УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ ПАТРУБКОВ Российский патент 1997 года по МПК F16L39/00 

Изобретение относится к области машиностроения и применяется в прокатном оборудовании для автоматического соединения и разъединения трубопроводов сменного механизма при его замене, например, подушек опорных валков клети прокатного стана.

Известно устройство для подвода жидкости, состоящее из подвижного и неподвижного блоков [1] Подвижный блок шарнирно соединен с вертикальными штангами, которые, в свою очередь, установлены через пружины и полусферы на траверсе и снабжены горизонтальными патрубками и направляющими штырями. Второй неподвижный блок снабжен отверстиями для патрубков и направляющих штырей.

Недостатком такого устройства является то, что перемещение устройства в горизонтальной плоскости может производиться только за счет зазоров в отверстиях для подвесных тяг, что приводит к поломке устройства, при значительном несовпадении стыковочных патрубков.

В качестве прототипа принято устройство для автоматического соединения трубопроводов [2] состоящее также из неподвижного и подвижного блоков. Подвижный блок снабжен отверстиями для патрубков и направляющих штырей, а неподвижный блок снабжен горизонтальными патрубками и направляющими штырями и установлен при помощи пружин в направляющих рамки, которая, в свою очередь, установлена при помощи пружин и направляющих в траверсе. Такая конструкция имеет возможность горизонтального и вертикального перемещения.

Недостатком этой конструкции является то, что наличие двух центрирующих штырей и несколько патрубков в неподвижном блоке и соответственно ответных отверстий в подвижном блоке требует применения специальных мер при изготовлении этих деталей, т.к. необходимо обеспечить точное совпадение каждой пары "отверстие-штырь (отверстие-патрубок)". Если хотя бы одна пара не совпадает произойдет поломка или не будет стыковки. Жесткие требования по взаимному совпадению обусловлены еще и тем, что в соединении трубопроводов, по которым подается жидкость, необходимо уплотнение, а соединения подвижные с уплотнениями имеют весьма жесткие требования по совпадениям и минимальные зазоры. При таких требованиях идеальным является выполнение отверстий совместно в подвижном и неподвижном блоках. Но в этом случае замена одного блока без замены другого не имеет смысла.

Задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении возможности стыковки подвижного и неподвижного блоков вне зависимости от точности их изготовления.

Эта задача решается путем совмещения средства центрирования с подводящим патрубком и обеспечения возможности силового воздействия на патрубок и его перемещения в процессе центрирования.

Конструктивно задача решается следующим образом: в известном устройстве для автоматического соединения трубопроводов, содержащем подвижный блок с отверстиями для подводящих патрубков и центрирующих средств и неподвижный блок, включающий корпус с подводящими патрубками и средством центрирования, установленной в направляющих с возможностью перемещения во взаимно-перпендикулярных направлениях и подпружиненный, согласно изобретению, каждый подводящий патрубок установлен в индивидуальном корпусе, средство центрирования выполнено в виде соосной с патрубком и охватывающей его втулки, смонтированной подвижно относительно патрубка в осевом направлении и подпружиненной, снабженной коническим наконечником, при этом соответствующее центрирующее отверстие в подвижном блоке также выполнено ответной упомянутому наконечнику формы.

Фиг. 1 общий вид устройства для автоматического соединения трубопроводов (вид со стороны подвижного блока на неподвижный); фиг. 2 - разрез по подводящим патрубкам неподвижного блока (разрез А-А на фиг. 1), причем подвижный блок отсутствует, т. е. сопряжения патрубков с отверстиями нет; фиг. 3 поперечный разрез по неподвижному и подвижному блокам в сопряженном положении (разрез Б-Б на фиг. 1).

Устройство для автоматического соединения трубопроводов включает неподвижный и подвижный блоки.

