Сдвиговой элемент для соединительной муфты
Группа изобретений относится к соединению труб. Сдвиговой элемент для соединительной муфты соединяет концы труб высокого давления или шлангов высокого давления. Сдвиговой элемент включает несколько соединенных между собой сдвиговых деталей, при этом каждая сдвиговая деталь включает отдельную соединительную часть, которая образует соединение с прилежащей соединительной деталью. Также описаны соединительная муфта для соединения вместе концов труб или шлангов и охватываемый соединительный элемент. Технический результат заключается в упрощении манипулированием и/или удалением сдвиговых элементов из устройства. 4 н. и 27 з.п. ф-лы, 28 ил.
Область изобретения
Настоящее изобретение относится в основном к сдвиговому элементу для соединительной муфты. Изобретение, в частности, применимо для соединительной муфты, предназначенной для труб или шлангов высокого давления, и для удобства сущность настоящего изобретения раскрывается далее в отношении этого примера применения. Однако должно быть понятно, что настоящее изобретение не ограничивается этим применением.
Предпосылки к созданию изобретения
Нижеследующее рассмотрение предпосылок к созданию изобретения приводится с целью облегчения понимания сущности настоящего изобретения, Однако должно быть понятно, что данное рассмотрение не представляет собой подтверждение или допущение того, что любые сведения, на которые делается ссылка, были опубликованы, известны или являются частью известного уровня техники на дату приоритета настоящей заявки.
Один тип соединительной муфты, применяемой для соединения вместе труб или шлангов высокого давления, включает в себя соединительные элементы, соединяемые на концах труб или шлангов, и один или более сдвиговых элементов. Сдвиговые элементы этого типа действуют в качестве сопрягающих деталей между соединительными элементами, которые препятствуют раздвиганию соединительных элементов. Такие сдвиговые элементы сконфигурированы для амортизирования в значительной степени осевых перемещений труб высокого давления, соединенных при воздействии давления на трубы/шланги высокого давления и муфту.
В патенте США 7481464B2 описывается один пример соединительной муфты этого типа. В этом патенте описывается соединительная муфта, которая содержит пару соединительных элементов, предусмотренных на соответствующем конце труб или шлангов, а также цилиндрическую манжету, которая включает в себя два сдвиговых элемента для присоединения пары соединительных элементов к манжете. Сдвиговые элементы содержат несколько стальных цилиндрических деталей, навинченных на сердечник стального троса. Каждая из цилиндрических деталей может совершать свободное перемещение вдоль стального троса и вращение вокруг стального троса. Каждая из соединительных муфт и манжета имеет дополнительную кольцевую канавку, в которой помещены сдвиговые элементы. Каждая пара соединительных элементов зацепляет за манжету и закреплена на месте при помощи сдвиговых элементов. При воздействии давления происходит постепенное заклинивание сдвиговых элементов в кольцевых канавках.
В патенте Германии 7341019 U1, описывается другой вид сдвигового элемента, который может быть применен в соединительной муфте этого типа и который содержит несколько стальных цилиндрических деталей, вставленных в удлиненную трубчатую втулку и удерживаемых в ней.
Каждый из сдвиговых элементов, описываемых в патенте США 748146482 и в патенте Германии 7341019 U1, содержит несколько сдвиговых деталей, удерживаемых в обычном соединительном элементе или навинченных на него. Однако недостатком сдвиговых деталей в такой компоновке является то, что они могут с большим трудом подвергаться манипулированию и/или удалению из соединительной муфты в случае серьезного повреждения или поломки такого обычного соединителя. Это происходит по той причине, что отдельные сдвиговые элементы не остаются соединенными между собой при поломке обычного соединителя.
В связи с этим возникает необходимость создания альтернативных сдвиговых элементов для применения в соединительных муфтах этих типов.
Краткое изложение сущности изобретения
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается сдвиговый элемент для соединительной муфты, которая соединяет концы труб высокого давления или шлангов высокого давления. Сдвиговый элемент включает в себя несколько соединенных между собой сдвиговых деталей, при этом каждая сдвиговая деталь включает в себя отдельную соединительную часть, которая образует соединение с прилежащей сдвиговой деталью.
Сдвиговый элемент согласно настоящему изобретению включает в себя несколько сдвиговых деталей, каждая из которых соединена с прилежащим сдвиговым элементом при помощи отдельной соединительной части. Таким образом каждая сдвиговая деталь остается прикрепленной к прилежащей сдвиговой детали пока соединительная часть сдвиговых деталей остается подсоединенной. Повреждение одной соединительной части приводит в основном только лишь к отсоединению соответствующих сдвиговых деталей, прилежащих к этой соединительной части. Другие сдвиговые детали остаются соединенными с прилежащими сдвиговыми деталями посредством их отдельных (неповрежденных) соединительных частей.
