УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ДВУХ КОНЦОВ ТРУБ ИЛИ ШЛАНГОВ, СНАБЖЕННЫХ ФЛАНЦАМИ Российский патент 2011 года по МПК F16L23/06 

Изобретение относится к устройству для соединения свободных концов труб или шлангов, снабженных фланцами, с несколькими шарнирно соединенными друг с другом сегментами зажима, по существу, с U-образным поперечным сечением, с натяжным рычагом, расположенным конечной стороной на незакрепленном конце сегмента зажима, и пружиной, причем сегменты зажима охватывают фланцы сдвигаемых концов труб или шлангов, а свободные концы первого и последнего зажимных сегментов могут фиксироваться с помощью натяжного рычага и пружины.

Такие устройства, обозначаемые коротко как трубная или шланговая муфта или также как трубный или шланговый зажим, известны в течение долгого времени в самых различных исполнениях. В простейшем случае они состоят из зажима, имеющего два зажимных сегмента, причем оба зажимных сегмента шарнирно соединены друг с другом посредством болта на соответственно одном конце (заявка ЕР 0195914 А2). В этом случае для запирания открытый зажим накладывают поверх фланцев, сдвигаемых друг к другу концов труб или соответственно поверх кольцевых выступов шланговых насадок, причем боковые элементы зажимных сегментов охватывают снаружи фланцы/кольцевые выступы и надежно предотвращают осевое раздвигание (раскрытие) концов труб или шлангов.

Для того чтобы избежать завинчиваний, требующих много времени для запирания, известные трубные соответственно шланговые муфты выполнены в виде так называемых быстроразъемных муфт. Для этого предусмотрен натяжной рычаг, закрепленный с помощью шарнирного болта в свободной концевой зоне зажимного сегмента, в то время как ближайший шарнирный болт служит для закрепления конца, по меньшей мере, одной пружины. Другим своим концом, по меньшей мере, одна пружина зацеплена за выемку другого зажимного сегмента. Шарнирные болты привинчены соответственно с помощью гаек.

Хотя известные трубные или шланговые муфты используются в течение долгого времени и с большим успехом, имеются области применения, в которых работа трубной или шланговой муфты может подвергаться опасности. Если пружина удлиняется по какой-либо причине, то это может привести к самостоятельному раскрытию зажима, причем при известных условиях это может дойти до неконтролируемого разрушения зажима. Это может произойти, например, в том случае, если известная трубная муфта установлена вблизи горячих зон или если вблизи печей горячий шлаковый материал падает на эту трубную муфту и приводит к потере зажимного усилия пружины/пружин.

Поэтому задача предлагаемого изобретения состоит в создании такого устройства для соединения двух концов труб или шлангов, с помощью которого исключается самостоятельное раскрытие замкнутого устройства при всех известных условиях. Далее желательно, чтобы сохранилась простая и не требующая больших затрат конструкция, а также простое и удобное использование устройства.

Согласно изобретению задача решается с помощью устройств согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения благодаря тому, что натяжной рычаг путем кинематического замыкания может соединяться со свободным концом соседнего зажимного сегмента, и что натяжной рычаг может стопориться в натянутом положении.

Из изобретения очевидно, что посредством дополнительного соединения путем кинематического замыкания свободных концов зажимных сегментов может быть достигнуто длительное стопорение даже если, по меньшей мере, одна пружина по каким-либо причинам больше не сможет выполнять свою задачу. Одновременно натяжной рычаг в закрытом состоянии также не может открыться самостоятельно.

Согласно следующему техническому решению изобретения зажимные сегменты и натяжной рычаг изготавливаются из тонколистовых стальных элементов, а натяжной рычаг в зоне своего подвижного соединения с зажимным сегментом выполнен в форме крюка, так что он может быть сцеплен с соответствующими ему выступами свободного конца соседнего зажимного сегмента. Благодаря конструктивному исполнению натяжного рычага в форме крюка и соединению путем кинематического замыкания с выступами другого зажимного сегмента воспринимаются случайно появляющиеся радиальные усилия и пружина /пружины/ должна /должны/ выйти из своего напряженного состояния.