Неподвижный блок содержит раму 1 с крышкой 2, закрепленной болтами 3 на раме 1. Рама 1 с крышкой 2 при помощи отверстий 4 устанавливается в необходимом месте. В раме 1 через винты 5, имеющие цилиндрические направляющие поверхности установлены направляющие 6, контактирующие с рамой 1 через пружины 7. В образованном рамой 1, крышкой 2 и направляющими 6 пространстве размещены подвижные корпуса 8, 9, боковые поверхности которых контактируют с направляющими 6. В нижней части рамы 1 и подвижных корпусах 8, 9 выполнены гнезда 10, где установлены пружины 11 с поршнями 12 и регулировочными винтами 13, ввинченными по резьбе в раму 1.

В каждом подвижном корпусе 8, 9 выполнена направляющая 14 с расточкой в которой установлена, с возможностью перемещения, наружная втулка 15 подводящего патрубка 16. На каждом подвижном корпусе 8, 9 закреплен стакан 17, в донной части которого неподвижно закреплен подводящий патрубок 16 при помощи разрезного пружинного кольца 18. Внутри стакана размещена пружина 19, одним концом опирающаяся на дно стакана, а вторым на торец наружной втулки 15 подводящего патрубка, удерживая ее в переднем выдвинутом положении. От дальнейшего перемещения наружная втулка 15 удерживается разрезным пружинным кольцом 20. В таком положении наружная втулка 15 полностью закрывает стыкуемый с подвижным блоком конец подводящего патрубка 16. Внешний конец наружной втулки 15 имеет конический наконечник 21.

Подвижные корпуса 8 и 9 имеют отверстия 22, через которые пропущены детали, закрепленные на подвижных корпусах. Причем отверстия выполнены таких размеров, что имеется достаточный зазор между подвижным корпусом и деталями, установленными на другом подвижном корпусе.

Подвижный блок 23 (например, подушка опорного валка прокатного стана) имеет отверстия 24 для прохождения жидкости, в которых установлены уплотнения 25 (в данном случае манжеты). Соосно с этими отверстиями в торце подвижного блока выполнены заходные конусные отверстия 26, соответствующие по форме наконечнику 21.

Наконечник 21 и заходное конусное отверстие 26 подвижного блока являются средствами центрирования подвижного и неподвижного элементов трубопроводов.

Описание конструкции представлено на примере устройства, включающего два самостоятельных трубопровода, но их может быть любое число (в том числе и один). В зависимости от этого в раме будет размещаться пакет подвижных корпусов по числу подводящих патрубков.

Работа устройства происходит следующим образом. Рама 1 неподвижного блока устанавливается и неподвижно закрепляется при помощи отверстий 4 таким образом, чтобы подводящие патрубки 16 неподвижного блока были бы напротив отверстий 24 подвижного блока.

В подвижный блок 23 вмонтированы отводящие патрубки 27. В этом случае детали неподвижного блока занимают положение, изображенное на фигурах 1 и 2. Подвижные корпуса 8, 9 неподвижного блока занимают положение готовности к соединению с подвижным блоком. При этом подвижные корпуса 8 и 9 устанавливаются в такое положение пружинами 11 по вертикали (винты 13 служат для первоначальной настройки положения подвижных элементов 8 и 9, воздействуя на пружину 11 через поршни 12); а по горизонтали пружинами 7, воздействующими на подвижные корпуса 8 и 9 через направляющие 6. Наружные втулки 15 под действием пружин 19 выдвинуты в переднее положение, ограниченное упором кольца 20 в корпус 8, 9. При этом передний (стыкуемый) конец подводящего патрубка 16 полностью закрыт втулкой 15. К заднему концу подводящего патрубка 16 при помощи резьбы закреплен гибкий подводящий рукав (не показан).