Соединительная часть, связывающая каждую прилежащую сдвиговую деталь, может содержать любое соответствующее приспособление, которое позволяет прилежащим сдвиговым деталям осуществлять перемещение с соответствующей степенью свободы относительно друг друга. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения соединительная часть шарнирно соединяет каждую сдвиговую деталь с прилежащей сдвиговой деталью. Соответствующая соединительная часть включает в себя (но не ограничиваясь этим) универсальный шарнир, шаровое шарнирное соединение, серьгу в сборе, поворотное соединение, соединение при помощи цепочки или т.п. В других вариантах осуществления настоящего изобретения соединительная часть включает в себя гибкий элемент, воедино соединяющий прилежащие сдвиговые детали. Соответствующие гибкие элементы включают в себя (но не ограничиваясь этим) гибкий шнур, упругую деталь, связку, цепочку, гибкую проволоку, спираль пружину, трос или т.п.
В некоторых вариантах соединительная часть может быть выполнена как одно целое со сдвиговыми деталями. В некоторых вариантах соединительная часть может представлять собой отдельный элемент, который прикреплен к каждой сдвиговой детали. В том случае, когда соединительная часть представляет собой отдельный элемент, каждая сдвиговая деталь может включать в себя выемку, в которой закреплен конец соединительной части.
В некоторых вариантах каждая отдельная соединительная часть содержит часть встроенной соединительной детали, проходящей через каждую сдвиговую деталь. Каждая сдвиговая деталь жестко соединена со встроенной соединительной деталью и расположена вдоль этой встроенной соединительной детали, на расстоянии от нее. Следовательно, отдельные соединительные части выполнены между соответствующими соединениями каждой сдвиговой детали со встроенной соединительной деталью. Встроенная соединительная деталь может содержать по меньшей мере один из следующих элементов: гибкий шнур, упругую деталь, спираль, пружину, проволоку или цепочку. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения встроенная соединительная деталь представляет собой сплошную проволоку. В данном случае, сдвиговый элемент образует упругий зажим, который может быть закреплен в пазу в соединительной муфте. В других вариантах осуществления настоящего изобретения встроенная соединительная деталь представляет собой гибкую проволоку.
Сдвиговый элемент предпочтительно закреплен на соединительной муфте через отверстие в соединительной муфте. Следовательно, сдвиговый элемент может также включать в себя две периферийные сдвиговые детали на своих периферийных концах, которые включают в себя замковое приспособление. Замковое приспособление может представлять собой любое приспособление, которое позволяет скреплять вместе периферийные концы сдвигового элемента. Соответствующие приспособления включают в себя (но не ограничиваясь этим) хомутик, крючок, выступ, штифт, цепочку или т.п. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения замковое приспособление включает в себя замковую деталь, выполненную с возможностью ее заклинивания в совпадающей по форме выемке, расположенной у отверстия в соединительной муфте или вблизи этого отверстия. Замковая деталь может иметь любую соответствующую форму, которая может способствовать заклиниванию этой замковой детали в совпадающей по форме выемке. Например, замковая деталь предпочтительно может иметь любую соответствующую многоугольную форму. Замковая деталь предпочтительно имеет по меньшей мере одну скошенную или дугообразную сторону, предпочтительно две противоположные стороны, способствующие заклиниванию этой детали в совпадающей по форме выемке. Замковая деталь предпочтительно включает в себя наружный или верхний конец, который выполнен с возможностью установки практически заподлицо с наружной поверхностью соединительной муфты вблизи отверстия. Замковая деталь может включать в себя одно или более уплотнений, предпочтительно жидкостные герметичные уплотнения. Замковая деталь может включать в себя одну или более цветных меток для визуальной индикации назначения уплотнения, соединительной муфты или сведений, касающихся текучей среды (давление, температура, состав или т.п.), проходящей через соединительную муфту.
Сдвиговые детали могут иметь любую соответствующую форму, которая универсально приспособлена для схватывания соединительной муфты. По форме сдвиговая деталь представляет собой (но не ограничиваясь этим) удлиненную дугообразную деталь, сферическую деталь, цилиндрическую деталь, прямоугольную деталь, кубическую деталь или т.п.
Каждая сдвиговая деталь включает в себя скос, сконфигурированный для взаимодействия с дополнительным скосом, находящимся в канавке, служащей для размещения сдвигового элемента в соединительной муфте. При применении дополнительные скосы заклинивают каждую сдвиговую деталь в канавке при приложении осевого усилия к соединительной муфте. Скос и дополнительный скос могут иметь любую соответствующую форму.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается соединительная муфта для соединения вместе концов труб высокого давления или шлангов высокого давления. Соединительная муфта включает в себя охватываемый соединительный элемент и охватывающий соединительный элемент, при этом каждый из этих охватываемых и охватывающих соединительных элементов расположен или может быть расположен на соответствующем конце соединяемых вместе труб или шлангов. Соединительная муфта включает в себя также по меньшей мере один сдвиговый элемент согласно первому аспекту настоящего изобретения для соединения соответствующей пары соединительных элементов.
Охватывающий соединительный элемент зацепляется за охватываемый соединительный элемент с соединением в замок соединительных элементов при помощи сдвигового элемента.
