Шарнир для соединения трубопроводов Советский патент 1990 года по МПК F16L27/02 

1

(21)412-4224/23-29

(22)24.09.86

(46) 15.01.90. Бюл. № 2

(71)Институт горного дела СО АН СССР

(72)Э.Г. Чайковский, Ю.Г. Горбачев, А.Б. Шапирштейн и С.Е. Балаганекий

(53)621.643(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 93178, кл. F 16 L 27/02, 1950.

(54)ШАРНИР ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

(57)Изобретение м.б. использовано при гидромеханизированной разработке грунта на вскрышных работах по добыче полезных ископаемых открытым способом. Цель изобретения - повышение надежности соединения трубопроводов (ТП) 6 за счет обеспечения раз- борности конструкции, позволяющей относительные перемещения ТП 6, располагающихся под различными углами друг к другу. Перегородка крестовины 1 с

2

цапфами 2 делит внутреннюю полость на два канала, каждый из которых является общим для двух взаимно перпендикулярных цапф 2. Полые переходники (ПП) соединены с крестовиной 1. Тройники 5 соединены с ПП и ТП. Каждый ПП выполнен коробчатой формы с жестко закрепленной внутри него поворотной втулкой и соединен с цапфой 2 через пружинное стопорное кольцо. Уп- лотнительный узел выполнен в виде упорного кольца с уплотнителем и нажимным фланцем, к-рый соединен с втулкой. При появлении осевых нагрузок на ТП 6 шарньр передает их на другой ТП 6, т.к. поперечные сечения ПП имеют коробчатую форму, каждая пара к-рых совместно с цапфами 2 и тройником 5 образует жесткий прямо- угольник. Прямоугольник расположен в плоскости действия осевой силы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

(Л

Изобретение может быть использовано при гидромеханизированной разработке грунта на вскрышных работах по добыче полезных ископаемых открытым способом. Цель изобретения - повышение надежности соединения трубопроводов /ТП/ 6 за счет обеспечения разборности конструкции, позвляющей относительные перемещения ТП 6, располагающихся под различными углами друг к другу. Перегородка 21 крестовины 1 с цапфами 2 делит внутреннюю полость на два канала, каждый из которых является общим для двух взаимно перпендикулярных цапф 2. Полые переходники /ПП/ соединены с крестовиной 1. Тройники 5 соединены с ПП и ТП. Каждый ПП выполнен коробчатой формы с жестко закрепленной внутри него поворотной втулкой и соединен с цапфой 2 через пружинное стопорное кольцо. Уплотнительный узел выполнен в виде упорного кольца с уплотнителем и нажимным фланцем, к-рый соединен с втулкой. При появлении осевых нагрузок на ТП 6 шарнир передает их на другой ТП 6, т.к. поперечные сечения ПП имют коробчатую форму, каждая пара к-рых совместно с цапфами 2 и тройником 5 образует жесткий прямоугольник. Прямоугольник расположен в плоскости действия осевой силы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

ел

00 Од

4Ь

СП

Фи.1

Изобретение относится к горному, строительному машиностроению, а именно к шарнирным соединениям трубопроводов, и может быть использовано для транспортирования воды или водогрун- товой пульпы при гидромеханизированной разработке грунта на вскрышных работах по добыче полезных ископаемых открытым способом.

Цель изобретения - повышение надежности - достигается за счет разбор- ности конструкции, обеспечивающей относительные перемещения трубопроводов,

20

30

располагающихся под различными углами ции не возникают дополнительные на- друг к другу. .

На фиг. 1 изображен предлагаемый шарнир, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху, на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1J на фиг. 4 - узел I на фиг. 3 (уплотнительный узел).

Шарнирный водовод включает полую крестовину 1 с цилиндрическими цапфами 2, полые переходники 3 и 4, разъем- но соединяющие крестовину 1 с тройни- 25 ками 5, присоединенными к внешним трубопроводам 6, и уплотнительные узлы. Каждый переходник 3 или 4 содержит обечайку 7, крышку 8 и днище 9 и выполнен в виде коробки, что повышает его поперечную жесткость. К днищу 9 болтами 10 крепится тройник 5, а герметичность прилегания обеспечивается уплотнителем 11. Соосные цапфы 2 крестовины 1, к которым крепятся два параллельных переходника 3 (или 4), и тройник 5 образуют совместно жесткий прямоугольник, расположенный в плоскости действия осеных сил.

Крестовина 1 соединена с переходниками 3 и 4 стопорными пружинными 40 кольцами 12, размещенными в проточках, выполненных на наружных цилиндрических поверхностях цапф 2 и одной стороной прилегающих с внутренней стороны к днищам 9 переходников 3 и 4. Герметичность каждого данного соединения осуществляется по концентричным цилиндрическим поверхностям цапфы 2 и поворотной втулки 13, приваренной к днищу 9, уплотнительным узлом, содержащим упорное кольцо 14 и прижимной фланец 15, упирающейся своим кольцевым выступом в расположенный между ними уплотнитель 16.

35

45

50

пряжения, вызванные данными операциями.

Для доступа к уплотнительным узлам крышки 8 переходников 3 и 4 снаб жены смотровыми крышками 19, расположенными на осях вращения цапф 2 крестовины 1. Герметичность их приле гания к крышкам 8 обеспечивается уплотнителями 20.

Внутренняя полость крестовины 1 разделена перегородкой 21 на два кан ла, каждый из которых соединяет две взаимно перпендикулярные цапфы 2.

Шарнир для соединения трубопроводов работает следующим образом.

