Устройство для герметичного соединения двух наконечников
Изобретение относится к устройству для герметичного соединения двух наконечников трубопроводной системы. Устройство имеет наружную деталь, в которую вставляются наконечники, внутреннюю деталь, вставляемую в наружную деталь через ее первый входной участок, и уплотнение, окруженное наружной деталью. Внутренняя деталь установлена в наружной детали с возможностью осевого перемещения в ней и извлечения из нее через ее первый входной участок, уплотнение фиксируется на втором входном участке наружной детали, выполненном на внутренней детали удерживающим приспособлением с возможностью отсоединения от внутренней детали. В наружной детали между ее первым и вторым входными участками выполнена контропора, в которую при осевом перемещении внутренней детали от второго входного участка наружной детали в направлении ее первого входного участка упирается, начиная со своего зафиксированного внутренней деталью положения, уплотнение. Внутренняя деталь имеет контактную поверхность, в которую упирается наконечник при его введении в наружную деталь со стороны ее второго входного участка, перемещающий тем самым в направлении первого входного участка наружной детали внутреннюю деталь, которая при этом освобождает уплотнение и которую затем можно извлечь из наружной детали. Изобретение повышает надежность соединения. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству для герметичного соединения двух наконечников трубопроводной системы для текучей среды, имеющему наружную деталь, в которую вставляются наконечники, внутреннюю деталь, вставляемую в наружную деталь через ее первый входной участок, и уплотнение, окруженное наружной деталью и предназначенное для взаимного уплотнения наконечников.
Устройство подобного типа известно из ЕР 0806597 А1. Такое известное устройство, предназначенное для соединения между собой двух наконечников трубопроводной системы для текучей среды, имеет наружную деталь и вставляемые в нее внутреннюю деталь и служащее уплотнением незакрепленное уплотнительное кольцо. Наружная деталь имеет продольные язычки, которые при введении первого наконечника с выполненным на одном его конце замыкающим фланцем в наружную деталь через первый ее входной участок отжимаются радиально наружу, после чего незакрепленное уплотнительное кольцо оказывается зажато между имеющимся у первого наконечника замыкающим фланцем и торцом внутренней детали, а запорный фланец первого наконечника оказывается расположен между обращенным внутрь внутренним утолщением наружной детали и обращенным наружу кольцевым буртиком внутренней детали. При таком расположении первого наконечника внутренняя деталь оказывается неподвижно зафиксирована в наружной детали, на первом входном участке которой во избежание случайного выскальзывания из нее первого наконечника на продольные язычки надвинуто предохранительное кольцо.
Внутренняя деталь имеет две упругие лапки, на которых выполнены обращенные наружу выступы и которые при введении выполненного с кольцевым утолщением второго наконечника в наружную деталь со стороны ее второго входного участка упираются в это кольцевое утолщение. На наружной детали выполнены удерживающие пальцы, которые при правильном расположении выполненного с кольцевым утолщением наконечника в наружной детали заходят и зацепляются за кольцевое утолщение и таким путем неподвижно фиксируют наконечник. В этом положении выступы на упругих лапках выступают за пределы наружной стороны наружной детали и тем самым свидетельствуют о правильном расположении второго наконечника в наружной детали. Хотя предусмотренные в таком известном устройстве выступы на упругих лапках и позволяют легко установить, правильно ли расположен второй наконечник в наружной детали, тем не менее соединение наконечников друг с другом является сравнительно трудоемкой процедурой.
В основу настоящего изобретения была положена задача предложить устройство указанного в начале описания типа, которое обеспечивало бы возможность сравнительно простого и надежного в эксплуатации соединения наконечников друг с другом и которое прежде всего практически полностью исключало бы опасность потери уплотнения.
В отношении устройства указанного в начале описания типа эта задача решается согласно изобретению благодаря тому, что внутренняя деталь установлена в наружной детали с возможностью осевого перемещения в ней и извлечения из нее через ее первый входной участок, уплотнение фиксируется на втором входном участке наружной детали выполненным на внутренней детали удерживающим приспособлением с возможностью отсоединения от внутренней детали, в наружной детали между ее первым и вторым входными участками выполнена контропора, в которую при осевом перемещении внутренней детали от второго входного участка наружной детали в направлении ее первого входного участка упирается, начиная со своего зафиксированного внутренней деталью положения, уплотнение, и внутренняя деталь имеет контактную поверхность, в которую упирается наконечник при его введении в наружную деталь со стороны ее второго входного участка, перемещающий тем самым в направлении первого входного участка наружной детали внутреннюю деталь, которая при этом освобождает уплотнение и которую затем можно извлечь из наружной детали.
