Быстроразъемная муфта Советский патент 1980 года по МПК F16L37/30 

1

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в авиационной и химической отраслях промьпипенности для герметичного соединения и разъединения трубопро- 5 водов.

Известны быстроразъемные муфты с запорными органами в виде поворотных шаровы с клапанов 1.

Недостатком этих быстроразъемных 10 муфт является загрязнение рабочего газа или жидкости воздухом, попадающим в трубопровод системы при замыкании муфты.

Известна также быстроразъемная 5 муфта, состоящая из двух полумуфт, каждая из которых содержит шаровой клапан с лыской, выполненной на уровне плоскости разъема полумуфт, и для отодвиганий клапана от плоскости20

разъема и его поворота шаровой клапан снабжен механизмом привода, состоящим из кулачка, перемещающего подвижную втулку, и зубчатой пары, обеспечивающей поворот шарового клапана 2. 5

Недостатками этой муфты является сложность конструкции и кинематической схемы привода шарового клапана, наличие большого количества подвижных поверхностей и большого количества де- 30

талей привода и в связи с этим ее ненадежность.

Целью изобретения является упрощение конструкции привода шарового клапана.

Цель достигается тем,что в предлагаемой муфте механизм привода выполнен в виде двух шарниров, один из которых соединяет шаровой клапан с корпусом, а другой - с подвижной в-улкой, причем первый шарнир размещен так, что плоскость его движения не проходит через точки касания шарового клапана со вторым шарниром.

