Беззазорное вставное соединение для трубо- и шлангопроводов

Изобретение относится к вставному соединению (1) для трубо- или шлангопроводов со свинчиваемым корпусом (3) и с навинченной на свинчиваемый корпус накидной гайкой (4) для стопорящего приема вставленного в свинчиваемый корпус патрубка (5) посредством опирающегося на расположенную на патрубке фиксирующую поверхность (6) стопорного кольца (7). На соотнесенной со стопорным кольцом донной поверхности (9) камеры (8) выполнена ступенчатая выемка (10) для приема стопорного кольца (7), состоящая из первой ступеньки (11) и примыкающей к ней, фиксирующей второй ступеньки (12). В камере (8) расположен уплотняющий вставленный патрубок относительно свинчиваемого корпуса уплотнитель (13), и патрубок посредством приложения давления к среде является переводимым из его положения вставления против направления вставления относительно свинчиваемого корпуса в его положение стопорения. В камере (8) между стопорным кольцом (7) и уплотнителем (13) расположено фиксирующее кольцо (15), которое находится в прилегании с одной стороны со стопорным кольцом (7), а с другой стороны - с уплотнителем (13) и которое опирается между вставленным патрубком (5) и выполненной в свинчиваемом корпусе и/или накидной гайке и наклоненной в направлении стопорного кольца к продольной оси патрубка поверхностью прилегания (16). Поверхность (16) прилегания выполнена с таким наклоном, что при находящемся в положении стопорения патрубке (5) посредством нагруженного давлением уплотнителя (13) перемещенное в его положение фиксации фиксирующее кольцо (15) зажимается с самоторможением в камере (8) и тем самым без зазора фиксирует патрубок. Изобретение повышает надежность соединения. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Настоящее изобретение относится к вставному соединению для трубо- или шлангопроводов с имеющим отверстие для пропускания протекающей через трубо- или шлангопровод среды свинчиваемым корпусом и с навинченной на свинчиваемый корпус накидной гайкой для стопорящего приема вставленного в свинчиваемый корпус патрубка посредством опирающегося на расположенную на патрубке фиксирующую поверхность стопорного кольца, которое расположено в ограниченной накидной гайкой, свинчиваемым корпусом и патрубком камере, причем на соотнесенной со стопорным кольцом донной поверхности камеры выполнена ступенчатая выемка для приема стопорного кольца, состоящая из смежной с камерой и выполненной для приема стопорного кольца при вставлении патрубка первой ступеньки и примыкающей к ней и фиксирующей стопорное кольцо в прилегании к фиксирующей поверхности вставленного патрубка второй ступеньки, причем, помимо этого, в камере расположен уплотняющий вставленный патрубок относительно свинчиваемого корпуса уплотнитель, и патрубок посредством приложения давления к среде является переводимым из его положения вставления против направления вставления относительно свинчиваемого корпуса в его положение стопорения, в котором стопорное кольцо лежит на второй ступеньке выемки.

Вставное соединение с вышеназванными признаками описано в DE 102004035354 В3. Это известное вставное соединение основывается на принципе стопорения, состоящем в том, что с одной стороны в камере, выполненной в накидной гайке, прочно навинченной на соединенный с первой трубой или образующий ее составную часть свинчиваемый корпус, расположено расширяющееся с пружинением стопорное кольцо и что с другой стороны патрубок в форме второй трубы с выполненным на нем посредством деформации стенки его трубы утолщением является вставляемым в камеру накидной гайки или же в примыкающий к ней свинчиваемый корпус и стопоримым там с помощью стопорного кольца. При вставлении патрубка выполненное пружинящим стопорное кольцо расширяется утолщением, пока при достижении положения соединения свинчиваемого корпуса и патрубка оно не защелкнется позади выполненной утолщением поверхности стопорения. Для того чтобы предоставить возможность этого радиального движения стопорного кольца, на соотнесенной со стопорным кольцом донной поверхности камеры выполнена ступенчатая выемка для приема стопорного кольца, которая состоит из смежной с камерой и выполненной для приема стопорного кольца при вставлении патрубка первой ступеньки и примыкающей к ней и фиксирующей стопорное кольцо в стопорящем прилегании к вставленному патрубку второй ступеньки. В известном вставном соединении из-за размещения обеих этих ступенек выемки вращение накидной гайки на свинчиваемом корпусе при вставленном патрубке не предусмотрено.