Наличие в предлагаемом в изобретении устройстве внутренней детали, которая, во-первых, удерживает уплотнение вплоть до момента введения наконечника в наружную деталь и которая, во-вторых, после введения наконечника в наружную деталь, а также после освобождения уплотнения в результате его упора в контропору служит указателем правильного введения упирающегося в нее наконечника в наружную деталь, позволяет путем выполнения очень небольшого количества ручных операций и прежде всего без необходимости оперировать с дополнительными незакрепленными деталями уплотнения, такими, например, как уплотнительное кольцо, надежно соединять друг с другом наконечники.
Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения и его преимущества представлены в зависимых пунктах формулы изобретения, а также более подробно рассмотрены ниже на примере некоторых вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны:
на фиг.1 - вид в перспективе и частично в разрезе выполненного по одному из вариантов предлагаемого в изобретении устройства со вставленной в наружную деталь и фиксирующей уплотнение внутренней деталью,
на фиг.2 - вид в перспективе и частично в разрезе показанного на фиг.1 устройства с частично вставленным в наружную деталь наконечником трубопроводной системы для текучей среды и
на фиг.3 - вид в перспективе и частично в разрезе показанного на фиг.1 и 2 устройства с полностью вставленным в наружную деталь наконечником трубопроводной системы для текучей среды.
На фиг.1 в перспективе и частично в разрезе показано выполненное по одному из вариантов предлагаемое в изобретении устройство с наружной деталью 1, выполненной в основном цилиндрической формы и имеющей первый 2 и второй 3 входные участки, расположенные в осевом направлении против друг друга по разные стороны наружной детали.
На первом входном участке 2 показанное на фиг.1 устройство имеет кольцевую предохранительную пружину 4, которая расположена в соответствующей выемке в наружной детали 1. Предохранительная пружина 4 имеет доступные снаружи нажимные участки 5, при приложении к которым вручную направленных внутрь нажимных усилий расположенные внутри наружной детали 1 стопорные выступы 6 смещаются или отводятся в выполненные с внутренней стороны наружной детали 1 выемки.
На втором входном участке 3 в этом варианте на наружной детали 1 выполнены по меньшей мере две упругие лапки 7, которые имеют проходящий в основном в осевом направлении прямолинейный участок 8 и загнутый внутрь стопорный участок 9. Между стопорным участком 9 и примыкающим с внутренней стороны к предохранительной пружине 4 аксиально внутренней перемычкой 10 образован паз 11 под стопорный участок упругой лапки. В зоне этой аксиально внутренней перемычки 10 и паза 11 наружная деталь 1 имеет несколько служащих контропорой и расположенных на одной окружности внутренних кольцевых сегментов 12, которые на определенном радиальном расстоянии расположены радиально внутри по отношению к аксиально внутренней перемычке 10 и пазу 11. В другом, не показанном на чертеже варианте выполнения устройства, предназначенного прежде всего для сравнительно малых внутренних диаметров, предусмотрены радиально ориентированные стопорные участки.
Показанное на фиг.1 устройство имеет далее внутреннюю деталь 13, которая в показанном на фиг.1 примере расположена внутри наружной детали 1. В показанном на чертеже примере внутренняя деталь 13 состоит из торцовой пластины 14, примыкающей к ней шейки 15 меньшего по сравнению с торцовой пластиной 14 диаметра и расположенную с противоположной по отношению к торцовой пластине 14 стороны шейки 15 промежуточную пластину 16. С обращенной от шейки 15 стороны промежуточной пластины 16 на ней в качестве внутреннего участка выполнена цилиндрическая внутренняя втулка 17, наружный диаметр которой меньше внутреннего диаметра внутренних кольцевых сегментов 12. Внутренняя деталь 13 имеет далее по меньшей мере две пружинящие наружные скобы 18, каждая из которых своим внутренним концом соединена с промежуточной пластиной 16, а на наружном конце имеет обращенный радиально внутрь концевой выступ 19 в качестве удерживающего приспособления и торцовую контактную поверхность 20. В показанном на фиг.1 примере внутренняя втулка 17 выступает в осевом направлении за контактную поверхность 20.
