Удерживающее устройство для напорного шланга

Изобретение относится к соединениям трубопроводов. Устройство для удержания в неподвижной опоре шланга имеет внешнее покрытие, содержащее первое соединительное средство для соединения с неподвижной опорой, второе соединительное средство для соединения со шлангом, удерживающее средство для присоединения первого соединительного средства ко второму соединительному средству. Удерживающее средство содержит прорезающую пластину, приспособленную для проникновения, по меньшей мере, частично в покрытие шланга. Описан сборочный узел с устройством для удержания шланга. Изобретение повышает надежность соединения. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Настоящее изобретение относится к удерживающему устройству для напорного шланга, в частности для гибкого шланга.

В области изготовления компонентов, работающих под давлением нефти, постоянно возникает потребность, регламентируемая нормативными документами, в обеспечении удерживающих устройств, которые способны удерживать шланг, содержащий текучую среду под давлением.

Фактически, известно, что следующие специальные рабочие требования или специальные рабочие режимы системы, работающей под давлением, если это давление превышает значение, предписанное нормативами, могут отделять шланг от соединения, с которым он соединен.

Возникновение этого события часто является причиной несчастных случаев на производстве с серьезными последствиями для операторов и повреждениями другого расположенного рядом машинного оборудования. Фактически, шланг внезапно отсоединяется, и оконечная часть на высокой скорости выбрасывается из соединения, действуя как хлыст по всей своей траектории.

В данной области техники разработано несколько решений для удерживающих устройств, обеспечивающих связь шланга с соединением для предотвращения отсоединения шланга.

Некоторые из этих решений раскрыты, например, в патентах США 4549332, 3859692, 3813733, 3249370, US 5873608, публикации WO 01/42703, патенте Великобритании 2237346, патенте Канады CA 1004250.

Известное устройство содержит крепежный элемент, хомут, приспособленный для притягивания к шлангу, и цепь для соединения крепежного элемента с хомутом.

Вариант осуществления устройства согласно вышеприведенным документам раскрыт в свидетельстве на полезную модель Италии №241161.

Однако в данной области техники существует потребность в удерживающих устройствах, в большей степени обеспечивающих удержание шланга в соединении при более высоких значениях давления.

Цель настоящего изобретения состоит в создании удерживающих устройств для шланга под давлением в неподвижной опоре, например соединении, обеспечивающем гарантированное удержание шланга в опоре.

Признаки и преимущества удерживающего устройства согласно настоящему изобретению являются очевидными из последующего описания варианта осуществления, приведенного в качестве иллюстративного неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

фиг.1 изображает вид в перспективе сборочного узла, содержащего шланг, связанной с соединением и удерживающим устройством, в обычном рабочем режиме системы;

фиг.2 - сборочный узел по фиг.1 в конфигурации извлечения шланга;

фиг.3 - вид в перспективе другого варианта выполнения сборочного узла;

фиг.4 - вид в перспективе удерживающего устройства для напорного шланга.

Для ясности нижеприведенное описание выполнено со ссылками на шланг, присоединенный посредством соединения к стене, из которой подается жидкость под давлением, однако очевидно, что удерживающее устройство согласно настоящему изобретению приспособлено для использования для удержания шланга, подключенного через соединение к силовым приводам давления нефти, таким как цилиндры, клапаны, насосы и т.п.

Показанный на чертежах сборочный узел 1 содержит шланг 2 (фиг.2), например гибкий, соединение 4 для подсоединения шланга 2 к стене 6 и удерживающее устройство для удержания шланга 2 в соединении 4.

Удерживающее устройство содержит крепежный элемент 10, приспособленный для присоединения к соединению 4, хомут 12, приспособленный для затягивания на поверхности шланга 2, прорезающую пластину 14, соединенную с хомутом 12, и трос 15, приспособленный для присоединения крепежного элемента 10 к прорезающей пластине 14.

Предпочтительно, упомянутый крепежный элемент 10 имеет отверстие, имеющее ось отверстия X-X, перпендикулярную боковой поверхности 10a крепежного элемента 10. Шланг 2 имеет упрочняющее внешнее покрытие 3b. Согласно первому варианту осуществления соединение 4 может присоединяться к адаптеру 16 для присоединения к стене 6 (фиг.1). В данном варианте осуществления соединение 4 содержит хвостовик 18, приспособленный для вставки, по меньшей мере, частично в оконечную часть 2a шланга 2, и вращающую гайку 20. Крепежный элемент 10 вставляется в адаптер 16 и гайку 20 и завинчивается в адаптер для того, чтобы крепежный элемент оставался неподвижным между гайкой 20 и адаптером 16.

В другом варианте осуществления соединение 4 содержит хвостовик 18, приспособленный для вставки, по меньшей мере, частично в оконечную часть 2a шланга 2, и фланец 22 для присоединения к стене (фиг.3). Фланец 22 присоединяется к стене посредством нескольких винтов 24. Крепежный элемент 10 надевается на стержень одного из винтов 24 и крепится к фланцу 22. Соединение 4 соединяется с втулкой 23. Втулка 23 приспособлена для присоединения к хвостовику 18 соединения 4 и для закрывания концевой части 2a шланга 2.

