Угловое соединение трубопровода с полостью корпуса (его варианты)

 

В соединении, содержащем скрепленный с трубопроводом поворотный ниппель и установленный в отверстии ниппеля с возможностью заворачивания в резьбовое отверстие корпуса полый болт с радиальными отверстиями, причем между торцами ниппеля и головки болта, ниппеля и корпуса образованы две пары контактирующих поверхностей с круговыми относительно оси резьбы уплотняющими концентрическими выступами на одной из двух поверхностей каждой пары. На другой поверхности каждой пары выполнены осевые направляющие выступы, а уплотняющие концентрические круговые выступы каждой пары размещены с возможностью взаимодействия с направляющими выступами той же пары при заворачивании болта в отверстие корпуса. Взаимодействующие между собой поверхности концентрических уплотняющих круговых и направляющих выступов каждой пары выполнены коническими и с вер-у шинами конусов, направленными в одну сторону, или угол конусности поверхности концентрических уплотняющих круговых выступов превышает угол конусности поверхности направляющих выступов. Вершины конусов поверхностей уплотняющих и направляющих выступов одной пары направлены противоположно друг другу. Соединение имеет варианты. 2 с. 1 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

P ЕСПУБЛИК (я)з F 16 1 41/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е (21) 3552647/29-08 (22) 15.02.83 (46) 23.11.90. Бюл. М 43 (71) Минский моторный завод (72) А.Б.Зуев (53) 621,643(088.8) (56) Орлов П.И. Основы конструирования.—

M. Машиностроение, т.3, 1977, с.218.

Патент США N- 3542381, кл. 277-206, 1970.

Патент ФРГ М 831047, кл, 4722 — 01, 1952. (54) УГЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДА С ПОЛОСТЬЮ КОРПУСА(ЕГО ВАРИAHTbl) (57) 1. Угловое соединение трубопровода с полостью корпуса, содержащее скрепленный с трубопроводом поворотный ниппель и установленный в отверстии ниппеля с возможностью заворачивания в резьбовое отверстие корпуса полый болт с радиальными отверстиями, причем между торцами ниппеля и головки болта, ниппеля и корпуса образованы две пары контактирующих поверхностей с круговыми относительно оси резьбы уплотняющими концентрическими выступами на одной из двух поверхностей каждой пары, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения герметичности, на второй поверхности каждой пары выполнены осевые направляющие выступы, а уплотняющие концентрические круговые выступы каждой п ры размещены с возможностью взаимодействия с направляющими выступами той же пары при заворачивании болта в отверстие корпуса.

2. Угловое соединение по п.1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что взаимодействующие между собой поверхности концентрических уплотняющих круговых и направляющих выступов каждой пары выполнены коническими и вершинами конусов, направленных в. Ц<„, 1608395 А1 одну сторону, причем угол конусности поверхности концентрических уплотняющих круговых выступов превышает угол конусности поверхности направляющих выступов.

3. Угловое соединение по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем; что вершины конусов поверхностей уплотняющих и направляющих выступов одной пары направлены противоположно другой.

4. Угловое соединение трубопровода с полостью корпуса, содержащее скрепленный с трубопроводом поворотный ниппель и установленный в отверстии ниппеля с возможностью заворачивания в резьбовое отверстие корпуса полный болт с радиальными отверстиями, причем на головке полого болта выполнен концентричный относительно оси резьбы круговой уплотняющий выступ, образующий между торцом головки болта и ниппеля контактирующую поверхность,отл ича ющееся тем, что, с целью повышения герметичности соединения с корпусом, имекщим плоский торец вокруг резьбового отверстия, на торце ниппеля выполнен направляющий выступ, а уплотняющий концентричный круговой выступ на головке полого болта размещен с возможностью взаимодействия с направляющим выступом ниппеля при заворачивании полого бол-.а в отверстие корпуса и между уплотняемыми поверхностями ниппеля и корпуса размещена деформируемая прокладка.