Предлагаемое в изобретении устройство имеет, кроме того, уплотнение 21, которое в показанном на фиг.1 примере состоит из расположенного ближе к промежуточной пластине 16 аксиально внутреннего первого уплотнительного кольца 22, из расположенного ближе к свободному концу внутренней детали 13 аксиально наружного второго уплотнительного кольца 23 и из расположенного между первым 22 и вторым 23 уплотнительными кольцами 23 промежуточного кольца 24. Уплотнительные кольца 22, 23 выполнены из эластичного материала и имеют круглое поперечное сечение, а промежуточное кольцо 24 выполнено из жесткого материала и имеет прямоугольное поперечное сечение. Размер промежуточного кольца 24 в радиальном направлении несколько меньше диаметра уплотнительных колец 22, 23.
В показанном на фиг.1 положении уплотнительные кольца 22, 23 и промежуточное кольцо 24 расположены с обращенной ко второму входному участку 3 стороны внутренних кольцевых сегментов 12 и прилегают с внутренней стороны к внутренней втулке 17, тогда как с наружной стороны они перекрыты наружными скобами 18. Как показано на фиг.1, концевые выступы 19 несколько сужают свободное пространство между внутренней втулкой 17 и наружными скобами 18, и поэтому уплотнительные кольца 22, 23 и промежуточное кольцо 24 при их нахождении между внутренней втулкой 17 и наружными скобами 18 разъемно фиксируются внутренней деталью 13.
На фиг.1 предлагаемое в изобретении устройство показано в собранном, готовом к применению состоянии. В таком собранном состоянии устройство обычно выпускается его изготовителем, для чего внутреннюю деталь 13 вставляют в наружную деталь через ее первый входной участок 2 до тех пор, пока при прохождении внутренней втулки 17 в ограниченное радиально изнутри внутренними кольцевыми сегментами 12 пространство, а наружных скоб 18 - в образованные между внутренними кольцевыми сегментами 12 выемки промежуточная пластина 16 не упрется во внутренние кольцевые сегменты 12 наружной детали 1. В этом положении торцовая пластина 14 располагается заподлицо с торцом наружной детали 1 на ее первом входном участке 2 или даже утоплена под торец наружной детали.
Кроме того, в этом положении через второй входной участок 3 наружной детали в нее через концевое сужение, образованное между внутренней втулкой 17 и концевыми выступами 19, в промежуток между внутренней втулкой 17 и наружными скобами 18 вставляют первое уплотнительное кольцо 22, промежуточное кольцо 24 и второе уплотнительное кольцо 23 также до упора образованного всеми этими кольцами уплотнения 21 во внутренние кольцевые сегменты 12. После этого предлагаемое в изобретении устройство находится в предварительно собранном, готовом к применению состоянии, в котором все его отдельные элементы, а именно наружная деталь 1, внутренняя деталь 13 и уплотнение 21, неплотно или свободно соединены друг с другом и в котором прежде всего исключается утеря уплотнения 21.
На фиг.2 в перспективе и частично в разрезе показано то же, что и на фиг.1, предлагаемое в изобретении устройство с частично вставленным в наружную деталь 1 со стороны ее второго входного участка 3 наконечником 25 трубопроводной системы для текучей среды. Такой наконечник 25 может представлять собой, например, часть стационарного патрубка бака, к которому требуется подсоединить трубопровод. На своем свободном конце наконечник 25 имеет цилиндрический участок 26, на переднем конце которого выполнен радиально выступающий наружу кольцевой фланец 27. С отступом от кольцевого фланца 27 наконечник 25 имеет со своей радиально внутренней стороны радиально ориентированную кольцевую упорную поверхность 28, контур которой приблизительно соответствует контуру наружной поверхности второго уплотнительного кольца 23. Наконечник 25 имеет цилиндрическую направляющую поверхность 29, которая также отстоит от кольцевого фланца 27 и наружный диаметр которой в основном соответствует внутреннему диаметру наружной детали 1 в зоне прямолинейных участков 8.