С такого рода вставным соединением связан еще один недостаток, заключающийся в том, что в сначала ненагруженном положении вставления патрубка в свинчиваемый корпус стопорное кольцо прилегает к переходному углу между первой ступенькой выемки и второй ступенькой выемки. Только в находящемся под давлением вставном соединении или при действующей на него растягивающей нагрузке стопорное кольцо полностью втягивается на вторую ступеньку выемки и фиксируется на ней вследствие положения накидной гайки на свинчиваемом корпусе. Отсюда следует, что при переменных давлениях и, прежде всего, в безнапорном вставном соединении имеет место определенный осевой зазор между патрубком с поверхностью стопорения и свинчиваемым корпусом с накидной гайкой. При приложении динамического давления или при действующих на вставное соединение вибрациях этот осевой зазор приводит к соответствующим осевым движениям конструктивных элементов относительно друг друга и тем самым к износу и, как следствие, к меньшему сроку службы вставного соединения.

Поэтому в основе изобретения лежит задача такого усовершенствования вставного соединения с соответствующими родовому понятию признаками, чтобы при приложении динамического давления вплоть до безнапорного состояния, а также при действующих вибрациях было предотвращено относительное движение конструктивных элементов вставного соединения относительно друг друга.

Данная задача решена посредством вставного соединения с признаками независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные выполнения вставного соединения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения и в описании, причем признаки этих предпочтительных выполнений могут комбинироваться друг с другом любым технологически целесообразным способом.

Задача решена, прежде всего, посредством того, что в камере между стопорным кольцом и уплотнителем расположено фиксирующее кольцо, которое опирается между вставленным патрубком и выполненной в свинчиваемом корпусе и/или накидной гайке и наклоненной с аксиальным прохождением в направлении стопорного кольца к продольной оси патрубка поверхностью прилегания, причем поверхность прилегания выполнена с таким наклоном, что при находящемся в положении стопорения патрубке перемещенное посредством нагруженного давлением уплотнителя в его положение фиксации фиксирующее кольцо зажимается с самоторможением в камере и тем самым без зазора фиксирует патрубок. При этом беззазорная фиксация действует как в осевом, так и в радиальном направлении, а также при приложении переменного давления вплоть до безнапорного состояния. Предпочтительно фиксирующее кольцо находится в прилегании к уплотнителю и к стопорному кольцу.

Следовательно, при первом приложении давления на вставное соединение патрубок со стопорным кольцом посредством находящейся под давлением среды перемещается в осевом направлении в его положение стопорения, так что из-за наличия обусловленных технологически и функционально промежуточных пространств выходящая спереди из патрубка среда прилегает к уплотнителю, который со своей стороны находится в контакте с фиксирующим кольцом. Вследствие давления среды уплотнитель с фиксирующим кольцом смещается в положение фиксации. Величина действующей при этом на фиксирующее кольцо силы зависит от рабочего давления среды и от размера уплотнителя. Следовательно, с помощью размера выбранного уплотнителя может быть настроена оптимальная сила. В дополнение к этому фиксация фиксирующего кольца может быть выбрана посредством выбора избранного материала фиксирующего кольца. При мягких материалах фиксация возникает при малых силах, а при твердых материалах - при больших силах. Предпочтительным является фиксирующее кольцо из высокопрочной пластмассы.

Согласно изобретению поверхность прилегания может быть выполнена в накидной гайке или в свинчиваемом корпусе, причем к свинчиваемому корпусу может быть причислено также расположенное в камере, подпирающееся между свинчиваемым корпусом и накидной гайкой промежуточное кольцо, которое может выполнять функцию адаптера или элемента для подгонки свинчиваемого корпуса к различным патрубкам. Поверхность прилегания должна иметь такой наклон к продольной оси патрубка, чтобы самоторможение могло произойти.

Под самоторможением понимается то, что даже при безнапорном состоянии фиксирующее кольцо не может попасть обратно в положение вставления. Из этого следует также решающее преимущество настоящего изобретения, так как именно фиксирующее кольцо даже в безнапорном состоянии среды держит патрубок без зазора, прежде всего, в осевом направлении, причем положение беззазорного стопорения получается без другого манипулирования накидной гайкой или свинчиваемым корпусом. То есть положение беззазорного стопорения достигается при первом приложении давления к среде. В положении беззазорного стопорения относительно движение частей вставного соединения и трубо- или шлангопровода относительно друг друга пресечено.