Каждый соединительный элемент предпочтительно имеет кольцевую канавку. При размещении охватываемого соединительного элемента в охватывающем соединительном элементе происходит взаимодействие между каждыми кольцевыми канавками с целью образования кольцевой полости для сдвигового элемента. Охватываемый соединительный элемент может также включать в себя отверстие, соединенное с кольцевой канавкой, через которую может быть вставлен или удален сдвиговый элемент. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения по меньшей мере одна из кольцевых канавок включает в себя скос, сконфигурированный для взаимодействия с дополнительным скосом на каждой сдвиговой детали для заклинивания каждой сдвиговой детали в такой кольцевой канавке при приложении осевого усилия к соединительной муфте.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предлагается соединительная муфта для соединения вместе концов труб высокого давления или шлангов высокого давления. Соединительная муфта включает в себя несколько соединительных элементов, при этом каждый соединительный элемент расположен или может быть расположен на соответствующем конце трубы или шланга, которые должны быть соединены вместе. Соединительная муфта включает в себя также промежуточный соединительный элемент, который имеет по меньшей мере один сдвиговый элемент согласно первому аспекту настоящего изобретения для соединения соответствующей пары соединительных элементов.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения промежуточный соединительный элемент представляет собой манжету, которая может быть помещена в пределах пары соединительных элементов. Манжета обычно является предпочтительно цилиндрической и может включать в себя пару кольцевых канавок. Каждая кольцевая канавка вмещает в себя соответствующий сдвиговый элемент. Каждый соединительный элемент предпочтительно имеет кольцевую канавку, которая соответствует соответствующей кольцевой канавке манжеты.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения промежуточный соединительный элемент представляет собой втулку, в которую могут быть помещены соединительные элементы. Втулка обычно является предпочтительно цилиндрической и включает в себя пару кольцевых канавок. Каждая кольцевая канавка вмещает в себя соответствующий сдвиговый элемент. Каждая соединительный элемент предпочтительно имеет кольцевую канавку, которая соответствует соответствующей кольцевой канавке втулки.
К тому же, по меньшей мере одна из кольцевых канавок манжеты, втулки или соединительных элементов может включать в себя скос, сконфигурированный для взаимодействия с дополнительным скосом на каждом сдвиговом элементе для заклинивания каждой сдвиговой детали в кольцевой канавке при приложении осевого усилия к соединительной муфте.
Соединительные муфты могут включать в себя уплотнения для обеспечения жидкостного герметичного уплотнения и предотвращения попадания загрязнения между радиально примыкающими соединительными частями, частями манжеты и/или втулки. Таким образом, плотное герметичное соединение между примыкающими радиальными элементами достигается даже в случае незначительного осевого перемещения между этими элементами.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых проиллюстрированы некоторые предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и на которых изображены:
на Фиг.1 - вид в перспективе сдвигового элемента с шаровым шарнирным соединением согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.2А и 2B - более подробный вид соединения сдвигового элемента, показанного на Фиг.1;
на Фиг.3 - вид в перспективе сдвигового элемента с гибким соединением согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.4 - более подробный вид соединения сдвигового элемента, показанного на Фиг.3;
на Фиг.5 - вид в перспективе другого сдвигового элемента с гибким соединением согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.6 - более подробный вид соединения сдвигового элемента, показанного на Фиг.5;
на Фиг.7А - вид в перспективе одного типа дугообразного сегментного сдвигового элемента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.7B - более подробный вид соединения сдвигового элемента, показанного на Фиг.7А;
на Фиг.8А - вид в перспективе одного типа дугообразного сегментного сдвигового элемента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.8B - более подробный вид соединения сдвигового элемента, показанного на Фиг.8А;
на Фиг.9А - вид в перспективе одного сдвигового элемента одного типа, который включает в себя встроенную соединительную деталь, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения; и Фиг.9B представляет собой более подробный вид соединения сдвигового элемента, показанного на Фиг.9А;
на Фиг.10 - вид в перспективе сдвигового элемента другого типа, который включает в себя встроенную соединительную деталь, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.10B - более подробный вид соединения сдвигового элемента, показанного на Фиг.10A;
на Фиг.11А, 11B, НС - вид в поперечном разрезе соединительных труб трех типов, пригодных для применения вместе со сдвиговыми элементами согласно настоящему изобретению, при этом на Фиг.11А показана охватываемая-охватывающая соединительная муфта; на Фиг.11B показана втулочная соединительная муфта; и на Фиг.11C показана соединительная муфта с манжетой;
на Фиг.12 - вид в перспективе другой соединительной муфты, пригодной для применения вместе со сдвиговыми элементами согласно настоящему изобретению;
на Фиг.13А. 13B и 13С - вид в поперечном разрезе соединительной муфты, показанной на Фиг.12, при этом Фиг.13А представляет собой более детальный вид; Фиг.13B представляет собой подробный вид сдвигового элемента в том случае, когда осевое усилие не приложено к муфте; и Фиг.13С представляет собой подробный вид сдвигового элемента в том случае, когда осевое усилие приложено к соединительной муфте;
на Фиг.14 - вид двух стопорных деталей для применения со сдвиговым элементом согласно настоящему изобретению;
на Фиг.15 - стопорные детали, представленные на Фиг.13, которые расположены в дополнительной выемке в соединительной муфте для применения со сдвиговыми элементами согласно настоящему изобретению;
на Фиг.16 - вид спереди сдвигового элемента другого типа, который включает в себя встроенную соединительную деталь согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, и стопорная деталь, как показано на Фиг.14;
на Фиг.17 - вид в поперечном разрезе соединительной муфты, показанной на Фиг.15.