На фиг.2 наконечник 25 показан в промежуточном положении, в котором он при фиксации в наружной детали 1 уже частично вставлен в нее и своим торцом, упирающимся в контактные поверхности 20 наружных скоб 18, сместил внутреннюю деталь 13 в направлении первого входного участка 2 настолько, что после упора первого уплотнительного кольца 21 в образующие в рассматриваемом примере контропору внутренние кольцевые сегменты 12 второе уплотнительное кольцо 23 полностью отсоединилось от внутренней детали 13, а промежуточное кольцо 24 уже прошло через образованное концевыми выступами 19 сужение, но еще охватывает внутреннюю втулку 17. Величина, на которую торцовая пластина 14 выступает в осевом направлении за пределы расположенного на первом входном участке 2 торца наружной детали 1, соответствует в рассматриваемом примере глубине, на которую наконечник 25 вставлен в наружную деталь 1 в процессе введения в нее.
На фиг.3 в перспективе и частично в разрезе показано то же, что и на фиг.1 и 2, устройство с полностью вставленным в наружную деталь 1 и находящимся в своем конечном положении наконечником 25. Как показано на фиг.3, наконечник 25 в этом своем конечном положении, в котором его кольцевой фланец 27 расположен в пазу 11, стопорные участки 9 наружной детали заходят за кольцевой фланец 27 и зацепляются за него, а направляющая поверхность 29 находится в зоне прямолинейных участков 8, неподвижно и практически без люфта зафиксирован в наружной детали 1. Уплотнительные кольца 22, 23 и промежуточное кольцо 24 уплотнения 21 расположены с небольшим осевым зазором между внутренними кольцевыми сегментами 12 наружной детали 1 и упорной поверхностью 28 наконечника 25. Внутренняя деталь 13, например, путем ее захвата рукой за шейку 15 уже полностью извлечена из наружной детали 1 со стороны его первого входного участка 2, после фиксации в которой наконечника 25 промежуточная пластина 16 оказалась расположена примерно заподлицо с расположенным на первом входном участке 2 торцом наружной детали 1 и тем самым свидетельствует о том, что наконечник 25 занимает в наружной детали 1 правильное конечное положение.
После извлечения внутренней детали 13 из наружной детали 1 в нее через ее первый входной участок 2 известным образом можно вставить еще один - второй - наконечник (на чертеже не показан), например наконечник гибкого трубопровода для текучей среды, пропускаемый при этом насквозь через ограниченное внутренними кольцевыми сегментами 12 пространство в ограниченное деталями уплотнения 21 пространство до заскакивания и зацепления стопорных выступов 6 предохранительной пружины 4 за выполненный на конце этого второго наконечника круговой стопорный буртик, после чего второй наконечник оказывается разъемно зафиксирован в наружной детали 1. В этом зафиксированном в наружной детали положении второго наконечника его цилиндрический уплотнительный участок прилегает с внутренней стороны к уплотнительным кольцам 22, 23, обеспечивающим тем самым герметичное соединение первого наконечника 25 и второго наконечника друг с другом.
В другом не показанном на чертежах варианте выполнения предлагаемого в изобретении устройства внутренняя втулка 17 и наружные скобы 18 в отличие от показанного на фиг.1 варианта непосредственно, без промежуточной шейки сформованы на торцовой пластине 14 внутренней детали 13. В этом другом варианте выполнения предлагаемого в изобретении устройства наружная деталь 1 и внутренняя деталь 13 имеют такие осевые размеры, что торцовая пластина 14 выступает за пределы торца наружной детали 1 со стороны ее первого входного участка 2 лишь после окончательной фиксации наконечника 25 в наружной детали 1. В соответствии с этим внутреннюю деталь 13 для полного ее извлечения из наружной детали можно захватить рукой только после полного завершения процесса введения наконечника в наружную деталь.
