Соединительное устройство
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к соединительным устройствам. Соединительное устройство содержит охватывающую и охватываемую детали, на взаимообращенных поверхностях которых выполнены согласованные кольцевые углубления, кольцо из материала с эффектом памяти (ЭПФ), установленное в кольцевом углублении охватывающей детали. Кольцо выполнено с возможностью уменьшения его диаметральных размеров. Устройство также содержит дополнительное стопорное разрезное упругое кольцо, которое установлено коаксиально кольцу из материала с ЭПФ с начальным радиальным давлением на него, причем внутренний диаметр дополнительного стопорного разрезного кольца больше или равен диаметру внутренней боковой поверхности охватывающей детали. Кольцо из материала с ЭПФ выполнено составным из нескольких частей, каждая из которых изогнута по радиусу кольца. Технический результат - обеспечение соединения двух деталей без доступа к стыку, отсутствие дополнительного оборудования для соединения деталей, повышение технологичности, уменьшение расхода материала с ЭПФ. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к соединительным устройствам, в том числе к устройствам, срабатывающим при аварийных ситуациях (при пожарах).
Известно устройство для соединения труб [1], содержащее цилиндрический корпус с размещенными в нем уплотнительными элементами из материала с термомеханической памятью формы, выполненными в виде колец с выпукло-вогнутой частью между внутренней и наружной боковыми поверхностями. Недостатками этого устройства являются: наличие пластической деформации концевых участков труб, что приводит к уменьшению внутреннего диаметра труб в месте соединения, а также затруднительный монтаж колец из-за возможных перемещений их вдоль продольной оси труб, а следовательно, и наличие некоторой неопределенности мест пластической деформации корпуса муфты и труб, невозможность соединения достаточно толстостенных конструкций. Наиболее близким техническим решением к описываемому изобретению является устройство, в котором реализуется способ соединения труб [2]. Устройство содержит охватывающую и охватываемую детали, на взаимообращенных поверхностях которых выполнены согласованные зиги, причем на внутренней трубе выполнен внутренний зиг, на наружной - наружный, в них размещены уплотнения, дополнительный элемент из сплава, обладающего памятью формы, выполненный по крайней мере в виде одного тонкостенного кольца, которое в процессе сборки соединения деформируют в охлажденном состоянии и надевают его на одну трубу, помещая ее в зиг, после этого его повторно деформируют в охлажденном состоянии и надевают на вторую трубу, совмещая зиги, с последующим нагреванием сплава до эксплуатационной температуры и соединяют трубы. Недостатками данного соединительного устройства являются необходимость доступа к стыку труб в процессе их соединения, а также относительно сложный процесс соединения из-за необходимости деформирования тонкостенного кольца из сплава, обладающего памятью формы, и наличия дополнительного оборудования (оправки). Техническая задача, решаемая с помощью предлагаемого соединительного устройства, заключается в расширении области применения соединительного устройства и упрощении его конструкции. Технический результат: - обеспечение соединения двух деталей без доступа к стыку, в том числе при аварийных ситуациях (при пожарах); - отсутствие дополнительного оборудования для соединения деталей; - повышение технологичности; - уменьшение расхода материала с ЭПФ. Для решения поставленной задачи предлагается соединительное устройство, содержащее охватывающую и охватываемую детали, на взаимообращенных поверхностях которых выполнены согласованные кольцевые углубления, кольцо из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ), установленное в кольцевом углублении охватывающей детали, выполненное с возможностью уменьшения его диаметральных размеров. Новым в данном соединительном устройстве является то, что кольцо из материала с ЭПФ выполнено разрезным и установлено дополнительное стопорное разрезное упругое кольцо коаксиально кольцу из материала с ЭПФ с начальным радиальным давлением на него, причем внутренний диаметр дополнительного стопорного разрезного упругого кольца больше или равен диаметру внутренней боковой поверхности охватывающей детали. Кольцо из материала с ЭПФ может быть выполнено составным из нескольких частей, каждая из которых изогнута по радиусу кольца. Выполнение кольца из материала с ЭПФ разрезным позволяет производить установку его в кольцевом углублении охватывающей детали без дополнительного оборудования. Установка дополнительного стопорного разрезного упругого кольца коаксиально кольцу из материала с ЭПФ позволяет более надежно соединять две детали, т.