Согласно настоящему изобретению вставленный в вставное соединение патрубок удерживается в положении стопорения посредством стопорного кольца и беззазорно фиксируется посредством находящегося в положении фиксации фиксирующего кольца.

Является предпочтительным, чтобы поверхность прилегания была наклонена к продольной оси патрубка под углом менее чем 10°. При таком малом угле между поверхностью прилегания и продольной осью, как правило, всегда имеет место самоторможение.

Согласно предпочтительному усовершенствованию поверхность прилегания выполнена в накидной гайке, причем предпочтительно осевая ограничительная поверхность первой ступеньки выемки наклонена относительно направления вставления и, таким образом, образует поверхность прилегания. Поверхность прилегания может быть выполнена, например, только в накидной гайке.

Альтернативно, поверхность прилегания выполнена в расположенном в камере промежуточном кольце или в выполненном на свинчиваемом корпусе штуцере. Прежде всего, поверхность прилегания выполнена только в одном из этих элементов. В случае если поверхности прилегания выполнены как в накидной гайке, так и в промежуточном кольце или штуцере, фиксирующее кольцо зажимается в нескольких местах, вследствие чего достигается более надежная фиксация.

Для того чтобы при вставлении патрубка в свинчиваемый корпус удерживать фиксирующее кольцо в предопределенной позиции и при приложении давления к среде иметь в наличии дополнительную силу зажатия, является предпочтительным, чтобы фиксирующее кольцо было выполнено в его осевом поперечном сечении Z-образно, чтобы оно с одной стороны в осевом направлении находилось в прилегании к расположенному в камере промежуточному кольцу или к выполненному на свинчиваемом корпусе штуцеру, а с другой стороны в осевом направлении находилось в прилегании к утолщению на патрубке. В связи с этим является также предпочтительным, если в положении вставления и положении стопорения фиксирующее кольцо прилегает к утолщению патрубка.

Согласно другому предпочтительному выполнению вставного соединения фиксирующее кольцо имеет по меньшей мере одну ориентированную параллельно продольной оси прорезь. При этом фиксирующее действие фиксирующего кольца и его самоторможение сохраняются, так как они зависят в основном от выполнения угла поверхностей прилегания. Фиксирующее кольцо может иметь одну или несколько проходящих, по меньшей мере, частично в продольном направлении прорезей. При фиксирующем кольце из пластмассы является предпочтительным, чтобы оно имело несколько проходящих лишь частично в фиксирующем кольце в продольном направлении прорезей. При выполнении фиксирующего кольца из металла, такого как латунь или алюминий, является предпочтительным, чтобы была выполнена только одна прорезь, которая проходит в продольном направлении полностью через все фиксирующее кольцо. Такое металлическое кольцо может воспринимать больше вибраций, чем пластмассовое кольцо.

Настоящее изобретение и техническая среда разъясняются подробнее с помощью последующих фигур, причем указывается на то, что на фигурах показаны предпочтительные формы выполнения изобретения, однако оно не ограничено этим. Схематически показано на:

Фиг. 1 - соответствующее изобретению вставное соединение,

Фиг. 2 - вставное соединение со вставленным патрубком,

Фиг. 3 - вставное соединение в положении стопорения,

Фиг. 4 - часть вставного соединения в положении стопорения,

Фиг. 5 - другая форма выполнения соответствующего изобретению вставного соединения и

Фиг. 6 - фиксирующее кольцо.

Изображенное на фиг. 1-4 вставное соединение 1 состоит из свинчиваемого корпуса 3, на снабженный соответствующей наружной резьбой резьбовой штуцер которого навинчена накидная гайка 4 с соответствующей внутренней резьбой. В свинчиваемом корпусе 3 выполнено отверстие 2. В предварительно собранный в этом отношении свинчиваемый корпус 3 с навинченной на него накидной гайкой 4 является вставляемым патрубок 5 (фиг. 2). Во вставном соединении 1 посредством свинчиваемого корпуса 3, накидной гайки 4 и патрубка 5 выполнена камера 8. В камере 8 рядом со стопорным кольцом 7 расположено находящееся в прилегании к стопорному кольцу 7 фиксирующее кольцо 15. В дополнение к этому в камере расположено подогнанное к форме свинчиваемого корпуса 3 промежуточное кольцо 19. Помимо этого, в камере 8 расположен уплотнитель в форме уплотнительного кольца 13, которое уплотняющим образом взаимодействует со вставляемым концом патрубка 5 и уплотняет патрубок 5 относительно промежуточного кольца 19.

