УЛУЧШЕННЫЙ ОБЖИМНОЙ ИНСТРУМЕНТ
ENHANCED COMPACTING TOOL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к обжимным устройствам и, в частности, к обжимному инструменту для обжима фитингов.
Уровень техники
В гидравлических системах с помощью обжимных фитингов соединяют концы труб для формирования непроницаемых для жидкости соединений между трубами. Обжимные фитинги в гидравлических системах самолета используются в течение многих лет. Во время операции обжима трубы вставляют в фитинг, выполненный в виде, например, цилиндрической гильзы, и затем фитинг обжимают или сжимают радиально внутрь с помощью обжимного инструмента. Кольцевые выступы на внешней поверхности фитинга сглаживаются и преобразуются во внутреннюю поверхность фитинга, и формируют кольцевые выемки в трубе, которые надежно закрепляют ее в фитинге.
Обжимаемые фитинги часто располагаются в труднодоступных местах. В связи с этим, существует потребность в обжимном инструменте, который был бы достаточно компактным для обеспечения возможности доступа к трудно доступным местам. Некоторые обычные обжимные инструменты имеют компактную конструкцию, на которой установлена верхняя матрица, удерживаемая хомутом, и нижняя матрица, соединенные с инструментом с помощью держателя губки. В некоторых обжимных инструментах хомут может быть отделен от остального инструмента для соединения с фитингом.
Существует множество проблем, связанных с обычными обжимными инструментами. В некоторых обычных обжимных инструментах нижняя матрица может поворачиваться или качаться во время операции обжима. Поворот или качание губки может повредить обжимной инструмент и привести к дефекту при обжиме фитинга. Многократное неправильное использование обжимного инструмента с течением времени может привести к проблемам при обжиме, связанным с износом. В результате, обычный обжимной инструмент может стать ненадежным.
Существует потребность в обжимном инструменте, который был бы универсальным и компактным и позволял бы выполнять различные операции обжима и в котором были бы исключены недостатки, связанные с обычными обжимными инструментами.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение направлено на создание обжимного устройства или инструмента для обжима гидравлических фитингов и для соединения отдельных труб. В одном варианте осуществления изобретения обжимное устройство включает в себя хомут и силовой блок. Хомут включает головку и первый пружинный зажим, фиксирующий первую губку на головке. Головка также включает подкладку и второй пружинный зажим, фиксирующий вторую губку на подкладке.
Силовой блок включает в себя основное основание с посадочным местом, на которое устанавливается подкладка и головка. Силовой блок включает также подвижный поршень, который контактирует с подкладкой для перемещения второй губки в направлении первой губки, чтобы, таким образом, выполнять обжим фитингов и соединить вместе трубы.
В другом варианте воплощения изобретение направлено на обжимное устройство, имеющее головку с первой губкой, соединенной с головкой, подкладку, имеющую вторую губку, соединенную с подкладкой, и силовой блок, имеющий основание с посадочным местом, на которое устанавливается подкладка и головка. Силовой блок включает в себя подвижный поршень, который контактирует с подкладкой для перемещения второй губки в направлении первой губки. Подкладка соединяется с посадочным местом основания только в одном положении, и головка соединяется с возможностью скольжения с посадочным местом основания только в одном положении.
Другой вариант выполнения изобретения направлен на обжимное устройство, имеющее головку и первый пружинный фиксатор, который удерживает первую губку на головке. Головка включает в себя подкладку и второй пружинный фиксатор, который удерживает вторую губку на подкладке. Обжимное устройство дополнительно включает в себя силовой блок, имеющий основание с посадочным местом, на который устанавливают головку. Силовой блок включает в себя подвижный поршень, который контактирует с подкладкой, когда головку устанавливают на силовой блок для перемещения второй губки в направлении первой губки. Силовой блок также включает в себя гильзу, которая фиксирует головку на силовом блоке, когда головка устанавливается на него.
В другом варианте выполнения изобретение направлено на обжимное устройство, имеющее первую и вторую губки и головку, имеющую центральный участок, расположенный между первым и вторым боковыми участками. Первый боковой участок включает в себя ножку с первым контуром, и второй боковой участок включает в себя ножку со вторым контуром, который отличается от первого контура. Первый пружинный фиксатор удерживает первую губку на головке. Обжимное устройство включает в себя подкладку и второй пружинный фиксатор, который удерживает вторую губку на подкладке. Обжимное устройство включает в себя силовой блок, имеющий основание с посадочным местом, на который устанавливается подкладка и головка. Силовой блок включает в себя подвижный поршень, который контактирует с подкладкой для перемещения второй губки в направлении первой губки. Посадочное место основания включает в себя первую выемку, имеющую контур, в который со скольжением устанавливается ножка первого бокового участка головки, и вторую выемку, имеющую контур, в который со скольжением устанавливается ножка второго бокового участка головки.
