ОХВАТЫВАЮЩАЯ ДЕТАЛЬ ТРУБНОГО СОЕДИНЕНИЯ И БЫСТРОРАЗЪЕМНОЕ ТРУБНОЕ СОЕДИНЕНИЕ, СОДЕРЖАЩЕЕ ПОДОБНУЮ ОХВАТЫВАЮЩУЮ ДЕТАЛЬ Российский патент 2013 года по МПК F16L37/00 

Настоящее изобретение относится к охватывающей детали быстроразъемного соединения, предназначенного для выполнения разъемного соединения двух трубопроводов, транспортирующих какую-либо текущую среду под давлением, содержащего подобную охватывающую деталь.

В патенте WO-A-2006/092503 описано быстроразъемное соединение, содержащее охватывающую деталь и охватываемую деталь, которые присоединены соответственно к входному и выходному трубопроводам и имеют конструкции, обеспечивающие возможность размещения внутри первой детали и вдоль ее продольной оси другой, охватываемой детали. Введение охватываемой детали в охватывающую приводит к открытию клапана, установленного на корпусе охватывающей детали, что приводит в свою очередь к соединению друг с другом входного и выходного трубопроводов. Охватывающая деталь этого соединения включает в себя блокирующее устройство, установленное с возможностью скольжения в корпусе охватывающей детали и стремящееся, за счет действия соответствующего упругого элемента, занять положение, соответствующее блокировке охватываемой детали внутри охватывающей детали.

Для обеспечения возможности последующего отделения друг от друга элементов трубного соединения, охватывающая деталь включает в себя также кнопку управления скольжением блокирующего устройства в направлении, обеспечивающем зарядку упругого элемента, позволяющего перемещать блокирующее устройство в направлении достижения им положения промежуточного удержания охватываемой детали внутри охватывающей детали. Как только блокирующее устройство занимает свое положение промежуточного удержания, клапан охватывающей детали отсекает корпус охватывающей детали, и среда, находящаяся в выходящем трубопроводе, вытекает наружу из трубного соединения через промежутки, образованные зазорами, необходимыми для нормальной работы трубного соединения. Как только внутреннее давление в трубном соединении достигает предела безопасности, происходит автоматическое выталкивание блокирующего устройства под действием упругого элемента в сторону положения, обеспечивающего освобождение охватываемой детали от охватывающей детали. Охватываемая деталь оказывается в этом случае отсоединенной, причем без каких бы то ни было толчков и ударов, от охватывающей детали.

Для того чтобы переход блокирующего устройства из своего положения промежуточного удержания в положение освобождения охватываемой детали проходил в безопасных для оператора условиях, необходимо, чтобы снижение давления внутри трубного соединения проходило постепенно и было контролируемо. Здесь следует, однако, заметить, что трубное соединение, описанное в патенте WO-A-2006/092503, содержит промежутки, обеспечивающие вытекание среды из выходящего трубопровода наружу трубного соединения и имеющие сечение, размер которого не достаточно точно подобран. В самом деле, указанные промежутки образуют функциональные зазоры между деталями трубного соединения, скользящими друг относительно друга. Однако соблюдение определенных размеров сечения указанных промежутков потребует и точного соблюдения размеров всех деталей трубного соединения, а это значительно повысит стоимость изготовления подобного трубного соединения.

Рассматриваемое изобретение имеет целью устранить указанные недостатки за счет предложения охватывающей детали трубного соединения, имеющего конструкцию, обеспечивающую возможность его взаимодействия с дополнительной охватываемой частью и позволяющую производить надежное отсоединение охватываемой части от охватывающего элемента после проведения операции продувки, при одновременном сохранении невысокой стоимости изготовления.

В этой связи предметом настоящего изобретения является охватывающая деталь быстроразъемного соединения двух трубопроводов, входного и выходного, по которым транспортируется какая-либо среда под давлением, причем указанная охватывающая деталь имеет конструкцию, обеспечивающую возможность размещения внутри ее охватываемой части с совмещением осей симметрии обеих соединяемых деталей, а охватывающая деталь содержит блокирующее устройство, перемещающееся относительно корпуса охватывающей детали из первого положения, в котором она способна удерживать охватываемую часть в положении плотного контакта с поверхностью внутреннего прохода охватывающей детали, во второе положение, в котором она способна удерживать охватываемую часть в положении, в котором выполняется продувка выходного трубопровода, причем указанная охватывающая деталь содержит помимо прочего орган управления перемещением блокирующего устройства, по меньшей мере, в направлении второго положения, причем указанный орган управления перемещением установлен с возможностью скольжения в канале, выходящем из корпуса охватывающей детали, при этом указанная охватывающая деталь отличается тем, что она включает в себя уплотнение, имеющее конструкцию, обеспечивающую возможность перекрытия промежутка между наружной стороной органа управления перемещением и внутренней стороной указанного выше отверстия.

В тексте рассматриваемого изобретения под термином отверстия понимается любая полость любой геометрической не обязательно цилиндрической формы.

