КОРПУС ИЗ ПЛАСТМАССЫ, АРМИРОВАННОЙ ВОЛОКНОМ Российский патент 2013 года по МПК G01F15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к корпусам из пластмассы, выполненным с возможностью испытывать внутреннее давление и содержащим верхнюю часть корпуса, нижнюю часть корпуса и замок, соединяющий обе части корпуса.

Уровень техники

Из DE 10238416 F1 или DE 202005017 U1 известны жидкостные счетчики, обладающие герметичным корпусом, изготовленным из пластмассы. Корпус состоит из верхней и нижней частей. Обе части имеют, соответственно, окружной фланец, выставленный наружу. Замочное кольцо из двух частей, обхватывающее оба фланца и соединяющее тем самым обе части корпуса, имеет U-образное поперечное сечение и прочно на растяжение соединяет верхнюю и нижнюю части корпуса друг с другом.

Опыт показал, что эта конструкция имеет два принципиально слабых места. Одним слабым местом является внутренняя кромка между соответствующей частью корпуса и ее фланцем, вторым слабым местом является внутренняя кромка между основой и боковой стенкой замочного кольца. Здесь в результате действия рычага под влиянием больших усилий внутреннего давления в корпусе создаются изгибающие моменты, которые при отсутствии противодействия благодаря расчету толщины стенок и переходных радиусов с запасом могут привести к трещинообразованию и тем самым к отказу. Это недопустимо.

Раскрытие изобретения

В основу настоящего изобретения положена задача создания корпуса из двух частей, приспособленного к высокому внутреннему давлению и имеющего компактную и материалосберегающую, а также прочную соединительную конструкцию.

Эта задача решается с помощью подобного корпуса со следующими отличительными признаками:

- верхняя (10) и нижняя часть (20) корпуса имеют в месте соединения множество гребневидных фиксирующих столбиков (11, 21),

- фиксирующие столбики (11, 21) на верхней (10) и нижней части (20) корпуса выполнены комплементарными друг другу и входят в зацепление друг с другом с обеспечением скрепления частей (10, 20) корпуса,

- фиксирующие столбики (11, 21) сориентированы в направлении, в котором направлено растягивающее усилие между верхней (10) и нижней частью (20) корпуса, когда корпус испытывает внутреннее давление,

- в соответственно двух противолежащих поверхностях фиксирующих столбиков (11, 21) выполнены фиксирующие пазы (13, 23; 16, 25, 26), ориентированные поперек направления действия растягивающего усилия,

- в фиксирующие пазы (13, 23) вставляются фиксирующие элементы (32; 35, 36), которые по меньшей мере частично соприкасаются с поверхностями, образованными фиксирующими пазами (13, 23).

Предпочтительные и усовершенствованные варианты выполнения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Фиксирующие столбики согласно изобретению, вставляемые друг в друга наподобие гребенки, испытывают нагрузку не только на растяжение, но и на изгиб, причем растягивающее напряжение, действующее в результате внутреннего давления в корпусе в направлении, перпендикулярном поверхности разъема между верхней и нижней частями корпуса, распределяется на соответствующее множество фиксирующих столбиков, так что удельная нагрузка, соответственно, сокращена. Фиксирующие элементы, например, фиксирующие болты, расположенные в фиксирующих пазах, испытывают нагрузку только на сдвиг и поэтому могут быть выполнены из пластмассы с относительно небольшим поперечным сечением. Сами фиксирующие элементы, т.е. фиксирующие болты или фиксирующие кольца, устанавливаются в фиксирующих пазах или отверстиях с сохранением формы и, следовательно, не могут деформироваться.

Однако существенное преимущество конструкции согласно изобретению усматривается в том, что фиксирующие столбики за счет распределения усилия нагружаются с двух противолежащих сторон, соответственно, одновременно и равномерно; таким образом, соответствующие моменты компенсируются, так что фиксирующие столбики не создают результирующих изгибающих моментов.

Согласно первому варианту выполнения изобретения поверхности, по которым растягивающее усилие передается на сторону, в направлении центра корпуса, предпочтительно, направлены радиально.

Монтаж фиксирующих болтов может быть упрощен и ускорен, если поверхности, по которым растягивающее усилие передается на сторону, согласно второму варианту выполнения изобретения будут направлены параллельно группами.

Согласно одному из усовершенствованных вариантов выполнения изобретения по меньшей мере в одной из поверхностей соприкосновения, проходящих в направлении растяжения, выполнены несколько фиксирующих пазов. Благодаря этому обеспечивается возможность распределения растягивающих усилий на несколько фиксирующих элементов, или фиксирующих болтов.