В другом варианте выполнения изобретение направлено на обжимное устройство, имеющее первую губку, по меньшей мере, с одним пазом, головку и первый пружинный фиксатор, имеющий, по меньшей мере, одну ножку, которая соединяется с, по меньшей мере, один пазом верхней губки для удержания первой губки на головке. Обжимное устройство включает в себя вторую губку, имеющую, по меньшей мере, один паз, подкладку и второй пружинный фиксатор, имеющий, по меньшей мере, одну ножку, которая соединяется, по меньшей мере, с одним пазом второй губки для удержания второй губки на подкладке. Обжимное устройство включает в себя силовой блок, имеющий основание с посадочным местом, на которое устанавливается подкладка и головка. Силовой блок включает в себя подвижный поршень, который контактирует с подкладкой для перемещения второй губки в направлении первой губки.
Эти и другие варианты выполнения и преимущества изобретения будут понятны из следующего описания и прилагаемых чертежей.
Краткое описание чертежей
На фиг.1А показан вид в перспективе обжимного инструмента, имеющего головку или хомут, соединенный с возможностью скольжения с силовым блоком в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.1В показан вид в перспективе обжимного инструмента по фиг.1А с головкой, отсоединенной от силового блока.
На фиг.1C показан вид в перспективе деталировки головки по фиг.1А.
На фиг.1D показан вид в перспективе деталировки, представляющий составные части силового блока по фиг.1А.
На фиг.1Е показан вид сбоку деталировки первой и второй губок головки по фиг.1C.
На фиг.2 показан вид сбоку с частичным разрезом обжатого фитинга и двух труб, соединенных вместе с помощью улучшенного обжимного инструмента по фиг.1А.
На фиг.3А показан вид в разрезе обжимного инструмента по фиг.1А.
На фиг.3В показан вид в разрезе с деталировкой обжимного инструмента по фиг.1А.
Осуществление изобретения
На фиг.1А представлен улучшенный обжимной инструмент 100 в соответствии с настоящим изобретением. Обжимной инструмент 100 имеет хомут 101, установленный с возможностью перемещения относительно силового блока 103. На фиг.1В показан обжимной инструмент 100 с хомутом 101, отсоединенным от силового блока 103. На фиг.1C показаны составные части хомута 101, включающего в себя головку 102, подкладку 106, первую 110 (верхнюю) и вторую 114 (нижнюю) губки, и первый 112 (верхний) и второй 116 (нижний) пружинные зажимы. На фиг.1D показаны составные силового блока 103, включающего в себя основание 104. На фиг.1В показано, что подкладка 106 установлена с возможностью отсоединения от верхнего конца основания 104. Первая губка 110 при помощи первого пружинного зажима 112 установлена на головке 102 с возможностью отсоединения. Вторая губка 114 установлена с возможностью отсоединения от подкладки 106 посредством второго пружинного зажима 116.
Головка 102 представляет собой единую деталь U-образной формы с изогнутой центральной частью 162, расположенной, по меньшей мере, между двумя боковыми участками 166, 167. Изогнутая центральная часть 162 имеет внешнюю изогнутую поверхность 170, которая выполнена с возможностью установки на нее своей внутренней изогнутой поверхностью первого пружинного зажима 112. Изогнутая центральная часть 162 имеет внутреннюю изогнутую поверхность 168, которая выполнена с возможностью установки на нее внешней изогнутой поверхности первой губки 110. Головка 102 содержит участки 210, расположенные внутри в месте перехода центральной части 162 в боковые участки 166, 167. Головка 102 содержит также первую и вторую ножки 180, 182, выполненные на нижних концах первого и второго боковых участков 166 167 соответственно.
