ЗАМОК ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 2004 года по МПК E21B17/46 F16L37/08 

Изобретение относится к соединениям трубопроводов, которые могут быть использованы, например, в горной промышленности в качестве трубопровода проветривания полостей скважин при бурошнековой выемке угля.

Известно быстроразъемное соединение трубопроводов, содержащее переходники с конусными фланцами, фигурную стяжную муфту, размещенную на конусных поверхностях фланцев с радиальным зазором, стягивающее приспособление, при этом стяжная муфта выполнена в виде раструба с прямоугольными окнами в его цилиндрической части и кольцевой проточкой на внутренней стороне цилиндрической части раструба, в которой с возможностью контакта с внутренними торцами соединяемых фланцев закреплена уплотнительная прокладка, а стягивающее приспособление выполнено в виде расположенных по окружности цилиндрической части раструба направляющих втулок, оси которых параллельны оси соединяемых трубопроводов, и размещенных в прямоугольных окнах стяжной муфты кулачков, хвостовики которых установлены с возможностью вращения в направляющих втулках, причем кулачки имеют форму сегментного цилиндра переменной толщины, рабочая поверхность которого обращена к конусной поверхности стыкуемого фланца и выполнена с углом конусности, меньшим угла конусности фланца (см. авт. свид. №1460517 с приоритетом от 30.07.87 г., МКл. 4 F 16 L 37/100).

Недостатком известного соединения трубопроводов является сложность конструктивного исполнения, трудоемкость в изготовлении, а также невозможность использования в качестве соединения трубопроводов проветривания полостей скважин при бурошнековой выемке угля из-за его ненадежности, поскольку наличие размещенных в прямоугольных окнах стяжной муфты профилированных кулачков, выполненных с определенной величиной конусности и имеющих стягивающую зону рабочей поверхности и замковую зону рабочей поверхности кулачков, приводит к сложности соединения трубопроводов, не позволяющее при бурошнековой выемке угля трубопроводу следовать по гипсометрии угольного пласта, оставаясь в границах "уголь-порода". При этом трубопровод при реализации с бурошнековыми комплексами будет испытывать значительные динамические нагрузки в плоскости угольного пласта из-за постоянного корректирования направленности его движения в плоскости угольного пласта, что, в свою очередь, приведет к поломке в целом узла соединения трубопроводов.

Наиболее близким техническим решением, взятым в качестве прототипа, является замок для соединения буровых штанг, включающий муфты с пазами и защелку, при этом муфты снабжены фланцами с отверстием, в котором установлен соединительный палец, причем одна из муфт имеет захваты, а смежная с ней - поворотное кольцо с буртиками для зацепления их с захватами первой муфты (см. авт. свид. №540034 с приоритетом от 20.06.75 г., МКл. Е 21 C 15/00).

Недостатком известной конструкции замка для соединения буровых штанг является невозможность его использования для соединения трубопроводов проветривания полостей скважины при бурошнековой выемке угля из-за невозможности обеспечить надежной фиксации секций трубопровода и быстродействия их соединения и рассоединения, так как при соединении двух смежных буровых штанг в известном замке необходимо, чтобы защелка при повороте кольца обязательно вошла в ближайший паз, выполненный в кольце, и зафиксировала его в положении, при котором буртики кольца войдут в зацепление с захватами муфты смежной соединяемой штанги. При этом защелка должна перекрывать отверстие, входящее в паз, в которое при разъединении штанг вводят рычаг для выхода защелки из паза и поворота кольца для рассоединения буртиков кольца с захватами муфты рассоединяемой штанги.

При таком конструктивном исполнении замка паз, в который входит защелка и отверстие для рычага при соединении двух смежных штанг, заштыбовывается углем, что не позволяет надежно соединить их между собой, а при разъединении штанг требуется длительное время на их рассоединение для вывода защелки из паза, что, в свою очередь, приводит к поломке защелки и выхода из строя замка для соединения буровых штанг.

Таким образом, известный замок не обеспечивает надежного соединения и быстродействия соединения и рассоединения буровых штанг и не может быть использован для соединения секций трубопровода проветривания при бурошнековой выемке угля.

