Устройство для соединения трубопроводов
Владельцы патента RU 2433330:
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)
Изобретение относится к области космической техники, в частности к элементам гидравлических схем, и может быть использовано в других отраслях машиностроения. Техническим результатом предложения является уменьшение усилия при стыковке и габаритов и массы за счет уменьшения усилия страгивания клапана стационарного разъема за счет уменьшения трения и, соответственно, уменьшения усилия возвратной пружины. За счет выполнения проточной части плавными конусными переходами гидравлическое сопротивление устройства стыковки минимально. Устройство для соединения трубопроводов включает два стыкуемых корпуса с установленными в них и взаимодействующими друг с другом клапанами, один из которых установлен неподвижно относительно корпуса и охвачен подвижной подпружиненной втулкой. Втулка выполнена составной, состоящей из наружной части и коаксиальной ей внутренней части, при этом внутренняя конструкционная часть выполнена из металла, а наружная - из материала, обладающего обратимой деформацией в широком диапазоне температур, стойкого к агрессивным средам, с малым коэффициентом трения. 2 ил.
Изобретение относится к области космической техники, в частности к элементам гидравлических схем, и может быть использовано в других отраслях машиностроения.
Известна быстроразъемная муфта, включающая полумуфты, установленные в них клапаны, головки гидроцилиндров с установленными в них поршнями для управления клапанами (а.с. SU №1476230, F16L, 19/00).
Недостатками данной конструкции являются сложность и большая масса ввиду наличия гидроцилиндров и поршней.
Близким по технической сущности является устройство для соединения трубопроводов (патент SU №1813287, F16L 37/28, B64G 1/00), включающее два стыкуемых корпуса с установленными в них и взаимодействующими друг с другом клапанами, один из которых установлен неподвижно относительно корпуса и охвачен подвижной подпружиненной втулкой с уплотнением, уплотнительные элементы каждого из клапанов выполнены в виде колец круглого сечения, установленных в канавках на поверхностях тарелей.
Недостатками данной конструкции являются: необходимость большого хода на стыковку и расстыковку для выхода из посадочных мест по цилиндрическим поверхностям и, соответственно, большая масса; большое гидравлическое сопротивление из-за наличия уступа и прямого перехода в местах выхода клапанов, выполненных в виде цилиндров.
Задачей данного изобретения является упрощение конструкции, повышение ремонтопригодности и герметичности.
Техническим результатом предложения является уменьшение усилия при стыковке и габаритов и массы за счет уменьшения усилия страгивания клапана стационарного разъема за счет уменьшения трения и соответственно уменьшения усилия возвратной пружины. За счет выполнения проточной части плавными конусными переходами гидравлическое сопротивление устройства стыковки минимально.
Задача решается тем, что в устройство для соединения трубопроводов, включающее два стыкуемых корпуса с установленными в них и взаимодействующими друг с другом клапанами, один из которых установлен неподвижно относительно корпуса и охвачен подвижной подпружиненной втулкой, которая в отличие от прототипа выполнена составной, состоящей из наружной части и коаксиальной ей внутренней части, при этом внутренняя конструкционная часть выполнена из металла, а наружная - из материала, обладающего обратимой деформацией в широком диапазоне температур, стойкого к агрессивным средам, с малым коэффициентом трения.
Суть изобретения поясняется фиг.1-2, на которых приведены:
на фиг.1 - вид устройства в разъединенном положении;
на фиг.2 - общий вид устройства.
Устройство состоит из двух полуразъемов А и Б, состоящих из телескопически сопрягаемых корпусов 1 и 2, имеющих элементы стягивания и разъединения, например, на корпусе 1 выполнена резьба 3, а второй снабжен накидной гайкой 4. Корпус 1 имеет ребра 5, на которых установлен неподвижный клапан 6. В корпусе 2 установлен клапан 7. В корпусе 1 установлена подвижная втулка, состоящая из двух частей из внутренней части 8, выполненной из металла, и коаксиальной ей наружной части 9, выполненной из материала, обладающего упругой обратимой деформацией в широком диапазоне температур, стойкого к агрессивным средам, с малым коэффициентом трения, например из фторопласта-4. Подвижная втулка поджата пружиной 10. В разъединенном положении (см. фиг.1) пружина 10 поджимает наружную часть подвижной втулки 9 к конической тарели 11 клапана 6, а пружина 12 поджимает клапан 7 к конусной поверхности корпуса 2. В корпусе 1 выполнены проточки для установки уплотнительных элементов кольца круглого сечения 13 и манжеты 14, выполненной из материала, обладающего обратимой деформацией в широком диапазоне температур, стойкого к агрессивным средам, с малым коэффициентом трения, например из фторопласта-4. На корпусе 2 выполнены седло 15 и упор 16.
