Соединение шланга с патрубком

 

1. СОЕДИНЕНИЕ ШЛАНГА С ПАТРУБКОМ посредством последовательно установленных спиральных пружин,закрепленных своими ближайшими друг к другу концами на центральном -кольцевом элементе, а удаленными - на . / i« XZj ГЗ крайних кольцевых элементах, причем кольцевые Элементы установлены с возможностью взаимного поворота и фиксации , отличающееся тем, что, с целью повышения нгщежности, центральный кольцевой элемент выполнен в виде зубчатой муфты, между зубьякш полумуфт которой расположены распорные элементы, а крайние кольцевые элементы выполнены в виде зажимных элементов, жестко закрепленных на шланге и патрубке, причем распорные и зажимные элементы выполнены из материала, обладан}1цего эффектом термомеханической памяти изменения формы. f Фг/f.f

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН аю (и) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЪНРЫТИЙ .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1"

17 (21) 3480592/29-08 (22) 12.08.82 и (46) 15.12.83. Бюл. 9 46 (72) О.Д. Домбровский (53) 621.643(088..8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 830071, кл.z 16 L 33/02, 1979.

2. Патент США Р 2819916, кл. 285-. 244, 1958 (прототип).

1 (54) (57) 1. СОЕДИНЕНИЕ ШЛАНГА С GATРУБКОМ посредством последовательйо установленных спиральных пружин,закрепленных своими ближайшими друг к другу концами на центральном кольцевом элементе, а удаленными — на крайних кольцевых элементах, причем кольцевые Ълементы установлены с возможностью взаимного поворота и фиксации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, центральный кольцевой элемент выполнен в виде зубчатой муфты, между зубьями полумуфт которой расположены распорные элементы, а крайние кольцевые элементы выполнены в виде зажимных элементов, жестко закрепленных на шланге и патрубке, причем распорные и зажимные элементы выполнены из материала, обладающего эффектом термомеханической памяти изменения формы.

1060868

2. Соединение по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона использования, каждый зажииной элемент выполнен в виде набора колец с радиальными пазами на их наружных поверхностях, и между кольцами установлены термоизоляционные элементы с выступами, Ф

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, преимущественно в электротехнической промыьщенности для присоединения шлангов к жестким элементам системы охлаждения токоведущих шин полупроводниковых агрегатов.

Известно соединение труб, содержащее гибкую муфту, хомуты с гибкой рабочей частью в виде набора волнообразных упругих элементов-стержневого типа и стяжным устройством, установленные со стороны каждого торца гибкой муфты, а также антифрикционные прокладки, расположенные под каж- 15 дым хомутом на внешней цилиндрической поверхности гибкой муфты (1 1.

Недостатком известного устройства является ненадежная герметизация соединения в месте расположения крепеж- 2р

1ных элементов. Под хомутом в указанном месте из-за неравномерного обжатия образуется неплотность, а именно: при затяжке хомута образуется гофр гибкой муфты, через который 25 возможна утечка энергоносителя. Кроме того, при эксплуатации необходимо периодически подтягивать крепежные элементы соединения, что создает неудобства в.обслуживании. 30

Известно также соединение шланга с патрубком посредством последовательно установленных спиральных пружин, закрепленных своими ближайшими концами на центральном кольцевом

35 элементе, а удаленными - на крайних кольцевых элементах, причем кольцевые элементы установлены с возможностью взаимного поворота и фиксации (2 ).

Однако известное соединение отличается недостаточной надежностью.

Цель изобретенйя — повышение надежности соединения и расширение диапазона его использования.

Для достижения этой цели в соеди- 45 ненни шланга с патрубком посредством последовательно установленных спиральных пружин, закрепленных своими ближайшими друг к другу концами на входящими в пазы колец, причем одно нз колец и группа распорных элементов выполнены из материала, обладающего эффектбм термомеханической памяти изменения формы при температурах выше о

0 С,а другое кольцо и распорные элементы,расположенные между элементами указанной группы — при температурах ниже 0 C.

2 центральном кольцевом элементе, а удаленными — на крайних кольцевых элементах, причем кольцевые элементы установлены с возможностью взаимного поворота и фиксации, центральнйй кольцевой элемент выполнен в виде зубчатой муфты, между зубьями полуглуфт которой расположены распорные элементы, а крайние кольцевые элементы выполнены в виде зажимных элементов, жестко закрепленных на шланге и патрубке, причем распорные и зажимные элементы выполнены из материала, обладающего эффектом термомеханической памяти изменения формы.