5. Угловое соединение по п.4, о т л и ч а ющ е е с я тем, что взаимодействующие между собой поверхности концентрического уплотняющего и направляющего выступов выполнены коническими с вершинами конусом, направленных в одну сторону, причем угол конусности поверхности уплотняющего выступа превышает угол конусности направляющего выступа.

1608395

20

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено в различных отраслях техники, Цель изобретения — повышение герметичности соединения за счет уменьшения количества и. величины уплотняемых поверхностей, снижения усилия затяжки и обеспечения герметичности угловых соеди,нений трубопровода с полостью корпуса, снабженного резьбовым отверстием, ось которого расположена горизонтально или под острым углом к горизонтали.

На фиг.1 показано угловое соединение трубопровода с полостью корпуса, разрез; на фиг.2 — поворотный ниппель, разрез; на фиг,3 — полый болт, частичный разрез; на фиг.4 — резьбовое отверстие в корпусе, разрез; на фиг.5 — угловое соединение трубопроводов с полостью корпуса, вариант с прокладкой, разрез; на фиг.б — головка полого болта при контактировании с поворотным ниппелем, частичный разрез; на фиг.7— схема контакта сопрягаемых поверхностей полого болта и поворотного ниппеля при многократном заворачивании полого болта.

Угловое соединение трубопровода 1 с полостью 2 корпуса 3 содержит скрепленный с трубопроводом 1 поворотный ниппель 4, снабженный уплотняемыми поверхностями

5, В канале 6 ниппеля 4 размещен с возможностью заворачивэния в резьбовое отверстие 7 корпуса 3 полый болт 8, который имеет радиальные отверстия 9 и головку 10.

Головка 10 болта 8 и корпус 3 вокруг резьбового отверстия 7 имеют кольцевые выступы 11 и 12, которые имеют одинаковый диаметр, направлены в собранном соединении навстречу друг другу и снабжены уплотняющими поверхностями 13 и 14, размещенными на торцах выступов 11 и 12.

Уплотняющие поверхности 13 и 14 имеют минимальную величину площади (выступы выполнены заостренными, а их вершинная часть выполнена по радиусу с соответствующей чистотой выпуклой поверхности).

Канал 6 в ниппеле 4 имеет цилиндрическую форму по всей его длине и диаметр, . превышающий диаметр полого болта 8, образуя зазор 15 для свободного прохода текучей среры. Кон центрично оси 16 канала 6 ниппеля 4, на периферии его уплотняемых поверхностей 5 выполнены направляющие выступы 17. На головке 10 болта 8 и части корпуса 3 вокруг резьбового отверстия 7 выполнены радиальные выступы 18 и 19, Наружный диаметр радиальных выступов

18 и 19 соответствует внутренним диаметрам направляющих выступов 16 ниппеля 4.

Радиальные выступы 18 болта 8 и выступы

19 на корпусе 3 размещены с возможностью перемещения вдоль оси резьбового отверстия 7 относительно направляющих выступов

17 на ниппеле 4, Уплотняемые поверхности

5 ниппеля 4 и внутренние поверхности 20 направляющих выступов 17 образуют усеченные конусы, которые обращены друг к другу меньшими основаниями. Наружные поверхности 21 и 22 радиальных выступов

18 и 19 также образуют усеченные конусы, обращенные друг к другу меньшими сечениями, причем углы а> наклона образующих конусных поверхностей на ниппеле 4 меньше углов QQ наклона образующих конусных поверхностей выступов 11 и 12 полого болта

8 и вокруг резьбового отверстия в корпусе 3.

Резьбовое отверстие 7 в корпусе 3 может быть выполнено в виде резьбовой втулки 23, закрепленной в корпусе 3.