На фиг. 1 показана одна полумуфта в состыкованном положении, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, в расстыкованном положении; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1г на фиг. 4 - разрез р-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - муфта в состыкованном положении, общий вид; на фиг, б - шаровой клапан в положении Закрыто; на фиг. - то же, в первой четверти поворота в положение Открыто ; на фиг 8,- то же, в среднем положении при повороте в положение Открыто или Закрыто; на фиг. 9 - то же, в последней четверти поворота в положение Открытб, на фиг. 10 - то же, в положении ,Открыто , на фиг. И- принципиашь ная схема механизма поворота шарового клапана на фиг. 12 - диаграмма усилий в приводе; на фиг. 13 - графи ки движения критической точки (кри,вая 1) и кйчения клапана (кривая 2) . Быстроразъемная муфта состоит из двух полумуфт. Кс1ждая полумуфта включает в себя. корпус 1, соединенный со штуцером 2 с помощью полуколец 3, зафиксированных кожухом 4, и уплотненный относительно него резиновым кольцом 5. Шаровой клапан 6 закреплен на шарнирах 7 и 8,расположенных соответствен но в корпусе 1 и в поджимной втулке 9. На передней стороне корпуса 1 размещена уплотнительная манжета 10, наружная кромка которой выполнена заподлицо с плоскостью разъема полумуфт и с лыской 11, выполненной на шаровом клапане 6. Направляющие 12 штуцера 2 обеспечивают продольное перемещение втулки 9 и предотвращают ее поворот вместе с корпусом ( угол поворота корпуса),Фиксатор 13 служит для ограничения поворота кор са 1 относительно штуцера 2,а так ж для фиксации корпуса 1 и штуцера 2 расстыкованном положении муфты. Концевик 14 фиксатора 13 находится в пазу 15 в состыкованном положении полумуфт и под действием пружины 16 входит в выемку 17 при их расстыковке, предотвращая поворот корпуса 1 от сительно штуцера 2 после расстыковки Штифты 18 ограничивают поворот корпуса 1 относительно штуцера 2 свыше крайних положений. Рычаг 19 укреплен на пружине 20 и служит для соединения полумуфт. Фиксатор 21 служит дл фиксации полумуфт в состыкованном положении. Паз 22 предназначен для размещения в нем концевика23 рычага 19, что предотвращает самопроизвольн откидывание его после соединения полумуфт. Для захода концевика 23 в паз 22 в этом пазу имеется вырез 24 Петля 25 предназначена для удержани рычага 19 при расстыкованных полумуф тах. Быстроразъемная муфта работает ел дующим образом. Для расстыковки полумуфт необходи мо нажать фиксатор 21 и повернуть полумуфты до упора. В это время шаро вые, клапаны 6 перекрывают проходные отверстия и занимают положение, изоб раженное на фиг. 2; концевик 23 рыча га 19 совмещается с вырезом 24, что позволяет поворачивать рычаг и расст ковывать муфты. Во время раздвигания полумуфт фиксаторы 13 под действием пружин 16 продвигаются направлении к плоскости разъема, концевики 14 входят в выемку 17, зафиксировав в .этом положении корпусы 1. относительн штуцеров 2. Особенность предложенной быстроазъемной муфты заключается в том, то шаровой клапан полумуфты во время оворота не должен выходить за стыковочную- плоскость во избежание заклинивания с шаровым клапаном противоположной полумуфты. В начальной стадии поворота наиболее быстро продвигающаяся по направлению к стыковочной плоскости критическая точка шарового клапана находится на прилегающей к точке /jj стороне шарового клапана на линии сочетания лыски или отверстия с шаровой поверхностью (см. точку , на фиг. 6-10) . Эта скорость должна быть не больше скорости откатывания шарового клапана. Работу шарового клапана поясняют фиг 6-10, на которых Г) - расстояние от центрашарового клапана до центра стыковочной плоскости полумуфты fлиния взаимодействия Между точками закрепления шарового клапана, проведенная по его поверхности ; /J- точка закрепления шарового клапана на кор:пусе,й- точка закрепления шарового клапана на подвижной втулке; - критическая точка. На фиг 6-10 шаровой клапан изображен последовательно в каждой четверти полного цикла движения., из положения Открыто в положение Закрыто . Обратное движение шарового клапана происходит в обратной последовательности/ причем в обоих случаях сохраняется условие: (-)(йгЛ)г Расстояние между плоскостью движения точки /}( и точкой б так же изменяется соответственно размеруD, хотя и по другому закону. На фиг. 8 изображен момент максимального удаления шарового клапана от стыковочной плоскости полумуфты, когда линия F, лежит в плоскости продольного сечения муфт. Геометрическое построение, объясняющее работу шарового клапана, приведено на фиг 11. Так как точка /j шарового клапана связана с точкой поверхности цилиндра, то при вращении его она должна находиться в плоскости р , перпендикулярной оси цилиндра. Так как шаровой клапан вращается вокруг оси К , (так как даже при наличии погрешностей в расположении этих двух точек закрепления, цилиндрическое отверстие ынуждает шаровой клапан вращаться .только вокруг оси к), то, рассматривая относительное движение точек и О , видим что точка 11 должна перемещаться и в плоскости Z , перпендикулярной оси вращения шарового . клапана К. Для того чтобы одно временно соблюдать эти два требования необходимо,чтобы в каждый данный момент поворота эти плоскости совмещались в точке /к .Это возможно только в случае компенсирующего перекатыва шарового клапана по цилиндру, обусловливающего в то же время,что любая точка шарового клапана не выступает за стыковочную плоскость во время его поворота,Положению а шарового клапана соответствует проме жуточное положение а корпуса.В это время шаровой клапан наиболее уда пен от стыковочной плоскости В,Положе нию б шарового клапана в его край нем открытом или закрытом положении соответствует положение На фиг.11 в положении в изобра/кен шаровой клапан,когда он открыт. При открывании шаровык клапанов при наличии в полумуфтах давления газа в точках закрепления шаровых кла панов могут возникать определенные усилия,которые необходимо преодолеть при повороте муфты.Усилие поворота муфты складывается из сил трения в уплотнительных элементах, замковых устройствах и в точках закрепления шарового клапана. Два первых слагаемых рассчитываются сравнительно просто, приближенный расчет усилий в последнем слагаемом производят по схеме, изображенной на фиг.12.Из нее следует что сила Р, необходимая для отодвигания шарового клапана,преодолевая силу рт давления газа, прямо пропорцио цальна удалению точки / приложения гил. Однако с увеличением расстояния - (5 увеличивается и угол поворота корпуса корпуса и холостой ход К клапана (см. фиг. 11). Выполнение быстроразъемной муфты , с предложенной конструкцией механиз- ма привода прзврд1яет упростить в целом конструкцию муфты, умен-Ш1ть , вес и габариты,улучшить герметичность за счет уменьшения количества подвижных уплотнений. Формула изобретения Быстроразъемная муфта, состоящая из двух полумуфт/ каждая из которых содержит корпус с размещенным в нем шаровым клапаном с лыской, срезанной на уровне плоскости разъема полумуфт/ контактирующей с поджимной втулкой, и механизм привода, отличающаяся тем, что, с целью упрощения Конструкции, механизм привода выполнен в виде двух шарниров, один из которых соединяет шаровой клапан с корпусом, а другой - с поджимной втулкой, причем первый шарнир установлен так, что плоскость его движения не проходит через точки касания шарового кяапана со вторым шарниром. Источники информации, принятые во внимание при сспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 171235, кл. F 16 L 27/04, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР 493587, кл. F 16 L 37/28, 1971.

5-&

(по/ю ениеа) к 1lnff/to KenueS} I I

К

XF

иг.и