Подробное описание изобретения
На Фиг.1 и 2 показан сдвиговый элемент 10 с шаровым шарнирным соединением согласно настоящему изобретению. Сдвиговый элемент 10 включает совокупность цилиндрических сдвиговых деталей 12, соединенных между собой. Как лучше всего показано на Фиг.2А и 2B, эти сдвиговые детали 12 соединены между собой при помощи шарового шарнирного соединения 13 для обеспечения гибкой системы элементов. В этом отношении каждая сдвиговая деталь 12 включает в себя выполненный за одно целое охватываемый шаровой выступ 16 и дополнительно сформированное гнездо 18. Каждый периферийный конец сдвигового элемента 10 включает в себя периферийную сдвиговую деталь 20. Каждая периферийная сдвиговая деталь 20 включает только один из элементов: охватываемый шаровой выступ 16 или дополнительно сформированное гнездо 18, и заканчивается замковым хомутиком 22. Замковый хомутик 22 позволяет соединить вместе эти периферийные сдвиговые детали 20 при применении в соединительной муфте.
На Фиг.3 и 4 показан сдвиговый элемент 30 с гибкой связкой согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Сдвиговый элемент 30 включает в себя несколько цилиндрических сдвиговых деталей 32. Как лучше всего показано на Фиг.4, эти сдвиговые детали 32 соединены между собой при помощи гибкой связки 34 для обеспечения гибкой системы элементов. Гибкая связка 34 содержит гибкий материал, такой как эластомер, плетеный трос, высокопрочный полимер или тому подобный материал, который закреплен между прилежащими (смежными) сдвиговыми деталями 32. Каждая сдвиговая деталь 32 включает в себя выемку 36, в которой закреплена концевая часть 38 гибкой связки 34. Каждый периферийный конец сдвигового элемента 30 включает в себя периферийную сдвиговую деталь 40. Хотя на чертежах не показано, эта периферийная сдвиговая деталь 40 может включать в себя замковый хомутик или другое замковое приспособление, такое как крючок или цепочка. Замковое приспособление позволяет соединить в замок эти периферийные сдвиговые детали 40 при применении в соединительной муфте.
На Фиг.5, 6А и 6B показан другой вид сдвигового элемента 50 с гибкой связкой согласно настоящему изобретению. Этот сдвиговый элемент 50 аналогичен сдвиговому элементу 30, показанному на Фиг.3 и 4. К тому же сдвиговый элемент 50 включает в себя несколько сдвиговых деталей 52, соединенных между собой, но при этом эти сдвиговые элементы имеют многоугольную форму. К тому же каждая из сдвиговых деталей 52 соединена с соседней при помощи гибкой связки 54. Каждая сдвиговая деталь 52 включает выемку 56, в которой закреплена концевая часть 58 гибкой связки 54. Кроме того, каждый периферийный конец сдвигового элемента 50 включает периферийную сдвиговую деталь 60, которая (не показано) может содержать замковое приспособление, такое как крючок или цепочка. Многоугольная форма представлена элементом 52, имеющим практически кубическую форму, со скошенной поверхностью (скосом) 55 на одной стороне. Скос 55 выполнен для взаимодействия с дополнительным скосом, расположенным в канавке, предназначенной для размещения сдвигового элемента 52 в соединительной муфте. Как будет пояснено ниже со ссылкой на Фиг.12, 13А, 13B и 13С, дополнительные скосы осуществляют заклинивание каждой сдвиговой детали 52 в канавке при приложении осевого усилия к соединительной муфте 150.
На Фиг.7А, 7B, 8А и 8B показаны два варианта сдвигового элемента 70, 90, содержащего удлиненные дугообразные сдвиговые детали 72, 92 согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Каждый сдвиговый элемент 70, 90 включает в себя несколько дугообразных цилиндрических сдвиговых деталей 72, 92, соединенных между собой. Как лучше всего показано на Фиг.7B, сдвиговые детали 72 сдвигового элемента 70, показанного на Фиг.7А, соединены между собой при помощи гибкого троса 74 для обеспечения гибкой системы элементов. Как лучше всего показано на Фиг.8B, сдвиговые детали 92 сдвигового элемента 90, показанного на Фиг.8А, соединены между собой при помощи серьги в сборе 94, содержащей пару рычагов 96, соединенных посредством оси шарнира 98. В каждом варианте, каждый периферийный конец сдвигового элемента 70, 90 включает в себя периферийную сдвиговую деталь 80, 100. Каждая периферийная сдвиговая деталь 70, 90 включает замковый хомутик 82, 102, который позволяет соединить в замок эти периферийные сдвиговые детали 80, 100 при применении в соединительной муфте.
