БЫСТРОРАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ БЕЛОВИЦКОГО Российский патент 1997 года по МПК F16L37/00 F16B2/14 F16B2/18 F28F9/06 B65D45/00 E21D5/12 E21D11/22 

Изобретение относится к силовым зажимным устройствам, обеспечивающим надежное соединение деталей, при простоте конструкции устройства и соединяемых элементов, снижение трудоемкости монтажных и демонтажных работ, возможности многократного применения в различных средах и может быть использовано в разных отраслях народного хозяйства, в трубопроводном транспорте, в строительстве, шахто- и метростроения, судостроения и т.д. особенно при выполнении монтажно-демонтажных и ремонтных работ в неблагоприятных и экстремальных условиях.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является соединение фланцев труб [1] содержащее скобу с параллельными стенками установленной открытой полостью в сторону скрепляемых деталей, стенки которой имеют клиновой вырез и проточку по форме и соответствующие форме элементов зажимаемых деталей, отверстия под стяжные болты. Соединение имеет клиновой распорный рычаг, установленный в клиновом вырезе скобы и охватывающий соединяемые фланцы.

Недостатком известного устройства является наличие стяжных болтов и большое количество деталей.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан пример соединения труб с развалькованными концами; на фиг. 2 вид справа фиг. 1; на фиг. 3 пример соединения крышки к фланцу сосуда. на фиг. 4 пример соединения фланцев труб быстроразъемными соединением с Т-образным корпусом; на фиг. 5 вид справа фиг. 4; на фиг. 6 - пример зажатия быстроразъемным соединением концов разрезной муфты при безфланцевом соединении трубопроводов.

Быстроразъемное соединение устроено следующим образом (фиг. 1 и 2). Корпус 1 выполнен U образной формы. Он может быть выполнен П-образной формы (не показано). В боковых ребрах корпуса 1, симметрично его продольной оси, выполнены фигурные вырезы, которые с одного конца (левого) образуют два упорных выступа 3, а с противоположного имеют клиновую выемку и образуют два косых выступа 4 с внутренними скосами 5, кромки которых наклонены в сторону упорного выступа 3. В корпусе 1 подвижно установлены снабженные фиксатором 6 или без клин 7 U-образной формы в поперечном сечении и распорный рычаг 8, один конец которого (правый), при воздействии на клин 7 внешней силы P, взаимодействует одновременно с наклонной поверхностью 9 клина 7 и с внутренними скосами 5 косых выступов 4. Наклонная поверхность 9 клина 7, как правило, перпендикулярна внутренним скосам 5 косых выступов 4. Другой конец распорного рычага 8 (левый) и упорные выступы 3 корпуса 1 контактируют соответственно с находящимися между ними зажимаемыми элементами 10 и 11 корпусов соединяемых деталей 12 и 13. Между зажимаемыми элементами 10 и 11 установлена прокладка 14.Зажимаемые элементы 10 и 11 со стороны контактирования их соответственно с упорными выступами 3 и с левым закругленным концом распорного рычага 8, по примеру снабжены скругленными канавками 15, а упорные выступы 3 соответствующими канавками 15 зацепами 16. Кроме того, в боковых ребрах 2 корпуса 1 фигурные вырезы образуют параллельные его основанию грани 17 и наклонные грани 18. Грани 17 при их прилегании к краям зажимаемых элементов 10 и 11, служат для центрирования или выравнивания соединяемых деталей 12 и 13 относительно друг друга. Наклонные грани 18 служат направляющими распорного рычага 8, для направления его левого конца в канавку 15 зажимаемого элемента 10 с целью обеспечения удобства монтажных работ и надежности соединения. По бокам распорного рычага 8 предусмотрены выемки 19 для размещения в них эластичного или пружинного элемента, например, петли кольца 20 связывающего распорный рычаг 8 с корпусом 1 (фиг. 3). Распорный рычаг 8 может быть связан с клином 7, а тот с корпусом 1 посредством гибких поводков (не показан). Быстроразъемное соединение (фиг. 3) может быть выполнено откидным, для чего упорные выступы 3 посредством оси 21 шарнирно соединены с проушиной 22, закрепленной на корпусе 13 одного из зажимаемых элементов 11. Для приближенного определения сжимающей силы P₂ устройства, по известной внешней силе P прилагаемой к клину 7 и углу α отклоненния распорного рычага 8 от линии параллельной основанию корпуса 1, на боковой стороне правого конца распорного рычага 8 может быть нанесена риска 23, а против нее, на боковой поверхности косого выступа 4 таррировочная шкала 24. В случае выполнения зажимаемых элементов 10 и 11 в виде фланцев (фиг. 4 и 5) из них вместо канавок 15 могут быть выполнены буртики 25, например, из прикрепленных к каждому фланцу проволочного кольца или его частей. А при выполнении корпуса 1 быстроразъемного соединения Т-образной формы (он может быть выполнен и Ш-образной формы, не показан) в поперечном сечении (фиг. 4 и 5), например, из спаренных уголков, клин 7, в отличие от упоминаемого выше, в продольном сечении выполнен U или П-образной формы. Могут быть разные варианты (не показано). В соединении концов обрезных труб 26 посредством разрезной муфты 27 с загибами 28 и 29 (фиг. 6), на стыке труб 26 одета резиновая втулка 30. Между ней и загибами 28 и 29 уложена накладка 31. Загибы 28 и 29 разрезной муфты 27 снабжена ребрами жесткости (не показано) и стянуты друг к другу быстроразъемными соединениями 32, могут быть и другие варианты соединения (не показан). В комплекте поставки устройства для каждого типоразмера корпуса 1 предусмотрен набор распорных рычагов 8 разной длины. Для предварительного стягивания соединяемых элементов 12 и 13, а также загибов 28 и 29 разрезной муфты 27 предусмотрено специальное приспособление, например, рычажное (на чертеже не показано). А для приложения к клину 7 внешней силы P - второе специальное приспособление, например, в виде струбцины с нажимным винтом, связанным с приводом, или без, входящее в каждый комплект поставки. Или просто путем нанесения ударов молотком. Оптимальный диапазон величин углов скоса наклонной поверхности 9 клина 7 к его основанию составляет a 6 -25 ^o. При этом для обеспечения самоторможения распорного рычага 8 при достижении им заданной сжимающей силы угол наклона верхней части скоса 5 косых выступов 4 и клина 7 может иметь дополнительный угол наклона отличный от основного угла наклона a (не показано). Кроме того, для соединения труб большого диаметра или тюбингов крепи туннелей метро, шахт и т. д. предусмотрены манипуляторы с комплектом быстроразъемных соединений и нажимных или ударных приспособлений (не показано).

