Многоканальное быстроразъемное соединение
Владельцы патента RU 2568014:
Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс") (RU)
Изобретение относится к машиностроению, а именно к многоканальным быстроразъемным соединениям трубопроводов, и может быть использовано там, где требуется многоканальная транспортировка жидкостей, газов и быстрое, надежное разъединение трубопроводов в определенный момент, преимущественно в ракетно-космической технике. Многоканальное быстроразъемное соединение содержит корпус с размещенными в нем трубопроводными каналами, соединенными посредством шарнирных соединений, одни концы которых выполнены в виде сферических наконечников. Шарнирные соединения выполнены подпружиненными, а сферические наконечники шарнирного соединения взаимодействует с внутренними поверхностями трубопроводных каналов, которые выполнены коническими и самоуплотняются посредством уплотнительных колец и защитных шайб, размещенных в проточках трубопроводных каналов, а другие концы шарнирных соединений, со стороны ответных трубопроводных каналов больших диаметров, выполнены в виде части сферы с проточками под уплотнительные кольца и защитные шайбы, при этом быстроразъемное соединение стянуто замковым устройством, а для предотвращения взаимного смещения плит корпуса в них размещены фиксирующие элементы. Изобретение обеспечивает герметичное и надежное соединение-разделение трубопроводов. 3 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к космической технике, и касается систем и агрегатов, в которых необходимо надежное и быстрое разделение трубопроводов.
Известны многоканальные быстроразъемные соединения (БРС), в которых разделяемые трубопроводы представляют телескопические соединения, т.е. "труба в трубе", и уплотняются по сопряженным поверхностям эластомерными уплотнителями [патенты Германии №1324446, №136039] и для надежного разделения частей БРС имеют в своем составе специальные расталкивающие устройства.
Наличие дополнительных устройств усложняет конструкцию, увеличивает трудоемкость изготовления, повышает полетную массу БРС, тем самым уменьшает полезную нагрузку.
При изготовлении, сборке и разделении (расстыковках) к многоштуцерным БРС предъявляются высокие требования по соосности стыкуемых трубопроводов и ограничению действующих сил от присоединенных трубопроводов.
Существуют многоканальные БРС, в которых соединение каналов осуществляется по торцовым поверхностям, по типу клапанных устройств [Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник. Под общей редакцией А.И. Голубева и Л.А. Кондакова. М.: Машиностроение, 1986, стр. 221-240, рис. 7.3, 7.10].
Недостатками таких соединений также являются: высокие требования по соосности ответных частей, равномерности нагрузок на уплотнитель, из-за допусков на размеры входящих деталей; большие силы стягивания разделяемых частей БРС, компенсирующие расталкивающие силы от давления среды в стыкуемых трубопроводах БРС.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому многоканальному быстроразъемному соединению с шарнирным соединением трубопроводов является выбранное в качестве прототипа трубное шарнирное соединение, размещенное в жестком корпусе, в котором один из трубопроводов выполнен с внутренней поверхностью в виде части сферы, сопряженной со сферической поверхностью законцовки наконечника. Другой конец наконечника - цилиндрический, вставлен в соединяемый трубопровод, т.е. "труба в трубе" (авторское свидетельство №1295130 - прототип).
Недостатком этой конструкции являются ее ограниченные возможности, так как не предназначена для многоканальных быстроразъемных соединений, требующих совпадения центров сферических поверхностей и их соосности сопряженным цилиндрическим поверхностям другого конца трубопровода, что является технически сложным для соединения одновременно 3-х, 5-ти и т.д. трубопроводов.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение его возможностей с обеспечением герметичного и надежного соединения-разделения, где количество соединяемых трубопроводов больше трех.
Поставленная задача достигается тем, что многоканальное быстроразъемное соединение содержит корпус с размещенными в нем трубопроводными каналами, соединенными посредством шарнирного соединения, один конец которого выполнен в виде сферического наконечника, при этом шарнирное соединение выполнено подпружиненным, а сферические наконечники шарнирного соединения взаимодействуют с внутренними поверхностями трубопроводного канала, которые выполнены коническими и самоуплотняются посредством уплотнительных колец и защитных шайб, размещенных в проточках трубопроводного канала, а другие концы шарнирного соединения, со стороны ответного трубопроводного канала, выполнены в виде части сферы с проточками под уплотнительные кольца и защитные шайбы, при этом быстроразъемное соединение стянуто замковым устройством, а для предотвращения взаимного смещения плит корпуса в них размещены фиксирующие элементы.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где показаны:
на фиг. 1 - главный вид многоканального БРС в разрезе;
на фиг 2 - показан вид Б с фиг. 1;
на фиг. 3 - вид сверху, дающий представление о компоновке и количестве стыкуемых трубопроводов.
Многоканальное БРС, изображенное на фиг. 1, состоит из корпуса в виде двух плит 1 и 2, имеющих трубопроводные каналы 3 и 4, соединенные между собой посредством подпружиненного шарнирного соединения 5.
Пружина 6 с одной стороны поджимает сферические наконечники шарнирного соединения 5 к конической поверхности канала 3, в проточках которого размещены уплотнительные кольца 7 и защитные шайбы 8, а контакт шарнирного соединения 5, выполненного в виде части сферы со стороны ответного трубопроводного канала 4, осуществляется через уплотнительные кольца 9 и защитные шайбы 10, размещенные в проточках сферической поверхности шарнирного соединения 5.
Обе части многоканального быстроразъемного соединения стянуты замковым устройством 11, а для исключения относительного сдвига плиты 1 и 2 в них размещены фиксирующие элементы 12 в виде штифтов.
Замена цилиндрического конца наконечника на сферический, т.е. пару "труба в трубе" на пару "шар в трубе", имеющую 4-ю степень свободы, позволяет сферическое седло одного трубопроводного канала заменить на конусное седло.
Второй конец наконечника, выполненный в виде части сферы, вставлен в ответный трубопроводный канал и представляет кинематическую пару "шар в трубе" с 4-мя степенями свободы, что позволяет шарниру самоустанавливаться в уплотнительных местах, упрощая сборку БРС, компенсируя возможные несоосности при изготовлении, сборке, перемещения от воздействия температур и внешних нагрузок.
Таким образом, использование заявленного изобретения позволит расширить его возможности с обеспечением герметичного и надежного соединения-разделения, где количество трубопроводов больше 3.
Многоканальное быстроразъемное соединение, содержащее корпус с размещенными в нем трубопроводными каналами, соединенными посредством шарнирного соединения, один конец которого выполнен в виде сферического наконечника, при этом шарнирное соединение выполнено подпружиненным, а сферические наконечники шарнирного соединения взаимодействуют с внутренними поверхностями трубопроводного канала, которые выполнены коническими и самоуплотняются посредством уплотнительных колец и защитных шайб, размещенных в проточках трубопроводного канала, а другие концы шарнирного соединения, со стороны ответного трубопроводного канала, выполнены в виде части сферы с проточками под уплотнительные кольца и защитные шайбы, при этом быстроразъемное соединение стянуто замковым устройством, а для предотвращения взаимного смещения плит корпуса в них размещены фиксирующие элементы.