к. прочность соединения определяется прочностью дополнительного стопорного разрезного упругого кольца. Установка дополнительного стопорного разрезного упругого кольца с начальным радиальным давлением на кольцо из материала с ЭПФ и выполнение внутреннего диаметра дополнительного стопорного разрезного упругого кольца больше или равным диаметру внутренней боковой поверхности охватывающей детали позволяют производить соединение двух деталей без доступа к ним, т.к. перед соединением деталей дополнительное стопорное разрезное упругое кольцо, имеющее начальное радиальное давление, полностью находится в углублении. При нагреве кольца из материала с ЭПФ до температуры восстановления формы оно изменяет свою форму, уменьшая свои диаметральные размеры и упираясь в дополнительное стопорное разрезное упругое кольцо, которое частично выходит из кольцевого углубления охватывающей детали и входит в кольцевое углубление охватываемой детали и тем самым надежно соединяет обе детали. Выполнение кольца из материала с ЭПФ составным из нескольких частей, каждая из которых изогнута по радиусу кольца, позволяет повысить его технологичность, а также уменьшить расход материала с ЭПФ. Сущность изобретения поясняется чертежами: - на фиг.1 показан общий вид соединительного устройства до воздействия на него температуры восстановления формы; - на фиг.2 - разрезное кольцо с ЭПФ до воздействия на него температуры восстановления формы; - на фиг.3 - общий вид соединительного устройства после воздействия на него температуры восстановления формы; - на фиг. 4 - разрезное кольцо с ЭПФ после воздействия на него температуры восстановления формы; - на фиг.5 - разрез соединительного устройства по кольцу из материала с ЭПФ, выполненного составным из нескольких частей;- на фиг.6 - соединительное устройство, в котором кольцо из материала с ЭПФ выполнено составным из нескольких частей после воздействия на него температуры восстановления формы. Соединительное устройство содержит две соосно установленные детали: охватывающую деталь 1, на внутренней боковой поверхности которой выполнено кольцевое углубление 2, и охватываемую деталь 3, на наружной боковой поверхности которой выполнено кольцевое углубление 4, согласованное с кольцевым углублением 2. В кольцевом углублении 2 установлено разрезное кольцо 5 из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ). Коаксиально кольцу 5 из материала с ЭПФ с начальным радиальным давлением на него установлено дополнительное стопорное разрезное упругое кольцо 6. Внутренний диаметр 7 дополнительного стопорного разрезного упругого кольца 6 в данном случае выполнен большим, чем диаметр 8 внутренней боковой поверхности охватывающей детали 1. Для обеспечения повышения технологичности, а также уменьшения расхода материала с ЭПФ на фиг. 5, 6 показан вариант исполнения соединительного устройства, в котором кольцо 5 из материала с ЭПФ выполнено составным из нескольких частей 9, каждая из которых изогнута по радиусу кольца. Соединительное устройство работает следующим образом. В исходном состоянии перед соединением деталей 1 и 3, в том числе и при аварийных ситуациях (пожарах), дополнительное стопорное разрезное упругое кольцо 6 расположено в кольцевом углублении 2 таким образом, что его внутренний диаметр 7 не выступает за диаметр 8 внутренней боковой поверхности охватывающей детали 1. В таком состоянии охватываемая деталь 3 свободно входит в охватывающую деталь 1. При нагреве разрезного кольца 5 из материала с ЭПФ до температуры восстановления формы за счет источника тепла (внутреннего или внешнего) оно изменяет свою первоначальную форму на волнистообразную форму, как показано на фиг. 4 и, упираясь вершинами волн в дополнительное стопорное разрезное упругое кольцо 6, сжимает его, уменьшая в диаметре. При совмещении кольцевых углублений 2 и 4 дополнительное стопорное разрезное упругое кольцо 6 частично выходит из кольцевого углубления 2 охватывающей детали 1 и входит в кольцевую канавку 4 охватываемой детали 3, и тем самым обеспечивается надежное соединение деталей 1 и 3. Выбор размеров кольцевых углублений, размеров колец, а также материалов, из которых они изготавливаются, определяется расчетно-экспериментальным путем, в зависимости от условий и нагрузок, для которых проектируется соединительное устройство. При выполнении кольца 5 из материала с ЭПФ составным из нескольких частей 9, при нагреве до температуры восстановления формы каждая часть 9 кольца 5 изменяет свою форму и упирается в дополнительное стопорное разрезное упругое кольцо 6, которое частично выходит из углубления 2 охватывающей детали 1 и входит в углубление 4 охватываемой детали 3, и тем самым обеспечивается надежное соединение деталей 1 и 3. Использование предлагаемого соединительного устройства позволит:
- обеспечить соединение двух деталей без доступа к стыку, в том числе и при аварийных ситуациях (при пожарах);
- упростить технологию соединения двух деталей;
- уменьшить расход материала с эффектом памяти формы. Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1086282, МПК 4 F 16 L 13/14, опубл. 15.04.84, бюл. 14. 2. Авторское свидетельство СССР 1366759, МПК 4 F 16 L 13/14, опубл. 15.01.88, бюл. 2.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6