В соответствии с другими обеспечивающими преимущества характеристиками предлагаемой охватывающей детали трубного соединения, по настоящему изобретению, рассматриваемыми как по отдельности, так и в совокупности всех возможных технических комбинаций:

- уплотнение имеет конструкцию, обеспечивающую перекрытие промежутка, по меньшей мере, при появлении повышенного давления в трубопроводе продувки выходного трубопровода;

- уплотнение имеет конструкцию, обеспечивающую перекрытие промежутка исключительно при появлении повышенного давления в канале продувки выходного трубопровода;

- уплотнение имеет конструкцию, обеспечивающую ей возможность прижиматься одновременно к наружной стороне органа управления перемещением и к внутренней поверхности указанного выше канала исключительно при наличии повышенного давления в трубопроводе продувки выходного трубопровода;

- орган управления содержит наружную периферийную канавку для установки в ней уплотнения;

- орган управления содержит устройство приведения в действие органа управления, причем канавка для установки уплотнения предусмотрена на наружной стороне устройства приведения в действие органа управления и проходит параллельно грани пересечения наружной поверхности корпуса охватывающей детали и указанного выше отверстия скольжения органа управления;

- каждое отверстие трубопровода продувки, выходящее при возникновении повышенного давления в трубопровод продувки, выходит наружу охватывающей детали, практически параллельно продольной оси охватывающей детали;

- блокирующее устройство и орган управления представляют собой две отдельные детали;

- блокирующее устройство перемещается путем скольжения относительно корпуса охватывающей детали от первого положения до второго положения, причем параллельно оси, расположенной перпендикулярно относительно продольной оси охватывающей детали;

- охватывающая деталь включает в себя средства возврата блокирующего устройства, за счет действия упругого элемента, в первое положение.

Рассматриваемое изобретение имеет предметом также быстроразъемное трубное соединение, обеспечивающее возможность разъемного соединения двух трубопроводов, транспортирующих какую-либо среду под давлением, причем указанное трубное соединение содержит охватывающую деталь и охватываемую деталь, способные по своим конструктивным особенностям соединяться друг с другом, а охватывающая деталь имеет конструкцию, описанную выше.

Характеристики и преимущества рассматриваемого изобретения будут продемонстрированы в нижеследующем описании двух способов реализации охватывающей детали и быстро соединяющегося трубного соединения, соответствующих настоящему изобретению, которые приведены исключительно в качестве примеров и сопровождаются фигурами, на которых:

- фиг.1 - осевой схематический разрез быстроразъемного трубного соединения, соответствующего первому способу реализации настоящего изобретения, в котором охватываемая деталь вставляется в охватывающую;

- фиг.2 - разрез, аналогичный тому, который изображен на фиг.1, демонстрирующий первый этап продувки трубного соединения;

фиг.3 - разрез, аналогичный тому, который изображен на фиг.1, демонстрирующий второй этап продувки трубного соединения;

фиг.4 - вид в более крупном масштабе по стрелке IV, изображенной на фиг.1, на орган управления, соответствующий трубному соединению, представленному на фигурах с 1 по 3;

- фиг.5 - вид сбоку на орган, представленный на фиг.4, по стрелке V, изображенной на фиг.4;

- фиг.6 - вид в более крупном масштабе на деталь VI, изображенную на фиг.2; и

- фиг.7 - разрез, аналогичный тому, который изображен на фиг.2, относящийся к трубному соединению, соответствующему второму способу реализации рассматриваемого изобретения.

Быстроразъемное трубное соединение 1, представленное на фигурах с 1 по 3, предназначено для соединения двух трубопроводов C₁ и C₂, транспортирующих какую-либо среду под давлением. В настоящем тексте описания изобретения и в приведенных ниже пунктах формулы изобретения под терминами «входной» и «выходной», а также под аналогичными другими терминами, понимается направление истечения среды под давлением через трубное соединение 1, причем указанное направление истечения обозначается на фиг.1 стрелками E₁.

Трубное соединение 1 включает в себя охватывающую деталь 2 и дополнительную охватываемую часть, которая представляет собой в этом первом способе реализации изобретения охватываемую деталь 3. Элементы 2 и 3 имеют конструкцию, позволяющую обеспечить возможность установки одного элемента в другом вдоль оси Y-Y', которая представляет собой общую продольную ось элементов 2 и 3.

В соответствии с изобретением, ближайшая часть одного из элементов 2 или 3 представляет собой ту часть, которая либо повернута в сторону трубопровода C₁ или C₂, расположена вблизи от этих трубопроводов и, кроме того, присоединена к этому элементу, в то время как удаленная часть представляет собой ту часть, которая либо повернута в сторону другого элемента, расположена вблизи от него тогда, когда эти элементы находятся друг напротив друга и в состоянии готовности войти один в другой.

Осевой канал 4, по которому производится подача среды под давлением в соединительный узел, пересекает охватываемую деталь 3 из одного ее конца в другой и выходит с двух ее торцов. Средства присоединения одного из указанных выше торцов этого канала 4 к трубопроводу C₁ , который располагается непосредственно за трубным соединением 1 и который схематически изображен штрихпунктирной линией, могут быть любого подходящего типа и, например, содержать зажимный хомут, не представленный на фигурах настоящего описания для облегчения понимания содержания последнего. На стороне трубопровода C₁, охватываемая деталь 3 содержит участок торца в форме штекера 5. На уровне этого участка и на определенном расстоянии от его свободного края, охватываемая деталь 3 снабжена кольцеобразной колереткой 6.

Охватывающая деталь 2 включает в себя корпус 7, через который проходит из одного конца в другой отверстие 8, ось симметрии которого совпадает с осью Y-Y'. Один участок этого отверстия 8 дополняет собой штекер 5 и образует гнездо 9 для размещения в нем штекера 5. Другой участок отверстия 8 продлевает собой это гнездо 9 и образует канал 10 для прохождения среды под давлением. Средства присоединения проходного устья 10 к этому трубопроводу C₂, который располагается перед трубным соединением 1 и который схематически обозначен на фигуре штрихпунктирной линией, могут быть любого подходящего типа и, например, содержать зажимный хомут, не представленный на фигурах настоящего описания для облегчения понимания содержания. В месте стыка гнезда 9 с каналом 10 в кольцевой канавке 12 установлено кольцевое уплотнение 11, предназначенное для обеспечения уплотнения места соединения каналов 4 и 10.