В основу изобретения поставлена задача создания замка для соединения трубопроводов, в частности для трубопровода проветривания полостей скважин при бурошнековой выемке угля, в котором во фланце трубопровода, имеющем отверстие с установленным в нем соединительным пальцем выполнено дополнительное отверстие, в которое установлен дополнительный соединительный палец, при этом на боковых обращенных в сторону корпуса трубопровода поверхностях соединительных пальцев выполнены пазы, а поворотное кольцо выполнено из разъемных частей с диаметрально расположенными на наружной поверхности П-образными в поперечном сечении выступами, расположенными в пазах соединительных пальцев при соединении двух смежных трубопроводов, причем на наружной поверхности частей поворотного кольца выполнены диаметрально расположенные пазы, в которых установлен фиксирующий элемент, связанный с корпусом трубопровода.

Такая совокупность отличительных признаков заявляемого замка для соединения трубопроводов позволяет обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности соединения трубопроводов и его быстродействия и связанных с ним потребительских свойств, заключающихся в снижении трудовых и материальных затрат при проветривании полостей скважин в процессе бурошнековой выемке угля.

Поставленная задача решается тем, что в известном замке для соединения трубопроводов, включающем фланцы по концам трубопровода, в одном из которых выполнено отверстие с установленным в нем соединительным пальцем, а во втором - кольцевая проточка с размещенным в ней поворотным кольцом, согласно изобретению во фланце с установленным в отверстии соединительным пальцем выполнено дополнительное отверстие, в которое установлен дополнительный соединительный палец, при этом на боковых обращенных в сторону корпуса трубопровода поверхностях соединительных пальцев выполнены пазы, а поворотное кольцо выполнено из разъемных частей с диаметрально расположенными на наружной поверхности П-образными в поперечном сечении выступами, расположенными в пазах соединительных пальцев при соединении двух смежных трубопроводов, причем на наружной поверхности частей поворотного кольца выполнены диаметрально расположенные поперечные пазы, в которых установлен фиксирующий элемент, связанный с корпусом трубопровода.

В заявляемом изобретении обеспечивается наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом в следствие того, что наличие в одном из фланцев трубопровода расположенных в диаметральных отверстиях соединительных пальцев с выполненными на обращенных в сторону корпуса трубопровода поверхностях пазами, в которых при соединении смежных трубопроводов расположены выполненные на наружной поверхности установленного на другом фланце трубопровода поворотного кольца П-образные в поперечном сечении выступы, обеспечивается надежное соединение трубопроводов и его быстродействие. Это обуславливается тем, что обращенные в сторону корпуса трубопровода пазы в соединительных пальцах не заштыбовываются углем, а П-образные в поперечном сечении выступы поворотного кольца надежно взаимодействуют при этом с соединительными пальцами после соединения смежных трубопроводов, причем само кольцо от самопроизвольного рассоединения с соединительными пальцами в процессе бурошнековой выемке угля застопорено фиксирующими элементами, расположенными в поперечных пазах, выполненных на наружной поверхности кольца.

За счет надежного соединения трубопроводов и быстродействия как при их соединении, так и при их рассоединении обеспечивается снижение трудовых и материальных затрат из-за исключения поломок в замковом соединении трубопровода, проветривания при использовании его в процессе бурошнековой выемке угля.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения в сравнении с известным уровнем техники соединения трубопроводов не выявил влияния предложенных усовершенствований замка для соединения трубопроводов на достижение технического результата. Таким образом, заявленное изобретение соответствует требованию изобретательского уровня и новизны. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен предлагаемый замок в "закрытом" положении, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид по А-А на фиг.1; на фиг.3 изображен замок в “открытом” положении, вид сбоку; на фиг.4 - тот же вид Б-Б на фиг.3; на фиг.5 изображена секция трубопровода, вид сбоку; на фиг.6 - фиксирующий элемент, вид В на фиг.5.

Замок для соединения трубопроводов, например трубопроводов проветривания полостей скважин при бурошнековой выемке угля, содержит расположенные по концам секции 1 трубопровода фланцы 2, 3. Во фланце 2 выполнены диаметрально расположенные отверстия 4 и 5, в которых установлены соединительные пальцы 6, 7, закрепленные во фланце 2 с помощью осей 8, 9. На обращенной в сторону корпуса секции 1 трубопровода поверхностях соединительных пальцев 6, 7 выполнены пазы 10, 11.