Во вставляемой области патрубка 5 выполнено выступающее за внешнюю окружность вставляемой области утолщение 21, причем к утолщению 21 примыкает фиксирующая поверхность 6 в форме канавки. Патрубок 5 имеет продольную ось 17, совпадающую с таковой свинчиваемого корпуса 3 и накидной гайки 4.

Фиксирующее кольцо 15 лежит своим внешним периметром на двух поверхностях 16 прилегания. Одна поверхность 16 прилегания выполнена на промежуточном кольце 19, а другая поверхность прилегания - на накидной гайке 4. Поверхности прилегания наклонены относительно продольной оси 17 на угол 18 менее 10°. Для данного изобретения было бы достаточным, если бы промежуточное кольцо 19 прилегало только к одной из поверхностей 16 прилегания.

В накидной гайке 4 вблизи от донной поверхности 9 накидной гайки 4 выполнена двухступенчатая выемка 10 для приема стопорного кольца 7 в положении вставления патрубка 5 и в положении стопорения с первой ступенькой 11 и со второй ступенькой 12. Для монтажа трубного вставного соединения вставляемый патрубок 5 вставляется в состоящий из свинчиваемого корпуса 3 и накидной гайки 4 блок, причем в положении вставления стопорное кольцо 7, как видно из фиг. 2, входит в прилегание к фиксирующей поверхности 6. В изображении на фиг. 2 стопорное кольцо 7 находится еще на первой ступеньке 11 выемки 10.

Если теперь текущая в патрубке 5 среда оказывается под давлением, то сначала патрубок 5 под действием давления перемещается в осевом направлении против направления 14 вставления, вследствие чего расширяющееся с пружинением стопорное кольцо 7 входит в прилегание ко второй ступеньке 12. Таким образом, теперь вследствие наличия обусловленного технологически и функционально зазора находящаяся под давлением среда может дойти до уплотнительного кольца 13, которое в свою очередь под действием давления перемещает фиксирующее кольцо 15 против направления 14 вставления. Так как поверхности 16 прилегания сужаются против направления 14 вставления под углом 18, то теперь фиксирующее кольцо 15 зажимается между поверхностями 16 прилегания и патрубком 5. Положение стопорения и положение фиксации изображены на фиг. 3 и в увеличенном виде на фиг. 4.

Из-за наклона поверхностей 16 прилегания относительно продольной оси 17 фиксирующее кольцо 15 лежит между поверхностями 16 прилегания и патрубком 5 с самоторможением, вследствие чего фиксирующее кольцо 15 удерживается во вставном соединении 1 без зазора даже в безнапорном состоянии.

На фиг. 5 изображена альтернативная форма выполнения соответствующего изобретению вставного соединения 1, причем в последующем детально описываются только отличия. В отличие от обсуждавшейся до сих пор формы выполнения сам свинчиваемый корпус 3 сформован здесь так, что он образует поверхность 16 прилегания в форме штуцера 20 для уплотнителя 13 и фиксирующего кольца 15. Таким образом, по сравнению с обсуждавшейся до сих пор формой выполнения экономится одна деталь, а именно промежуточное кольцо, вследствие чего может быть достигнута более компактная структура.

На фиг. 6 изображено фиксирующее кольцо 15, которое имеет одну прорезь 22. Прорезь проходит параллельно продольной оси 17 вставного соединения и проходит по всей ширине 23 фиксирующего кольца 15. В не изображенной форме выполнения прорезь 22 могла бы проходить также только по части ширины 23 фиксирующего кольца 15.