Клапан 13, обеспечивающий перекрытие канала 10, установлен, с возможностью скольжения в этом последнем, хорошо известным специалистам способом. Клапан перемещается из положения “открыто” в положение “закрыто”, причем на фиг.2 и 3 как раз показано положение “закрыто”, в котором клапан 13 проходит в гнездо 9 и перекрывает канал 10, прижимаясь к кольцевому уплотнению 14, установленному в кольцевой канавке 15. В своем открытом положении, показанном на фиг.1, клапан 13 отстоит от уплотнения 14.

Охватывающий корпус 7 содержит отверстие 16, поперечное относительно оси Y-Y', которое разделяет собой гнездо 9. Несколько горловин, расположенных вдоль оси соединения, 17, в представленном примере их количество равно трем штукам, начинаются у этого отверстия 16, продолжаются в направлении канала 10 и заканчиваются на уровне уплотнения 11.

Охватывающий корпус 7 оборудован в гнезде 9 механизмом 18 блокирующего устройства штекера охватываемой детали 3. Механизм установлен в отверстии 16 и содержит пружину 19, блокирующее устройство 20 и орган 21 управления этим блокирующим устройством 20. В качестве органа управления используется кнопка-толкатель 21, которая толкает блокирующее устройство, преодолевая противодействие пружины 19, в направлении, указанном стрелкой F₁, представленной на фиг.2, на которой схематически показано направление давления на кнопку, выполняемого вручную. Кнопка 21 установлена в устье 16B отверстия 16, которое образует собой канал скольжения кнопки 21 относительно корпуса 7 и параллельно оси X-X' отверстия 16. На кнопку 21 можно, таким образом, надавить вручную с наружной части корпуса 7 в направлении внутренней части корпуса 7.

Как это показано на фигурах 4 и 5, кнопка 21 содержит головку 37, с помощью которой оператор может привести в действие кнопку 21, и при этом головка 37 имеет поперечное цилиндрическое сечение, перпендикулярное к оси X-X', представленной на фиг.2. Указанная головка 37 предназначена для скольжения в указанном выше отверстии 16B. Кнопка 21 содержит также участок торца 38, расположенный напротив оси 37, который способен устанавливаться напротив заплечика 22, внутреннего по отношению к охватывающему корпусу 7, как только головка 37 окажется внутри указанного выше отверстия 16B. Заплечик 22 образует, таким образом, упор, удерживающий кнопку 21 в корпусе 7.

Поверхность, параллельная оси 37, расположенная напротив участка 38 обозначается позицией 42. Указанная поверхность 42 образует собой наружную сторону управления кнопкой 21. Сторона 42 имеет форму цилиндрического участка с осью симметрии, совпадающей с осью A₄₂, которая при поднятии кнопки 21 паралельна оси Y-Y'. Позицией 39 обозначается на фигуре наружная радиальная сторона головки 37, которая является цилиндрической и имеет ось симметрии, совпадающую при поднятии кнопки 21 с осью X-X'.

Позицией 43 обозначается грань сочленения плоскостей 39 и 42. Указанная плоскость 43 имеет в целом, учитывая геометрию плоскостей 39 и 42, форму «седла для верховой езды».

Головка 37 кнопки 21 имеет на своей наружной радиальной поверхности 39 периферийно расположенную наружную канавку 36, которая простирается, при нахождении кнопки 21 в положении, соответствующем ее поднятому состоянию, параллельно поверхности 44 пересечения наружной цилиндрической поверхности 45 охватывающего корпуса 7 с отверстием 16. Канавка 36 располагается относительно гнезда 9 со стороны головки 37 кнопки 21 и устья 16B отверстия 16. Насколько сторона 42 кнопки 21 цилиндрична и полностью параллельна наружной поверхности 45 охватывающего корпуса 7, настолько же также располагается полностью параллельно поверхности 43 и канавка 36. Канавка 36 имеет, таким образом, форму волны. Указанная геометрия канавки 36 позволяет ограничить габариты кнопки 21 и охватывающего корпуса 7. Канавка 36 имеет криволинейную форму, причем одновременно, как в плане фиг.4, так и в плане фиг.5, в соответствии с которой один ее вогнутый участок направлен в нижнюю часть фиг.4, а другой ее вогнутый участок направлен в противоположную сторону - в верхнюю часть фиг.5.

Канавка 36 предназначена для установки в нее кольцеобразного уплотнения 35, которое в свою очередь предназначено для контактирования с внутренней поверхностью 40 указанного выше отверстия 16B при нахождении кнопки 21 в положении, соответствующем ее поднятому состоянию внутри отверстия 16.

Уплотнение 35 не перекрывает плотным образом в положении, соответствующем ее состоянию покоя, которое соответствует равенству давлений по одну и другую стороны от уплотнения 35, промежуток 41 между наружной стороной 39 головки 37 и внутренней стороной 40 указанного выше отверстия 16B, то есть, иными словами, рассматриваемое уплотнение не подвергается сжатию со стороны поверхности канавки 36 и поверхности 40 указанного выше отверстия 16B.

Как и кнопка 21, блокирующее устройство 20 установлено с возможностью его скольжения в отверстии 16, благодаря чему оно имеет конструкцию, обеспечивающую возможность перемещения параллельно оси X-X' отверстия 16, то есть практически перпендикулярно по отношению к оси Y-Y' гнезда 9 и канала 10.