Для упрощения монтажа фиксирующих элементов, или фиксирующих болтов, несколько фиксирующих элементов, или фиксирующих болтов, могут быть соединены посредством соединительной планки в один или несколько монтажных блоков.

Согласно одному из усовершенствованных вариантов выполнения изобретения соединительные планки одних монтажных блоков имеют изогнутые концы, перекрывающие соединительные планки других монтажных блоков. Таким образом, одни соединительные планки блокируют другие соединительные планки от несанкционированного демонтажа.

Согласно третьему варианту выполнения изобретения все поверхности соприкосновения, проходящие в направлении растяжения, направлены параллельно. Этот вариант выполнения особенно удобен для корпусов с овальным или прямоугольным поперечным сечением.

Согласно четвертому варианту выполнения изобретения в двух соответствующих радиально противолежащих поверхностях фиксирующих столбиков выполнены фиксирующие пазы, причем фиксирующие пазы соседних фиксирующих столбиков находятся на одной прямой. В фиксирующие пазы входят внутренние или внешние фиксирующие кольца, по меньшей мере частично заполняющие фиксирующие пазы.

Предпочтительным образом фиксирующие пазы соседних фиксирующих столбиков дополняют друг друга с получением до спиральных канавок, в которые могут завинчиваться спиральные фиксирующие элементы.

Для предотвращения несанкционированного демонтажа фиксирующих элементов по меньшей мере один из них содержит устройство для неразъемного анкерного скрепления с корпусом.

В порядке альтернативы или дополнения по меньшей мере одна из задних планок может иметь устройство для неразъемного анкерного скрепления с корпусом.

В порядке альтернативы или дополнения задние планки могут быть снабжены устройствами, образующими их неразъемное соединение друг с другом.

Соединение частей корпуса может осуществляться не только с помощью предварительно изготовленных фиксирующих элементов. В порядке альтернативы фиксирующие болты могут быть получены благодаря предпочтительному использованию быстроотверждающейся пластмассы путем получения фиксирующих болтов прямо в крепежных отверстиях.

Вариант выполнения соединения обеих частей корпуса согласно изобретению делает корпус, в частности, удобным для использования в счетчиках для учета потребления воды, в частности, если они имеют большие поперечные сечения и/или рассчитаны на высокие давления.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение более подробно поясняется на примерах выполнения со ссылкой на чертежи, в которых чисто схематично

фиг.1 изображает в изометрии объемный счетчик для учета потребления воды с корпусом из пластмассы, армированной волокном, который рассчитан на большое внутреннее давление,

фиг.2 - чисто схематично первый вариант выполнения конструкции для прочного на растяжение соединения верхней и нижней частей корпуса,

фиг.3 - вид сверху полностью смонтированного корпуса на фиг.2,

фиг.4 - чисто схематично второй вариант выполнения прочного на растяжение соединения между верхней и нижней частями корпуса,

фиг.5 - вид сверху полностью смонтированного корпуса на фиг.4,

фиг.6 - чисто схематично третий вариант выполнения прочного на растяжение соединения между верхней и нижней частями корпуса и

фиг.7 - вид сверху полностью смонтированного корпуса на фиг.6.

Варианты выполнения изобретения и промышленная применимость

На фиг.1 в качестве примера в изометрии изображен счетчик для учета потребления воды с корпусом из двух частей из пластмассы, армированной волокном. Корпус состоит из верхней части 10 корпуса, нижней части 20 корпуса со спускным и выпускным штуцерами 2, 3 и замка 30, который под действием внутреннего давления в корпусе прочно на растяжение соединяет между собой верхнюю часть 20 корпуса и нижнюю часть 20 корпуса. Растягивающие усилия, воспринимаемые крышкой 30, создаются внутренним давлением воды, протекающей через счетчик для учета потребления воды, умноженным на площадь поперечного сечения корпуса.

На фиг.2 в покомпонентном виде чисто схематично изображен первый вариант выполнения прочного на растяжение соединения корпуса на фиг.1. Видны верхняя часть 10 корпуса, нижняя часть 20 корпуса и крышка 30. В области соединения верхняя часть 10 корпуса и нижняя часть 20 корпуса содержат гребнеобразные фиксирующие столбики 11, 21. Фиксирующие столбики 11, 21 смещены относительно друг друга и адаптированы друг к другу таким образом, чтобы обе части 10, 20 корпуса практически устанавливались вплотную. В поверхностях соприкосновения фиксирующих столбиков 11, 21 в направлении поперек действия растягивающего усилия выполнены фиксирующие пазы 13, 23, дополняющие друг друга с получением фиксирующих полостей 31 (фиг.3). Эти фиксирующие полости 31 в примере выполнения на фиг.2 и 3 являются цилиндрическими и направлены радиально.