Как показано на фиг.1D, основание 104 силового блока 103 включает цилиндрический нижний участок 188 и цилиндрический верхний участок 198, имеющий меньший диаметр, чем диаметр нижнего участка 188. Основание 104 содержит посадочное место 200, имеющее плоскую верхнюю поверхность 204, расположенную рядом с верхним участком 198, которая выполнена с возможностью установки на нее подкладки 106. Посадочное место 200 имеет выемку 308, которая позволяет пропускать через нее цилиндрический шток поршня так, что он примыкает к подкладке 106. В одном варианте выполнения выемка 308 имеет скошенную внешнюю кромку.
Посадочное место 200 содержит выступающую боковую стенку 206, которая выступает от верхней поверхности 204 по ширине посадочного места 200. В одном варианте выполнения, как показано на фиг.1D, посадочное место 200 и выступающая боковая стенка 206 выполнены за одно целое с основанием 104. Выступающая боковая стенка 206 посадочного места 200 обеспечивает возможность сборки подкладки 106, второй губки 114 и второго пружинного зажима 116, расположенных на верхней поверхности 204 посадочного места 200 основания 104 только в одном положении и предотвращает сборку этого узла в неправильном или несоответствующем положении. Это свойство более подробно описано ниже.
Основание 104 содержит первую и вторую выемки 184, 186, выполненные на сторонах посадочного места 200, рядом с верхним участком 198 основания 104. Первый участок ножки 180 имеет такой контур, что он может со скольжением перемещаться по первой выемке 184 основания 104, и второй участок 182 ножки имеет такой контур, что он может со скольжением перемещаться по второй выемке 186 основания 104. Сопряжение первого участка 180 ножки с первой выемкой 184 и сопряжение второго участка 182 ножки со второй выемкой 186 за счет различия в конфигурациях сопряжений в каждой паре обусловливает возможность соединения головки 102 с основанием 104 только в одном положении. В одном варианте выполнения такая несимметричная конструкция обусловлена формой «полосы Мерфи» (Murphy Strip configuration), которая обеспечивает соединение хомута 101 с силовым блоком 103 только в одном относительном положении. Если хомут 101 повернуть относительно силового блока 103 так, что участки 180, 182 ножек головки 102 не будут правильно ориентированы относительно соответствующих выемок 184, 186 основания 104, то хомут 101 не может быть соединен с силовым блоком 103. То есть, участок 180 ножки не сможет соединиться с выемкой 186, а участок 182 ножки не сможет соединиться с выемкой 184. Таким образом, исключается соединение хомута 101 с силовым блоком 103 в неправильном направлении.
В одном варианте осуществления, как показано на фиг.1В, ножка 180 имеет закругленную внутреннюю поверхность 190, тогда как вторая ножка 182 имеет плоскую внутреннюю поверхность 192. Первая выемка 184 имеет закругленную внутреннюю поверхность 194, которая соответствует закругленной внутренней поверхности 190 ножки 180, тогда как вторая выемка 186 имеет плоскую внутреннюю поверхность 196, соответствующую плоской внутренней поверхности 192 ножки 182. Такие соответствующие конфигурации ножек 180, 182 и выемок 184, 186 позволяют устанавливать головку 102 по скользящей посадке на основание 104 только в одном относительном положении. Для специалистов в данной области техники будет понятно, что можно использовать альтернативные несимметричные конфигурации для обеспечения однонаправленного скользящего соединения между головкой 102 и основанием 104.
Силовой блок 103 включает в себя гильзу или втулку 118, установленную подвижно относительно с верхнего участка 198 основания 104. В одном варианте осуществления гильза 118 выполнена в виде кольца, имеющего внутреннюю поверхность, которая выполнена с возможностью соединения с внешней поверхностью цилиндрического верхнего участка 198 для фиксации головки 102 в определенном положении на основании 104. После соединения ножек 180, 182 головки с выемками 184, 186 основания гильзы 118 перемещаются вверх в направлении головки 102 для фиксации ножек 180, 182 в выемках 184, 186.
Находясь в фиксированном положении, гильза 118 предотвращает возможность отсоединения головки 102 от основания 104 во время операции обжима. Таким образом, гильза 118 обеспечивает принудительное правильное фиксированное положение хомута 101 в процессе обжима и предотвращает выпадение хомута 101, если инструмент 100 удерживают с отклонением от вертикали. Гильза 118 действует как направляющий механизм и устраняет возможность непроизвольного смещения головки 102 (из установленного положения) в процессе обжима, что может привести к состоянию чрезмерного напряжения для деталей обжимного инструмента. Гильза 118 также является средством, которое обе, верхнюю и нижнюю, губки удерживает в номинальном относительном положении, что обеспечивает правильный обжим фитинга. Как показано на фиг.3А-В, внутри гильзы 118 может быть расположена пружина, которая удерживает или позиционирует гильзу в верхнем положении, в то время как хомут 101 соединен с силовым блоком. В одном варианте осуществления гильза 118 удерживает хомут 101 на силовом блоке 103 с использованием направляющего механизма.