Втулка 23 выполнена с возможностью деформации посредством надлежащего сборочного инструмента для получения соединения между шлангом 2 и соединением 4 посредством сжатия концевой части 2a шланга 2 между хвостовиком 18 и втулкой 23.

Согласно предпочтительному варианту осуществления хомут 12 содержит металлическое кольцо 30, выполненное с возможностью охватывать поверхность шланга, и два противоположных выступа 32. Помимо этого хомут 12 содержит резиновую оболочку 34, выполненную с возможностью вставки в кольцо 30. Оболочка 34 обеспечивает возможность в обычном режиме работы системы расширять шланг 2, в общем, главным образом в радиальном направлении, предотвращая повреждение покрытия 3b шланга 2.

Хомут 12 дополнительно содержит винт 36, приспособленный для прохождения через выступы 32.

После того как винт 36 завинчен через выступы 32, два выступа 32 сближаются, тем самым фиксируя кольцо 30 хомута 12 на поверхности шланга 2.

Другими словами, выступы 32 и винт 36 реализуют предпочтительный вариант осуществления фиксирующего средства, приспособленного для фиксации хомута 12 к шлангу 2.

Предпочтительно, прорезающая пластина 14 шарнирно соединена с частью стержня винта 36 и размещена между выступами 32 хомута 12.

Прорезающая пластина 14 выполнена с возможностью вращения вокруг оси вращения Y-Y, перпендикулярной передней поверхности 14a пластины 14.

Прорезающая пластина 14 проходит между активной частью 50, расположенной напротив внешней поверхности шланга 2, когда пластина 14 шарнирно присоединена к хомуту 12, и взаимодействующей частью 52, противоположной активной части 50.

Активная часть 50 имеет несимметричную структуру.

В частности, структура 50 имеет центральную часть 54 и, по меньшей мере, один зубец 56, приспособленный для проникновения в покрытие 3b шланга 2. Предпочтительно используют два зубца 56, и они находятся вблизи центральной части 54.

Предпочтительно, зубец 56 ограничен ограничивающими поверхностями. Для этих поверхностей внешний угол наклона определяется боковой поверхностью шланга на стороне прорезающей пластины 14.

Предпочтительно, эти поверхности имеют острые внешние углы наклона.

Более того, внутренний угол наклона задается для зубца 56. Внутренний угол наклона определяется как угол между ограничивающими поверхностями зубца.

Предпочтительно, внутренний угол наклона является острым углом.

Во взаимодействующей части 50 прорезающая пластина 14 взаимодействует с тросом 15.

Предпочтительно, трос 15 содержит множество жил, предпочтительно изготовленных из металлического материала, скрученных так, чтобы сформировать упомянутый трос.

Другими словами, трос 15 имеет жесткость на изгиб, т.е. когда изгибается из прямолинейной конфигурации и затем отпускается, трос способен возвращаться к исходной конфигурации.

В силу этого признака упомянутый трос 15 реализует предпочтительный вариант осуществления средства поддержки, приспособленного для взаимодействия с прорезающей пластиной 14 для удержания ее на месте, когда она шарнирно соединена с хомутом 12.

Иными словами, поскольку трос 15 для соединения крепежного элемента 10 с прорезающей пластиной 14 изгибается, он способен возвращаться в исходную прямолинейную конфигурацию. Эта способность вызывает ответное действие, которое оказывает воздействие на прорезающую пластину 14, удерживая ее в позиции фиксации на шланге 2.

Предпочтительно, на этих концах трос 15 имеет скользящий узел для соединения с крепежным элементом 10 и пластиной 14.

Предпочтительно, сборочный узел содержит крепежный элемент 10, трос 15 и прорезающую пластину 14, соединенные между собой.

При обычном режиме работы системы прорезающая пластина 14 удерживается на месте посредством троса 15. В данном варианте зубцы 56 слегка соприкасаются с поверхностью шланга 2, но предпочтительно не соприкасаются, согласно компоновке без помех.

При обычном режиме работы системы шланг 2 может подвергаться удлинению, как правило, главным образом в радиальном направлении. В этом случае резиновая оболочка 34 обеспечивает возможность такого удлинения, тем самым предотвращая повреждения покрытия 3b шланга 2. Эта обычная рабочая конфигурация длится до первого значения давления текучей среды в шланге. Выше этого первого значения давления шланг 2 начинает выходить из хвостовика 18 соединения 4.

В конфигурации частичного извлечения концевая часть 2a шланга 2 частично выдвинута из хвостовика 18 и втулки 23, трос 15 оказывает воздействие на прорезающую пластину 14, вращая ее относительно компоновки без помех.

В конфигурации полного извлечения концевая часть 2a шланга 2 полностью извлечена из хвостовика 18 и из втулки 23 (фиг.2).