В еще одном не показанном на чертежах варианте выполнения предлагаемого в изобретении устройства шейка 15 в отличие от показанного на фиг.1 варианта выполнена такой длины, что торцовая пластина 14 выступает за пределы торца наружной детали 1 со стороны ее первого входного участка 2 лишь после окончательной фиксации наконечника 25 в наружной детали 1. Тем самым и в этом варианте внутреннюю деталь 13 для полного ее извлечения из наружной детали можно захватить рукой только после полного завершения процесса введения наконечника в наружную деталь
В рассмотренных выше вариантах выполнения предлагаемого в изобретении устройства торцовую пластину 14 целесообразно выполнять таких формы и размеров, чтобы она полностью перекрывала поперечное сечение наружной детали 1 на ее первом входном участке 2.
В еще одном варианте выполнения предлагаемого в изобретении устройства шейка 15 в отличие от показанного на фиг.1 варианта выполнена такой длины, а торцовая пластина 14 выполнена такого диаметра, что торцовая пластина 14 при вставленной в наружную деталь внутренней детали прилегает к торцу наружной детали 1 на ее первом входном участке 2.
1. Устройство для герметичного соединения двух наконечников трубопроводной системы для текучей среды, имеющее наружную деталь, в которую вставляются наконечники, внутреннюю деталь, вставляемую в наружную деталь через ее первый входной участок, и уплотнение, окруженное наружной деталью и предназначенное для взаимного уплотнения наконечников, отличающееся тем, что внутренняя деталь (13) установлена в наружной детали (1) с возможностью осевого перемещения в ней и извлечения из нее через ее первый входной участок (2), уплотнение (21) фиксируется на втором входном участке (3) наружной детали (1) выполненным на внутренней детали (13) удерживающим приспособлением (19) с возможностью отсоединения от внутренней детали (13), в наружной детали (1) между ее первым (2) и вторым (3) входными участками выполнена контропора (12), в которую при осевом перемещении внутренней детали (13) от второго входного участка (3) наружной детали в направлении ее первого входного участка (2) упирается, начиная со своего зафиксированного внутренней деталью (13) положения, уплотнение (21), и внутренняя деталь (13) имеет контактную поверхность (20), в которую упирается наконечник (25) при его введении в наружную деталь со стороны ее второго входного участка (3), перемещающий тем самым в направлении первого входного участка (2) наружной детали внутреннюю деталь (13), которая при этом освобождает уплотнение (21) и которую затем можно извлечь из наружной детали (1).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что уплотнение (21) имеет, по меньшей мере, одно уплотнительное кольцо (22, 23).
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что внутренняя деталь (13) имеет в зоне удерживающего приспособления (19) цилиндрический внутренний участок (17), пропускаемый для закрепления уплотнения (21) через его уплотнительное кольцо или каждое его уплотнительное кольцо (22, 23) и свободно прилегающий к уплотнительному кольцу или к каждому уплотнительному кольцу (22. 23).
4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что внутренняя деталь (13) имеет, по меньшей мере, две расположенные диаметрально друг против друга наружные скобы (18), которые для фиксации уплотнения (21) охватывают его уплотнительное кольцо или каждое его уплотнительное кольцо (22, 23).
5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что удерживающее приспособление имеет выступы (19), выполненные на внутреннем участке (17) внутренней детали (13) и/или на ее наружных скобах (18).
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что внутренний участок (17) внутренней детали выступает в осевом направлении за наружные скобы (18).
7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что контропора имеет кольцевые участки (12), расположенные по окружности, диаметр которой соответствует диаметру ближнего к ним уплотнительного кольца (22).
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что при расположении внутренней детали (13) внутри наружной детали (1) наружные скобы (18) проходят через выполненные между кольцевыми участками (12) выемки.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя деталь (13) имеет торцовую пластину (14), которая, когда внутренняя деталь (13) находится в положении, в котором она фиксирует уплотнение (21), расположена внутри наружной детали (1).
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что торцовая пластина (14), когда наконечник (25) вставлен в наружную деталь со стороны ее второго входного участка (3), выступает за пределы торца наружной детали (1), расположенного на ее первом входном участке (2).
11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что торцовая пластина (14) до достижения наконечником (25) своего конечного положения расположена для соединения с другим наконечником позади торца наружной детали (1), расположенного на ее первом входном участке (2), а по достижении наконечником своего конечного положения выступает за пределы этого торца.