Как описано выше, средство совмещения головки предусмотрено для совмещения хомута 101 с силовым блоком 103, в результате чего головка 102 правильно соединяется и закрепляется на основании 104 перед началом работы обжимного инструмента 100. Это в свою очередь обеспечивает правильное совмещение первой и второй губок 110, 114 и, следовательно, предотвращает неполный или неправильный обжим, который может происходить, если первая губка 110 будет расположена в обратной ориентации относительно второй губки 114.
Как лучше показано на фиг.1C, подкладка 106 включает в себя нижнюю поверхность 172, прямоугольные боковые поверхности 174 и боковые поверхности 176 с изогнутой выемкой 178, образованной между ними в верхнем участке подкладки 106. Изогнутая выемка 178 выполнена с возможностью установки в нее второй губки 114. Подкладка 106 включает в себя участки 212, имеющие контуры, предназначенные для контакта с участками 210 головки 102 во время движения нижней губки 114 в направлении головки 102.
Как лучше всего показано на фиг.1Е, первая и вторая губки 110, 114 имеют противоположные полукруглые поверхности 134, предназначенные для установки на них и обжима внешней изогнутой поверхности фитинга. Множество параллельных продольных каналов 136 в виде пазов расположены от левого конца губок 110, 114 до места, расположенного рядом с их правым концом. Между каналами 136 с чередованием расположено множество параллельных продольных каналов 138, выполненных в виде пазов, которые расположены от правого конца до места, расположенного рядом с левым концом губок 110, 114. Каналы 136, 138 в виде пазов образуют удлиненные изогнутые участки 140, передающие радиальное усилие сжатия от губок 110, 114. Верхняя губка 110 содержит фиксирующие пазы 142, 144, предназначенные для соединения с верхним пружинным зажимом 112, а нижняя губка 114 содержит фиксирующие пазы 146, предназначенные для соединения с нижним пружинным зажимом 116.
Первый пружинный зажим 112 содержит изогнутый участок 160, выполненный с возможностью установки на изогнутый участок 162 головки 102. Первый пружинный зажим 112 содержит боковые участки 164, которые направлены вниз от участка 160 поверх боковых участков 166, 167 головки 102. Первый пружинный зажим 112 содержит фланцевые участки 120, 122, которые направлены вниз от центрального участка 160. Каждый фланцевый участок 120, 122 содержит ножки 152, которые направлены внутрь первого пружинного зажима 112 для надежного удержания пружинным зажимом первой губки 110.
Первая губка 110 содержит множество фиксирующих верхних пазов 142, 144, образованных на торцевых поверхностях первой губки 110. Верхние фиксирующие пазы 142, 144 выполнены с возможностью расположения в них ножек 152 первого пружинного зажима 112, для обеспечения надежного соединения. Фиксирующие пазы 142, 144 позволяют быстро собирать первую губку 110, что снижает производственные затраты. Как показано на фиг.1А, ножки 152 контактируют с верхними фиксирующими пазами 142, 144 губки так, что изогнутый участок 162 головки 102 располагается между ними. Фланцевые участки 120, 122 первого пружинного зажима 112 смещаются внутрь, для удержания первой губки 110 в положении между фланцевыми участками 120, 122. Боковые участки 164 первого пружинного зажима 112 смещены внутрь для удержания первого пружинного зажима 112 в положении на боковых участках 166, 167 головки 102. Первый пружинный зажим 112 позволяет устанавливать первую губку 110 на головке 102, без использования винтов крепления, устраняя, таким образом, необходимость высверливания отверстий в головке 102, для установки первой губки 110.
