ГЕРМЕТИЧНЫЙ СТЫК Российский патент 2000 года по МПК F16L25/00 

Изобретение касается герметичного стыка, содержащего первый трубчатый наконечник и второй трубчатый наконечник, каждый из которых имеет конец, снабженный отверстием.

Упомянутый первый наконечник имеет сразу за своим концом продолжение в осевом направлении, снабженное поперечной канавкой U-образной формы, содержащей полукруглую часть, радиус которой превышает радиус внутреннего отверстия этого первого наконечника, и две прямолинейные части, располагающиеся по обе стороны от упомянутой полукруглой части. Эта канавка имеет первую ориентированную в радиальном направлении стенку, располагающуюся со стороны конца данного первого наконечника, и вторую также ориентированную в радиальном направлении стенку, противоположную первой.

Упомянутый второй наконечник снабжен радиальным выступом круглой формы, имеющим радиальную поверхность, располагающуюся против конца этого второго наконечника. Упомянутый выступ выполнен таким образом, что он может быть вставлен в упомянутую канавку U-образной формы путем поперечного относительного перемещения двух этих наконечников для реализации таким образом соединения или стыка упомянутых наконечников. При этом торец одного из наконечников снабжен кольцевой уплотнительной прокладкой, выступающей в осевом направлении относительно этого торца и входящий в контакт с торцом другого наконечника для обеспечения герметичности формируемого таким образом стыка этих наконечников.

В патенте Франции, опубликованном под номером 1350361, описан герметичный стык подобного типа, который обладает тем преимуществом, что он не требует для реализации герметичного соединения перемещений стыкуемых элементов в осевом направлении, поскольку их соединение осуществляется путем поперечного относительного перемещения этих элементов. Это обстоятельство позволяет выполнить соединение двух наконечников даже в том случае, когда располагаемый ход этих наконечников в осевом направлении очень мал. Это важно в некоторых областях техники, в частности, в автомобильной промышленности, там, где данный стык должен быть установлен по месту под капотом автомобиля в условиях весьма ограниченного располагаемого объема. По меньшей мере на один из этих наконечников перед его герметичным присоединением к другому наконечнику может быть плотно надет и, в случае необходимости, обжат специальным крепежным хомутом гибкий шланг или трубопровод.

Однако, подобный герметичный стык, выполненный в соответствии с существующим уровнем техники, обладает тем недостатком, что кольцевая уплотнительная прокладка, выступающая в осевом направлении относительно торца того наконечника, на котором эта прокладка установлена, подвергается трению о торец другого наконечника на протяжении всего поперечного относительного перемещения, необходимого для создания упомянутого герметичного стыка. Это обстоятельство связано с определенным риском преждевременного износа или нежелательной деформации этой уплотнительной прокладки, что может привести к нарушению герметичности создаваемого соединения.

Цель данного изобретения состоит в том, чтобы устранить отмеченный недостаток, и предложить конструкцию герметичного стыка, в котором упомянутое трение уплотнительной прокладки о торец одного из наконечников в процессе относительного перемещения двух соединяемых между собой наконечников либо исключено вообще, либо существенно ограничено, и для которого герметичное соединение упомянутых наконечников будет обеспечено в их нормальном положении, соответствующем стыковке этих наконечников.

Поставленная таким образом цель достигается благодаря тому обстоятельству, что второй наконечник имеет радиальный буртик, который может упруго изгибаться в осевом направлении и имеет радиальную поверхность, противоположную торцу этого второго наконечника, причем упомянутая радиальная поверхность может упираться во вторую стенку канавки первого наконечника в том случае, когда упомянутый выступ вставлен в эту канавку, а также благодаря тому факту, что одна из двух деталей, представляющих собой первый и второй трубчатые наконечники, имеет удлинение в осевом направлении, располагающееся в непосредственной близости от отверстия этого наконечника, тогда как вторая из упомянутых выше деталей имеет в непосредственной близости от края своего отверстия некоторое осевое углубление, приспособленное для размещения в нем упомянутого удлинения первой детали в положении, соответствующем окончательному соединению стыкуемых наконечников.