Пружина 19 выполняет функцию упругого органа возврата блокирующего устройства 20 в направлении устья 16B, в положение, в котором блокирующее устройство 20 способно удерживать охватываемый штекер 5 в положении герметичного соединения с каналом 10 охватывающей детали 2, то есть возврата в направлении, изображенном на фиг.1 стрелкой F₂. С этой целью пружина зажимается между блокирующим устройством 20 и дном 24, которое ограничивает собой отверстие 16 на стороне, противоположной расположению кнопки 21. Позицией 16A обозначается на фигуре участок отверстия 1, в котором скользит участок 20A блокирующего устройства 20, расположенный на стороне, противоположной расположению головки 37 кнопки 21. Объем 16C, ограничиваемый дном 24 и участком 20A блокирующего устройства 20, соединяется с наружной стороной охватывающей детали 2 посредством канала 25, ось симметрии которого совпадает с осью Y₂₅, практически параллельной продольной оси Y-Y'. Объем 16C находится, таким образом, постоянно под давлением P_o.

Фигуры с 1 по 3 показаны для более легкого их понимания достаточно схематично и в этой связи охватывающий корпус 7 представлен на них как состоящий из одной детали, тогда как он состоит на самом деле из нескольких деталей, которые отсоединятся при установке блокирующего устройства 20 от кнопки 21 и клапана 13.

Канал 26 для прохода штекера 5, просверленный в блокирующем устройстве 20, соединяет между собой два участка гнезда 9. Один из этих двух участков более глубокий и менее широкий по сравнению с другим. Его стенка способна направлять удаленный конец штекера 5 и ограничивает собой контуры канавок 17, расположенных вдоль оси соединения. В силу наличия канала, проходящего через указанное выше блокирующее устройство 20, конец отверстия 16 перекрывается, но не плотно, кнопкой 21, а не блокирующим устройством 20. На своем другом конце, отверстие 16 перекрывается также не плотно блокирующим устройством 20. Блокирующее устройство 20 и кнопка 21, которые представляют собой две независящие друг от друга детали, ограничивают собой совместно со стенкой отверстия 16 контур камеры переменного объема 28, соединяющейся посредством каналов 26 и 27 с гнездом 9.

Общая поверхность блокирующего устройства 20 может быть четырех типов. Первый тип поверхностей не контактирует со средой, находящейся в гнезде 9. Кроме того, не имея возможности скользить по стенке отверстия 16, этот тип поверхности не обеспечивает направления движения блокирующего устройства 20. В представленном примере, только торцевую поверхность 29A, расположенную напротив дна 24, можно отнести к поверхности первого типа. Поверхность второго типа является в рассматриваемом описании единственной, через нее проходит канал 26, и в представленном примере она обозначается позицией 29B. Речь идет о поверхности, которая направляет собой блокирующее устройство 20 во время его скольжения внутри отверстия 16, за счет скольжения по стенке этого отверстия. Третий и четвертый типы поверхностей контактируют со средой, находящейся внутри гнезда 9, и отличаются друг от друга своей ориентацией. Более конкретно, третий тип поверхности вращается полностью в направлении стрелки F₂, то есть в направлении устья 16B и кнопки 21, тогда как четвертый тип поверхности вращается в противоположном направлении, то есть в направлении дна 24. В представленном примере, имеются две поверхности третьего типа. Указанные две поверхности обозначены на фигуре позициями 30A и 30B. Поверхность 30A ограничивается частично каналом 26, тогда как поверхность 30B ограничивает собой частично камеру переменного объема 28. В представленном примере, только одну поверхность, обозначенную позицией 31, можно отнести к поверхности четвертого типа. Проекции поверхности 31 и поверхности 30B в направлении оси X-X', которое является направлением скольжения блокирующего устройства 20, например, на плоскость P, перпендикулярную указанному направлению, имеют одну и ту же поверхность. По этой причине проекция поверхностей 30A и 30B параллельно оси X-X', на плоскость P, имеют площадь, превышающую площадь проекции поверхности 31, параллельной той же оси X-X', по-прежнему на плоскость P.

Блокирующее устройство 20 снабжено двумя зубцами или внутренними выступами 32 и 33, обеспечивающими удержание охватываемой детали 3 путем воздействия на колеретку 6. Указанные выступы 32 и 33 сдвинуты друг относительно друга по оси Y-Y'. Каждый из них имеет форму валика и закрывает собой половину окружности канала 26. Выступ 32 сдвинут в направлении ввода штекера 5 в охватывающую деталь 2, относительно выступа 33. Относительно оси Y-Y', он располагается на той же стороне, что и пружина 19, тогда как выступ 33 располагается на той же стороне, что и головка 37 кнопки 21.

Клапан 13 в положении, соответствующем состоянию разъединения охватывающего 2 и охватываемого элементов 3, не показанном на рассмотренных фигурах, способен скользить свободно, при этом давление среды во входном трубопроводе C₂ помещает его в заднее положение перекрытия. Кроме того, пружина 19 толкает блокирующее устройство 20 в направлении кнопки 21 и толкает его таким образом, что участок торца 38 кнопки 21 прижимается к заплечику 22. Сборка элементов 2 и 3 осуществляется за счет установки штекера 5 в гнездо 9 в направлении, совпадающем с осью Y-Y'. При выполнении указанной операции, колеретка защелкивается за выступом 32. В конце операции по вводу в гнездо штекера 5, указанный штеккер толкает клапан 13 вперед до тех пор, пока он не займет свое открытое положение, как это показано на фиг.1.

