Устройство для герметизации труб со штуцерами

 

Использование: для герметизации пневмогидравлических элементов, работающих в условиях высокого давления и вакуума. Сущность изобретения1 упорная втулка с резьбой на наружной поверхности установлена в корпусе с резьбой на внутренней поверхности с образованием резьбовой пары . Подпружиненный кожух установлен концентрично корпусу. Маховик неподвижно соединен со штоком, взаимодействующим с втулкой и распорными элементами, расположенными между втулкой и запорным элементом в кольцевой камере В кожухе со стороны штуцера установлены распорные элементы. Штуцер выполнен с канавкой. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР т, Р:-.

1: у:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4881778/29 (22) 11,11.90 (46) 07.11,92. Бюл. № 41 (71) Омское научно-производственное объединение микрокриогенной техники (72) С,Н.Компанистов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1705658, кл. F 16 1 55/10, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ

ТРУБ СО ШТУЦЕРАМИ (57) Использование: для герметизации пневмогидравлических элементов. работающих в условиях высокого давления и вакуума.

Изобретение относится к трубопроводному. транспорту и может быть использовано .для герметизации трубопроводов и различных пневмогидравлических элементов, работающих в условиях высокого давления и высокого вакуума и снабженных безрезьбовыми штуцерами.

Известны устройства для заглушивания трубопроводов, уплотняющие выходные отверстия полых иэделий типа труб со штуцерами, состоящие из корпуса, служащего одновременно резьбовой накидной гайкой с размещенным в нем глухим ниппелем.

Основным недостатком этой заглушки является то, что для достижения надежного уплотнения между ниппелем и штуцером трубопровода, к корпусу должен быть приложен достаточно большой крутящий момент, для чего необходим вспомогательный инструмент, что ведет к ухудшению удобства эксплуатации, увеличению весовых и габаритных параметров систем, машин и механизмов.... Я2„„1774117 А1 (я)з F 16 1 55/16, F 16 J 13/12

Сущность изобретения: упорная втулка с резьбой на наружной поверхности установлена в корпусе с резьбой на внутренней поверхности с образованием резьбовой пары. Подпружиненный кожух установлен концентрично корпусу. Маховик неподвижно соединен со штоком, взаимодействующим с втулкой и распорными элементами, расположенными между втулкой и запорным элементом в кольцевой камере, В кожу- хе со стороны штуцера установлены распорные элементы. Штуцер выполнен с канавкой, 2 ил, Известно также устройство для герметизации труб со штуцерами, состоящее из корпуса с резьбой на внутренней поверхности с образованием резьбовой пары и запорным элементом. Привод запорного элемента осуществляется посредством распорных элементов, взаимодействующих с конусной поверхностью вращающегося конуса и поверхностью упора, а упор стопорится посредством упирания и в штуцер фь, через промежуточНые элементы.

«еей

Недостатком этого устройства в варианте заглушки является ее низкий КПД, обусловленный тем, что не устраняется главное слагаемое потерь усилия при больших нагрузкек — потери не трение е резебе. Эте

f заглушка не способна работать с нерезьбовыми штуцерами из-за большого количества влияющих факторов. обусловливающих низкую надежность работы. Кроме этого, точная установка уплотнительных поверхностей в безрезьбовом варианте штуцера не представляется реализуемой данным механизмом привода ввиду того, 17741 I 7

50 шайбу 3, предохраняющую ниппель 2 от осевого и радиального люфта и пружинное кольцо 4. удерживающее все внутренние.55 детали от выпадания. Передаточный механизм устройства выполнен в видедвухупорных поверхностей 5 и 6 на торцах соответственно ниппеля 2 и упорной резьбовой втулки 7. образующих между собой что уплотнение "металл-металл" требует черезвычайно точной установки, учитывая малый ход рабочего органа.

Цель изобретения — повышение надежности герметизации и улучшение условий эксплуатации за счет повышения силовой отдачи механизма.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для герметизации труб со штуцерами, содер>кащее полый корпус с резьбой на внутренней поверхности, упорную втулку с резьбой на наружной поверхности, установленную в корпусе с образованием резьбовой пары, запорный элемент и распорные элементы, расположенные в кольцевой камере между ними, снабжено подпружинeííûì кожухом, а штуцер — канавкой, со стороны штуцера в корпусе размещены распорные элементы, маховик, неподвижно соединенный со штоком, фрикционно взаимодействующим с упорной втулкой, конический участок которой обращен к штуцеру большим основанием с образованием кольцевой камеры, сужающейся к внешнему диаметру.