Быстроразъемное соединение работает следующим образом ( см.фиг. 1-6 и схему разложения сил).

Концы соответственно подготовленных к работе соединяемых элементов 12 и 13, 26 и 27 своими зажимаемыми 10 и 11, 28 и 29 подгоняют друг к другу. При необходимости для этой цели используют специальное приспособление, например, рычажное, (не показано). Потом на зажимаемые элементы соответственно 10 и 11, 28 и 29 устанавливают необходимое количество предлагаемых быстроразъемных соединений 32, корпуса которых могут быть временно связаны между собой, например, гибкими связями (не показано).

После чего посредством другого специального приспособления, например в виде струбцины с нажимным винтом с применением тарировочного ключа или без, или просто ударом молотка прилагают внешнюю силу Р. Под действием клина 7 влево, его наклонная поверхность 9 давит на правый конец распорного рычага 8, который своим правым концом, скользя вверх по внутреннему скосу 5 косого выступа 4, отклоняется влево под действием распорного усилия, своим левым концом давит на зажимаемый элемент 10(29), который в свою очередь вместе с прокладкой 14 или без прижимает левый зажимаемый элемент 11(28) к упорному выступы 3 корпуса 1. Распорный рычаг 8 работает как однозвенный колено-рычажный механизм, у которого левый конец зафиксирован, а правый имеет возможность скользить вверх по скосам 5 косых выступов 4. Соответственно в нем происходит разложение давящей силы N. В результате разложения давящей силы N в распорном рычаге 8 возникает сжимающая сила P₂, величина которой зависит от угла a₁ (см. схему поз. 2), где угол α₁ угол, образованный между продольной осью распорного рычага 8 и линий параллельной основанию корпуса 1. При приближении продольной оси распорного рычага 8 к линии параллельной основанию корпусов 1 на заданный угол α₁ в распорном рычага 8 от разложения давящей силы N возникает сжимающая сила P₂, на один-два порядка превышающая внешнюю силу P, приложенную к клину 7. При достижении заданной сжимающей силы P₂ клин 7 фиксируют с помощью фиксатора 6. В отдельных случаях при временном соединении несоответственных деталей (конструкций) фиксаторы 6 можно не применять. Аналогичным образом соединяются с помощью манипулятора секции тюбинговой крепи шахтных стволов и туннелей, трубопроводов большого диаметра и т.д. (не показано).

Устройство обеспечивает возможность достижения высокой сжимающей силы на один-два порядка больше начальной, при простоте своей конструкции и конструкции зажимаемых элементов соединяемых деталей, обеспечивает высокую надежность их соединения, снижение трудоемкости монтажных и демонтажных работ, повышает удобство эксплуатации и долговечность при многократном его применении, даже в неблагоприятных условиях. Простая конструкция деталей устройства позволяет изготовлять его методом штамповки без переналадки оборудования. Упрощена технология изготовления и снижения металлоемкости зажимаемых элементов соединяемых деталей (конструкций). Для мест испытывающих высокие контактные напряжения предусмотрено использование прочных износостойких накладок (не показано). При монтаже трубопроводов, тюбинговых секций шахтных стволов и туннелей и т.д. соответственно работающих под водой или во влажном грунте, в качестве вкладыша клина 7 можно использовать твердые породы дерева обработанных антисептиком. Применение которых позволяет до одной четверти сократить расход металла. При набухании от влаги деревянные вкладыши клина 7 дополнительно повышают надежность соединения.

Устройство может быть базовым для новых силовых механизмов устройств различного назначения.

Использование: зажимные устройства. Сущность изобретения: корпус устройства выполнен в виде скобы с параллельными стенками, установленной открытой полостью в сторону скрепляемых деталей. В его стенках выполнен фигурный вырез, который с одного конца образует упорный выступ с проточками по форме элементов зажимаемых деталей. С другого конца выреза он имеет форму клина и образует косой выступ с внутренним скосом. Зажимающие элементы выполнены в виде клина с фиксатором и в виде однозвенного коленно-рычажного механизма с распорным рычагом, установленным в фигурном вырезе скобы.2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Быстроразъемное соединение, содержащее корпус в виде скобы, выполненной со сквозными фигурными вырезами в ее параллельных полках, обращенных в сторону соединяемых деталей, и зажимающие элементы, расположенные в фигурных вырезах, отличающееся тем, что каждый фигурный вырез с одного края имеет упорный выступ, а с противоположного клиновую выемку, зажимающие элементы выполнены в виде клина и распорного рычага, установленного в фигурных вырезах с возможностью взаимодействия одним концом с клиновой выемкой и клином, а другим с зажимаемыми деталями. 2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что зажимающий клин снабжен фиксатором. 3. Соединение по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено эластичным кольцом, расположенным на распорном рычаге и связанным со скобой.