Прочное на растяжение соединение верхней 10 и нижней части 20 корпуса осуществляется с помощью фиксирующих болтов 32, вставляемых в фиксирующие полости 31. Для упрощения монтажа фиксирующие болты 32, установленные друг над другом в направлении действия растягивающего усилия, соединены с помощью соединительной планки 33 в монтажный блок.

На фиг.3 изображен вид сверху полностью смонтированного корпуса на фиг.2. Множество фиксирующих болтов 32 равномерно распределено по окружности в фиксирующих полостях 31, так что растягивающее усилие, создаваемое внутренним давлением в корпусе 10, 20, распределяется на соответствующее множество фиксирующих болтов 32. Кроме того, видно, что усилия фиксирующих болтов 32, действующие на соответствующие фиксирующие столбики 11, 21, направленные по окружности, компенсируются справа и слева от фиксирующих столбиков 11, 21, так что на фиксирующие столбики 11, 21 не действуют результирующие изгибающие усилия.

На фиг.4 покомпонентно и чисто схематично изображена вторая конструкция крышки. Здесь поверхности соприкосновения верхней части 10 и нижней части 20 корпуса, проходящие в направлении действия растягивающего усилия, направлены параллельно группами. В общей сложности видны четыре группы, две большие параллельные группы справа и слева и две узкие параллельные группы спереди и сзади. Фиксирующие болты 32 с помощью длинных и коротких соединительных планок 33´, 33´´ группами объединены в монтажные блоки, благодаря чему время монтажа во втором примере выполнения по сравнению с первым примером выполнения явно сокращается.

Кроме того, видно, что длинные соединительные планки 33´ первого монтажного блока имеют изогнутые концы 34, перекрывающие короткие монтажные планки 33´´ других монтажных блоков. Таким образом, короткие монтажные планки 33´´ защищены от несанкционированного разъема.

Для предотвращения открывания корпуса фиксирующие болты 32 и соединительные планки 33, 33´ и 33´´ защищены пломбой. В порядке альтернативы или же дополнения на фиксирующих болтах 32 и/или на соединительных планках 33, 33´ и 33´´ могут быть предусмотрены устройства для неразъемного анкерного скрепления с корпусом.

Альтернативная возможность прочного на растяжение и одновременно неразъемного соединения обеих частей 10, 20 корпуса между собой заключается в заполнении фиксирующих отверстий 31, предпочтительно, быстроотверждающейся пластмассой при отказе от готовых фиксирующих болтов 32.

На фиг.6 покомпонентно и чисто схематично изображена третья конструкция крышки. Здесь, в радиально противолежащих поверхностях фиксирующих столбиков 11, 21 выполнены фиксирующие пазы 16, 25, 26, дополняющие друг друга с получением закрытых кольцевых пазов, как только верхняя и нижняя части 10, 20 корпуса будут смонтированы вместе. Прочное на растяжение соединение осуществляется посредством внутренних и внешних фиксирующих колец 35, 36, встраиваемых в фиксирующие пазы 16, 25, 26.

На фиг.7 изображен вид сверху полностью собранного корпуса на фиг.4. Фиксирующие столбики 11, 21 соприкасаются без зазора, а фиксирующие кольца 35, 36 установлены в кольцевых пазах.