Выполнение конструкции заглушки с подпружиненным кожухом, штуцера с канавкой и размещение в корпусе распорных элементов обеспечивает возможность надежного соединения штуцера с устройством, а выполнение маховика жестко скрепленным со штоком и с упорной резьбовой втулкой посредством фрикционного взаимодействия, а также с распорными элементами, позволяет получать абсолютно надежное уплотнение штуцера без резьбы и без помощи вспомогательного инструмента .

Устранение из рабочей схемы мест с трением скольжения. находящихся под рабочей нагрузкой, уменьшает потребные усилия затяжки, повышает ресурс и надежность работы, позволяет получить от действия рукой любой осевое усилие. Ограничением слу>кит только предел прочности материала взаимодействующих деталей.

На фиг. 1 изображено jjcipGAcTBo в разъединенном со штуцером состоянии; на фиг. 2 — устройство с закрытым штуцером.

Устройство содержит корпус 1 с резьбой на внутренней поверхности, ниппель 2, являющийся запорным органом устройства, 5

45 кольцевую камеру, су>кающуюся к наружному диаметру, в которой размещены распорные элементы 8, выполненные, например в виде шариков, кольцевую камеру по внутреннему диаметру замыкает конусная поверхность 9, которой заканчивается шток 10 и контактирующая с шариками 8. Шток 10 неподвижно соединен с маховиком 11, благодаря проклеенной резьбе 12. Фиксатор 13 выполнен в виде пружинного кольца, фиксирует маховик 11 в открученном состоянии, западая в паз 14 своим выступом 15 и предотвращая полное выкручивание маховика, Шток 10 взаимодействует с втулкой 7 посредством резьбы 16, фрикционное взаимодействие с втулкой обеспечивается фрикционным кольцом 17, закрепленным на штоке 10. Резьбовое взаимодействие штока 10 может осуществляться с корпусом

1, при этом несколько возрастут длинновые размеры устройства.

Для соединения устройства с нерезьбовым штуцером 18 на штуцере выполнена канавка 19, с которой контактируют распорные элементы 20, например, шарики, размещенные в гнездах 21 корпуса 1 равномерно по окружности, Снаружи с шариками 20 контактирует кожух 22, передвигающийся с помощью пружины 23. Пружинное кольцо 24 предотвращает выпадание втулки 25, служащей для упора пружины 23. Уплотнение штуцера достигается с помощью прокладки

2б, размещенной на ниппеле 2 и контактирующей с проточкой 27, выполненной на штуцере 18. Втулка 7 контактирует с корпусом 1 с помощью резьбы 28, Вместо резьбы в этом соединении может быть применен любой другой клиновой механизм, который в состоянии воспринимать значительные осевые нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

B разъединенном со штуцером состоянии шток 10 зафиксирован в крайнем положении, когда контакт с шариками 8 проходит по минимальному диаметру на конусе 9. Фиксация осуществляется с помощью фиксатора 13. Устройство готово к монта>ку на штуцер без предварительных манипуляций, Для установки на штуцер следует отодвинуть кожух 22, преодолевая действие пружины 23 до упора, когда пружина

23 сядет. на свои витки. При этом шарики 20 частично выходят из своих гнезд 21 и позволяют штуцеру 18 беспрепятственно пройти внутрь устройства до совмещения канавки

19 с рядом шариков 20. После этого следует отпустить кожух 22. который под воздействием пружины 23 вновь вынуждает шарики

20 занять свое место в гнездах 21. После

1774117

55 этого расстыковка устройства со штуцером невозможна, т.к. шарики 20 размещаются частично в канавке 19, а их перемещению препятствуют гнезда 21 и внутренняя цилиндрическая поверхность кожуха 22. Мон- 5 таж на штуцер осуществляется с минимальной затратой усилий и времени.