При сборке углового соединения полый болт 8 вставляют в ниппель 4, после чего заворачивают указанный болт 8 в резьбовое отверстие.7. В результате осевого перемещения болта 8 он своей наружной поверхностью 21 радиального выступа 18 контактирует с внутренней поверхностью

20 направляющего выступа 17. Одновременно внутренняя поверхность 20 другого направляющего выступа 17 контактирует с наружной поверхностьк) 22 радиального выступа 19 на резьбовой втулке 23. Так как контакт осуществляется по линии, обеспечиваются минимальные значения сил трения и, как следствие, легкость и удобство сборки всего соединения.

Благодаря описанному взаимодействию указанных поверхностей происходит центрирование (самоустановк,") уплотняемой по верхности 5 относительно уплотняющих поверхностей 13 и 14. Сэмоустановка (центрирование) уплотняемых поверхностей 5 ниппеля 4 происходит при горизонтальном или под острым углом к горизонтали расположении оси резьбового отверстия 7. При дальнейшем зэвграчивании болта 8 в резьбовое отверстие 7 создается плотный контакт поверхностей 13 и 5,15 и 5, обеспечивая герметизацию соединения. В связи с тем, что заостренные части выступов 11 и 12 выполнены по радиусу, достигнуты высокие контактные напряжения при.малых значениях момента заворэчивания полого болта

8 в корпус 3. В то же время благодаря тому, что заостренные части выступов 11 и 12 выполнены по радиусу, высокие контактные напряжения не разрушают торцовую (уплотняемую) поверхность 5 поворотного ниппе1608395

25 ля 4. Усилие заворачивания полого болта 8 в корпус 3 может быть заметно снижено при смазывании маслом контактирующих поверхностей.

Под воздействием заворачивания полого болта 8 в корпус 3 и благодаря центрированию (самоустановке) полого болта. 8 на торцовых (уплотняемых) поверхностях 5 поворотного ниппеля 4 образуются кольцевые желобчатые канавки (фиг,6). При многократных отворачиваниях и заворачиваниях полого болта 8 (например, при гарантированном сроке эксплуатации тракторных дизелей необходимо в 10 раз демонтировать и установить топливный насос, к которому присоединены топливопроводы при помощи предлагаемого поворотного соединения) желобчатые канавки увеличивают свой размер (фиг.7), Происходит процесс, подобный раскатке или чеканке. С каждой новой затяжкой полого болта 8 улучшается прирабатываемость и герметичность сопрягаемых поверхностей.

После монтажа углового соединения текучая среда из трубопровода 1 попадает в зазор 15, затем через радиальные отверстия

9 полого болта 8 — e полость 2 корпуса 3.

Направляющие выступы 17 ниппеля 4, радиальные выступы 18 и 19 на головке болта 8 на корпусе вокруг резьбового отверстия

7 выполнены коническими, причем углы ai наклона образующих конусных поверхностей на ниппеле 4 меньше углов а наклона образующих конусных поверхностей выступов 11 и 12 полого болта 8 и вокруг резьбового отверстия в корпусе 3. Такая конструкция обеспечивает минимальные значения сил трения и, как следствие, легкость и удобство сборки всего соединения.

Коническая поверхность обеспечивает лучшую самоустановку уплотняемых поверхностей, повышает надежность герметизации соединения, Коническая форма указанных элементов, кроме того, обеспечивает упрощение процесса изготовления соединения в условиях массово о производства, Поворотный ниппель 4 изготавливают из сплава легких металлов (сплава алюминия), в пресс-формах на машинах для лигья под давлением обеспечивается высокая точность, необходимый класс шероховатосги уплотняемой поверхности, обеспечивается свободный выход формообразующих ниппель деталей пресс-формы.

Полый болт 8 с кольцевым коническим выступом 11 и радиальным выступом 18 получают на автоматических прессах горячей высадкой. Резьбовую втулку 23изготав30

"Q

55 ливают на токарных станках-автоматах или высадкой.