На фиг.1, показано, как трубное соединение 1 обеспечивает соединение трубопроводов C₁ и C₂. Штекер 5, который удерживается выступом 32 с помощью колеретки 6 в гнезде 9, удерживает в свою очередь клапан 13 в его открытом положении, противодействуя давлению P₁ среды, находящейся во входном трубопроводе C₂. Кроме того, уплотнение 11 обеспечивает уплотнение трубного соединения каналов 4 и 10, герметично изолируя при этом гнездо 9 от указанных каналов 4 и 10. Блокирующее устройство 20 находится при этом в положении, обеспечивающем удержание охватываемой детали 3 в положении герметичного соединения с каналом 10 охватывающей детали 2.

Для отсоединения охватываемой детали 3 от охватывающей детали 2, необходимо приложить усилие F₁ к кнопке 21 таким образом, чтобы переместить блокирующее устройство 20 в направлении дна 24, противодействуя при этом усилию пружины 19, причем указанное усилие должно быть достаточным для того, чтобы колеретка 6 могла перейти за выступ 32 и чтобы давление среды в трубном соединении 1 могло заставить штекер 5 скользить относительно корпуса 7 охватывающей детали, наружу последней. Оператору не составит при этом труда надавить на кнопку 21, которая в свою очередь воздействует на головку 37 кнопки, так как уплотнение 35 не зажато между поверхностью канавки 36 и внутренней поверхностью 40 указанного выше отверстия 16B, благодаря чему силы трения уплотнения 35 о кнопку 21 и указанное выше отверстие 16B не велики. Учитывая вышеизложенное, на фиг.2 показана ситуация, при которой трубное соединение 1 находится в положении, в котором блокирующее устройство 20 занимает положение, обеспечивающее удержание охватываемой детали 3 в положении, соответствующем продувке среды, находящейся в выходящем трубопроводе C₁.

Иными словами, как это показано на фиг.2, в положении продувки охватываемой детали 3, выступ 33 препятствует, по сравнению с тем, что происходит с охватывающей деталью 2, выбросу штекера 5 из корпуса 7 путем удержания указанного штекера 5 посредством его колеретки 6.

Штекер 5 входит внутрь корпуса 7 на меньшую глубину, чем это показано на фиг.1, благодаря чему клапан 13 может перекрыть канал 10, а канавки 17, расположенные вдоль оси соединения, могут соединить канал 4 с каналом 26. В своем положении продувки, охватываемая деталь 3 образует совместно с охватывающей деталью 2 канал продувки среды, находящейся в выходящем трубопроводе C₁. Указанная среда покидает указанный канал продувки, проходя сначала по каналу 4, затем через канавки 17 и канал 26. Среда попадает затем в камеру 28 и в промежуток 41 между наружной поверхностью 39 головки 37 кнопки 21 и внутренней поверхностью 40 указанного выше отверстия 16B, а также в промежуток 34 между стенкой наименее глубокого участка гнезда 9 и штекером 5 и в промежуток 23 между участком 20A блокирующего устройства 20 и участком 16A отверстия 16, что продемонтрировано на фиг.2 стрелками E₂. В частности, сечение промежутка 41 может превышать сечение промежутков 23 и 34. Промежуток 34 располагается вдоль оси Y₃₄, которая практически параллельна продольной оси Y-Y'. Давление среды во время указанного выше удаления продуваемой среды требует применения уплотнения 35, устанавливаемого в канавку 36 головки 37, и прижимаемого с одной стороны - к краю канавки 36, расположенному наиболее удаленно по отношению к корпусу 7, то есть наиболее удаленно от дна 24, а с другой стороны - к внутренней стенке 40 указанного выше отверстия 16B, благодаря чему уплотнение 35 перекрывает герметичным образом промежуток 41, расположенный между указанным выше отверстием 16B и головкой 37 кнопки 21. Таким образом, во время продувки, то есть при наличии давления P₂ в канале продувки, уплотнение 35 перекрывает герметичным образом промежуток 41. Камера 28 становится благодаря этому обстоятельству более герметичной, и в силу относительной узости промежутков 23 и 34, перепад давления на уровне указанных промежутков 23 и 34 становится значительным. Вот почему в процессе продувки E₂ в гнезде 9, в канале 26 и в камере 28 создается избыточное давление P₂, то есть давление P₂, значительно превышающее по своей величине наружное давление P_o. Участок 20A блокирующего устройства 20 отделяет зону, подверженную действию давления P₂, от зоны действия наружного давления P_o.

На фиг.3 показано, что продувка E₂ выходящего трубопровода C₁ происходит, как только прекращается давление на кнопку 21, без удаления охватываемой детали 3 из охватывающей детали 2. Это обусловлено наличием избыточного давления P₂ в гнезде 9 и в камере 28, относительно давления, существующего снаружи трубного соединения 1. Указанное избыточное давление P₂ воздействует на поверхности 30A, 30B и 31 блокирующего устройства 20 и приводит к воздействию на это блокирующее устройство усилия F₃ действующего параллельно оси X-X', и направленного против усилия возврата, создваемого пружиной 19 в направлении F₂, причем указанное усилие F₃ возвращает блокирующее устройство 20 в положение, обеспечивающее удерживание охватываемой детали 2 в положении продувки, и возникает в результате того, что сумма площадей проекций поверхностей 30A и 30B, параллельно оси X-X' и на плоскость P, имеет площадь, превышающую площадь проекции поверхности 31 параллельно оси X-X', по-прежнему на плоскость P.