Во фланце 3 противоположного конца секции 1 трубопровода в кольцевой проточке 12 размещено поворотное кольцо 13, выполненное из разъемных частей 14 и 15 с диаметрально расположенными на наружной поверхности П-образными в поперечном сечении выступами 16 и 17, соединенными с частями 14 и 15 поворотного кольца 13 посредством осей 18 и 19.

На корпусе секции 1 трубопровода шарнирно с помощью оси 20 закреплен фиксирующий элемент - планка 21, установленная в "закрытом" или "открытом" положении замка в пазах соответственно 22 и 23, выполненных на наружной поверхности поворотного кольца 13.

На планке 21 выполнено отверстие 24, а на фланце 3 в проушинах 25 выполнено отверстие 26. Сквозь отверстия 24 и 26 пропущена фиксирующая скоба 27.

Замок работает следующим образом.

При соединении двух смежных секций 1 трубопроводов поворотное кольцо 13 поворачивают в проточке 12 до тех пор, пока диаметрально расположенные П-образные в поперечном сечении выступы 16 и 17 войдут в пазы 10, 11 соединительных пальцев 6, 7 и, тем самым, надежно соединят фланцы 2 и 3 двух смежно расположенных секций 1 трубопровода. После этого поворотное кольцо 13 стопорится от самопроизвольного разворота посредством фиксирующего элемента - планки 21, которая поворачивается на оси 20 и устанавливается в “закрытом” положении в пазах 22.

Отверстие 24 и проушины 25 соосно совмещаются и сквозь них пропускается фиксирующая скоба 27.

Разъединение трубопроводов осуществляется посредством расстопорения поворотного кольца 13 посредством выведения скобы 27 из отверстия 24 и проушин 25 фиксирующего элемента - планки 21.

Фиксирующий элемент - планка 21 выводится из паза 22, тем самым освобождает кольцо 13, поворачивая которое, выводят П-образные в поперечном сечении выступы 16 и 17 из пазов 10 и 11 соединительных пальцев 6,7. При этом фиксирующий элемент - планка 21 заводится в паз 23, фиксируя в “открытом” положении замок.

Таким образом, с помощью предлагаемой конструкции замка осуществляется надежное и быстродействующее соединение трубопроводов, которое может быть использовано в трубопроводе проветривания полостей скважин при бурошнековой выемке угля.

Замок для соединения трубопроводов может быть использован в угольной промышленности, в частности для трубопровода проветривания полостей скважин при бурошнековой выемке угля. Замок для соединения трубопроводов включает фланцы по концам трубопровода, в одном из которых выполнено отверстие с установленным в нем соединительным пальцем. Во втором - кольцевая проточка с размещенным в ней поворотным кольцом. Во фланце с установленным в отверстии соединительным пальцем выполнено диаметрально расположенное дополнительное отверстие, в которое установлен дополнительный соединительный палец. На боковых обращенных в сторону корпуса трубопровода поверхностях соединительных пальцев выполнены пазы. Поворотное кольцо выполнено из разъемных частей с диаметрально расположенными на наружной поверхности П-образными в поперечном сечении выступами, расположенными в пазах соединительных пальцев при соединении двух смежных трубопроводов. На наружной поверхности частей поворотного кольца выполнены диаметрально расположенные поперечные пазы, в которых установлен фиксирующий элемент, связанный с корпусом трубопровода. Повышается надежность соединения трубопроводов. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Замок для соединения трубопроводов, включающий фланцы по концам трубопровода, в одном из которых выполнено отверстие с установленным в нем соединительным пальцем, а во втором - кольцевая проточка с размещенным в ней поворотным кольцом, отличающийся тем, что во фланце с установленным в отверстии соединительным пальцем выполнено диаметрально расположенное дополнительное отверстие, в которое установлен дополнительный соединительный палец, при этом на боковых обращенных в сторону корпуса трубопровода поверхностях соединительных пальцев выполнены пазы, а поворотное кольцо выполнено из разъемных частей с диаметрально расположенными на наружной поверхности П-образными в поперечном сечении выступами, расположенными в пазах соединительных пальцев при соединении двух смежных трубопроводов.2. Замок по п.1, отличающийся тем, что на наружной поверхности частей поворотного кольца выполнены диаметрально расположенные поперечные пазы, в которых установлен фиксирующий элемент, связанный с корпусом трубопровода.