Кроме того, каждый зажимной элемент выполнен в виде набора колец с радиальными пазами на их наружных поверхностях, и между кольцами установлены термоизоляционные элементы с выступами, входящими в пазы колец, причем одно из колец и группа распорных элементов выполнены из материала, обладающего эффектом термомеханической памяти изменения формы при температурах выше ОоС, а другое кольцо и распорные элементы, расположенные между элементами указанной группы при температурах ниже 0 C.

На фиг. 1 изображено соединение шланга с патрубком, разрез; на фиг. 2 — поперечное сечение A-А на фиг.1 °

Соединение шланга с патрубком состоит из жесткого патрубка 1, подсоединяемого гибкого шланга 2, спиральных пружин 3 и 4, крайних кольцевых элементов 5 и 6 и центрального кольцевого элемента 7. Крайние кольцевые элементы 5 и 6 выполнены в виде набора колец: внутренних 8 и наружных 9, которые установлены на упругодеформирующейся прокладке

10, расположенной на наружной поверхности подсоединяемого шланга 2, На каждой прокладке 10 с двух ее сторон выполнены разрезные поперечные пазы 11, обеспечивающие надежное обжатие подсоединяемого шланга 2, и прокладки изготовлены из термоизо1060868 ляционного материала, наттример из фторопласта три.

Прокладки 10 имеют также буртик 12 и кольцевую проточку 13, в которую устанавливается пружинное кольцо 14.

Буртик 12 и кольцо 14 предотвращают осевое смещение колец 8 и 9 вдоль продольной оси шланга 2 при сборке соединения. Между кольцамй 8 и 9 крайних кольцевых элементов 5 и 6 установлен термоизоляционный элемент 15. Эле40 мент 15 выполнен, например, иэ стеклотекстолита, имеет торцовые выступы 16, которые входят в пазы 17,выполненные на наружных поверхностях колец 8 и 9. Между крайними кольце- т5 выми элементами 5 и б установлены спиральные пружины 3 и 4 и центральный кольцевой элемент 7. Причем концы спиральной пружины 3 закрепле-. ны на крайним кольцевом элементе 5 и на центральном элементе 7, а, концы пружины 4 — на элетлентах 6 и 7. Центральный элемент 7 установлен на антифрикционной прокладке 18, расположенной на наружной поверхности подсоединяемого шланга 2. Центральный элемент 7 выполнен .в виде зубчатой муфты. Между зубьями 19 и 20 каждой полумуфты 21 и 22 расположены распорнЫе зле ленты 23. Число распорных элементов 23 равно числу пар взаимно расположенных зубьев 19 и 20 каждой полумуфты 21 и 22. Распорные тэлементы 23 выполнены, например, в виде зтлеевидной пружины и своими противоположнытли торцовыми плоскостями упираются в соответствующие боковые плоскости зубьев 19 и 20 каждой иэ полумуфт 21 и 22. Распорные элементы

23 при определенных условиях имеют возможность изменять и восстанавли- 40 вать свои размеры по длине, а каждая полумуфта 21 и 22 имеет воэможность при этотл проворачиваться относительно друга друга и, следовательно, вокруг своей оси. На наруж- 45 ный диаметр полутлуфт 21 и 22 установлен разъемный кожух 24, препятствующий выпаданию распорных элементов 23, расположенных между зубьями 19 и 20 полумуфт..

Спиральные пружины 3 и 4 закреплены соответственно одними концами на внутренних кольцах 8 крайних кольцевых элементов 5 и б, а вторыми концами — на полумуфтах 21 и 22 центрального кольцевого элемента 7.

Кольца 8 и 9, распорные элементы 23 выполнены из материала, обладающего эффектом термомеханической памяти изменения формы при определенной пониженной и повышенной температуре, например из титано-нийелевого сплава, содержащего 47-56% никеля, остальное титан. Так, нечетные распорные элементы 23, внутренние кольца 8 выполнены из материала титан- 65 никель, обладающего теРмомеханиче кой патлятью изменения формы во время их мартенситной трансформации при температуре выше нормальной от

0 до 80 С, т.е. указанные элементы принимают полученную в процессе термообработки конфигурацию при нагревании, восстанавливаемую до первоначальной при охлаждении, за счет обратимых пластических деформаций в сплаве, претерпевающем мартенситную трансформацию в упорядочных фазах при .нагреве и охлаждении. Четные распорные элементы 23,. наружные кольца 9 выполнены из того же материала, обладающего термомеханической памятью изменения. формы во время их мартенситной трансформации при температуре ниже нормальной от 0 доминус 60оС.