Благодаря такой конструкции герметичного стыка в соответствии с предлагаемым изобретением упомянутый свободный конец осевого удлинения одного из наконечников, на протяжении по меньшей мере части хода введения выступа одного из этих наконечников в канавку другого наконечника, взаимодействует с фронтальной поверхностью торца другого наконечника (то есть того наконечника, который не содержит упомянутого осевого удлинения). Таким образом, используемая в конструкции данного герметичного стыка уплотнительная прокладка предохраняется от излишнего трения в процессе выполнения операции формирования данного стыка. В этом случае упомянутый выше радиальный буртик упруго деформируется в направлении относительного разъединения концов двух стыкуемых в данном случае наконечников.

В конце хода вставления одного наконечника в другой упомянутое осевое удлинение одного из наконечников размещается в осевом углублении другого наконечника под действием упругости упомянутого выше буртика, радиальная поверхность которого упирается во вторую стенку упомянутой канавки. В этом случае упругий буртик выполняет также роль уплотнительной прокладки, находящейся в герметичном контакте с торцом находящегося против нее наконечника.

В предпочтительном варианте реализации предлагаемого изобретения упомянутое осевое углубление имеет геометрическую форму, дополняющую форму упомянутого осевого удлинения одного из стыкуемых наконечников.

Предлагаемое изобретение, его особенности и преимущества будут лучше понятны из приведенного ниже описания во всех деталях и не являющегося ограничительным примером его практической реализации. Приведенное здесь описание содержит ссылки на данные в приложении к нему фигуры, среди которых:
- фиг. 1 представляет собой схематический частичный вид в осевом разрезе герметичного стыка в соответствии с предлагаемым изобретением в положении, соответствующем уже реализованному соединению двух наконечников;
- фиг. 2 представляет собой схематический вид в разрезе по линии II-II, показанной на фиг. 1, демонстрирующий два стыкуемых друг с другом наконечника в процессе их соединения;
- фиг. 3 представляет собой схематический вид в разрезе по линии III-III, показанной на фиг. 2;
- фиг. 4 представляет собой частичный схематический вид в разрезе по оси данного стыка, показывающий деталь торца одного из стыкуемых наконечников;
- фиг. 5 представляет собой частичный схематический вид в осевом разрезе, демонстрирующий еще один возможный вариант реализации герметичного стыка в соответствии с предлагаемым изобретением, на котором два стыкуемых наконечника показаны в положении, соответствующем их соединению.

На приведенных в приложении фиг. 1 - 3 схематически представлен герметичный стык в соответствии с предлагаемым изобретением, содержащий первый трубчатый наконечник 10 и второй трубчатый наконечник 12. В данном случае для упрощения приведенных чертежей на них показаны только концевые части упомянутых стыкуемых друг с другом наконечников. Здесь должно быть понятно, что эти наконечники могут быть присоединены любыми известными на сегодняшний день средствами к трубам или шлангам или могут представлять собой концы этих труб или шлангов. Каждый из этих наконечников имеет торец 14, 16, соответственно снабженный проходным отверстием 18, 20.

Первый наконечник 10 оснащен сразу за своим торцом 14 некоторым осевым продолжением 22, снабженным поперечной канавкой 24 U-образной формы. Поперечная канавка 24 содержит полукруглую часть 24a, имеющую радиус R, который превышает радиус r проходного отверстия 18 этого первого наконечника, и две прямолинейных части 24b и 24c, расположенные по одной по обе стороны от упомянутой полукруглой части 24a. Эта поперечная канавка 24 имеет также первую стенку 25a, расположенную в радиальном направлении со стороны торца 14 первого наконечника, и вторую стенку 25b, также расположенную в радиальном направлении и противоположную первой радиальной стенке этой канавки.

Само собой разумеется, что стыкуемые между собой наконечники в том случае, когда они занимают положение, соответствующее их соединению, являются коаксиальными относительно их общей оси A. Проходное отверстие 20 второго наконечника 12 имеет при этом тот же самый радиус r, что и проходное отверстие 18 первого наконечника в стыкуемой паре.

Второй наконечник 12 снабжен выступом 26, имеющим круглую форму и выступающим в радиальном направлении относительно упомянутого наконечника. Этот выступающий в радиальном направлении относительно корпуса второго наконечника выступ 26 имеет радиальную поверхность 27, противоположную торцу 16 этого второго наконечника. В представленном на приведенных в приложении фигурах примере реализации предлагаемого изобретения наружный радиус упомянутого выступа 26 точно равен радиусу R полукруглой части 24a канавки таким образом, что в положении стыкуемых наконечников, соответствующем их окончательному соединению, выступ 26 взаимодействует с основанием или дном 25c канавки 24. Таким образом, выступ 26 может быть введен в канавку 24 в процессе поперечного перемещения друг относительно друга двух подвергающихся стыковке наконечников. В процессе этого взаимного перемещения второй наконечник движется относительно первого наконечника в направлении, схематически показанном стрелкой F на фиг. 2.