Согласно следующему предпочтительному исполнению изобретения выступы, контактирующие с крюками натяжного рычага, образуются концами болта, размещенного в двух обработанных отверстиях в боковых элементах свободного конца другого зажимного сегмента. Болт, особенно предпочтительно, предохранен от осевого перемещения. Для этого в следующем исполнении болт имеет, по меньшей мере, кольцевую проточку и в зоне кольцевой проточки соединен с зажимным сегментом путем кинематического замыкания. Это может происходить, например, посредством перемычки, выступающей из зажимного сегмента.

Особенно изящное с точки зрения технологии изготовления исполнение изобретения предусматривает, что между обработанными отверстиями в боковых элементах зажимного сегмента расположена трубка, которая имеет такую длину, как зазор в свету между обработанными отверстиями, и которая в зоне кольцевой проточки болта с помощью обжима прижата к болту. Таким образом, на зажимном сегменте не должно быть проведено никакого другого изменения.

Следующее техническое решение изобретения предусматривает, что натяжной рычаг на своем свободном конце имеет подвижный стопорящий элемент, который в натянутом состоянии натяжного рычага может соединяться с зажимным сегментом путем кинематического замыкания. При этом предпочтительно для стопорения подвижного элемента от зажимного сегмента может быть отогнут выступ, который имеет обработанное отверстие для приема стопорящего элемента.

Для того чтобы и здесь по возможности избежать завинчивания, стопорящий элемент должен быть прост в эксплуатации. Для этого следующее исполнение изобретения предусматривает, что стопорящий элемент выполнен как нагруженный усилием пружины запирающий механизм. Благодаря соответствующей скошенной форме одного конца стопорящего элемента, при переводе натяжного рычага в натянутое состояние производится «автоматическое» зацепление стопорящего элемента с находящимся под ним зажимным сегментом.

Для того чтобы снова иметь возможность раскрыть соответствующее изобретению устройство, согласно следующему исполнению изобретения, стопорящий элемент имеет управляющий элемент, который выполнен предпочтительно в виде кольца, шарнирно расположенного на стопорящем элементе. Благодаря вытягиванию кольца против усилия пружины, из зацепления выходит зацепленный конец стопорящего элемента и таким образом осуществляется отпирание натяжного рычага.

Далее изобретение подробнее поясняется с помощью представленных чертежей только одного предпочтительного примера исполнения трубной зажимной муфты. На чертежах показывают:

фиг.1 - устройство согласно изобретению в замкнутом состоянии, на виде сбоку,

фиг.2 - фрагмент устройства на виде сверху, в направлении стрелки II с фиг.1, причем для лучшего восприятия пружина разорвана,

фиг.3 - устройство согласно изобретению в расцепленном положении,

фиг.4 - устройство согласно изобретению в частично открытом положении и

фиг.5 - устройство согласно изобретению на виде сбоку/изображении в разрезе перпендикулярно продольной оси.

Изображенная в качестве примера муфта является трубной муфтой для соединения двух концов труб 2, снабженных фланцами 1. В представляемом примере исполнения соответствующее изобретению устройство состоит из четырех шарнирно соединенных друг с другом зажимных сегментов 3A, 3B, 3C, 3D и замка, образованного из натяжного рычага 4 и пружины 5.

Зажимные сегменты 3A, 3B, 3C, 3D шарнирно соединены между собой посредством шарнирных болтов 6, причем шарнирные болты 6 привинчены на своих концах с помощью гаек 7. Натяжной рычаг 4 закреплен с помощью другого шарнирного болта 8 на свободном конце зажимного сегмента 3А, в то время как другой шарнирный болт 9 служит для закрепления конца пружины 5. Другим своим концом пружина 5 зацеплена за выемку 10 на (противоположном) свободном конце зажимного сегмента 3D. Шарнирные болты 8 и 9 также привинчены соответственно с помощью гаек 7.

Подразумевается, что соответствующий изобретению соединительный зажим может состоять и из другого количества зажимных сегментов. В простейшем случае - как в уровне техники - имеются только два зажимных сегмента, в зависимости от диаметра трубы увеличивается количество отдельных зажимных сегментов.

Зажимные сегменты 3А, 3В, 3С, 3D на обоих своих сторонах соответственно имеют боковой элемент, выступающий вовнутрь, подробно не показанный, так что зажимные сегменты 3А, 3В, 3С, 3D имеют U-образное поперечное сечение. При этом боковые элементы зажимных сегментов 3А, 3В, 3С, 3D охватывают снаружи фланцы 1 концов труб 2.