С помощью настоящего изобретения может быть получено беззазорное, снижающее износ вставное соединение, не требующее от осуществляющего соединение лица выполнения дополнительного этапа монтажа.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 вставное соединение

2 отверстие

3 свинчиваемый корпус

4 накидная гайка

5 патрубок

6 фиксирующая поверхность

7 стопорное кольцо

8 камера

9 донная поверхность

10 выемка

11 первая ступенька

12 вторая ступенька

13 уплотнительное кольцо

14 направление вставления

15 фиксирующее кольцо

16 поверхность прилегания

17 продольная ось

18 угол

19 промежуточное кольцо

20 штуцер

21 утолщение

22 прорезь

23 ширина

1. Вставное соединение (1) для трубо- или шлангопроводов с имеющим отверстие (2) для пропускания протекающей через трубо- или шлангопровод среды свинчиваемым корпусом (3) и с навинченной на свинчиваемый корпус (3) накидной гайкой (4) для стопорящего приема вставленного в свинчиваемый корпус (3) патрубка (5) посредством опирающегося на расположенную на патрубке (5) фиксирующую поверхность (6) стопорного кольца (7), которое расположено в ограниченной накидной гайкой (4), свинчиваемым корпусом (3) и патрубком (5) камере (8), причем на соотнесенной со стопорным кольцом (7) донной поверхности (9) камеры (8) выполнена ступенчатая выемка (10) для приема стопорного кольца (7), состоящая из смежной с камерой (8) и выполненной для приема стопорного кольца (7) при вставлении патрубка (5) первой ступеньки (11) и примыкающей к ней и фиксирующей стопорное кольцо (7) в прилегании к фиксирующей поверхности (6) вставленного патрубка (5) второй ступеньки (12), причем, помимо этого, в камере (8) расположен уплотняющий вставленный патрубок (5) относительно свинчиваемого корпуса (3) уплотнитель (13), и патрубок (5) посредством приложения давления к среде является переводимым из его положения вставления против направления (14) вставления относительно свинчиваемого корпуса (3) в его положение стопорения, в котором стопорное кольцо (7) лежит на второй ступеньке (12) выемки (10), отличающееся тем, что в камере (8) между стопорным кольцом (7) и уплотнителем (13) расположено фиксирующее кольцо (15), которое опирается между вставленным патрубком (5) и выполненной в свинчиваемом корпусе (3) и/или накидной гайке (4) и наклоненной с аксиальным прохождением в направлении стопорного кольца (7) к продольной оси (17) патрубка (5) поверхностью (16) прилегания, причем поверхность (16) прилегания выполнена с таким наклоном, что при находящемся в положении стопорения патрубке (5) посредством нагруженного давлением уплотнителя (13) перемещенное в его положение фиксации фиксирующее кольцо (15) зажимается с самоторможением в камере (8) и тем самым без зазора фиксирует патрубок (5).

2. Вставное соединение (1) по п. 1, причем поверхность (16) прилегания наклонена к продольной оси (17) патрубка (5) под углом (18) менее чем 10°.

3. Вставное соединение (1) по п. 1 или 2, причем поверхность (16) прилегания выполнена в накидной гайке (4).

4. Вставное соединение (1) по п. 3, причем осевая ограничительная поверхность первой ступеньки (11) выемки (10) наклонена к направлению (14) вставления и образует поверхность (16) прилегания.

5. Вставное соединение (1) по п. 1 или 2, причем поверхность (16) прилегания выполнена в расположенном в камере (8), опирающемся между свинчиваемым корпусом (3) и накидной гайкой (4) промежуточном кольце (19) или в выполненном на свинчиваемом корпусе (3) штуцере (20).

6. Вставное соединение (1) по п. 1 или 2, причем фиксирующее кольцо (15) в его осевом поперечном сечении выполнено Z-образно, так что оно с одной стороны в осевом направлении находится в прилегании к расположенному в камере (8) промежуточному кольцу (19) или к выполненному на свинчиваемом корпусе (3) штуцеру (20), а с другой стороны в осевом направлении находится в прилегании к утолщению (21) на патрубке (5).

7. Вставное соединение (1) по п. 1 или 2, причем в положении (14) вставления и в положении стопорения фиксирующее кольцо (15) прилегает к утолщению (21) патрубка (5).

8. Вставное соединение (1) по п. 1 или 2, причем фиксирующее кольцо (15) имеет по меньшей мере одну ориентированную параллельно продольной оси (17) прорезь (22).