БЫСТРОРАЗЪЕМНОЕ РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ Российский патент 2023 года по МПК B23P19/06 F16L15/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, где применяются конструкции, подвергающиеся в процессе эксплуатации многократным сборочно-разборочным операциям, например для проведения ремонтно-профилактических работ.

Известно замковое соединение для цилиндрических труб и корпусов [патент US №3120402, cl. 258-305, опуб. 04.02.1964 г], содержащее первый цилиндрический корпус, на одном конце которого имеется шпангоут с установленным в него с возможностью вращения стопорным кольцом, имеющим множество разнесенных по окружности пазов. Также данное соединение содержит второй цилиндрический корпус, имеющий на одном конце шпангоут, взаимодействующий с указанным шпангоутом первого цилиндрического корпуса и имеющий множество выступов, входящих при стыковке в указанные пазы стопорного кольца. Данное соединение содержит также устройство поворота стопорного кольца в открытое и закрытое положение, которое выполнено в виде шестерни, расположенной внутри шпангоута первого цилиндрического корпуса, и зубчатой рейки, закрепленной на стопорном кольце. Шестерня снабжена гнездом для установки ключа, вставляемого через отверстие второго цилиндрического корпуса.

Недостатком аналога является то, что конструкция данного соединения не предполагает создания повышенного усилия стыковки, при этом обеспечение точного сопряжения не стандартизированных пазов и выступов замкового соединения является технологически сложной задачей.

Известно резьбовое соединение отсеков корпуса летательного аппарата [патент RU №169345, МПК B64G 1/64, F16B 17/00, F16B 7/00, опуб. 15.03.2017 г], содержащее первый отсек с резьбой и стыкуемый с ним второй отсек, имеющий поворотное резьбовое кольцо, взаимодействующее с резьбой первого отсека с образованием резьбовой пары, и установленное в кольцевой канавке второго отсека пружинное кольцо, фиксирующее поворотное резьбовое кольцо от осевого перемещения. В данном устройстве резьбовое кольцо снабжено цилиндрическим пояском с радиальными отверстиями, телескопически охваченным распорным кольцом со сквозными радиальными отверстиями, совмещенными с аналогичными отверстиями в цилиндрическом пояске резьбового кольца. Свинчивание отсеков производят путем совместного вращения резьбового и распорного колец с помощью ключа со штифтами, входящими в отверстия в цилиндрическом пояске резьбового кольца. Данное устройство, обеспечивающее беззазорное резьбовое соединение отсеков при заданной их относительной угловой ориентации, рассматривается в качестве прототипа заявляемого резьбового соединения.

Недостатками прототипа являются:

- недостаточно быстрая стыковка/расстыковка отсеков;

- необходимость приложения высокого момента затяжки резьбового кольца для создания требуемого усилия стыковки отсеков летательного аппарата, в том числе обусловленная возникновением повышенного трения вследствие защемления распорного кольца между стыковочными поверхностями отсеков. Кроме того затяжка поворотного резьбового кольца с регламентируемым крутящим моментом может потребовать разработку специального динамометрического ключа;

- необходимость кругового доступа к стыку для установки ключа затяжки соединения не позволяет проводить обслуживание в условиях ограниченного рабочего пространства.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является улучшение эксплуатационных качеств за счет быстрой стыковки/расстыковки соединения и удобства обслуживания в условиях ограниченного рабочего пространства при создании повышенного усилия стыковки.

Указанный технический результат достигается тем, что резьбовое соединение отсеков, содержащее первый отсек с резьбой и стыкуемый с ним второй отсек, имеющий поворотное резьбовое кольцо, зафиксированное от осевого перемещения и взаимодействующее с резьбой первого отсека с образованием между ними резьбовой пары, согласно изобретению резьбы в резьбовой паре имеют продольные пазы, глубиной не менее высоты резьбы и длиной, обеспечивающей свободное пропускание соответствующих выступов оставшихся резьб, причем пазы поворотного кольца выполнены с недорезом одного витка резьбы, при этом поворотное резьбовое кольцо по наружной периферийной поверхности выполнено с червячно-винтовой нарезкой, а корпус второго отсека на периферийной поверхности оснащен посадочным местом под установку в него съемного устройства затяжки резьбового соединения, сопрягаемого с червячно-винтовой нарезкой поворотного колеса.

Наличие продольных пазов в резьбах резьбовой пары, глубиной не менее высоты резьбы и длиной, обеспечивающей свободное пропускание соответствующих выступов оставшихся резьб, при этом пазы поворотного кольца выполнены с недорезом одного витка резьбы, обеспечивает быстроту стыковки/расстыковки соединения.