В то время как известное из уровня техники соединение свободных концов зажимных сегментов воспринимается только пружиной, согласно изобретению предусмотрено, что натяжной рычаг 4 может соединяться со свободным концом соседнего зажимного сегмента 3D путем кинематического замыкания и может стопориться в натянутом положении. Для этого натяжной рычаг 4 в зоне своего шарнирного соединения с зажимным сегментом 3A выполнен в форме крюка. В изображенном и в этом отношении предпочтительном примере исполнения натяжной рычаг имеет два крючка 11, которые могут зацепляться с соответствующими им выступами свободного конца соседнего зажимного сегмента 3D.

В примере исполнения выступы образуются концами болта 12, размещенного в двух обработанных отверстиях (подробно не показанных) в боковых элементах свободного конца зажимного сегмента 3D.

На виде сверху, представленном на фиг.2, пружина 5, иначе перекрывающая шарнирные болты 8 и 9, а также болт 12, изображена разорванной для лучшего обзора. Видно, что болт 12 имеет центральную кольцевую проточку 13. Эта кольцевая проточка 13 служит для осевой фиксации болта 12 в обработанных отверстиях зажимного сегмента 3D. Для этого между обработанными отверстиями зажимного сегмента 3D расположена трубка 14, которая имеет длину как зазор в свету между обработанными отверстиями и которая в зоне кольцевой проточки 13 болта 12 с помощью обжима прижата к болту 12, так что он зафиксирован в своем положении.

Как уже пояснялось выше, изобретение отличается также тем, что натяжной рычаг 4 может стопориться в своем натянутом положении. Для этого натяжной рычаг 4 на своем свободном конце имеет подвижный стопорящий элемент 15, который в натянутом состоянии натяжного рычага 4 соединен с зажимным сегментом 3A путем кинематического замыкания. Его работу особенно наглядно удалось показать на фиг.3. На ней видно, что стопорящий элемент 15 имеет поверхность скоса 16 и размещен в пружине 17. Из зажимного сегмента 3A отогнут выступ 18, который имеет обработанное отверстие 19 для приема стопорящего элемента 15. При запирании натяжным рычагом 4 специальное геометрическое исполнение осуществляет «автоматическое» стопорение благодаря тому, что стопорящий элемент 15, нагруженный усилием пружины, взаимодействует с отверстием 19 зажимного сегмента 3А как при захлопывании двери. Для более легкого расцепления стопорящий элемент 15 имеет управляющий элемент, который состоит в изображенном и в этом отношении предпочтительном примере исполнения из кольца 20, шарнирно расположенного на стопорящем элементе 15. В расцепленном положении, изображенном на фиг.3, натяжной рычаг 4 под действием пружины все еще удерживается горизонтально над зажимным сегментом 3A.

В изображенном, предпочтительном примере исполнения подвижный стопорящий элемент закреплен на натяжном рычаге, поэтому в рамках изобретения также допустимо, что стопорящий элемент может быть закреплен на зажимном сегменте 3A, а в натяжном рычаге 4 выполнена выемка у края для зацепления стопорящего элемента.

Фиг.4 показывает соответствующее изобретению устройство в процессе раскрывания. Для этого расцепленный натяжной рычаг 4 поднимают так, что крючки 11 могут отцепиться от болта 12, а соединительный зажим может скользить по фланцам 1 концов труб 2. При сломанной или разрушенной пружине 5, правда, распадаются свободные после этого концы зажимных сегментов 3A и 3D, но все же другие части не могут разъединиться.

Наконец, на фиг.5 изображено соответствующее изобретению устройство на виде сбоку и соответственно на изображении разреза перпендикулярно продольной оси труб. Здесь видно, что соответствующее изобретению устройство также подходит и для таких труб, которые могут состыковываться без потери поперечного сечения. Для этого уже подключенный конец трубы 2 имеет вставляемую часть 21, а другой конец трубы 22 имеет муфту 23, которые могут вдвигаться друг в друга. Как конец трубы 2 имеет фланец 1, так и конец трубы 22 или его муфта 23 имеет фланец 24. Для того чтобы замкнуть соединение, фланцы 1 и соответственно 24, как видно на верхней части фиг.5, с боков охватываются имеющими U-образное поперечное сечение зажимными сегментами, из которых изображен только зажимной сегмент 3A. При этом уплотнение 25, расположенное в выборке (подробно не показанной) вставляемой части 21, обеспечивает надежно уплотненное соединение, причем уплотнение 25, по существу, защищено от пыли и влияний окружающей среды.