Другими словами, сила давления, обусловленная действием избыточного давления P₂ на поверхности 30B и 31 равна нулю, в результате чего на блокирующее устройство 20 воздействует только сила давления, обусловленная действием этого избыточного давления P₂ на поверхность 30A, то есть на участок 20A блокирующего устройства 20, а также сила давления, обусловленная действием наружного давления P_o на поверхность 29A, то есть на тот же самый участок 20A, а также сила давления, обусловленная действием пружины 19. А эта пружина 19 оттарирована таким образом, чтобы возврат блокирующего устройства 20 в направлении стрелки F₂ обеспечивался только в том случае, когда избыточное давление P₂ в гнезде 9 и камере 28 становится ниже заранее предусмотренного порогового значения, ниже которого это избыточное давление не может уже более приводить к резкому и опасному для человека выбросу элемента 3. Возврат блокирующего устройства 20 в направлении стрелки F₂ освобождает штекер 5 от зубца 33, причем охватываемая деталь 3 может быть извлечена из охватывающей детали 2. Персонал и оборудование, находящееся поблизости от трубного соединения 1, оказываются, таким образом, вне опасности.

Преимуществом предлагаемого изобретения является то, что отсоединение друг от друга элементов 2 и 3 трубного соединения 1 требует всего лишь надавливания вручную на кнопку 21 управления перемещением блокирующего устройства 20 из положения, обеспечивающего удержание охватываемой детали 3 в положении герметичного соединения с каналом 10 охватывающей детали 2, в направлении положения, обеспечивающего удержание охватываемой детали 3 в положении продувки выходящего трубопровода C₁.

На фиг.7, которая выполнена схематично, как и фигуры с 1 по 3, представлено трубное соединение 101, конструкция которого соответствует второму способу реализации изобретения. Ниже описано более подробно то, что отличает это соединение 101 от трубного соединения 1. Кроме того, позиция, использованная ниже для обозначения части трубного соединения 101, аналогичной или эквивалентной соответствующей части трубного соединения, образуется путем увеличения на 100 номера позиции, обозначающей соответствующую часть трубного соединения 1.

Трубное соединение 101, соответствующее второму способу реализации изобретения, включает в себя охватываемую деталь 103 и охватывающую деталь 102, корпус 107 которого оборудован адаптором 150, имеющим то же назначение, что и адаптор, описанный в заявке на изобретение EP 1 422 462. На своем удаленном конце адаптор 150 содержит охватывающие средства 151 для приема и присоединения охватываемого штекера 105 охватываемой детали 103, и в то же время он имеет и охватывамый штекер 152 на своем другом конце. Речь идет, таким образом, об элементе соединения, который является одновременно и охватываемым и охватывающим.

Охватывающий корпус 107 также оборудован механизмом блокировки 118, установленным в отверстии 116, перпедикулярном продольной оси Y-Y', охватывающей детали 102. Механизм 118 аналогичен механизму 18, конструкция которого соответствует первому способу реализации изобретения и содержит пружину 119, блокирующее устройство 120 и кнопку 121 управления блокирующего устройства 120. Блокирующее устройство 120 подобно блокирующему устройству 20, конструкция которого соответствует первому способу реализации изобретения и служит для блокировки устройства штекера 152 адаптера 150, совместно с которым охватываемая деталь 103 была предварительно герметичным образом заблокирована, на двух отличных друг от друга глубинах. Блокирующее устройство 120 перемещается, таким образом, из одной позиции в другую, причем первая позиция соответствует той, в которой блокирующее устройство удерживает адаптер 150 в положении герметичного соединения с внутренним каналом 110 охватывающей детали 102, а вторая соответствует той, в которой оно удерживает адаптер 150 в положении продувки выходящего трубопровода C₁. Точно также, кнопка 121 подобна вышеописанной кнопке 21. В частности, головка 137 кнопки 121 установлена в устье 116B отверстия 116, которое образует канал скольжения головки 137 относительно корпуса 107 параллельно оси отверстия 116, благодаря чему кнопка 121 может быть приведена в действие с наружной стороны корпуса 107 вручную в направлении внутренней части этого корпуса. Головка 137 кнопки 121 имеет периферийно расположенную наружную канавку 136 для установки кольцеобразного уплотнения 135, предназначенного для контактирования с внутренней поверхностью 140 указанного выше отверстия 116B при нахождении кнопки 121 в поднятом состоянии внутри отверстия 116. В положении, соответствующем ее состоянию покоя, уплотнение 135 не перекрывает герметичным образом промежуток 141 между наружной поверхностью 139 головки 137 и внутренней поверхностью 140 указанного выше отверстия 116B. Работа трубного соединения 101, конструкция которого соответствует этому второму способу реализации изобретения, аналогична работе трубного соединения 1, конструкция которого соответствует первому способу реализации изобретения. После продувки, адаптер освобождается от своей связи с блокирующим устройством 120 и выталкивается в направлении положения, соответствующего освобождению охватываемой детали от блокировки.

Как это показано в вышеприведенных двух способах реализации изобретения, охватывающая деталь трубного соединения и трубное соединение, соответствующее рассматриваемому изобретению, обеспечивают возможность надежного отсоединения после завершения фазы продувки среды, находящейся в выходном трубопроводе, от охватывающей детали охватываемой части трубного соединения, то есть соответственно охватываемой детали 3 при использовании первого способа реализации изобретения и охватываемой детали 152 адаптера 150 при использовании второго способа реализации изобретения. В самом деле, надежность снижения давления внутри трубного соединения, соответствующего рассматриваемому изобретению, повышается по сравнению с трубными соединениями известных конструкций, что гарантирует надежность перехода блокирующего устройства из его положения, соответствующего промежуточному удержанию, в положение, соответствующее освобождению охватываемой детали.