Наличие того, что по наружной периферийной поверхности поворотное резьбовое кольцо выполнено с червячно-винтовой нарезкой, при этом корпус второго отсека на периферийной поверхности оснащен посадочным местом под установку в него съемного устройства затяжки резьбового соединения, сопрягаемого с червячно-винтовой нарезкой поворотного колеса обеспечивает удобство обслуживания в условиях ограниченного рабочего пространства при создании повышенного усилия стыковки, например когда конструктивное исполнение и специфика обслуживания стыкуемых отсеков не обеспечивают круговой доступ к ним.

Таким образом, совокупность всех изложенных выше признаков создает условия улучшения эксплуатационных качеств за счет быстрой стыковки/расстыковки соединения и удобства обслуживания в условиях ограниченного рабочего пространства при создании повышенного усилия стыковки.

Кроме того, выполнение резьбы в первом отсеке на резьбовом кольце, зафиксированном от поворота и осевого перемещения, дает возможность организовать неподвижную резьбовую поверхность на корпусе отсека при возможности замены резьбового кольца в случаях, например, производственного брака, выработки ресурса и т.п., а также возможности изготовления кольца из материала, отличного от материала корпуса отсека, например для придания требуемых антифрикционных свойств или повышения твердости.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

Изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 представлены стыкуемые отсеки в исходном состоянии (крышка снята);

На фиг. 2 - продольный разрез резьбового соединения отсеков в промежуточном состоянии, выступы резьбы неподвижного кольца введены в пазы подвижного кольца до упора в виток резьбы;

На фиг. 3 представлен продольный разрез резьбового соединения отсеков в состыкованном состоянии после затяжки;

На фиг. 4 изображен поперечный разрез в зоне червячной передачи;

На фиг. 3 представлены состыкованные отсеки с установленной крышкой (устройство затяжки резьбового соединения убрано).

На чертежах фиг. 1-5 принимаются следующие обозначения.

1 - корпус первого отсека;

2 - корпус второго отсека;

3 - неподвижное резьбовое кольцо;

4 - поворотное резьбовое кольцо;

5 - пружинное кольцо, фиксирующее поворотное резьбовое кольцо;

6 - пружинное кольцо, фиксирующее неподвижное резьбовое кольцо;

7 - уплотнительное кольцо;

8 - уплотнительное кольцо;

9 - паз в неподвижном резьбовом кольце;

10 - паз в поворотном резьбовом кольце;

11 - выступы оставшейся резьбовой части резьбы на неподвижном кольце;

12 - выступы оставшейся резьбовой части резьбы на поворотном кольце;

13 - виток резьбы;

14 - посадочное место под устройство затяжки резьбового соединения;

15 - устройство затяжки резьбового соединения, в состав которого входит червяк;

16 - невыпадающие винты;

17 - инструмент затяжки (ключ);

18 - червячно-винтовая нарезка поворотного колеса;

19 - крышка;

20 - невыпадающие винты для крепления крышки.

Устройство выполнено следующим образом.

Резьбовое соединение (фиг. 1-5) состоит из стыкуемых отсеков 1 и 2 (патрубков, корпусов и т.п.). На цилиндрическом выступе первого отсека 1 имеется наружная резьба, в данном конкретном случае, выполненная на неподвижном резьбовом кольце 3, фиксируемом от поворота и осевого перемещения пружинным кольцом 6, установленным в кольцевой канавке отсека 1. Второй отсек 2 содержит поворотное резьбовое кольцо 4, взаимодействующее с резьбовым кольцом 3 первого отсека с образованием резьбовой пары, соединяющей отсеки встык торцевыми поверхностями. В канавке корпуса отсека 2 установлено пружинное кольцо 5, фиксирующее поворотное резьбовое кольцо 4 от осевого перемещения. В зоне сочленения резьбового соединения имеются уплотнительные кольца 7,8. Наличие уплотнительных колец 7,8 дает возможность изолировать резьбовое соединение и внутренний объем отсеков от воздействия внешней среды. Для ускорения процесса стыковки/расстыковки отсеков 1,2 резьбы в паре имеют продольные пазы 9,10, глубиной не менее высоты резьбы и длиной, обеспечивающей свободное пропускание соответствующих выступов 11, 12 оставшихся резьб. Для обеспечения удобства совмещения резьбовой пары пазы 10 поворотного кольца 4 выполнены с недорезом одного витка 13 резьбы. Поворотное резьбовое кольцо 4 по наружной периферийной поверхности выполнено с червячно-винтовой нарезкой 18. Корпус отсека 2 на периферийной поверхности оснащен посадочным местом 14 под установку в него съемного устройства затяжки резьбового соединения 15, в состав которого входит червяк, сопрягаемый с червячно-винтовой нарезкой поворотного колеса 4. Корпуса стыкуемых отсеков 1,2 имеют позиционирующие элементы (не показано), обеспечивающие взаимную угловую ориентацию отсеков.

Сборка осуществляется следующим образом.