На Фиг.9А, 9B, 10А и 10B показаны два варианта выполнения сдвигового элемента 70А, 90А, включающего удлиненные дугообразные детали 72А, 92А и встроенную соединительную деталь 71А, 91А, проходящую через каждую из сдвиговых деталей 72А, 92А. Как показано на Фиг.9А и 9B, встроенная соединительная деталь представляет собой гибкую проволоку 71А. Как показано на Фиг.10А и 10B, встроенная соединительная деталь представляет собой сплошную упругую проволоку 91А, образующую зажимное приспособление. Каждая сдвиговая деталь 72А, 92А жестко соединена со встроенной соединительной деталью 72А и 91А и вокруг нее во внутреннем соединении 73А и 93А. Это соединение может представлять собой сварное, клеевое или другое жесткое соединение. Это приводит к тому, что каждая сдвиговая деталь 72А, 92А расположена вдоль этой встроенной соединительной детали 71А и 91А на расстоянии от нее. Таким образом, отдельные соединительные части 74А и 94А образованы между соответствующими соединениями между каждой сдвиговой деталью 72А, 92А и встроенной соединительной деталью 71А и 91А. Каждая периферийная сдвиговая деталь 70А, 90А может включать в себя стопорное приспособление, такое как замковый хомутик или замковый клин (см. Фиг.14 и 15), которые позволяют соединить в замок эти периферийные сдвиговые детали 80А, 100А в муфте при применении.
Должно быть понятно, что сдвиговые элементы и сдвиговые детали в проиллюстрированных вариантах выполнения могут быть изготовлены из любого соответствующего материала, включая, но не ограничиваясь этим, пластмассовые материалы, металлы, керамику, композиционные материалы, углеродное волокно или аналогичные материалы.
Фиг.11А, 11B и 11С представляет собой вид в поперечном разрезе соединительных муфт 110, 112 и 114 трех типов, пригодных для применения со сдвиговыми элементами, показанными на Фиг.1-10B.
Во-первых, на Фиг.11 показаны охватываемая-охватывающая соединительная муфта 110, предназначенная для соединения концов труб высокого давления или шлангов высокого давления. Соединительная муфта включает в себя охватываемый соединительный элемент 116 и охватывающий соединительный элемент 118. Каждый из этих элементов предусмотрен на соответствующем конце соединяемых труб или шлангов. Соединительная муфта 110 включает в себя также сдвиговый элемент 120, помещенный в кольцевой полости 122, образованной взаимодействующими кольцевыми канавками 124 и 126 в охватываемом соединительном элементе 116 и охватывающем соединительном элементе 118. Сдвиговый элемент 120 может являться любым одним из сдвиговых элементов, показанных на Фиг.1-10B. Хотя и не показано, охватывающий соединительный элемент 118 включает в себя также отверстие, соединенное с его кольцевой канавкой 126, и через которое сдвиговый элемент 120 может быть вставлен или удален. Охватывающий соединительный элемент 118 зацепляется за охватываемый соединительный элемент 116. Соединительные элементы соединены в замок при помощи сдвигового элемента 120.
На Фиг.11B показана втулочная соединительная муфта 112 для соединения концов труб высокого давления или шлангов высокого давления. Соединительная муфта 112 включает в себя два охватываемых соединительных элемента 128 и цилиндрическую промежуточную соединительную втулку 130, в которую могут быть помещены охватываемые соединительные элементы 128. Соединительная муфта 112 включает в себя также пару сдвиговых элементов 132, помещенных в кольцевых полостях 134, образованных взаимодействующими кольцевыми канавками 136 и 138 в охватываемых соединительных элементах 128 и втулке 130 соответственно. Сдвиговый элемент 132 может являться любым одним из сдвиговых элементов, показанных на Фиг.1-10B. Хотя и не показано, втулка 130 включает в себя также пару отверстий, соединенных с ее двумя кольцевыми канавками 136, и через которые сдвиговый элемент 132 может быть вставлен или удален.
На Фиг.11С показана соединительная муфта 114 с манжетой для соединения концов труб высокого давления или шлангов высокого давления. Соединительная муфта 114 включает в себя два охватывающих соединительных элемента 140 и цилиндрическую промежуточную соединительную манжету 142, которая помещена в охватывающих соединительных элементах 140. Эта соединительная муфта 114 включает в себя также пару сдвиговых элементов 144, помещенных в кольцевых полостях 146, образованных взаимодействующими кольцевыми канавками 148 и 150 в охватывающих соединительных элементах 140 и манжете 142 соответственно. Сдвиговый элемент 144 может являться одним из сдвиговых элементов, показанных на Фиг.1-10B. Хотя и не показано, каждый охватывающий соединительный элемент 140 включает в себя также отверстие, соединенное с его кольцевой канавкой 148, через которое сдвиговый элемент 144 может быть вставлен или удален.
Все соединительные муфты, показанные на Фиг.11А-11С, включают в себя различные кольцевые уплотнения 149 для обеспечения жидкостного герметичного уплотнения между радиально примыкающими соединительными частями и частями манжеты и/или втулки. Таким образом, между прилегающими радиальными элементами создается герметичное соединение даже в случае незначительного осевого перемещения между этими элементами.
На Фиг.12, 13А, 13B и 13С показана охватываемая-охватывающая соединительная муфта 150, которая аналогична соединительной муфте 110, описанной со ссылкой на Фиг.11А. Соединительная муфта 150 включает в себя также охватываемый соединительный элемент 152 и охватывающий соединительный элемент 154. Каждый из этих элементов предусмотрен на соответствующем конце соединяемых труб или шлангов. Соединительная муфта 150 включает в себя также сдвиговый элемент 156, помещенный в кольцевую полость 158, образованную взаимодействующими кольцевыми канавками 162 и 160 в охватываемом соединительном элементе 152 и охватывающем соединительном элементе 154. Соединительные элементы 152, 154 соединены в замок при помощи сдвигового элемента 156.