Второй пружинный зажим 116 содержит нижнюю часть 128 и боковые участки 124, 126, которые направлены вверх от него, образуя полость для установки в подкладки 106. Боковые участки 124, 126 второго пружинного зажима 116 включают в себя ножки 156 и удлиненный выступ 158, которые направлены внутрь, для закрепления второй губки 114. Второй пружинный зажим 116 содержит язычок 130, который является продолжением участка 128 напротив отверстия 132 рядом с боковым участком 124. Язычок 130 позволяет устанавливать подкладку 106, вторую губку 114 и второй пружинный зажим 116 на посадочном месте 200 основания 104 только в одном положении относительно боковой стенки 206. Язычок 130 упирается в боковую стенку 206, исключая возможность сборки в неправильном положении. Например, если подкладка 106, вторая губка 114 и второй пружинный зажим 116 будут перевернуты, язычок 180 войдет в контакт с выступающей боковой стенкой 206 и не позволит установить такой узел на посадочном месте 200.
Вторая губка 114 содержит множество фиксирующих пазов 146, образованных на одной ее торцевой поверхности, и фиксирующую выемку 148, образованную на другой ее торцевой поверхности. В пазы 146 нижней губки устанавливаются ушки 156 второго пружинного зажима 116, в результате чего образуется безопасное соединение. Пазы 146 обеспечивают возможность более быстрой сборки второй губки 114 для уменьшения производственных затрат. В выемке 148 нижней губки располагается удлиненный выступ 158 нижнего пружинного зажима 116, в результате чего образуется безопасное соединение.
Как описано выше, средство совмещения нижней губки 114 с подкладкой 106 и вторым пружинным зажимом 116 предназначено для правильной ориентации относительно основания 104 перед выполнением операции обжима с помощью обжимного инструмента 100. Правильная ориентация этого узла относительно основания 104 основания обеспечивает правильную ориентацию второй губки 114 относительно первой губки 110 для обеспечения правильного обжима фитинга с помощью обжимного инструмента 100. Боковая стенка 206 посадочного места и язычок 130 пружинного зажима обеспечивают возможность установки этого узла на основании 104 в нужном положении и предотвращают возможность установки этого узла на основании 104 в неправильном положении. Боковая стенка 206 и язычок 130 также предотвращают нежелательное колебание или поворот этого узла относительно основания 104 во время операций обжима, повышая, таким образом, надежность и увеличивая срок эксплуатации обжимного инструмента 100.
На фиг.2 изображен обжатый фитинг 250 и две трубы 252, 254, соединенные вместе с помощью обжимного инструмента 100. Вторая губка 114 выполнена с возможностью перемещения в направлении первой губки 110 для обжима фитинга 250 и соединения вместе труб 252, 254. Как показано на фиг.2, фитинг 250 содержит гильзу 260, предназначенную для установки в нее концов труб 252, 254. Перед обжимом фитинг 250 имеет гладкую цилиндрическую внутреннюю стенку 262 и несимметричную внешнюю поверхность 264, имеющую кольцевую канавку 266 малого диаметра, расположенную рядом с каждым торцом фитинга 250. Наружу от канавки 266 расположен кольцевой выступ 268 с плоскими участками и коническая, сужающаяся внутрь выступающая кромка 270, которая распространяется до конца фитинга 250. Плоские участки поверхности выступа 268 выполнены для предотвращения относительного вращения трубки 254 и фитинга 250 после завершения обжима.
В процессе обжима фитинг 250 сжимается внутрь губками 110, 114, в результате чего вдоль внутренней стенки 262 фитинга 250 образуется неравномерный контур, который плотно охватывает трубу 254. Кроме того, кольцевой выступ 268 фитинга 250 сжимается внутрь с образованием кольцевой выемки на внутренней стенке 262 фитинга 250. Труба 252, соответственно, обжимается по форме, соответствующей внутренней стенке 262 фитинга 250. Таким образом, обжимной инструмент 100 обеспечивает стабильное, непроницаемое для жидкости соединение двух труб 252, 254.
На фиг.3А представлен вид в разрезе обжимного инструмента 100. На фиг.3В представлен вид в разрезе деталей обжимного инструмента 100.
Как показано на фиг.3А, первая губка 110 установлена внутри U-образной головки 102. Участки 210 головки 102 выполнены с возможностью контакта участками 212 на подкладке 106 в процессе обжима. Поверхности участков 210 и 212 могут быть выполнены клиновидными относительно поперечной оси обжимного инструмента 100, например, под углом приблизительно 30°. Клиновидные поверхности обеспечивают равномерное распределение нагрузки и меньшую вероятность поломки этих частей инструмента 100, что уменьшает необходимость их усиления.
