ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ПРОХОЖДЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ ЧЕРЕЗ СТЕНКУ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОХОЖДЕНИЯ ЧЕРЕЗ СТЕНКУ
ELEMENT FOR PASSAGE OF FLUID CONDUIT THROUGH WALL OF DEVICE AND TO PASS THROUGH WALL

Изобретение относится к элементу для прохождения трубопровода для текучей среды через стенку, содержащему корпус, который имеет проходящую в осевом направлении вставную область с крепежным элементом и упор, причем вставная область имеет опорный участок.
Кроме того, изобретение относится к устройству для прохождения через стенку, содержащему такой элемент для прохождения через стенку и стенку, имеющую сквозное отверстие.
В некоторых случаях нужно, чтобы текучая среда могла пройти через стенку, например, когда жидкость нужно вывести из бака или емкости. С этой целью в стенке бака или емкости выполняют сквозное отверстие, в которое вставляют элемент для прохождения через стенку, содержащий вставную область. В одном известном решении вставная область в качестве крепежного элемента имеет наружную резьбу. На эту наружную резьбу навинчивают гайку и затягивают ее до прилегания упора к стенке на другой стороне. Участок вставной области между гайкой и упором, который окружен стенкой, называют также опорным участком, так как вставная область, как правило, имеет в этом месте контакт со стенкой.
Для установки такого элемента для прохождения через стенку требуется доступ с двух сторон стенки. Доступ на одной стороне стенки необходим, чтобы можно было вставить этот элемент в сквозное отверстие, а доступ на другой стороне стенки необходим для навинчивания гайки на наружную резьбу. Установка такого элемента требует сравнительно много времени.
В основе изобретения лежит задача создать элемент для прохождения через стенку, который можно легко установить.
Эта задача решена тем, что в элементе для прохождения через стенку описанного выше типа крепежный элемент на обращенной от упора стороне опорного участка имеет по меньшей мере один выступающий в радиальном направлении за опорный участок фасонный элемент с обращенной к упору задней стенкой, и по меньшей мере один пружинящий в радиальном направлении выступ, который смещен относительно фасонного элемента в окружном направлении, а в осевом направлении выступает относительно задней стенки в направлении к упору.
Благодаря такому элементу прохождение трубопровода через стенку намного упрощается. Требуется лишь предусмотреть в стенке сквозное отверстие, внутренний контур которого соответствует наружному контуру крепежного элемента в области упора или упоров. В этом случае можно вставить элемент для прохождения через стенку его вставной областью в стенку, пропустив его через сквозное отверстие. Фасонный элемент или элементы могут проходить через соответствующие области на периферии сквозного отверстия в стенке. Вставную область элемента вставляют в сквозное отверстие в стенке до тех пор, пока опорный участок не будет находиться в пределах стенки. Так как фасонный элемент находится на обращенной от упора стороне опорного участка, то элемент для прохождения через стенку можно повернуть в сквозном отверстии, чтобы фасонный элемент вошел в ту область стенки, в которой перемещение элемента прохождения через стенку из сквозного отверстия, то есть противоположно направлению вдвигания, больше уже невозможно. Такое перемещение предотвращается посредством того, что задняя стенка упирается в стенку. Если элемент для прохождения через стенку поворачивают достаточно далеко, то пружинящий выступ попадает в ту область сквозного отверстия, через которую перед этим прошел фасонный элемент. Здесь пружинящий выступ может пружинить в радиальном направлении наружу и входить в выемку. Это возможно потому, что выступ выдается относительно задней стенке выемки в направлении к упору и таким образом выступает в опорный участок. Как только пружинящий выступ войдет в выемку во внутреннем контуре сквозного отверстия, поворот элемента для прохождения через стенку будет уже невозможен. Так как поворот будет невозможен, элемент для прохождения через стенку тоже не сможет занять положение, в котором фасонный элемент снова находится напротив выемки во внутреннем контуре сквозного отверстия и элемент для прохождения через стенку можно вытащить. Таким образом, элемент для прохождения через стенку можно устанавливать с одной стороны стенки, а именно, просто путем вдвигания и последующего поворота. Такая установка может выполняться значительно быстрее, чем навинчивание гайки на наружную резьбу.
В окружном направлении предпочтительно имеется несколько фасонных элементов, причем по меньшей мере между двумя из них расположен пружинящий выступ. Благодаря тому, что фасонных элементов несколько, можно предотвратить перекос элемента для прохождения в стенке. Целесообразно иметь по меньшей мере два, а предпочтительно три или четыре фасонных элемента, расположенных на равных расстояниях в окружном направлении. Внутренний контур сквозного отверстия имеет соответствующее количество выемок.