Охватывающий соединительный элемент 154 включает в себя отверстие 164, соединенное со своей кольцевой канавкой 160, и через которое сдвиговый элемент 156 может быть вставлен или удален. Хотя и не показано, каждая периферийная сдвиговая деталь может включать в себя замковый хомутик или другое замковое приспособление, которое выступает из этого отверстия 164, позволяя тем самым соединить в замок эти периферийные сдвиговые детали, при этом соединяя в замок сдвиговый элемент 156 в кольцевой полости 158 и охватываемый соединительный элемент 152 и охватывающий соединительный элемент 154.
В этом варианте сдвиговый элемент 156 содержит сдвиговый элемент 50 с гибкой связкой, показанный на Фиг.5, 6А и 6B. Сдвиговый элемент 156 включает в себя сдвиговые детали 52, имеющие скошенную поверхность, т.е. скос 55 на одной стороне. Скос 55 сдвигового элемента 156 сконфигурирован для взаимодействия с дополнительным скосом 165, находящимся в кольцевой канавке 160 охватывающего соединительного элемента 154. Как показано на Фиг.13B, если к соединительной муфте 150 не прилагается осевое усилие, сдвиговый элемент свободно посажен в кольцевой полости 158. Однако при приложении осевого усилия к соединительной муфте, как показано на Фиг.13С, дополнительные скосы 55 и 165 сдвиговых деталей 52 сдвигового элемента 156 и кольцевая канавка 160 осуществляют заклинивание каждой сдвиговой детали 52 в кольцевой канавке 160. Осевое усилие может быть приложено за счет осевого раздвигания труб и шлангов высокого давления (прикрепленных к соединительным элементам 152 и 154) вследствие создания давления внутри соединительной муфты. Чем больше давление, тем сильнее заклинивающее действие.
На Фиг.14А и 14B показаны две замковые детали 200 и 210, предназначенные для применения со сдвиговым элементом согласно настоящему изобретению. Замковые детали 200 и 210 действуют в качестве замка для предотвращения выпадения сдвигового элемента из соединительной муфты. Каждая замковая деталь 200 и 210 содержит клиновидную деталь, которая может быть соединена с концом одной периферийной сдвиговой детали сдвигового элемента согласно настоящему изобретению, например, сдвиговых элементов 70А и 90А, показанных на Фиг.9 и 10. На Фиг.16 показан сдвиговый элемент 70B, который включает в себя замковую деталь 200, аналогичную замковой детали 200, показанной на Фиг.14А.
Как лучше всего показано на Фиг.15, каждая замковая деталь 200 и 210 сконфигурирована для заклинивания в совпадающей по форме выемке, расположенной у отверстия 212 или вблизи отверстия 212 в соединительной муфте 215 (описанной более подробно ниже). Это образует замок с фиксатором в совпадающей по форме выемке. Каждая замковая деталь 200 и 210 имеет стороны, которым придана определенная форма, в данном случае - скошенные стороны 218, которые способствуют заклиниванию детали в совпадающей по форме выемке. Должно быть понятно, что эта форма может являться любой дугообразной или тому подобной формой, что позволяет получить замковую деталь с различными многоугольными формами. Скошенные стороны 218 позволяют также осуществить покачивание туда и сюда в выемке. Как показано на Фиг.15, верхний конец 222 замковой детали 200 и 210 выполнен для установки заподлицо с наружной поверхностью 223 соединительной муфты 215.
Как показано на Фиг.14 и Фиг.16, замковая деталь 200 может включать в себя одно или несколько уплотнений 220, предпочтительно жидкостные герметичные уплотнения, такие как уплотнительное кольцо. Замковая деталь 200, показанная на Фиг.14А, включает в себя также выступ 226 вблизи верхнего конца 222, который можно зацепить при помощи инструмента, такого как клиновый инструмент, что помогает удалить замковую деталь 200. Хотя на чертежах и не показано, должно быть понятно, что замковая деталь 200, 210 может включать в себя одну или более цветных меток, например, в виде колпачка, для обеспечения визуальной индикации назначения уплотнения, соединительной муфты или обеспечения сведений, касающихся текучей среды (давление, температура, состав или т.п.), проходящей через соединительную муфту 215. Замковая деталь 200, 210 может быть также использована в качестве ручки для установки и/или удаления из соединительной муфты 215 сдвигового элемента, к которому она прикреплена.
На Фиг.16 показан сдвиговый элемент 70B, который включает в себя замковую деталь 200, аналогичную той детали, которая показана на Фиг.14А. Этот сдвиговый элемент 70B аналогичен сдвиговому элементу 70А, показанному на Фиг.9, и включает в себя удлиненные сдвиговые детали 72B и встроенную гибкую проволочную соединительную деталь 71B, которая проходит через каждую из сдвиговых деталей 72B. В этом варианте сдвиговые детали 72B имеют практически квадратное сечение.