Второй этап стыковки заключается в завинчивании маховика 11. При этом происходят следующие процессы. 10 Ввиду наличия гарантированного зазора между проточкой 27 и прокладкой 26 после стыковки, шток 10 вместе с маховиком 11, благодаря фрикционной связи через кольцо 17, начнет вращаться с втулкой 7, 15

Ниппель 2 переместится в осевом направлении в сторону штуцера 18, благодаря перемещению втулки 7, действующей на него через шарики 8, Это перемещение ииппеля 2 будет продолжаться до тех пор, пока 20 прокладка 26 не упрется в проточку 27, Усилие сжатия прокладки в этот момент зависит от силы фрикционного взаимодействия втулки 7 с кольцом 17, а также от коэффициента усиления в резьбе 28. 25

Когда это усилие достигнет определенной величины, и фрикционные силы не смогут больше удерживать от скольжения кольцо 17 по резьбе 16, то шток 10, продолжая вращение, под воздействием маховика 30

11 начнет вкатывать шарики S в трапециевидный кольцевой паз между поверхностями 5 и 6, раздвигая их между собой., В случае, если прокладка 26 деформируется, раздвигаиие поверхностей 5 и б долж- 35 но быть рассчитано на величину необходимой деформации прокладки. В случае же. если прокладка 26 не деформируется, раздвигание поверхностей 5 и б должно производиться иа величину, 40 обеспечивающую необходимое усилие при>катия прокладки 26 за счет упругих деформаций деталей, образующих передаточный механизм — корпуса 1, ниппеля 2, втулки 7, штока 10, кожуха 22. 45

В любом варианте при достижении максимального усилия на ииппеле 2 маховик 11 должен упереться внутренним торцом в соответствующий торец корпуса 1. При необходимости можно снабдить устройство фиксатором этого положения маховика.

Следует отметить, что в заглушенном состоянии случайная отстыковка устройства полностью исключается. так как зазор А между кожухом 22 и маховиком 11 не позволит сдвинуть кожух для освобождения шариков 20, При отстыковке устройства производятся следующие действия. Вначале откручивается маховик 11. Пока сохраняется большое осевое усилие на 13Tулку 7 и в резьбе 16 сохраняется достаточно большой момент, втулка 7 не сдвигается и кольцо 17, преодолевая силу трения, вращается относительно втулки вместе со штоком 10 и маховиком 11.

Диаметр кольца взаимодействия конуса 9 с плоскостью шариков 8 уменьшается, вследствие чего шарики 8 выкатываются иэ трапециевидной щели между торцами 5 и б, а значит, уменьшается и осевое усилие, передаваемое с втулки 7 на ниппель 2, По достижении определенного осевого усилия момент от трения в резьбе 16 станет меньше момента от трения кольца 17.о втулку 7, и втулка начнет вращаться, благодаря кольцу

17, вместе со штоком 10. Их совместное вращение будет продолжаться до тех пор, пока зазор Б не станет равным нулю и втулка не остановится, уперевшись в торец корпуса 1, В этот мсмент прокладка 26 уже полностью разгружена от осевого усилия и уплотнение разгерметизировано. но прежде чем сдвинуть кожух для расстыковки, следует продолжить вращение маховика 11, с тем, чтобы сработал фиксатор 13 и устройство было зафиксировано в положении готовности к следующему циклу стыковки.

Зазор А (см, фиг. 2) позволяет сдвинуть кожух для рассты ковки.

Устройство улучшает условия эксплуатации, механизации и автоматизации сборочных и эксплуатационных работ.

Формула изобретения

Устройство для герметизации труб со штуцерами, содержащее полый корпус с резьбой на внутренней поверхности. упорную втулку с резьбой иа наружной поверхности, установленную в корпусе с образованием резьбовой пары, запорный элемент и распорные элементы, расположенные в кольцевой камере между ними, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности герметизации, улучшения условий эксплуатации и обеспечения стыковки с безрезьбовыми штуцерами, устройство снабжено подпружиненным кожухом, установленным коицентрично корпусу, и маховиком, неподвижно соединенным со штоком, взаимодействующим с упорной втулкой и распори ыми элементами, расположенными между упорной втулкой и запорным элементом в кольцевой камере, при этом в кожухе со стороны штуцера установлены распорные элементы, а штуцер выполнен с канавкои, 1774117

Редактор С.Кулакова

Заказ 3917 Тираж Подг -;сное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

/Х Ф 7ЯУ

Составитель M.Áîðèñîâà

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор H,Kîðîëü