Торец 16 второго наконечника 12 снабжен кольцевой уплотнительной прокладкой 28, которая, как это хорошо видно на фиг. 4, выступает в осевом направлении относительно этого торца. Эта уплотнительная прокладка может входить в герметичный контакт с противостоящим ей торцом первого наконечника 10 или, говоря более конкретно, с фронтальной поверхностью этого торца 15 в положении, соответствующем соединению упомянутых наконечников. Альтернативным образом аналогичная уплотнительная прокладка может быть установлена на торце 14 первого наконечника 10 и может в этом случае входить, соответственно, в герметичный контакт с торцом 16 второго наконечника или, говоря более конкретно, с его фронтальной поверхностью 17.

Радиальный буртик 30, которым оборудован второй наконечник 12, размещен относительно торца 16 этого наконечника позади выступа 26. Этот буртик 30 является гибким в осевом направлении. Для обеспечения упомянутой гибкости буртика 30 выполнены специальные кольцевые канавки 32 и 34, расположенные на наружной периферийной части этого второго наконечника по обе стороны от упомянутого буртика 30.

Оба упомянутых выше наконечника, стыкуемых в соответствии с предлагаемым изобретением, могут быть изготовлены из относительно твердых материалов, например, из резины высокой плотности. Гибкость в осевом направлении упомянутого буртика в этом случае обеспечивается как его относительно небольшой толщиной в осевом направлении по сравнению с его высотой в радиальном направлении, так и наличием упомянутых канавок 32 и 34.

Этот упругий буртик имеет располагающуюся в радиальном направлении поверхность 35, располагающуюся против торца 16 второго наконечника 12. Как это хорошо видно на фиг. 1, упомянутая радиальная поверхность 35 может упираться во вторую радиально расположенную стенку 25b упомянутой канавки 24 в том случае, когда этот выступ 26 введен в эту канавку 24. Действительно, введенной в канавку 24 оказывается именно упомянутая выше совокупность, образованная выступом 26 и буртиком 30.

Второй наконечник 12 имеет удлинение 38 в осевом направлении, располагающееся в непосредственной близости от края его проходного отверстия 16, тогда как первый наконечник 10 имеет в непосредственной близости от края своего проходного отверстия 14 некоторое осевое углубление 40, предназначенное для приема этого осевого удлинения 38 в положении, соответствующем стыковке упомянутых наконечников, как это наглядно показано на фиг. 1.

В представленном на приведенных в приложении фигурах примере реализации герметичного стыка в соответствии с предлагаемым изобретением упомянутое осевое удлинение 38 и соответствующее ему осевое углубление 40 имеют коническую форму, дополняя таким образом друг друга, причем упомянутое осевое удлинение с сужением в осевом направлении вдоль упомянутой выше оси A данного стыка в направлении от первого ко второму наконечнику. Это взаимное соответствие геометрических форм упомянутого осевого удлинения одного из наконечников и осевого углубления, выполненного на другом наконечнике, позволяет в состыкованном положении реализовать относительное заклинивание стыкуемых в данном случае наконечников 10 и 12. Такое заклинивание, однако, не является наобходимым, причем главное состоит в том, что упомянутое осевое удлинение 38 одного из стыкуемых в данном случае наконечников может входить в углубление 40, выполненное в другом наконечнике, не препятствуя при этом герметичному упору уплотнительной прокладки 28. В то же время, может быть предусмотрена возможность реализации упомянутого удлинения в осевом направлении в непосредственной близости от края проходного отверстия первого наконечника и возможность оснащения края проходного отверстия второго наконечника осевой выемкой.