Опорный участок имеет предпочтительно круглое поперечное сечение. Это выгодно, в частности, если внутренний контур сквозного отверстия тоже круглый, по меньшей мере на отдельных участках. В этом случае при повороте опорный участок может скользить внутри сквозного отверстия. Опорный участок может служить опорой элементу для прохождения через стенку в сквозном отверстии.
Выступ на своей обращенной от упора стороне предпочтительно имеет заходной скос. Когда элемент для прохождения через стенку вставляют в сквозное отверстие в стенке, заходной скос позволяет пружинящему выступу вдавливаться в радиальном направлении внутрь настолько, что он полностью размещается в сквозном отверстии. Благодаря скосу сила, прилагаемая для введения элемента для прохождения через стенку в сквозное отверстие стенки, преобразуется в силу, действующую в радиальном направлении на пружинящий выступ.
Выступ в ненагруженном состоянии предпочтительно проходит в радиальном направлении по меньшей мере так же далеко, как и фасонный элемент. Благодаря этому с высокой степенью надежности обеспечивается возможность выступа пружинить в радиальном направлении наружу очень далеко и вследствие этого создавать относительно большое сопротивление повороту элемента для прохождения через стенку в стенке. Как правило, выемка во внутреннем контуре стенки лишь незначительно больше, чем радиальный размер фасонного элемента. Поэтому если выступ может пружинить в радиальном направлении наружу, то он практически заполняет выемку в радиальном направлении.
Корпус предпочтительно имеет внутреннюю часть и наружную часть, при этом внутренняя часть содержит канал для текучей среды и соединительные элементы для него, а наружная часть содержит крепежный элемент. В этом варианте достигается относительная гибкость при установке элемента для прохождения через стенку. Во многих случаях желательно иметь в распоряжении разные соединительные элементы для канала для текучей среды. Для этого можно использовать разные внутренние части, но наружная часть, содержащая крепежный элемент, может оставаться одной и той же для разных внутренних частей, так что затраты на инструменты остаются малыми.
Внутренняя и наружная части предпочтительно соединены друг с другом при помощи фиксирующего соединения. Это облегчает установку элемента. Внутреннюю часть нужно просто вставить в наружную часть, при этом элементы фиксирующего соединения сцепляются друг с другом. Инструменты или стыковочные элементы не требуются.
Внутренняя и наружная части соединены друг с другом предпочтительно без возможности поворота. Иногда желательно, чтобы соединительные элементы канала для текучей среды имели определенную ориентацию. Эта ориентация может достигаться посредством расположения внутренней части в наружной части. Так как элемент для прохождения через стенку после завершения установки закреплен в стенке без возможности поворота, как описано выше, то соединение без возможности поворота между внутренней частью и наружной частью может обеспечить желательную ориентацию соединительных элементов канала для текучей среды.
Упор предпочтительно расположен на внутренней части. Это упрощает конструкцию. Благодаря этому инструменты для изготовления внутренней части и наружной части тоже могут иметь сравнительно простую конструкцию, что экономит затраты.
Задача изобретения решается также тем, что устройство для прохождения через стенку содержит описанный выше элемент для прохождения через стенку и стенку, имеющую сквозное отверстие, внутренний контур которого соответствует фасонному элементу.
Как описано выше, такое устройство можно изготавливать относительно простым способом. Требуется лишь иметь сквозное отверстие, которое для каждого фасонного элемента на элементе для прохождения через стенку имеет по меньшей мере одну выемку на своем внутреннем контуре.
Элемент для прохождения через стенку вставляют его вставной областью в сквозное отверстие. При этом фасонный элемент или элементы проходят через выемку или выемки до тех пор, пока не выйдут из стенки на ее противоположной стороне. Если затем элемент для прохождения через стенку повернуть в сквозном отверстии, то пружинящий выступ попадает в выемку и может пружинить в радиальном направлении наружу, так что дальнейший поворот невозможен. Благодаря этому автоматически предотвращается возможность того, что фасонный элемент или элементы снова попадет (попадут) в выемку или выемки.