Первоначально на цилиндрический выступ отсека 1 устанавливают кольцо 3, которое фиксируют от поворота и осевого перемещения установленным в кольцевой канавке отсека 1 пружинным кольцом 6. А в отсек 2 устанавливают поворотное резьбовое кольцо 4, фиксируемое от осевого перемещения пружинным кольцом 5. Для обеспечения герметичности зоны сочленения резьбового соединения и внутреннего объема отсеков в отсеки 1,2 устанавливают уплотнительные кольца 7,8. Для сочленения резьбового соединения (фиг. 1) отсеки 1,2 располагают друг против друга, а поворотное резьбовое кольцо 4 поворачивают так, чтобы пазы 9,10 были сориентированы с выступами 11, 12 резьб. Затем отсеки 1,2 стыкуют (фиг. 2), при этом пазы 9, 10 свободно пропускают выступы 11,12 до упора кольца 3 в виток 13 резьбы. Взаимная угловая ориентация в процессе сборки обеспечивается позиционирующими элементами отсеков 1,2.

Для окончательного сочленения (фиг. 3) отсеков 1,2 в условиях ограниченного рабочего пространства выполняют операцию затяжки резьбового соединения при создании повышенного усилия стыковки. Для чего в посадочное место 14 устанавливают съемное устройство затяжки резьбового соединения 15, в состав которого входит червяк, и крепят на невыпадающие винты 16. В результате полученной червячной передачи червяка с червячно - винтовой нарезкой 18 кольца 4 путем вращения червяка стандартным инструментом (ключом 17) осуществляют поворот кольца 4 до появления в резьбовом соединении требуемого осевого усилия между торцевыми поверхностями отсеков 1,2. Затем устройство затяжки резьбового соединения снимают, а на посадочное место 14 устанавливают крышку 19 и крепят на невыпадающие винты 20. С целью удержания резьбового соединения в сочлененном положении отсеков 1,2 в процессе эксплуатации резьбовое соединение снабжено фиксирующим элементом (не показано), удерживающим поворотное резьбовое кольцо 4 от поворота.

Демонтаж резьбового соединения осуществляют в обратном порядке.

Таким образом, совокупность всех изложенных выше признаков создает условия улучшения эксплуатационных качеств за счет быстрой стыковки/расстыковки соединения и удобства обслуживания в условиях ограниченного рабочего пространства при создании повышенного усилия стыковки.

Представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:

- заявляемое быстроразъемное резьбовое соединение относится к машиностроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, где применяются конструкции, подвергающиеся в процессе эксплуатации многократным сборочно-разборочным операциям, например для проведения ремонтно-профилактических работ;

- заявляемое резьбовое соединение при использовании способно обеспечить улучшение эксплуатационных качеств за счет быстрой стыковки/расстыковки соединения и удобства обслуживания в условиях ограниченного рабочего пространства при создании повышенного усилия стыковки;

- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявляемое устройство соответствует условию «промышленная применимость».

Изобретение относится к машиностроению. Быстроразъемное резьбовое соединение содержит первый отсек с резьбой и стыкуемый с ним второй отсек, имеющий поворотное резьбовое кольцо, зафиксированное от осевого перемещения и взаимодействующее с резьбой первого отсека с образованием между ними резьбовой пары. Резьбы в резьбовой паре имеют продольные пазы глубиной не менее высоты резьбы и длиной, обеспечивающей свободное пропускание соответствующих выступов оставшихся резьб. Пазы поворотного кольца выполнены с недорезом одного витка резьбы. Поворотное резьбовое кольцо по наружной периферийной поверхности выполнено с червячно-винтовой нарезкой, а корпус второго отсека на периферийной поверхности оснащен посадочным местом под установку в него съемного устройства затяжки резьбового соединения, сопрягаемого с червячно-винтовой нарезкой поворотного колеса. Технический результат - улучшение эксплуатационных качеств. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Быстроразъемное резьбовое соединение, содержащее первый отсек с резьбой и стыкуемый с ним второй отсек, имеющий поворотное резьбовое кольцо, зафиксированное от осевого перемещения и взаимодействующее с резьбой первого отсека с образованием между ними резьбовой пары, отличающееся тем, что резьбы в резьбовой паре имеют продольные пазы глубиной не менее высоты резьбы и длиной, обеспечивающей свободное пропускание соответствующих выступов оставшихся резьб, причем пазы поворотного кольца выполнены с недорезом одного витка резьбы, при этом поворотное резьбовое кольцо по наружной периферийной поверхности выполнено с червячно-винтовой нарезкой, а корпус второго отсека на периферийной поверхности оснащен посадочным местом под установку в него съемного устройства затяжки резьбового соединения, сопрягаемого с червячно-винтовой нарезкой поворотного колеса.

2. Быстроразъемное резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что резьба в первом отсеке выполнена на резьбовом кольце, зафиксированном от поворота и осевого перемещения.