Повышение безотказности понижения давления происходит в первую очередь за счет улучшения подбора сечения промежутков, через которые происходит вытекание среды из выходящего трубопровода наружу трубного соединения, а также благодаря более точному и легко осуществимому установлению и соблюдению размеров, промежутка 34 устья охватывающего корпуса и промежутка 23 между участком блокирующего устройства 20A и участком 16A отверстия 16, а также благодаря герметичному перекрытию посредством уплотнения 35, 135 промежутка 41, 141 между органом управления 21, 121 и его каналом скольжения 16B, 116B.

Повышение герметизации внутренней камеры 28 трубного соединения, находящегося в состоянии его продувки, обеспечиваемое за счет применения уплотнения 35, 135, позволяет также улучшить и процесс создания давления в указанной внутренней камере, что позволяет в свою очередь повысить надежность удержания, в условиях противодействия пружины 19, 119, блокирующего устройства в его положении удержания охватываемой детали в положении ее продувки.

Кроме того, уплотнение 35, 135, расположенное между органом управления 21, 121 и указанным выше отверстием 16B, 116B, обеспечивает защиту внутренней части охватывающей детали от пыли и влаги, которые способны проникнуть в промежуток 41, 141. Благодаря этому обстоятельству удается обеспечить надежное скольжение органа управления 21, 121 внутри указанного выше отверстия 16B, 116B, а также перемещение блокирующего устройства 20, 120 между двух его позиций, в одной из которых происходит продувка, а в другой - освобождение охватываемой детали, так как силы трения, способные возникать в этом случае между блокирующим устройством 20, 120 и охватываемой деталью 3, 152, удается в значительной степени устранить.

При этом, благодаря возможности герметичного перекрытия промежутка 41, 141 с помощью уплотнения 35, 135, отпадает необходимость в относительно точном соблюдении размерных характеристик органа управления 21, 121 и указанного выше отверстия 16B, 116B. Изготовление отдельных деталей охватывающей детали трубного соединения, соответствующего рассматриваемому изобретению, таким образом, облегчается, что позволит снизить стоимость изготовления этой детали. В частности, орган управления 21, 121 может изготавливаться достаточно экономичным способом путем его литья из синтетического материала.

Охватывающая деталь трубного соединения и трубное соединение, соответствующее рассматриваемому изобретению, позволяют также улучшить эргономику трубного соединения по сравнению с аналогичными устройствами известных конструкций. В самом деле, благодаря возможности воздействовать на параметры понижения давления внутри трубного соединения, становится возможным очень точно установить необходимую величину усилий возврата, создаваемых пружиной 19, 119. Кроме того, среда в процессе продувки перемещается по каналам со значительной потерей напора, в частности, это происходит в промежутках 23 и 34, в силу чего давление среды, вытекающей наружу, в значительной степени снижается, что обеспечивает безопасные условия работы для оператора. Эффект от этого явления еще более усиливается за счет того, что выхлопные отверстия при создании повышенного давления в канале продувки трубного соединения, соответствующего рассматриваемому изобретению, выходят из охватывающей детали, аксиально и на сторону устья охватывающей детали, причем потоки среды на выходе из трубного соединения оператор чувствует своей рукой, удерживающей охватывающую деталь и оказывающей воздействие на орган управления 21, 121, значительно слабее. Кроме того, ввиду того, что уплотнение 35, 135 сжимается в промежутке между наружной стороной головки органа управления 21, 121 и внутренней стороной указанного выше канала скольжения 16B, 116B исключительно на стадии продувки, то силы трения, обусловленные действием уплотнения 35, 135 и противодействующие оператору в том случае, когда он нажимает на головку органа управления, невелики. Преимуществом рассматриваемой конструкции является и то, что габаритные размеры в радиальном направлении органа управления 21, 121 и охватывающей детали 2, 102 не возрастают в случае установки уплотнения 35, 135, так как контуры канавки 36, 136, используемой для установки в ней уплотнения 35, 135, повторяют геометрические размеры наружной головки органа управления.

Рассматриваемое изобретение не ограничивает собой вышеприведенные примеры. В частности, уплотнение 35, 135, предназначенное для контакта с наружной поверхностью органа управления 21, 121 и внутренней поверхностью указанного выше отверстия 16B, 116B охватывающего органа трубного соединения, соответствующего рассматриваемому изобретению, может быть установлено не только в периферийную внутреннюю канавку указанного выше отверстия 16B, 116B, предусмотренного во внутренней поверхности 40, 140, но и в наружную периферийную канавку органа управления 21, 121.

Указанное уплотнение 35, 135 может быть предназначено и для постоянного герметичного перекрытия промежутков 41, 141, причем независимо от конфигурации трубного соединения.

Кроме того, охватывающая деталь трубного соединения, конструкция которого соответствует рассматриваемому изобретению, может включать в себя и механизм блокирующего устройства с тремя радиально расположенными зубцами, аналогичный по своей конструкции тому, который описан в заявке на изобретение EP 1 333 218, при этом для контактирования с наружной стороной головки органа управления механизма блокировки и внутренней поверхностью указанного выше отверстия скольжения указанного органа управления предусмотрено, как это было описано в вышеприведенных примерах, уплотнение.

И, наконец, в рассматриваемом изобретении был описан случай применения блокирующего устройства 20, 120 и органа управления 21, 121, представлявших собой две отдельные детали. Но возможен и вариант, в котором блокирующее устройство и орган управления охватывающей детали трубного соединения, соответствующего рассматриваемому изобретению, будут представлять собой одну моноблочную конструкцию и иметь, например, конструкцию и принцип работы, аналогичные тем, которые описаны в пятом способе реализации изобретения, представленном в патенте WO-A-2006/092503.