Внутренний контур по меньшей мере на отдельных участках предпочтительно имеет форму окружности, диаметр которой соответствует диаметру опорного участка. В этом варианте можно поворачивать опорный участок в сквозном отверстии, при этом положение элемента для прохождения через стенку практически фиксируется. Перемещение в направлении, перпендикулярном к вставной области, практически невозможно. Возможен лишь поворот элемента для прохождения через стенку относительно стенки. Разумеется, окружность прерывается там, где предусмотрены выемки, через которые могут проходить фасонные элементы.
Предпочтительно, чтобы между упором и стенкой было расположено уплотнение. Его задачей является уплотнение стенки в области элемента для прохождения через стенку. Уплотнение выполнено из эластомерного материала. В соответствии с этим уплотнение также выполняет определенное упругое действие и отжимает упор от стенки, так что задняя стенка фасонного элемента подтягивается к обращенной от упора стороне стенки. Благодаря этому элемент для прохождения через стенку удерживается в стенке практически без зазора в направлении вдвигания.
Ниже изобретение описано на примере предпочтительного варианта его осуществления со ссылками на чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает устройство для прохождения через стенку, вид с торца, и
фиг. 2 - разрез II-II на фиг. 1.
Устройство 1 для прохождения через стенку содержит элемент 2 для прохождения через стенку и стенку 3. Стенка 3 является, например, стенкой емкости или бака, из которых текучая среда должна поступать наружу.
Для размещения элемента 2 стенка 3 снабжена сквозным отверстием 4. Внутренний контур сквозного отверстия 4 представляет собой по существу окружность, от которой в радиальном направлении наружу отходят четыре выемки 5. Вместо четырех выемок 5 может быть предусмотрено другое количество выемок 5, например 3, 5, 6, 7 или 8. Выемки 5 равномерно распределены по окружности сквозного отверстия 4 и имеют по существу прямоугольную форму, однако могут иметь форму трапеции.
Элемент для прохождения через стенку имеет корпус, состоящий из внутренней части 6 и наружной части 7 и имеющий упор 8, который в данном варианте расположен на внутренней части 6 и выполнен вместе с ней как одно целое. На наружной части 7 корпуса имеется вставная область 9 с крепежным элементом, который описан ниже. При установке элемента 2 для прохождения через стенку его корпус пропускают вставной областью 9 через сквозное отверстие 4.
Между упором 8 и стенкой 3 расположено уплотнение 10, которое в данном варианте образовано уплотнительным кольцом из эластомерного материала.
Наружная часть 7 имеет опорный участок 11, который при установленном элементе 2 для прохождения через стенку расположен внутри сквозного отверстия 4. Опорный участок 11 имеет по существу наружный контур в форме окружности. Диаметр наружного контура соответствует внутреннему диаметру сквозного отверстия 4, при этом допустим небольшой зазор.
На наружной части 7 корпуса имеется несколько расположенных на одинаковых расстояниях в окружном направлении фасонных элементов 12, которые могут быть выполнены в виде примерно прямоугольных выступов. Возможны и другие формы фасонных элементов.
Каждый фасонный элемент 12 имеет на своей обращенной к упору 8 стороне заднюю стенку 13, образующую как бы границу опорного участка 11. Другими словами, фасонный элемент расположен на обращенной от упора 8 стороне опорного участка 11. В настоящем варианте предусмотрено четыре фасонных элемента 12. Количество фасонных элементов 12 и количество выемок 5 соответствуют друг другу.
Фасонные элементы 12 на своей стороне, обращенной от упора 8, могут иметь заходные скосы 14.
Между фасонными элементами 12 в окружном направлении расположены четыре выступа 15, каждый из которых установлен на вершине перемычки 16, соединенной с наружной частью 7. Перемычка 16 образует своего рода пружину, так что выступы 15 могут пружинить в радиальном направлении.
Как видно на фиг. 2, выступ 15 выдается относительно задней стенки 13 в осевом направлении к упору 8 и имеет на обращенной от упора 8 стороне заходной скос 17.
Внутренняя часть 6 и наружная часть 7 соединены друг с другом при помощи фиксирующего соединения. С этой целью наружная часть 7 имеет внутри несколько стопорных пальцев 18, которые расположены на равных расстояниях друг от друга в окружном направлении и каждый из которых имеет заходной скос 19. Когда внутреннюю часть 6 вдвигают в наружную часть 7 (справа налево на фиг. 2), стопорный палец 18 заходит за периферийный выступ 20 на внутренней части 6, сцепляясь с ним. Для каждого стопорного пальца 18 предусмотрена приемная камера 21, при этом приемные камеры 21 имеют в окружном направлении ограничительные стенки. Поэтому сцепленный с выступом стопорный палец 18 препятствует не только перемещению внутренней части 6 и наружной части 7 друг относительно друга в направлении вдвигания, которое ниже также названо «осевым направлением», но и повороту этих частей 6, 7 друг относительно друга.