То обстоятельство, что в конструкции данного герметичного стыка предусмотрена реализация осевого удлинения одного из стыкуемых наконечников и осевой выемки в другом из этих наконечников, позволяет исключить трение уплотнительной прокладки об располагающийся против нее торец другого наконечника в процессе вставления упомянутого второго наконечника в упомянутый первый наконечник. Действительно, как это схематически показано на фиг. 3, конец осевого удлинения 38 одного из стыкуемых наконечников взаимодействует с фронтальной поверхностью 15 торца 14 первого наконечника 10 в процессе поперечного совмещения этих наконечников, так, что упомянутый второй наконечник не достигает поверхности первого наконечника в его окончательном положении вставления. Это приводит к отталкиванию второго наконечника относительно первого наконечника в направлении, схематически показанном на фиг. 3 стрелкой G, и соответственно уплотнительной прокладки 28 от фронтальной поверхности 15 торца 14 первого наконечника. В то же время, упругий буртик 30 изгибается в направлении, противоположном тому направлению, которое схематически показано на фиг. 3 стрелкой G, то есть в направлении в сторону торца 14 упомянутого первого наконечника.

В конце хода вставления одного стыкуемого наконечника в другой второй из упомянутых выше наконечников доходит до своего положения окончательного соединения по отношению к первому наконечнику, в котором осевое удлинение 38 одного из этих наконечников входит в осевое углубление 40 другого наконечника. В этом случае радиальный упругий буртик 30 занимает свое естественное радиальное положение под действием своей собственной упругости и стремится таким образом ввести уплотнительную прокладку 28 в плотный и герметичный контакт с фронтальной поверхностью 15 торца первого наконечника.

В предпочтительном варианте реализации предлагаемого изобретения для того, чтобы исключить всякий контакт между уплотнительной прокладкой и фронтальной поверхностью противоположного ей наконечника в том случае, когда упомянутое осевое удлинение 38 взаимодействует с этой фронтальной поверхностью, осевая длина h2 этого осевого удлинения 38 превышает величину h1 осевого удлинения (превышения) уплотнительной прокладки 28 по отношению к плоскости торца 16 наконечника. Как уже было сказано выше, уплотнительная прокладка 28 и осевое продолжение 38 одного из стыкуемых в данном случае наконечников могут располагаться не на одном и том же наконечнике. В этом случае исключается всякий механический контакт упомянутой уплотнительной прокладки с фронтальной поверхностью, располагающейся против этой прокладки, в процессе вставления одного наконечника в другой. В этом случае обычно предусматривается, что осевая длина упомянутого осевого продолжения одного из наконечников превышает величину осевого превышения контура уплотнительной прокладки над поверхностью торца того наконечника, на котором эта уплотнительная прокладка установлена.

На фиг. 5, где позиции, аналогичные позициям, обозначенным на фиг. 1, имеют те же номера, но увеличенные на 100, показан возможный вариант реализации упомянутой уплотнительной прокладки данного герметичного стыка. Действительно, на приведенных выше фигурах упомянутая выше уплотнительная прокладка, обеспечивающая герметизацию стыка в соответствии с предлагаемым изобретением, образована тороидальным уплотнением, вставленным в специальную кольцевую канавку 29 (см. фиг. 4), выполненную на торцевой поверхности одного из наконечников, подлежащих соединению между собой. Как это показано на фиг. 5, может быть также предусмотрена конструкция, в соответствии с которой уплотнительная прокладка 128 образована упругой кольцевой губкой, связанной с периферийной частью выступа 126 и проходящей в осевом направлении дальше торца 116 упомянутого второго наконечника. Эта губка 128 ориентирована в направлении продольной оси стыкуемых в данном случае наконечников таким образом, чтобы в том случае, когда некоторая текучая среда, циркулирующая под некоторым давлением в данном стыке, начинает воздействовать на данный герметичный стык, упомянутое давление стремилось воздействовать на губку 128 в направлении наружу по радиусу, то есть в направлении, показанном стрелкой p, что приводит только к улучшению герметизации данного стыка.