Изобретение относится к корпусам из пластмассы, выполненным с возможностью испытывать внутреннее давление и содержащим верхнюю часть (10) корпуса, нижнюю часть (10) корпуса и замок, соединяющий обе части корпуса. Верхняя часть (10) и нижняя часть (20) корпуса имеют в месте соединения множество гребнеобразных фиксирующих столбиков (11, 21), выполненных комплементарными друг другу, так чтобы части (10, 20) корпуса могли быть смонтированы вместе. Фиксирующие столбики (11, 21) ориентированы в направлении, в котором растягивающее усилие при нахождении корпуса под внутренним давлением направлено между верхней частью (10) и нижней частью (20) корпуса. В двух соответствующих противолежащих поверхностях фиксирующих столбиков (11, 21) выполнены фиксирующие пазы (13, 23; 16, 25, 26), ориентированные перпендикулярно направлению действия растягивающего усилия. В фиксирующие пазы (13, 23) вставляются фиксирующие элементы (32; 35, 36), по меньшей мере частично соприкасающиеся с поверхностями, образованными фиксирующими пазами (13, 23), и образующие тем самым соединение. Технический результат - обеспечение прочной соединительной конструкции, приспособленной к высокому внутреннему давлению. 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Корпус из пластмассы, выполненный с возможностью испытывать внутреннее давление, содержащий
верхнюю часть (10),
нижнюю часть (20) и
замок (30), соединяющий обе части (10, 20) корпуса друг с другом,
отличающийся тем, что:
верхняя часть (10) и нижняя часть (20) корпуса имеют в месте соединения множество гребневидных фиксирующих столбиков (11, 21), фиксирующие столбики (11, 21) на верхней части (10) и соответственно нижней части (20) корпуса выполнены комплиментарными друг другу и входят в зацепление друг с другом с обеспечением скрепления частей (10, 20) корпуса,
фиксирующие столбики (11, 21) ориентированы в направлении, в котором направлено растягивающее усилие между верхней частью (10) и нижней частью (20) корпуса, когда корпус испытывает внутреннее давление,
в соответственно двух противолежащих поверхностях фиксирующих столбиков (11, 21) выполнены фиксирующие пазы (13, 23; 16, 25, 26), ориентированные поперек направления действия растягивающего усилия, в фиксирующие пазы (13, 23) вставляются фиксирующие элементы (32; 35, 36), которые по меньшей мере частично соприкасаются с поверхностями, образованными фиксирующими пазами (13, 23).

2. Корпус по п.1, отличающийся тем, что:
соответственно две поверхности соседних фиксирующих столбиков (11, 21) соприкасаются,
в поверхностях соприкосновения фиксирующих столбиков (11, 21) выполнены фиксирующие пазы (13, 23),
фиксирующие пазы (13, 23) дополняют друг друга с получением фиксирующих полостей (31).

3. Корпус по п.2, отличающийся тем, что:
фиксирующие полости (31) являются цилиндрическими,
в фиксирующие полости (31) вставляются фиксирующие цилиндры (32).

4. Корпус по п.2, отличающийся тем, что:
фиксирующие полости (31) являются круглоцилиндрическими,
в фиксирующие полости (31) вставляются фиксирующие цилиндры (32).

5. Корпус по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что:
поверхности соприкосновения, проходящие в направлении растяжения, направлены радиально.

6. Корпус по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что:
поверхности соприкосновения, проходящие в направлении растягивающего усилия, направлены параллельно группами.

7. Корпус по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что:
по меньшей мере в одной из поверхностей соприкосновения, проходящих в направлении растягивающего усилия, выполнено несколько фиксирующих пазов (13, 23; 16, 25, 26).

8. Корпус по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что:
несколько фиксирующих элементов (32) соединены посредством соединительных планок (33; 33', 33 ") в монтажные блоки.

9. Корпус по п.8, отличающийся тем, что:
соединительные планки (33') одного монтажного блока имеют изогнутые концы (34), перекрывающие соединительные планки (33") другого монтажного блока.

10. Корпус по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что:
все поверхности соприкосновения, проходящие в направлении действия растягивающего усилия, направлены параллельно.

11. Корпус по п.1, отличающийся тем, что:
по меньшей мере один из фиксирующих элементов (32) имеет устройство для неразъемного анкерного скрепления с корпусом.

12. Корпус по п.8, отличающийся тем, что:
по меньшей мере одна из соединительных планок (33; 33', 33") имеет устройство для неразъемного анкерного скрепления с корпусом.

13. Корпус по п.8, отличающийся тем, что;
соединительные планки (33; 33', 33") имеют устройства для неразъемного анкерного скрепления с корпусом.

14. Корпус по п.1, отличающийся тем, что:
фиксирующие элементы (32) образованы с помощью быстроотверждающейся пластмассы.

15. Корпус по п.1, отличающийся тем, что:
в соответственно двух радиально противолежащих поверхностях фиксирующих столбиков (11, 21) выполнены фиксирующие пазы (16, 25, 26),
фиксирующие пазы (16, 25, 26) соседних фиксирующих столбиков (11, 21) находятся на одной линии,
в фиксирующие пазы (16, 25, 26) вставляются внутренние и соответственно внешние фиксирующие кольца (35, 36), по меньшей мере частично заполняющие фиксирующие пазы (16, 25, 26).

16. Корпус по п.15, отличающийся тем, что:
фиксирующие пазы (16, 25, 26) соседних фиксирующих столбиков (11, 21) дополняют друг друга с получением спиральных канавок, внутренние и соответственно внешние фиксирующие кольца выполнены в виде спиралей.

17. Корпус по п.1, отличающийся тем, что он применяется в счетчиках для учета потребления воды.