Конструктивный признак, обеспечивающий решение поставленной задачи, заложен при изготовлении зажимных колец 8 и 9, распорных элементов 23 по известной технологии путем термообработки и пластической деформации при соответствующей определенной температуре. Так, например, внутренние.кольца 8 элементов 5 и б штампуют иэ титано-никелевого сплава при комнатной температуре, структура которых находится в фазе аустенита.

Кольца 8 штампуют так, что их внутренний диаметр меньше, чем наружный диаметр посадочного места. После чего кольца термообрабатывают при ступенчатой температуре: нагрев до

500 С и выдержка в течение 1 ч, затем быстрое охлаждение до 200-300 С с вью держкой 1,5-2 ч.

После термообработки кольца охлаждают до температуры жидкого азота и раздают (расширяют) до тех пор, .пока внутренний их диаметр не станет на

4-8% больше наружного диаметра прокладки 10. Расширение внутреннего диаметра кольца осуществляют инструментом. Затем удаляют инструмент из отверстия кольца и вводят в него предварительно охлажденную оправку, диаметр которой немного меньше максимального диаметра кольца.

Кольцо с оправкой нагревают до комнатной температуры. По мере увеличения температуры оправки выше точки фазового превращения прочность посадки кольца 8 раэрастает. Через

1-2 ч кольцо 8 с оправкой вновь охлаждают до температуры жидкого азота,, после чего оправка легко удалается с отверстия кольца и кольцо 8 готово к использованию.

Нечетные распорные элементы 23 выполняют, например, иэ полосы титаноникелевого сплава способом, высокотемпературной пластической деформации т<ри приобретении конфигурации в виде з>леевидной пружины, соответствующей

1060868 конфигурации.готового распорного элемента 23, согнутого в гармошку из полосы указанного сплава, с последующей термообработкой.

Термообработку согнутого распорного элемента 23 производят в закры- 5 том штампе путем отжига при 500 С в течение 1 ч. Затем его охлаждают вмес. те со штампом до температуры жидкого азота, вынимают распорный элемент со штампа и пластически деформы- 0 руют (растягивают) до необходимой длины, т.е. увеличивают шаг змеевидной пружины.

Полученные таким образом внутренние кольца 8 и нечетные распорные элементы 23 обладают высокой стабильностью параметров многократного изменение формы при нагревании и охлаждении в пределах 0-80 С с колио чеством.циклов свыше 10 . Генерируе- 2О мые напряжения при этом могут достигать 30-60 кгс/мм .

По известной технологии изготовляют также и зажимные кольца 9 и четные распорные элементы 23, обеспечивающие стабильность параметров многократного изменения формы в пределах от 0 до минус 60 С.

Сборка соединения шланга с патрубком и его работа осуществляется следующим образом.

На концевую часть подсоединяемого шланга 2 устанавливают в сборе крайние кольцевые элементы 5 и 6 с соответствующими спиральными пружи- З5 нами 3 и 4 и центральным кольцевым элементом 7. Перед установкой на концевую часть шланга внутренние кольца 9 и теомоизоляционные зле менты 15, расположенные между указан-40 ными, устанавливают на кольцевую упругодеформирующуюся прокладку 10 и стопорят их упорным пружинным кольцом 14. Причем каждое кольцо 8 устанавливают на кольцевую упругодеформирующуюся прокладку 10 с укреплен- 45 ной жестко одним концом к нему соответствующей спиральной пружиной 3 и .4 .

Собирают также предварительно и элементы центрального кольцевого элемента 7, а именно поиумуфты 21 и 22 50 устанавливают на антифрикционную про кладку 18. Муфты 21, 22 устанавливают на антифрикционную прокладку 18 без распорных элементов 23 и разъемного кожуха 24. После этого собран- 55 ный крайний элемент 5 с упругодеформнрующейся прокладкой 10 и пружиной

3 устанавливают на подсоединяемый штанг 2 так, чтобы пружина 3 распола галась от внутреннего кольца 8 спра- д> ва. Затею| устанавливают центральный элемент 7 с антифрикционной прокладкой 18 и крайний элемент 6 с той же одинаковой по конструкции прокладкой.

10 и с пружиной 4. Крайний элемент 6 устанавливают на подсоединяемый шланг 2 так, чтобы пружина 4 располагалась от его внутреннего кольца

8 слева.

При установке крайних элементов

5 и б на концевую часть подсоединяемого шланга 2 и в дальнейшем при надевании самого шланга 2 на жесткий патрубок 1 их внутренние кольца 8 охлаждают до температуры ниже 0 C а наружные кольца 9 нагревают до температуры выше 0 С. При указанных тем-. пературах внутренние диаметры колец

8 и 9 становятся больше, чем наружный диаметр кольцевых упругодеформирующихся прокладок 10, а следовательно, не обжимают наружный диаметр шяанга 2.