При установке подвижного блока 23 на рабочее место торец подвижного блока с отверстиями 26 продвигается по направлению к неподвижному блоку. При этом конусные отверстия 26 находят на наконечник 21 подвижных наружных втулок 15, схватывая их. Если имеется несоосность отверстия 26 и втулки 15, то в какой-то момент произойдет утыкание передней образующей наконечника 21 втулки 15 в боковую образующую отверстия 26. Но поскольку боковые поверхности отверстия 26 являются наклонными поверхностями, то при дальнейшем перемещении подвижного блока к неподвижному появится усилие, которое будет стремиться переместить втулку 15 к общей оси втулки 15 отверстие 26. Это усилие через втулку 15 и направляющую 14 будет воздействовать на подвижный корпус 8 и 9, которые и начнут перемещаться в пространстве, образованном рамой 1, крышкой 2 и направляющими 6, центрируя втулку 15 по оси отверстия 26. Если при этом необходимо горизонтальное перемещение подвижных элементов 8 и 9, то они будут воздействовать на направляющие 6, которые переместятся по направляющим винтов 5, сжимая пружины 7. При перемещении вниз подвижных корпусов 8 и 9 они будут сжимать пружины 11. Причем каждый из подвижных корпусов имеет возможность независимого от других перемещения в любом направлении, центрируя свою втулку 15 с соответствующим отверстием подвижного блока за счет зазоров в отверстиях 22.

Подвижный блок 23, перемещаясь к неподвижному блоку и центрируя при этом подвижные корпуса 8, 9 с наружными втулками 15 подводящих патрубков и сами подводящие патрубки 16, по оси отверстия 26 и, соответственно 24, достигает положения, при котором конусное отверстие 26 вошло в полный контакт с наконечником 21 подвижной втулки 15. В таком положении подвижная втулка 15 полностью сцентрирована с отверстием 26, а подводящий патрубок 16 с отверстием 24. При дальнейшем перемещении подвижного блока 23 к неподвижному блоку подвижная втулка 15 перемещается вместе с подвижным блоком 23, сжимая пружину 19. При этом подводящий патрубок 16, оставаясь в неподвижном положении, входит в сопряжении с отверстием 24 и уплотняющей манжетной 25. Соединение трубопроводов закончено.

При работе такого соединения, в частности, если подвижным блоком являются подушки опорных валков, часто возникает необходимость вертикального перемещения на ограниченное расстояние подвижного блока. В рассматриваемой конструкции эта возможность предусмотрена. При вертикальном перемещении подвижного блока 23 подвижные корпуса 8 и 9 перемещаются совместно с ним по подвижным направляющим 6 между рамой 1 и крышкой 2 за счет соединения подвижного блока 23 и подвижных корпусов 8 и 9 через подвижную втулку 15 и подводящий патрубок 16. Перемещаясь вниз, подвижные корпуса 8 и 9 сжимают пружины 11, которые имеют длину, достаточную для обеспечения необходимого хода.

При расстыковке подвижного блока с неподвижным взаимодействие всех элементов происходит в обратном порядке.

Предлагаемая конструкция устройства для автоматического соединения трубопроводов подвижных объектов позволяет осуществлять стыковку и расстыковку нескольких трубопроводов, принадлежащих одному подвижному объекту независимо от точности взаимного изготовления подводов за счет индивидуального центрирования каждого подвода и осуществления сопряжения подводов после окончания центрирования. Возможно также ограниченное совместное перемещение соединения в процессе работы в вертикальном направлении. За счет сопряжения подводов после окончания центрирования и индивидуального центрирования каждого подвода стыковка осуществляется через уплотняющий элемент, что исключает потери транспортируемого по трубопроводам материала.

Использование: в области машиностроения. Сущность изобретения: устройство снабжено дополнительными корпусами. Подводящие патрубки установлены в индивидуальных корпусах. Средство центрирования выполнено в виде втулки, соосной с патрубком. Отверстие для центрирующих средств в подвижном блоке выполнено ответной наконечнику втулки формы. 3 ил.

Устройство для автоматического соединения трубопроводов, содержащее подвижный блок с отводящими патрубками, отверстиями для подводящих патрубков и центрирующих средств и неподвижный блок, включающий корпус, установленный в направляющих с возможностью перемещения во взаимно перпендикулярных направлениях и подпружиненный, подводящие патрубки и средства центрирования, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными корпусами по числу подводящих патрубков, каждый из которых установлен в индивидуальном корпусе, средство центрирования выполнено в виде соосной с патрубком и охватывающей его втулки с коническим наконечником, смонтированной подвижно относительно патрубка в осевом направлении и подпружиненной, при этом соответствующее отверстие для центрирующих средств в подвижном блоке выполнено ответным упомянутому наконечнику формы.