Шарнирное соединение трубопроводов Советский патент 1987 года по МПК F16L27/06 

и ieloш;им три степени свободы, с одновременным восприятием усилия с их стороны и работающим при повышенных температурах, для соединения трубопроводов, работающих при высоких температурах окружающей среды, в робототехнике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности при высоких тедмпературах. ,В шарнирном соединении трубопроводов в полости сферического элемента, снабженного двумя пустотелыми цапфами 12, 13, установлены .два коллектора 14, 15, крестообразный элемент с четырьмя хвостовиками и двумя независимыми каналами, две полые полуоси 23, 24, имеющие полости, сообщенные с коллекторами, а цилиндрический шарнир выполнен в виде двух дистанционно установленных соосных втулок. Устройство также име- i .T д : полнительные подводящий и отво- дящ11Й патрубки, распол,оженные в ос1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к соединениям трубопроводов, и может использоваться для подвода (и отвода) рабочей жидкости к механизмам и агрегатам, имеющим три степени свободы, с одновременным восприятием усилия с их стороны и работающим при повышенных температурах, для соединения трубопроводов , работающих при высоких температурах окружающей среды, в робототехнике.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности при высоких температурах за счет выполнения соединения с тремя степенями свободы.

На фиг. 1 представлено предлагаемое соединение, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Соединение содержит разъемный корпус 1 с каналами 2 для охлаждения, крепежными элементами 3 и болтами 4, стягивающими две его части, сферический элемент 5, подводящий патрубок 6 и расположенный перпендикулярно к нему цилиндрический шарновном и дополнительном 26 отводящих патрубках, шйрнирно связанные с полуосями и имеющие сообщенные с полостями полуосей каналы. Хвостовики одной из диаметрально расположенных пар расположены внутри и соосно с основным и дополнительным подводящими патрубками с возможностью поворота относительно них, а другой пары - внутри и соосно с втулками цилиндрического шарнира, шарнирно соединенны и юообщены полостями с коллекторами. Основной и дополнительный отводящие патрубки шарнирно связаны с цапфами 12, 13 сферического элемента, которые имеют общую геометрическую ось с полуосями, перпендикулярну осям подводящих патрубков и втулок цилиндрического шарнира, а полости основного и дополнительного отводящих патрубков и сферического элемента связаны между собой.

нир, выполненный в виде двух дистанционно установленных втулок 7 и 8, связанный с подводящим патрубком б посредством переходника 9 с возможностью относительного поворота, отводящий патрубок 10, связанный со сферическим элементом 5, причем сферический элемент 5 и цилиндрический шарнир в виде двух втулок 7 и 8 ус-

,тановлены с возможностью совместного поворота относительно оси Х-Х (фиг. 2) подводящего патрубка 6, проходящей через центр сферического элемента 5. В полости 11 сферического элемента 5,

снабженного двумя пустотелыми цапфами 12 и 13, установлены два коллектора 14 и 15, крестообразный элемент 16 с четырьмя хвостовиками 17-20 и. двумя непересекающимися каналами

21 и 22 и две полые полуоси 23 и 24, имеющие полости, сообщенные с коллекторами. Соединение также имеет дополнительные подводящий 25 и отводящий 26 патрубки, расположенные зеркально по отношению к основным подводящему б и отводящему 10 патрубкам, внутренние отводящие патрубки 27 и 28, расположенные в основном 10

идополнительном 26 отводящих патрубках, шарнирно связанные с полуосями 23 VI 2 и имеющие сообщенные с полостями 29 полуосей каналы 30, Хвостовики 17 и 19 одной из диаметрально расположенных пар расположены внутри и соосно с основным 6 и дополнительным 25 подводящими патрубками с возможностью поворота относительно них, а хвостовики 18 и 20 второй пары - внутри и соосно с втулками 7 и 8 ;цилиндрического шарнира, шарнирно со- единены; с ними и соо бщены полостями с коллекторами 14 и 15. Основной 10 и дополнительный 26 отводящие патрубки шарнирно связаны с цапфами 12 и 13 сферического элемента 5, которые имеют общую геометричес- ,кую ось Z-Z с полуосями 23 и 24,-