Изобретение предназначено для герметизации стыков деталей. Герметичный стык содержит первый трубчатый наконечник и второй трубчатый наконечник, каждый из которых имеет торец, снабженный проходным отверстием. Первый из упомянутых наконечников имеет сразу за своим торцом продолжение в осевом направлении, снабженное поперечной канавкой U-образной формы, содержащей полукруглую часть, имеющую радиус R, который превышает внутренний радиус r проходного отверстия первого наконечника, и две прямолинейных части, расположенных по обе стороны от полукруглой ее части. Канавка имеет первую радиально расположенную стенку, сформированную со стороны торца первого наконечника, и вторую радиально расположенную стенку, противоположную упомянутой выше первой стенке этой поперечной канавки, а второй наконечник снабжен кольцевым выступом, расположенным в радиальном направлении и имеющим радиальную поверхность, противоположную торцу этого второго наконечника. Выступ может быть введен в канавку в процессе относительного поперечного перемещения двух подлежащих стыковке наконечников для обеспечения их герметичного соединения, и торец одного из наконечников снабжен кольцевой уплотнительной прокладкой, предназначенной для обеспечения герметичности данного стыка и выступающей в осевом направлении по отношению к этому торцу, а также способной входить в контакт для обеспечения герметизации с торцевой поверхностью другого наконечника. Второй наконечник имеет радиально расположенный буртик, способный упруго изгибаться в осевом направлении и имеющий радиально расположенную поверхность, противоположную торцу этого второго наконечника. Причем упомянутая радиальная поверхность упругого буртика может упираться во вторую радиальную стенку канавки в том случае, когда упомянутый выступ вводится в эту поперечную канавку. Одна из двух соединяемых между собой деталей, образованных упомянутыми первым и вторым наконечниками, имеет осевое удлинение, расположенное в непосредственной близости от края проходного отверстия этой детали, тогда как другая из упомянутых деталей имеет в непосредственной близости от края ее проходного отверстия осевое углубление, в которое может входить упомянутое осевое удлинение другой детали в положении, соответствующем окончательному соединению наконечников. Изобретение повышает герметичность стыка. 2 з.п. ф-лы. 5 ил.

1. Герметичный стык, содержащий первый трубчатый наконечник (10) и второй трубчатый наконечник (12), каждый из которых имеет торец (14, 16), снабженный проходным отверстием (18, 20), причем первый из упомянутых наконечников (10) имеет сразу за своим торцом продолжение (22) в осевом направлении, снабженное поперечной канавкой (24) U-образной формы, содержащей полукруглую часть (24а), имеющую радиус R, который превышает внутренний радиус (r) проходного отверстия (18) первого наконечника, и две прямолинейных части (24b и 24c), расположенных по обе стороны от полукруглой ее части (24а), причем канавка имеет первую радиально расположенную стенку (25а), сформированную со стороны торца (14) первого наконечника, и вторую радиально расположенную стенку, противоположную упомянутой выше первой стенке этой поперечной канавки, а второй наконечник (12) снабжен кольцевым выступом (26), расположенным в радиальном направлении и имеющим радиальную поверхность (27), противоположную торцу этого второго наконечника, причем этот выступ может быть введен в канавку (24) в процессе относительного поперечного перемещения двух подлежащих стыковке наконечников для обеспечения их герметичного соединения, и торец (16) одного из наконечников (12) снабжен кольцевой уплотнительной прокладкой (28), предназначенной для обеспечения герметичности данного стыка и выступающей в осевом направлении по отношению к этому торцу, а также способной входить в контакт для обеспечения герметизации с торцевой поверхностью другого наконечника, отличающийся тем, что второй наконечник (12) имеет радиально расположенный буртик, способный упруго изгибаться в осевом направлении и имеющий радиально расположенную поверхность (35), противоположную торцу (16) этого второго наконечника (12), причем упомянутая радиальная поверхность упругого буртика может упираться во вторую радиальную стенку (25b) канавки (24) в том случае, когда упомянутый выступ (26) вводится в эту поперечную канавку, а также тем, что одна из двух соединяемых между собой деталей, образованных упомянутыми первым и вторым наконечниками (10, 12), имеет осевое удлинение (38), расположенное в непосредственной близости от края проходного отверстия (16) этой детали, тогда как другая из упомянутых деталей имеет в непосредственной близости от края ее проходного отверстия (14) осевое углубление (40), в которое может входить упомянутое осевое удлинение (38) другой детали в положении, соответствующем окончательному соединению наконечников (10, 12). 2. Герметичный стык в соответствии с п.1, отличающийся тем, что осевое удлинение одного из наконечников в соответствующее углубление, выполненное на другом наконечнике (38, 40), имеют коническую форму и дополняют друг друга по геометрической форме. 3. Герметичный стык в соответствии с одним из пп.1 или 2, отличающийся тем, что длина (h2) в осевом направлении упомянутого осевого удлинения одного из наконечников (38) превышает величину (h1) осевого превышения уплотнительной прокладки герметизации данного стыка (28) по отношению к торцевой поверхности (16) наконечника (12), на котором установлена эта уплотнительная прокладка.