающего участка клапана с конусным участком корпуса, где взаимодействие происходит металл по металлу, а также по поверхности контакта уплотнительного элемента с конусным участком корпуса. При этом в момент запирания уплотнительный элемент 7 отжимается в сторону источника подачи рабочего агента с образованием наплыва.

Благодаря обеспечению контакта клапана с корпусом "металл по металлу", не только создается возможность запирания трубопроводов с высоким давлением рабочего агента, но и повышается износостойкость уплотнительного элемента в результате предотвращения значительных деформаций его рабочим агентом высокого давления.

Дополнительное взаимодействие с корпусом уплотнительного элемента обеспечивает возможность запирания трубопроводов с турбулентным потоком рабочего агента.

Выполнение угла между образующими запирающего участка клапана под углом менее 60 градусов, а ответного участка корпуса с углом между образующими более 60 градусов нецелесообразно, поскольку в этом случае из процесса запирания исключается контакт клапана с корпусом "металл по металлу".

Использование: в герметичных разъемных соединениях трубопроводов. Сущность изобретения: боковая поверхность клапанов выполнена состоящей из направляющего "а" и запирающего "б" участков, последний из которых выполнен конусным и размещен перед уплотнительным элементом с возможностью взаимодействия с ответным конусным участком "в" корпуса. Угол между образующими запирающего участка "б" клапана составляет 60-61 град. Угол между образующими ответного участка "в" корпуса составляет 59-60 град. За запирающим участком на боковой поверхности клапана выполнена кольцевая проточка, в которой размещен уплотнительный элемент. 2 ил.

Быстроразъемное соединение трубопроводов, содержащее две полумуфты с установленными в их корпусах подпружиненными клапанами, соединенные между собой посредством расположенной на одной из полумуфт фиксирующей втулки, и уплотнительные элементы, каждый из которых размещен в выполненной на боковой поверхности клапана кольцевой проточке с возможностью взаимодействия с ответным конусным участком корпуса, отличающееся тем, что боковая поверхность клапанов выполнена в виде направляющего и запирающего участков, причем запирающий участок выполнен конусным и размещен перед уплотнительным элементом с возможностью взаимодействия с конусным участком корпуса, причем угол между образующими запирающего участка клапана составляет 60 61^o, а угол между образующими ответного конусного участка корпуса 59 60^o.