перпендикулярно осям Х-Х подводя- 20 крепления. В случае, если сила

невелика, крепление устройс-тва мощих патрубков 6 и 25 и Y-Y втулок 7 и 8 цилиндрического шарнира. Полости основного 10 и дополнительного 26 отводящих патрубков и сферического элемента 5 связаны между собой. Люки 25 обеспечиваются следующим образом. с крьш1ками 31 и 32 служат для разме- Поворот относительно оси Х-Х. щения и сборки в полости 11 сфери- Внутренние 27 и 28 и наружные 10 и ческого элемента 5 коллекторов 14 и 15, втулок 7 и 8 и хвостовиков

18 и 20 крестообразного элемента 16. Окна 53 и 34 .в цапфах 12 и 13 служат для прохода внутренних отводящих патрубков 27 и 28. Сферический элемент 5 имеет сквозное отверстие 35 для прохода подводящих патрубков 6 и 25. Все каналы, по которым проходит рабочая жидкость, уплотняются по цилиндрическим поверхностям с помощью уплотнительных колец 36

Соединение работает следующим образом.

Рабочая жидкость подается по независимым каналам к хвостовикам 17 и 19, установленным внутри и соосно с основным 6 и дополнительным 25 - подводящими патрубками с возможностью относительного поворота, проходит по каналам 21 и 22 крестообразного элемента 16 в хвостовики 18 и 20, откуда поступает в коллекторы 15 и 14, затем в полые полуоси 24 и 23 и далее во внутренние отводящие патрубки 28 и 27 к подвижным механизмам. Слив рабочей жидкости осуществляется по двум каналам, либо один из каналов используется для слива. Охлаждающая жидкость подается через основной и дополнительный- 25 подводяпще патрубки, переходник 9

жет осуществляться к подводящим патрубкам 6 и 25.

Три степени свободы устройства

26 отводящие патрубки, к которым крепится либо подвижный трубопровод

30

40

либо механизмы и агрегаты, вместе с сферическим элементом 5 (фиг. 2 и 1 и установленными в нем втулками 7 и 8 и переходником 9 поворачиваются вокруг оси Х-Х относительно непод35 вижных подводящих патрубков 6 и 25. Пр этом крестообразный элемент 16 с хвос товиками 18 и 20 и хвостовиками 17 и 19, соосными и шарнирно установленными относительно подводящих патруб ков 6 и 25, также поворачивается вокруг оси Х-Х.

Поворот относительно оси Z-Z. Поворот внутренних 27 и 28 и наружн 10 и 26 отводящих патрубков осущест вляется в шарнирном соединении с по луосями 23 и 24 и цапфами 12 и 13 соответственно (фиг. 1 и 3). При эт возможность поворота внутренних отводящих патрубков обеспечивается ок нами 33 и 34 в цапфах 12 и 13.

Поворот относительно оси Y-Y. Поворот внутренних 27 и 28 и наружных 10 и 26 отводящих патрубков относительно оси Y-Y осуществляется

совместно со сферическим элементом 5 При этом переходник 9 и.крестообразный элемент 16 с хвостовиками 17-20 остаются неподвижными (фиг. 2), а втулки 7 и 8, шарнирно соединенные

45

50

18044

и втулки 7 и 8 в полость 1 1 сферического элемента 5 и охлаждает его, далее через пустотелые цапфы 12 и 13 с окнами 33 и 34 поступает в основг ной 10 и дополнительный 26 отводя- .щие патрубки на охлаждение внутренних отводящих патрубков 27 и 28 и механизмов. Слив охлаждающей жидкости может осуществляться через та10 кое же устройство. Корпус 1 охлаждается потоком жидкости через каналы 2 для охлаждения. При использовании данного устройства для подвода рабочей жидкости к механизмам и агре15 гатам с одновременным восприятием усилия с их стороны сила передается через отводящие патрубки 10-26 на цапфы 12 и 13, сферический элемент 5 и далее через корпус 1 к месту его

обеспечиваются следующим образом. Поворот относительно оси Х-Х. Внутренние 27 и 28 и наружные 10 и

жет осуществляться к подводящим патрубкам 6 и 25.