Боковые участки 166, 167 головки 102 направлены вниз параллельно друг другу. Боковые участки 166, 167 имеют, по существу, плоскую и параллельную внутреннюю и внешнюю поверхности, которые заканчиваются на ножках 180, 182. Как описано выше, ножки 180, 182 имеют такие контуры, что обеспечивают соединение по скользящей посадке с выемками 184, 186 головки 102 головки с основанием 104. Выемки 184, 186 направлены поперек продольной оси верхнего цилиндрического участка 198 основания 104. Для установки головки 102 на основании 104 ножки 180, 182 вставляют скользящим движением в выемки 184, 186 до тех пор, пока первая губка 110 не будет установлена с фиксацией непосредственно над второй губкой 114.
Скользящее соединение ножек 180, 182 и выемок 184, 186 обеспечивает непосредственное соединение головки 102 с основанием 104 и уменьшает необходимость использования зажимов, гаек или других различных деталей для крепления. Такое скользящее соединение приводит к повышению надежности обжимного инструмента, вследствие быстрого и надежного соединения между головкой 102 и основанием 104. Кроме того, такое скользящее соединение снижает колебание и поворот первой губки 110 относительно второй губки 114, в результате чего улучшаются рабочие характеристики и надежность обжимного инструмента 100.
Когда подкладка 106 установлена на основании 104, она располагается между боковыми участками 166, 167 головки 102. Подкладка 106 удерживается между боковыми участками 166, 167 с помощью шарика 310, который расположен внутри проточки 312 подкладки 106 и подпружинен наружу с помощью пружины 314, располагаясь в канавке 316 боковых участков 166, 167. Канавка 316 расположена в осевом направлении на расстояние, которое обеспечивает перемещение второй губки 114 и подкладки 106 в направлении первой губки 110 в процессе обжима, в то время как головка 102 и первая губка 110 остаются неподвижными. Нижняя поверхность 172 подкладки 106 примыкает к верхней поверхности 204 посадочного места 200 основания 104.
Как показано на фиг.3А, 3В, основание 104 силового блока 103 содержит внутренний цилиндрический участок, который разделен на первую, вторую и третью цилиндрические полости 322, 324, 326. Силовой блок 103 содержит поршень 350, съемную заглушку 320 и пружинное стопорное кольцо 338, установленное во внутреннем цилиндрическом участке основания 104. Как будет более подробно описано ниже, пружинное стопорное кольцо 338 обеспечивает удержание съемной заглушки 320 внутри основания 104 силового блока 103. В процессе обжима фитинга, такого как фитинг 250, показанный на фиг.2, вторая губка 114 перемещается в направлении первой губки 110 с помощью поршня 350 внутри цилиндрического основания 104 силового блока 103.
Как показано на фиг.3А, 3В, съемная заглушка 320 ввинчена в положение, при котором она находится внутри третьей полости 326 основания 104. В одном варианте осуществления съемная заглушка 320 имеет цилиндрическую форму, с центральным осевым отверстием 330, расположенным между ее частями 336, 337. Верхняя часть 336 заглушки имеет меньший диаметр, чем нижняя часть 337. Съемная заглушка 320 содержит первый уплотнительный элемент 372, в виде кольца, который выполнен с возможностью контакта с верхней частью 336. Съемная заглушка 320 содержит буртик 339, который направлен наружу от верхней части 336, и прижимает первый уплотнительный элемент 372 к верхней части 336 между буртиком 339 и нижней частью 337. Первый уплотнительный элемент 372 является барьером для жидкости между съемной заглушкой 320 и основанием 104.
Внешняя часть съемной заглушки 320 содержит направленный наружу кольцевой выступ 332, который расположен напротив направленного внутрь кольцевого выступа 334 на внутренней поверхности основания 104. Съемная заглушка 320 содержит внешнюю поверхность 340 с внешней резьбой для соединения с поверхностью 342 с внутренней резьбой третьей полости 326. После соединения с резьбой съемной заглушки 320 внутри третьей камеры 326 буртик 332 съемной заглушки 320 упирается в буртик 334 основания 104.