Внутренняя часть 6 имеет канал 22 для текучей среды, на каждом конце которого имеется соединительный элемент 23, 24. На чертеже показан пример выполнения соединительных элементов 23, 24. Возможно также применение других соединительных элементов.
Установка элемента для прохождения через стенку является относительно простой. Она может осуществляться с одной стороны стенки 3. В варианте выполнения, показанном на фиг. 2, это правая сторона.
Элемент 2 для прохождения через стенку перед установкой в стенку 3 уже снабжен уплотнением 10. Уплотнение 10 можно разместить, когда внутренняя часть 6 и наружная часть 7 приставлены одна к другой и зафиксированы между собой.
Элемент 2 для прохождения через стенку вставляют его вставной областью 9 в сквозное отверстие 4, при этом фасонные элементы 12 проходят через выемки 5 в контуре сквозного отверстия 4. Разумеется, требуется соответствующая ориентация элемента 2 относительно выемок 5.
В то время как фасонные элементы 12 могут беспрепятственно проходить через выемки 5, для выступов 15 соответствующий проход отсутствует. Поэтому они вдавливаются в радиальном направлении внутрь, чему способствует заходной скос 17, и пружинят в этом направлении настолько, что могут войти в сквозное отверстие 4 за выемки 5.
Элемент 2 вдвигают в стенку 3 до тех пор, пока уплотнение 10 не будет прилегать к стенке 3 и слегка сжиматься упором 8. Уплотнение 10 сжимается настолько, что задние стенки 13 фасонных элементов 12 отходят от стенки 3 или прилегают к ней на обращенной от упора 8 стороне лишь с небольшой силой. В этом состоянии элемент 2 можно повернуть относительно стенки 3. Во время этого поворота опорный участок 11 удерживается сквозным отверстием 4, так что происходит только поворот, а не перемещение параллельно стенке 3.
Элемент 2 поворачивают до тех пор, пока пружинящие выступы 15 не войдут в выемки 5 сквозного отверстия 4. Так как выступы 15 пружинят в радиальном направлении наружу, их вход в выемки 5 возможен без проблем, а также он будет ощущаться монтажником.
Как только выступы 15 войдут в выемки 5, установка элемента 2 завершается. Уплотнение 10 может разжаться и подтянуть заднюю стенку 13 фасонных элементов 12 к стенке 3. При этом уплотнение 10 остается слегка сжатым, так что оно может хорошо выполнять свою уплотнительную функцию.
Вход пружинящих выступов 15 в выемки 5 возможен, так как выступы 15 выдаются вперед за заднюю стенку 13 фасонных элементов 12 в направлении к упору 8. Даже если фасонные элементы 12 полностью прошли через стенку 3, пружинящие выступы 15 всегда находятся еще в пределах стенки 3. Перемещение выступов 15 из сквозного отверстия 4 наружу предотвращается благодаря взаимодействию упора 8 и уплотнения 10.
Как видно на фиг. 1, фасонные элементы 12 и выступы 15 выдаются в радиальном направлении наружу примерно на одинаковое расстояние.
Между внутренней частью 6 и наружной частью 7 корпус имеет установочное отверстие 25, в которое может вставляться соединительный элемент с целью образования соединения между трубопроводом для текучей среды (не показан) и каналом 22 для текучей среды. В данном варианте установочное отверстие 25 имеет поверхность 26 для приложения вращающего момента, которая, например, образована уплощенным участком на цилиндрической поверхности. Разумеется, поверхности для приложения вращающего момента могут иметь другую форму, например форму многогранника. Если применяют соответствующим образом согласованный соединительный элемент, то он удерживается без возможности поворота относительно элемента 2 для прохождения через стенку, так что можно относительно точно определить не только угловое положение элемента 2 относительно стенки 3, но и угловое положение присоединенного к нему трубопровода.
Выполнение корпуса с внутренней 6 и наружной 7 частями обеспечивает технологические преимущества. Применяемые для изготовления корпуса инструменты, предпочтительно формы для литья под давлением, могут быть относительно простыми. Возможно также выполнение корпуса как единого целого или соединение внутренней части 6 и наружной части 7 друг с другом иным способом, например склеиванием или сваркой.