Устройство работает следующим образом.
Для соединения трубопроводов гайка 4 наворачивается на резьбу 3 корпуса 1, при этом корпус 2 притягивается и седлом 15 садится на подвижную втулку, которая под действием усилия пружины 10 плотно прижимается к седлу 15, обеспечивая внешнюю герметичность в момент соединения. При вращении гайки 4 корпус 2 и подвижная втулка перемещаются внутрь корпуса 1, при этом происходит открытие вначале проходного сечения между тарелью 11 и конусной поверхностью наружной части подвижной втулки, а затем, при упоре клапана 7 в тарель 11, происходит открытие проходного сечения между клапаном 7 и корпусом 2, а также происходит герметизация корпуса 2 по цилиндрической поверхности уплотнительным элементом 13 и манжетой 14. Гайка 4 вращается до касания упора 16 в корпус 1 и полного открытия проходного сечения по тракту. Внешняя герметичность соединения корпусов 1 и 2 обеспечивается уплотнительным элементом 13 и манжетой 14.
Для разъединения трубопроводов гайка 4 отворачивается, корпус 2 выходит из соединения с корпусом 1, при этом под действием усилия пружины 10 наружная часть подвижной втулки 9 плотно прижимается к седлу 15, обеспечивая внешнюю герметичность. После окончательного выхода корпуса 2 из соединения с корпусом 1 наружная часть подвижной втулки 9 поджимается к конической тарели 11 клапана 6, а пружина 12 поджимает клапан 7 к конусной поверхности корпуса 2.
За счет выполнения в клапане полуразъема А подвижной втулки составной, состоящей из внутренней части 8 и коаксиальной надетой на нее наружной части 9, герметичность обеспечивается по трем перемещаемым поверхностям - торцевой, конусной и цилиндрической.
По торцевой - обеспечивается герметичность между полуразъемом А и полуразъемом Б на период открытия клапанов 6 и 7, по конусной - герметизация полуразъемом А до стыковки по клапану 7, по цилиндрической - герметизация полуразъема А до стыковки по корпусу 2.
Наружная часть подвижной втулки 9 за счет выполнения ее из материала, обладающего обратимой деформацией в широком диапазоне температур, стойкого к агрессивным средам, с малым коэффициентом трения, исключает залипание по цилиндрическим поверхностям, и соответственно, требуется малое усилие на страгивание при стыковке и, самое важное, не требуется большой возвратной пружины на закрытие (после длительного периода нахождения в открытом положении). Это в том числе уменьшает габариты и массу.
Внутренняя часть подвижной втулки несет силовые нагрузки от давления, пружины, усилия от полуразъема Б. При воздействии давления тонкая упругая цилиндрическая поверхность наружной части подвижной втулки 9 поджимается к корпусу 1 и обеспечивает дополнительную герметизацию. Кроме того, при нахождении полуразъема А до стыковки с полуразъемом Б цилиндрическая часть наружной части подвижной втулки под давлением в месте установки уплотнительного элемента 13 и манжеты 14 немного прогибается, что увеличивает степень поджатия уплотнительного элемента 13 и манжеты 14 и повышает их герметизацию.
При выполнении соприкасающихся деталей из металла, как в прототипе, это приводит при взаимных перемещениях ответных деталей к появлению износа и необходимости замены всех деталей. При выполнении в клапане составной подвижной втулки повреждения «накапливаются» только на одной наружной части подвижной втулки, без повреждения остальных, что приводит к лучшей ремонтопригодности и необходимости замены только одной детали.
Таким образом, представленное устройство позволяет повысить ремонтопригодность и герметичность, уменьшить усилие при стыковке и расстыковке и уменьшить габариты и массу.
Литература
1. А.с. SU №1476230, F16L 19/00.
2. Патент SU №1813287, F16L 37/28, B64G 1/00.
3. Энциклопедии полимеров, т.1-3, гл. ред. В.А. Каргин, М., 1972-77.
4. Махлис Ф.А., Федюкин Д.Л. Терминологический справочник по резине, М., 1989.
Устройство для соединения трубопроводов, включающее два стыкуемых корпуса с установленными в них и взаимодействующими друг с другом клапанами, один из которых установлен неподвижно относительно корпуса и охвачен подвижной подпружиненной втулкой, отличающееся тем, что подпружиненная втулка выполнена составной, состоящей из наружной части и коаксиальной ей внутренней части, при этом внутренняя конструкционная часть выполнена из металла, а наружная - из материала, обладающего обратимой деформацией в широком диапазоне температур, стойкого к агрессивным средам, с малым коэффициентом трения.