Переход от частичного извлечения к полному извлечению является внезапным, и энергия, заключенная в системе вследствие текучей среды под давлением, внезапно изменяется на кинетическую энергию концевой части 2a шланга 2. Эта часть стремится отброситься от соединения.

Внезапное движение концевой части 2a шланга 2 резко натягивает трос 15, так что зубец 56 проникает в покрытие 3b шланга 2. Если шланг 2 даже частично извлечен из хомута 12, зубец 56, проникающий в покрытие 3b шланга 2, жестко противодействует этому извлечению.

Другими словами, кинетическая энергия выброшенного шланга частично рассеивается как энергия для торможения и деформирования покрытия 3b.

В концевой части 2a шланга 2 после полного извлечения можно заметить наличие паза, вырезанного зубцом 56 в покрытии 3b шланга 2.

Удерживающее устройство согласно настоящему изобретению предоставляет возможность частичного рассеяния кинетической энергии извлеченного шланга.

Помимо этого данное устройство также предоставляет возможность удержания прорезающей пластины в надлежащей позиции, чтобы вдавливать ее в поверхность шланга.

Помимо этого сборочный узел приспособлен для взаимодействия с хомутами различных размеров для шлангов различных диаметров.

Очевидно, что специалисты в данной области техники могут выполнить некоторые изменения и корректировки в описанное выше удерживающее устройство, чтобы удовлетворить конкретные и дополнительные потребности, и все это в рамках области защиты, задаваемой в прилагаемой формуле изобретения. Кроме того, эти альтернативные варианты осуществления должны рассматриваться как содержащиеся в области защиты, задаваемой посредством прилагаемой формулы изобретения.

1. Устройство для удержания в неподвижной опоре шланга, имеющего внешнее покрытие, содержащее первое соединительное средство для соединения с неподвижной опорой, второе соединительное средство для соединения со шлангом, удерживающее средство для присоединения первого соединительного средства ко второму соединительному средству, отличающееся тем, что удерживающее средство содержит прорезающую пластину, приспособленную для проникновения, по меньшей мере, частично в покрытие шланга.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прорезающая пластина имеет, по меньшей мере, один зубец, приспособленный для проникновения в покрытие шланга.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что зубец имеет заостренный конец для проникновения в покрытие.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что зубец имеет острый внутренний угол наклона.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что зубец выполнен на конце прорезающей пластины и после соединения устройства со шлангом размещен напротив поверхности шланга.

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что содержит два зубца, симметричные относительно оси симметрии прорезающей пластины.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второе соединительное средство содержит хомут, выполненный с возможностью фиксации на поверхности шланга.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что хомут содержит кольцо и оболочку, помещенную в кольцо и предназначенную для контакта с поверхностью шланга.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что оболочка выполнена с возможностью обеспечения расширения шланга в обычной рабочей конфигурации системы.

10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что прорезающая пластина шарнирно соединена с хомутом и выполнена с возможностью вращения вокруг оси вращения, перпендикулярной передней поверхности прорезающей пластины.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первое соединительное средство содержит крепежный элемент.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что крепежный элемент имеет отверстие, имеющее ось, перпендикулярную боковой поверхности крепежного элемента.

13. Устройство по п.10 или 12, отличающееся тем, что ось вращения прорезающей пластины перпендикулярна оси отверстия крепежного элемента.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит поддерживающее средство для удержания прорезающей пластины на месте при соединении устройства со шлангом.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что удерживающее средство содержит поддерживающее средство.

16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что поддерживающее средство содержит трос, имеющий жесткость на изгиб.

17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что удерживающее средство содержит трос.

18. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при обычном рабочем состоянии прорезающая пластина находится в компоновке без возможности поворота, а в конфигурации полного или частичного извлечения шланга прорезающая пластина способна поворачиваться относительно предыдущего состояния.

19. Сборочный узел шланга с удерживающим устройством для удержания шланга в неподвижной опоре, содержащий шланг, имеющий покрытие, и удерживающее устройство, содержащее крепежный элемент, присоединенный к неподвижной опоре, и трос для удержания шланга в неподвижной опоре, отличающийся тем, что удерживающее устройство дополнительно содержит прорезающую пластину, приспособленную для проникновения, по меньшей мере, частично в покрытие шланга.

20. Сборочный узел по п.19, отличающийся тем, что шланг приспособлен фиксироваться посредством хомута, а прорезающая пластина выполнена с возможностью шарнирного соединения с хомутом.

21. Сборочный узел по п.19, отличающийся тем, что крепежный элемент имеет отверстие с осью, перпендикулярной боковой поверхности крепежного элемента, а прорезающая пластина имеет ось вращения, перпендикулярную передней поверхности прорезающей пластины, причем ось отверстия перпендикулярна указанной оси вращения.

22. Сборочный узел по п.19, отличающийся тем, что прорезающая пластина содержит, по меньшей мере, один зубец, приспособленный для проникновения в покрытие и имеющий заостренную конфигурацию.

23. Сборочный узел по п.19, отличающийся тем, что трос имеет жесткость на изгиб.