В дальнейшем досоединяемый конец шланга 2 вместе с пружинами 3 и 4,крайними элементами 5 и 6, центральным элементом 7 надевают плотно с натягом, равный упругой деформации материала шланга, на жесткий патрубок 1. После этого свободные концы пружин 3 и 4 соединяют соответственно с полумуфтами

21 и 22 центрального элемента 7, между зубьями 19 и 20 полумуфт устанавлива.ют нечетные распорные элементы 23, предварительно охладив их до температуры ниже ОоС, и нечетные распорзые элементы 23, но предварительно нагрев их выше температуры 0 С.При указанных температурах четные и нечетные распорные элементы 23 находятся в сжатом положении (с укороченной длиной}. После этого на центральный элемент 7 устанавливают разьемный кожух 24.

Охлажденные внутренние кольца 8, установленные на соответствующие посадочные места, нагреваются до температуры окружающей среды (до комнатной температуры); уменьшают свой внутренний диаметр, вспоминая свои размеры до термообработки холодом, равномерно обжимая тем самым наружную поверхность подсоединяемого шланга через упругодеформирующиеся > прокладки 10 с усилием 30-60 кгс/мм

Одновременно нагреваются до температуры окружающей среды (до комнатной температуры) ранее охлажденные нечетные распорные элементы 23, установленные между зубьями 19 и

20 соответствующих полумуфт 21 и 22.

При нагреве нечетные распорные элементы 23 увеличивают свою длину, т.е. растягиваются, вспоминая свои размеры до термообработки холодом, и своими торцовыми плоскостями упираясь в боковые поверхности рядом расположенных зубьев 19 и 20, проворачивают в разные стороны относительно друг друга муфты 21 и 22. Муфты 21 и 22, проворачиваясь на антифрикционной прокладке 18 относительно друг друга в противоположные стороны воСоставитель Л. Федотова

Редактор О.Колесникова Техред о,4алекорей . Корректор Г.Решетник

Заказ 10003/38 Тираж 925 Подписное

BHHHtIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 круг своей оси, производят затяжку соответственно пружин .3 и 4.

Лнтифрикционная прокладка 18 не проворачивается относительно шланга

2 благодаря тому, что коэффициент трения между шлангом 2 и прокладкой

18 больше коэффициента трения между прокладкой 18 и полумуфтами 21 и 22, тем самым обеспечивается хорошее скольжение укаэанных полумуфт относительно прокладки 18.

Надежная герметизация обеспечивается тогда, когда устройство, в котором используется соединение, работает при повышенной температуре, например 60-80 С.

В случае, если соединение используется в различном технологическом оборудовании и в системе трубопроводов находится энергоноситель с параметрами ниже 0 С или вместе с оборудованием находится на хранении или во время транспортировки при той же температуре окружающей среды ниже

0 С, например до минус 60 С, то о герметизация соединенйя шланга 2 с патрубком 1 обеспечивается за счет наружных колец 9 и четных распорных элементов 23. При температуре ниже

0 C внутренние кольца 9 уменьшаются в диаметре, обжимая тем самым с необ ходимым усилием через упругодеформирующуюся прокладку 10 наружный диаметр подсоединяющего шланга 2 на жестком патрубке 1.

При темпера.уре ниже О С нечетные распорные элементы 23 увеличивают свою длину, т.е. растягиваются и проворачивают в разные стороны полумуфты 21 и 22, которые, в свою очередь, 5 обеспечивают окончательную герметизацию соединения путем затягивания пружин 3 и 4, аналогично как при затягивании их с удлинением длины нечетных распорных элементов 23. В мо10 мент затяжки при пониженной температуре пружины 3 и 4 не проворачиваются, так как внутренние кольца 8 с жестко закрепленными к ним противоположными концами указанных пружин фиксируются торцовыми выступами 16 термоизоляционных элементов 15, расположенными в пазах 17 наружных 9 и внутренних колец 8, т.е. при пониженной температуре наружные кольца 9, обжимая наружнь:й диаметр шланга 2 на жестком патрубке 1, занимают фиксируемое положение и через выступы

16 термоизоляционных элементов 15 неподвижно фиксируют и внутренние кольца 8, к которым закреплены одним концом соответствующие пружины 3 и 4.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том, что она дает воэможность обеспечить надежную герметизацию соединения шланга на жестком патрубке в широком температурном диапазоне работы и хранения от минус 60 до 80 С.

A-À