На Фиг.17 показан вид в поперечном разрезе сдвигового элемента 70B, помещенного в соединительную муфту 215, показанную на Фиг.15. Эта соединительная муфта 215 представляет собой охватываемую-охватывающую соединительную муфту, аналогичную соединительной муфте 110, показанной на Фиг.11А. в этом случае соединительная муфта 215 включает в себя охватываемый соединительный элемент 252 и охватывающий соединительный элемент 253. Каждый из этих элементов может быть предусмотрен на соответствующем конце соединяемых труб или шлангов. Охватывающий соединительный элемент 253 включает в себя гайку вертлюжного соединения 254, которая соединена с возможностью вращения с частью основной детали 255 охватываемого соединительного элемента 253 при помощи упорной проволоки 270. Часть основной детали 255 охватываемого соединительного элемента 253 соединяется с одним концом соединяемых труб или шлангов. Соединительная муфта 215 включает в себя также сдвиговый элемент 70B, помещенный в кольцевой полости 258, образованной взаимодействующими кольцевыми канавками 260 и 262 в охватываемых соединительных элементах 252 и гайка вертлюжного соединения 254 охватывающих соединительных элементов 253 соответственно. Прижимные кромки 278 и 280 в месте соединения между взаимодействующими кольцевыми канавками 260 и 262 в охватываемых соединительных элементах 252 и гайкой вертлюжного соединения 254 охватывающих соединительных элементов 253 имеют скос для предотвращения в существенной мере бринеллирования (образование вмятин) благодаря нагружению путем воздействия на эти точки (места). Этот скос может быть в виде дуги, многоугольника или их комбинации. Гайка вертлюжного соединения 254 охватывающего соединительного элемента 253 помещена над охватываемым соединительным элементом 252. Соединительные элементы 252, 254 соединены в замок при помощи сдвигового элемента 252. Между прилежащими частями соединительной муфты имеются герметичные уплотнения 274 и 276. Между охватываемым соединительным элементом 252 и охватывающим соединительным элементом 253 имеется также прижимное уплотнение 272.
Специалистам в данной области ясно, что возможны другие варианты и модификации осуществления данного изобретения, кроме тех, которые конкретно приведены в описании данного изобретения. Должно быть понятно, что данное изобретение включает в себя все такие варианты и модификации в пределах сущности и объема настоящего изобретения.
Используемые в этом описании (включая формулу изобретения) термины «содержит» или «содержащий» должны быть истолкованы как термины, оговаривающие наличие указанных отличительных признаков, составных частей, стадий или компонентов, но не исключающие наличие одного или более одного отличительного признака, составной части, стадии, компонента или их группы.
1. Сдвиговый элемент для соединительной муфты, соединяющей концы труб высокого давления или шлангов высокого давления, включающий несколько соединенных между собой сдвиговых деталей, каждая из которых содержит отдельную соединительную часть, образующую соединение с прилежащей сдвиговой деталью.
2. Сдвиговый элемент по п.1, в котором соединительная часть выполнена с возможностью шарнирного соединения каждой сдвиговой детали с прилежащей сдвиговой деталью.
3. Сдвиговый элемент по п.2, в котором шарнирная соединительная часть содержит по меньшей мере один из следующих узлов: универсальный шарнир, шаровое шарнирное соединение, серьгу в сборе, вертлюжное соединение или цепное соединение.
4. Сдвиговый элемент по п.1, в котором соединительная часть включает гибкий элемент, соединяющий воедино прилежащие сдвиговые детали.
5. Сдвиговый элемент по п.4, в котором сдвиговый элемент содержит по меньшей мере один из следующих элементов: гибкий шнур, упругую деталь, спираль, пружину или цепочку.
6. Сдвиговый элемент по п.1, в котором соединительная часть выполнена за одно целое со сдвиговыми деталями.
7. Сдвиговый элемент по п.1, в котором каждая отдельная соединительная часть содержит часть встроенной соединительной детали, проходящей через каждую из сдвиговых деталей, при этом каждая сдвиговая деталь жестко соединена с этой встроенной соединительной деталью и расположена вдоль этой встроенной соединительной детали на расстоянии от нее.
8. Сдвиговый элемент по п.7, в котором встроенная соединительная деталь содержит по меньшей мере один из следующих элементов: гибкий шнур, упругую деталь, спираль, пружину, проволоку или цепочку.
9. Сдвиговый элемент по п.1, в котором соединительная часть представляет собой отдельный элемент, который прикреплен к каждой сдвиговой детали.
10. Сдвиговый элемент по п.9, в котором каждая сдвиговая деталь включает выемку, в которой закреплен конец соединительной части.
11. Сдвиговый элемент по п.1, включающий также две периферийные сдвиговые детали на его периферийных концах, которые содержат замковое приспособление.
12. Сдвиговый элемент по п.11, в котором замковое приспособление включает по меньшей мере один из следующих элементов: хомутик, крючок, выступ, кнопку или цепочку.
13. Сдвиговый элемент по п.11, в котором замковое приспособление включает замковую деталь.
14. Сдвиговый элемент по п.13, в котором замковая деталь имеет по меньшей мере одну скошенную или дугообразную сторону.
15. Сдвиговый элемент по п.1, в котором сдвиговая деталь содержит по меньшей мере одну из следующих деталей: удлиненную дугообразную деталь, сферическую деталь, цилиндрическую деталь, прямоугольную деталь или кубическую деталь.