Тройники 5 присоединяют к трубопр водам 6. Вода или пульпа, подаваемая из одного из трубопроводов 6, поступает в тройник 5, где разделяется на два потока, направляемые в параллельные переходники 3 (или 4). Переходники 3 (или 4), имеющие каждый коробчатую конструкцию, содержащую обечайку 7, крышку 8 и днище 9, закреплены на цапфах 2 крестовины 1, образуя с ними общий канал. Жидкость, поступившая в крестовину 1, направля ется в другую пару водоводов 4 (или 3) благодаря тому, что полость крестовины 1 разделена перегородкой 21 на два канала, каждый из которых является общзгм для двух взаимно перпен дикулярных цапф 2, при этом исключается взаимодействие встречных потоков. Переходники 4 (или 3) также сое динены друг с другом тройником 5, в котором эти два потока сливаются и поступают в другой трубопровод 6. Таким образом осуществляется передач жидкости из одного трубопровода 6 в

Прижимной фпанец 15 прикреплен к пово-55 другой.

ротной втулке 13, причем его крепление осуществлено гайками 17 и шпильками 18, установленными в данных поворотных втулках 13. Упорное кольцо

14 выполнено с кольцевым выступом, упирающимся с внутренней стороны в днище 9 водовода 3 или 4, причем высота h выступа больше толщины стопорного пружинного кольца 12, т.е. между торцами колец 12 и 14 образован зазор.

Благодаря тому, что соединения переходников 3 и 4 с крестовиной 1 и тройниками 5, а также соединения тройников 5 с трубопроводами 6 выполнены разъемными, упрощаются монтаж и демонтаж шарнира и в его конструк0

0

ции не возникают дополнительные на-

5

0

5

5

0

пряжения, вызванные данными операциями.

Для доступа к уплотнительным узлам крышки 8 переходников 3 и 4 снабжены смотровыми крышками 19, расположенными на осях вращения цапф 2 крестовины 1. Герметичность их прилегания к крышкам 8 обеспечивается уплотнителями 20.

Внутренняя полость крестовины 1 разделена перегородкой 21 на два канала, каждый из которых соединяет две взаимно перпендикулярные цапфы 2.

Шарнир для соединения трубопроводов работает следующим образом.

Тройники 5 присоединяют к трубопроводам 6. Вода или пульпа, подаваемая из одного из трубопроводов 6, поступает в тройник 5, где разделяется на два потока, направляемые в параллельные переходники 3 (или 4). Переходники 3 (или 4), имеющие каждый коробчатую конструкцию, содержащую обечайку 7, крышку 8 и днище 9, закреплены на цапфах 2 крестовины 1, образуя с ними общий канал. Жидкость, поступившая в крестовину 1, направляется в другую пару водоводов 4 (или 3) благодаря тому, что полость крестовины 1 разделена перегородкой 21 на два канала, каждый из которых является общзгм для двух взаимно перпендикулярных цапф 2, при этом исключается взаимодействие встречных потоков. Переходники 4 (или 3) также соединены друг с другом тройником 5, в котором эти два потока сливаются и поступают в другой трубопровод 6. Таким образом осуществляется передача жидкости из одного трубопровода 6 в

Тройники 5 соединены с переходниками 3 и 4 при помощи болтов Ю, а герметизация стыка осуществлена уплотнителем 11. Соединение переходников 3 и 4 с крестовиной 1 выполне- гл с помощью пружинных колец 12, расположенных в проточках наружных цилиндрических поверхностей цапф 2. Это позволяет при изменении взаимного расположения трубопроводов 6 переходникам 3 и 4 совершать повороты вокруг соответствующих осей цапф 2 без перемещения вдоль них. Герметичность данного подвижного соединения достигается прижатием к наружной цилиндрической поверхности цапфы 2 и концентричной ей внутренней поверхности поворотной втулки 13, приваренной к днищу переходника 3 или 4, уплотнителя 16, входящего в состав уплотни- тельного узла. Прижатие уплотнителя 16 к данным поверхностям достигается его поджимом между плоскими торцовыми поверхностями упорного кольца 14, упирающегося с внутренней стороны в днище 9, и кольцевого выступа прижимного фланца 15. Величина усилия поджима регулируется подтяжкой гаек 17, навинченных на шпильках 18, установленных в поворотной втулке 13.

Для того, чтобы при поворотах переходников 3 и 4 вокруг цапф 2 не происходило затирания плоских торцовых поверхностей пружинных колец 12 между днищами 9 и упорными кольцами 14, последние выполнены с кольцевыми выступами, которыми они упираются с внутренней стороны в днища 9, причем высота h каждого выступа больше толщины стопорного пружинного кольца 12, т.е. образуется зазор между кольцами 12 и 14.

Для обеспечения возможности текущей регулировки при частичном износе уплотнителя 16 или ослабления его затяжки крышки 8 переходников 3 и 4 снабжены смотровыми крышками 19, расположенными на осях вращения цапф 2

крестовины 1. Герметичность их прилегания к крышкам 9 обеспечивается уплотнителями 20.

В случае появления осевых нагрузок на одном из трубопроводов 6 шарнир передает их на другой трубопровод 6, так как его конструкция отличается повышенной жесткостью в связи с тем, что поперечные сечения переходников 3 и 4 имеют коробчатую форму и каждая пара параллельных переходников 3 или 4 совместно с соос- ными цапфами 2 крестовины 1 и тройником 5 образует жесткий прямоугольник, располагающийся в плоскости действия осевой силы.

Формула изобретения

s

л

VM

о,

ui u