Угловое соединение (включающее прокладку, фиг.5) трубопровода 1 с полостью 2 корпуса 3 содержит скрепленный с трубопроводом 1 поворотный ниппель 4, снабженный уплотняемыми поверхностями 5. В канале 6 ниппеля 4 размещен с возможностью заворачивания в резьбовое отверстие

7 корпуса 3 полый болт 8, который имеет радиальные отверстия 9 и головку 10, Головка 10 болта 8 имеет кольцевой выступ 11, снабженный уплотняющей поверхностью

13, размещенной на торце выступа 11. Уплотняющая поверхность 13 имеет минимальную величину площади (выступ выполнен заостренным, а его вершинная часть выполнена по радиусу с соответствующей чистотой выпуклой поверх ости).

Канал 6 в ниппеле 4 имеет цилиндрическую форму по всей его длине и диаметр, превышающий диаметр палого болта 8, образуя зазор 15 для свободного прохода текучей среды. Концентрично оси 16 канала 6 ниппеля 4 на периферии его уплотняемой поверхности 5 выполнен направляющий выступ 17. На головке 10 болта 8 выполнен радиальный выступ 18.

Наружный диаметр радиального выступа 18 соответствует внутреннему лиаметру направляющего выступа 17 ниппеля 4. Радиальный выступ 18 болта 8 размещен с возможностью перемещения вдоль оси реэьбовог0 отверстия 7 относительно направляющего выступа 17 на ниппеле 4. Уп— лотняемая поверхность 5 ниппеля 4 и внутренняя поверхность 20 направляющего выступа 17 образуют усеченный ко ус. Наружная поверхность 21 радиального выступа 18 выполнена также в виде усеченного конуса, меньшее основание которого обращено к уплотняемой поверхности 5 ниппеля

4, при ем угол наклона а1 образующих конусных поверхностей ниппеля меньше угла накло <а ар образующей конусной поверхности радиального кольцевого высту а 18 полого болта 8.

Для герметизации поверхностей на торце корпуса 3 вокруг резьбового отверстия и ниппеля 4 между ними размещена дефорчируемая прокладка 24, При сборке угловсгс совдеп" н= -ня трубопровода с полостью корпуса (фиг.5) полый болт 8 вставляют в. ниппель 4, после чего заворачивают болт 8 в резьбовое отверстие

7. В результате осевого перемещения болта

8 он своей наружной поверхностью 21 радиального выступа 18 контактирует с лнутрен1608395

3 ней поверхностью 20 направляющего выступа 17.

Благодаря такому взаимодействию укаэанных поверхностей происходит центрирование (самоустэновка) уплотняемой поверхности 5 относительно унлотняющих поверхностей 13 на головке 10 полого болта

8, Самоустановка (центрирование) уплотняемой поверхности 5 ниппеля 4 происходит при горизонтальном или под острым углом к горизонтали расположении оси резьбового отверстия 7. При дальнейшем заворачивании болта 8 в резьбовое отверстие 7 создается плотный контакт поверхностей 13 и 5. Одновременно происходит сжатие прокладки 24, благодаря текучести материала которой в зоне контакта с уплотняемыми поверхностями ниппеля 4 и корпуса 3 достигается уплотняющий эффект.

Вследствие того, что в угловом соеди5 нении (фиг.5) имеется одна прокладка 24, герметизация происходит при меньших усилиях заворачивания полого болта 8 (усилия заворачивания полого болта для герметизации соединения в сравнении с угловыми по10 воротными соединениями, содержащими две прокладки, уменьшены на одну треть).

После монтажа углового соединения (фиг.5) текучая среда из трубопровода 1 попадает в зазор 15, затем через радиальные

15 отверстия 9 полого болта 8 — в полость 2 корпуса 3, 1608395 о 20

ШАГ 2

10.160S395.

1608395

Рие. б жела S

Составитель И.Пащенко

Техред М.Моргентал Корректор М.Самборская

Редактор О,Головач

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 3604 Тираж 561 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5