Даже если в примере исполнения изображен только трубный соединительный зажим, соответствующее изобретению устройство подходит также для соединения концов шлангов, если в них вставлены соответствующие насадки с фланцами. При этом боковые элементы зажимных сегментов могут радиально прижимать концы шлангов к насадкам, так что гарантировано надежное соединение.

Изобретение к устройству для соединения свободных концов труб или шлангов, снабженных фланцами, с несколькими шарнирно соединенными друг с другом зажимными сегментами, по существу, с U-образным поперечным сечением, с натяжным рычагом, расположенным концевой стороной на свободном конце зажимного сегмента, и, по меньшей мере, с одной пружиной. Зажимные сегменты охватывают снаружи фланцы сдвигаемых концов труб или шлангов, а свободные концы первого и последнего зажимных сегментов могут зацепляться с помощью натяжного рычага и пружины/пружин. Для того чтобы гарантированно исключить самостоятельное раскрытие замкнутого устройства при всех известных условиях, предусмотрено, что натяжной рычаг может соединяться со свободным концом соседнего зажимного сегмента путем кинематического замыкания, и натяжной рычаг может стопориться в натянутом положении. Изобретение повышает надежность соединения трубных элементов. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для соединения свободных концов труб или шлангов (2, 22), снабженных фланцами, с несколькими шарнирно соединенными друг с другом зажимными сегментами (3А, 3В, 3С, 3D), по существу, с U-образным поперечным сечением, с натяжным рычагом (4), расположенным концевой стороной на свободном конце зажимного сегмента (3А), и, по меньшей мере, с одной пружиной (5), причем зажимные сегменты (3А, 3В, 3С, 3D) охватывают снаружи фланцы сдвигаемых концов труб или шлангов (2, 22), и причем свободные концы первого и последнего зажимных сегментов (3А и 3D) могут фиксироваться с помощью натяжного рычага (4) и пружины/пружин (5), отличающееся тем, что натяжной рычаг (4) в зоне своего шарнирного соединения выполнен с возможностью соединяться со свободным концом соседнего зажимного сегмента (3D) путем кинематического замыкания и с возможностью стопориться в натянутом положении.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зажимные сегменты (3А, 3В, 3С, 3D) и натяжной рычаг (4) изготовлены из тонколистовых стальных элементов и что натяжной рычаг в зоне своего шарнирного соединения с зажимным сегментом (3А) выполнен в виде крючка с возможностью сцепляться с соответствующими ему выступами свободного конца соседнего зажимного сегмента (3D).

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что выступы образуются с концов болта (12), размещенного в двух обработанных отверстиях в боковых элементах свободного конца зажимного сегмента (3D).

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что болт (12) предохранен от осевого перемещения.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что болт (12) имеет, по меньшей мере, одну кольцевую проточку (13) и в зоне кольцевой проточки (13) соединен с зажимным сегментом (3D) путем кинематического замыкания.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что между обработанными отверстиями зажимного сегмента (3D) расположена трубка (14), имеющая такую длину как зазор в свету между обработанными отверстиями, и которая в зоне кольцевой проточки (13) болта (12) с помощью обжима прижата к болту (12).

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что натяжной рычаг (4) на своем свободном конце имеет подвижный стопорящий элемент (15), который в натянутом состоянии натяжного рычага (4) соединен с зажимным сегментом (3А) путем кинематического замыкания.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что из зажимного сегмента (3А) отогнут выступ (18), который имеет поднутрение или обработанное отверстие (19) для приема стопорящего элемента (15).

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что стопорящий элемент (15) выполнен как нагруженный усилием пружины запирающий механизм.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что стопорящий элемент (15) имеет управляющий элемент.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что управляющий элемент состоит из кольца (20), шарнирно расположенного на стопорящем элементе (15).