16. Сдвиговый элемент по п.1, в котором каждая сдвиговая деталь включает в себя скос, выполненный с возможностью взаимодействия с дополнительным скосом, расположенным в канавке, вмещающей сдвиговый элемент в соединительной муфте, для заклинивания каждой сдвиговой детали в канавке при приложении осевого усилия к соединительной муфте.
17. Соединительная муфта для соединения вместе концов труб высокого давления или шлангов высокого давления, включающая
охватывающий соединительный элемент,
охватываемый соединительный элемент, при этом каждый из охватываемых и охватывающих соединительных элементов расположен или может быть расположен на соответствующем конце соединяемых вместе труб или шлангов, и
по меньшей мере один сдвиговый элемент по любому из пп.1-16 для соединения соответствующей пары соединительных элементов, при этом охватывающий соединительный элемент выполнен с зацеплением за охватываемый соединительный элемент и с соединением в замок соединительных элементов при помощи сдвигового элемента.
18. Соединительная муфта по п.17, в которой каждый соединительный элемент имеет кольцевую канавку, при этом каждая кольцевая канавка взаимодействует с другой с образованием кольцевой полости для сдвигового элемента при размещении охватываемого соединительного элемента в охватывающем соединительном элементе.
19. Соединительная муфта по п.17, в которой охватывающий соединительный элемент включает отверстие, соединенное с кольцевой канавкой охватывающего соединительного элемента, через которое может быть вставлен или удален сдвиговый элемент.
20. Соединительная муфта по п.19, в которой по меньшей мере одна из кольцевых канавок имеет скос, выполненный для взаимодействия с дополнительным скосом на каждой сдвиговой детали для заклинивания каждой сдвиговой детали в кольцевой канавке при приложении осевого усилия к соединительной муфте.
21. Соединительная муфта для соединения вместе концов труб высокого давления или шлангов высокого давления, включающая
несколько соединительных элементов, каждый из которых расположен или может быть расположен на соответствующем конце соединяемых вместе труб или шлангов, и
промежуточный соединительный элемент, включающий по меньшей мере один сдвиговый элемент по любому из пп.1-16 для соединения соответствующей пары соединительных элементов.
22. Соединительная муфта по п.21, в которой промежуточный соединительный элемент представляет собой манжету, которая может быть помещена в пределах пары соединительных элементов.
23. Соединительная муфта по п.22, в которой манжета является преимущественно цилиндрической и включает пару кольцевых канавок, при этом каждая кольцевая канавка вмещает в себя соответствующий сдвиговый элемент, причем каждый соединительный элемент имеет кольцевую канавку, соответствующую кольцевой канавке манжеты.
24. Соединительная муфта по п.21, в которой промежуточный соединительный элемент представляет собой втулку, в которую могут быть помещены соединительные элементы.
25. Соединительная муфта по п.24, в которой втулка является преимущественно цилиндрической и включает в себя пару кольцевых канавок, при этом каждая кольцевая канавка вмещает в себя соответствующий сдвиговый элемент, причем каждый соединительный элемент имеет кольцевую канавку, соответствующую кольцевой канавке втулки.
26. Соединительная муфта по п.25, в которой по меньшей мере одна из кольцевых канавок включает скос, выполненный для взаимодействия с дополнительным скосом, выполненным на каждой сдвиговой детали для заклинивания каждой сдвиговой детали в этой кольцевой канавке при приложении осевого усилия к соединительной муфте.
27. Соединительная муфта по любому из пп.17-26, включающая отверстие, в которое вставлен сдвиговый элемент, при этом сдвиговый элемент содержит две периферийные детали на своих периферийных концах, включающие замковое приспособление, содержащее замковую деталь, выполненную для заклинивания в соответственно сформированной выемке, расположенной у отверстия или вблизи отверстия в соединительной муфте.
28. Соединительная муфта по п.27, в которой замковая деталь включает наружный конец, выполненный с возможностью посадки практически заподлицо с наружной поверхностью соединительной муфты вблизи отверстия.
29. Соединительная муфта по п.18 или 25, в которой каждая пара кольцевых канавок включает прижимные кромки в месте соединения между взаимодействующими кольцевыми канавками, при этом каждая прижимная кромка имеет скос для предотвращения и/или уменьшения в существенной мере возможности возникновения эффекта бринеллирования, обусловленного воздействием давления на эти кромки.
30. Охватываемый соединительный элемент, выполненный с возможностью соединения с охватывающим соединительным элементом для образования соединительной муфты, соединяющей вместе концы труб высокого давления или шлангов высокого давления, включающий кольцевую канавку, взаимодействующую при использовании с дополнительной кольцевой канавкой в охватывающем соединительном элементе для образования кольцевой полости по меньшей мере для одного сдвигового элемента по любому из пп.1-16, причем этот сдвиговый элемент выполнен с возможностью соединять в замок охватываемый соединительный элемент и охватывающий соединительный элемент.
31. Охватываемый соединительный элемент по п.30, в котором кольцевая канавка этого охватываемого соединительного элемента включает прижимные кромки в месте соединения или вблизи места соединения со взаимодействующей кольцевой канавкой охватывающего соединительного элемента, при этом каждая прижимная кромка имеет скос для предотвращения и/или уменьшения в существенной мере возможности возникновения эффекта бринеллирования, обусловленного воздействием давления на эти кромки.