Изобретение относится к охватывающей детали быстроразъемного трубного соединения, предназначенного для съемного соединения двух трубопроводов, транспортирующих какую-либо среду под давлением. Охватывающая деталь имеет конструкцию, обеспечивающую возможность размещения внутри этой детали и вдоль ее продольной оси другой охватываемой детали. Охватывающая деталь включает в себя блокирующее устройство, перемещающееся относительно корпуса охватывающей детали из первого положения, в котором она способна удерживать охватываемую деталь в положении герметичного соединения, во второе положение, в котором она может удерживать охватываемую деталь в положении продувки выходящего трубопровода. Охватывающая деталь включает в себя, кроме того, орган управления перемещением блокирующего устройства, по меньшей мере, в направлении второго положения, причем орган установлен с возможностью скольжения в канале, выходящем из корпуса. Охватывающая деталь включает в себя уплотнение, предназначенное для перекрытия промежутка, расположенного между наружной поверхностью (39) и внутренней поверхностью канала. Изобретение повышает надежность соединения. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Охватывающая деталь (2; 102) быстроразъемного трубного соединения (1; 101) для съемного трубного соединения двух трубопроводов, входного и выходного (C1, C2), транспортирующих текущую среду под давлением, причем указанная охватывающая деталь (2; 102) выполнена с возможностью размещения внутри себя и вдоль своей продольной оси (Y-Y') охватываемой детали (3; 152), причем эта охватывающая деталь (2; 102) содержит блокирующее устройство (20; 120), перемещающееся относительно корпуса (7; 107) охватывающей детали из первого положения, в котором она способна удерживать охватываемую деталь (3; 152) в положении герметичного соединения с внутренним каналом (10; 110) охватывающей детали (2; 102), во второе положение, в котором она способна удерживать охватываемую деталь (3; 152) в положении продувки выходного трубопровода (C1), причем указанная охватывающая деталь имеет в своем составе, кроме того, орган (21; 121) управления перемещением блокирующего устройства (20; 120), по меньшей мере, в направлении второго положения, при этом орган управления (21; 121) установлен с возможностью скольжения в отверстии (16В; 116В), выходящем из корпуса (7; 107) охватывающей детали, отличающаяся тем, что охватывающая деталь (2; 102) включает в себя уплотнение (35; 135), предназначенное для перекрытия промежутка (41; 141) между наружной поверхностью (39; 139) органа управления (21; 121) и внутренней поверхностью (40; 140) отверстия (16В; 116В).

2. Охватывающая деталь по п.1, отличающаяся тем, что уплотнение (35; 135) выполнено с возможностью перекрытия указанного промежутка (41; 141), по меньшей мере, при наличии избыточного давления (Р2) в канале продувки (4, 17, 23, 26, 34) выходного трубопровода (С1).

3. Охватывающая деталь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что уплотнение (35; 135) выполнено с возможностью перекрытия указанного промежутка (41; 141) исключительно при наличии избыточного давления (Р2) в трубопроводе продувки (4, 17, 23, 26, 34) выходного трубопровода(С1).

4. Охватывающая деталь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что уплотнение (35; 135) выполнено с возможностью прижатия одновременно к наружной поверхности (39; 139) органа управления (21; 121) и к внутренней поверхности (40; 140) отверстия (16В; 116В) исключительно при наличии избыточного давления (Р2) в трубопроводе продувки (4, 17, 23, 26, 34) выходного трубопровода (С1).

5. Охватывающая деталь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что орган управления (21; 121) содержит периферийно расположенную наружную канавку (36; 136), предназначенную для размещения в ней уплотнения (35; 135).

6. Охватывающая деталь по п.5, отличающаяся тем, что орган управления (21; 121) содержит устройство (37; 137) для приведения в действие органа управления, канавку (36; 136), для размещения в ней уплотнения (35; 135), выполненную на наружной поверхности (39; 139) указанного выше устройства (37; 137) для приведения в действие органа управления и проходящую параллельно плоскости (44) пересечения наружной поверхности (45) корпуса (7; 107) охватывающей детали (2; 102) с указанным выше отверстием (16В; 116В) скольжения органа управления (21;121).

7. Охватывающая деталь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждое отверстие (23, 34) канала продувки (4, 17, 23, 26, 34), открывающееся при возникновении избыточного давления (Р2) в каналах продувки (4, 17, 23, 26, 34), открывается наружу охватывающей детали (2; 102) по оси (Y25, Y34), которая практически параллельна продольной оси (Y-Y') охватывающей детали (2; 102).

8. Охватывающая деталь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что блокирующее устройство (20; 120) и орган управления (21; 121) представляют собой две отдельные детали.

9. Охватывающая деталь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что блокирующее устройство (20; 120) имеет возможность перемещаться скольжением относительно корпуса (7; 107) охватывающей детали (2; 102) из первого положения во второе положение параллельно оси (Х-Х'), поперечной по отношению к продольной оси (Y-Y") охватывающей детали.

10. Охватывающая деталь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она включает в себя средства (19; 119) упругого возврата (F2) блокирующего устройства (20; 120) в его первое положение.

11. Быстроразъемное трубное соединение (1; 101) для съемного соединения двух трубопроводов (C1, C2), транспортирующих какую-либо текущую среду под давлением, причем указанное соединение содержит охватывающую деталь (2; 102) и охватываемую деталь (3; 103), предназначенные для соединения между собой, отличающееся тем, что охватывающая деталь (2; 102) выполнена по любому из предыдущих пунктов.