Три степени свободы устройства

обеспечиваются следующим образом. Поворот относительно оси Х-Х. Внутренние 27 и 28 и наружные 10 и

26 отводящие патрубки, к которым крепится либо подвижный трубопровод.

либо механизмы и агрегаты, вместе со сферическим элементом 5 (фиг. 2 и 1) и установленными в нем втулками 7 и 8 и переходником 9 поворачиваются вокруг оси Х-Х относительно неподвижных подводящих патрубков 6 и 25. При этом крестообразный элемент 16 с хвостовиками 18 и 20 и хвостовиками 17 и 19, соосными и шарнирно установленными относительно подводящих патрубков 6 и 25, также поворачивается вокруг оси Х-Х.

Поворот относительно оси Z-Z. Поворот внутренних 27 и 28 и наружных 10 и 26 отводящих патрубков осуществляется в шарнирном соединении с полуосями 23 и 24 и цапфами 12 и 13 соответственно (фиг. 1 и 3). При этом возможность поворота внутренних отводящих патрубков обеспечивается окнами 33 и 34 в цапфах 12 и 13.

Поворот относительно оси Y-Y. Поворот внутренних 27 и 28 и наружных 10 и 26 отводящих патрубков относительно оси Y-Y осуществляется

совместно со сферическим элементом 5. При этом переходник 9 и.крестообразный элемент 16 с хвостовиками 17-20 остаются неподвижными (фиг. 2), а втулки 7 и 8, шарнирно соединенные

с псфех одником 9, и коллекторы 14 и 15, шарнирно соединенные с хвостовиками 20 и 18, поворачиваются вокруг этой оси. Возможность поворота сферического элемента 5 относительно Y-y обеспечивается сквозным отверстием 35 в нем (фиг. 3).

Формула изобретения

I

Шарнирное соединение трубопроводов, содержащее корпус, сферический элемент, подводящий патрубок и рас- поло женный перпендикулярно к нему цилиндрический шарнир, соединенные между собой с возможностью относи- поворота, отводящий патрубок, озязанный.с полым сферическим элементом, причем сферический элемен и цилиндрический шарнир.установлены с Бозможиостыо совместного поворота относительно оси подводящего патрубка, проходящей через центр сферического элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при высоких температурах и расширения функциональных возможностей, на сферическом элементе установлены дне пустотелые цапфы, а в аолости сферического элемента устаГ1ов.)(ены два коллектора, крестообразный ojiet-ieiiT с четырьмя хвостовиками в котором выполнены два непересекаю

5

0

5

0

щихся канала, соединяющие полости смежных хвостовиков, две полые полуоси, полости которых сообщены с коллекторами, а цилиндрический шарнир выполнен в виде двух дистанционно установленных соосно втулок, при этом шарнирное соединение снабжено.дополнительными, подводящим и отводящим патрубками, расположенными зеркально по отношению к основным, в основном и дополнительном отводящих патрубках установлены внутренние отводящие патрубки, шарнирно связанные с полуосями, полости которых сообщены с каналами внутренних отводящих патрубков, а хвостовики одной из диаметрально расположенных пар расположены внутри и соосно с основным и дополнительным подводящими патрубками с возможностью поворота относительно них, а второй пары - внутри и соосно с втулками цилиндрического шарнира, шарнирно соединены с ними, а полости хвостовиков этой пары сообщены с коллекторами, причем основной и дополнительный отводящие патрубки шарнирно связаны с цапфами сферического элемента, которые расположены концентрично полуосям, ось которых перпендикулярна осям подводящих патрубков и сферического шарнира, а полости отводящих патрубков и сферического элемента сообщены Собой,

Jf

Фие.1

3Z

78

2S

Составитель И. Пащенко Редактор О; Юрковецкая Техред А.Кравчук Корректор Л. Натай

Заказ 7242/31

Тираж 810

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

CPU В.2.

Подписное

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к соединениям трубопроводов, и может использоваться для подвода и отвода рабочей жидкости к механизмам и агрегатам. 26 (Л tc 00 00 о 4;i. 25 нг.,3