Как показано на фиг.3А, съемная заглушка 320 закреплена и удерживается в нижней камере 324 основания 104 посредством пружинного стопорного кольца 338. В одном варианте осуществления пружинное стопорное кольцо 338 выполнено в виде цилиндрического диска, имеющего центральное осевое отверстие и скошенную внешнюю, расположенную вдоль окружности кромку 346, которая устанавливается в проточку 345 на внутренней поверхности основания 104. Когда пружинное стопорное кольцо 338 полностью расположено в проточке 345, съемная заглушка 320 удерживается между нижним открытым концом основания 104 и выступом 334 на внутренней поверхности основания 104. Центральное осевое отверстие 330 съемной заглушки 320 и центральное осевое отверстие пружинного стопорного кольца 338 соосны и обеспечивают возможность подачи текучей среды во внутреннюю полость основания 104, что обеспечивает возможность работы пневматического или гидравлического обжимного инструмента 100. Следует понимать, что центральное осевое отверстия 330 съемной заглушки 320 содержат гладкую внутреннюю цилиндрическую поверхность.
Участок 337 основания съемной заглушки 320 содержит монтажные сверления 347, которые выполнены с возможностью установки в них креплений, таких как винты, для закрепления пружинного стопорного кольца 338 на съемной заглушке 320. Когда съемная заглушка 320 завинчена на место в основание 104 и пружинное стопорное кольцо 338 установлено в проточке 345, крепления могут быть вставлены через проточки 351, выполненные в пружинном стопорном кольце 338 и в монтажные сверления 347 для закрепления пружинного стопорного кольца 338 на съемной заглушке 320. Это исключает отсоединение съемной заглушки 320 от основания 104 во время операции обжима.
В одном варианте осуществления входное отверстие 390 съемной заглушки 320 содержит входное отверстие для подачи высокого давления, такое как, например, отверстие MS с резьбой MS33649-2, что облегчает установку двухосного поворотного соединения 400 посредством адаптера 406 на силовом блоке 103. Конструкция входного отверстия подачи высокого давления 390 уменьшает напряжение, связанное с подачей текучей среды под давлением в силовой блок 103 во время операции обжима. Поворотное соединение 400 содержит первый шарнир 402, который обеспечивает возможность поворота обжимного инструмента 100 в плоскости, совпадающей с осью основания 104. Как показано на фиг.3А, первый шарнир 402 поворотного соединения 400 связан со съемной заглушкой 320 посредством адаптера 406. Поворотное соединение 400 содержит второй шарнир 404, который обеспечивает возможность обжимному инструменту 100 двигаться по цилиндрическому пути вокруг продольной оси поворотного соединения 400. Поворотное соединение 400 обеспечивает возможность ориентировать обжимной инструмент 100, по существу, в любом направлении. Это свойство является важным при выполнении операции обжима в ограниченном пространстве или когда прямой осевой доступ к фитингу, такому как фитинг 250, ограничен окружающим оборудованием.
В одном варианте осуществления внешняя поверхность 340 съемной заглушки 320 выполнена с конической резьбой. Обычно выполнение наружной или внутренней конической резьбы в соответствующей резьбовой детали улучшает распределение нагрузки по резьбе по сравнению с обычной резьбой с постоянным шагом. Таким образом, коническая резьба на внешней поверхности 340 съемной заглушки 320 может улучшить прочность резьбового соединения между съемной заглушкой 320 и внутренней резьбовой поверхностью 342 основания 104. Резьба 340 может расширяться наружу так, что внешний диаметр съемной заглушки 320 увеличивается от верхнего участка 336 в направлении нижнего участка 387, в то время как внутренняя резьба 342 основания 104 выполнена, например, обычным образом с постоянным шагом.
Поршень 350 силового блока 103 содержит основание 354, расположенное во второй полости 324, шток 356, проходящий через первую полость 322 и через осевое отверстие 360 в верхнем участке 198 основания 104, причем шток 356 имеет головку, которая упирается в подкладку 106 и соединяется с ней через стопорное кольцо 362. В одном варианте осуществления стопорное кольцо 362 выполнено из материала Тефлон, но может быть выполнено из другого материала, не выходя за пределы объема изобретения. Верхний участок штока 356 содержит проточку 173, которая проходит через выемку 308 на установочном участке 200 основания 104 и закрепляется на подкладке 106 с помощью стопорного кольца 362. Когда хомут 101 и силовой блок 103 соединяют, стопорное кольцо 362 удерживает подкладку 106 на поршне 350, в результате чего вторая губка 114 остается совмещенной с первой губкой 110 во время движения поршня 350 при выполнении операции обжима. В обжимном инструменте 100 используется один поршень 350, что представляет собой улучшение по сравнению с инструментами обжима предшествующего уровня техники.
Кольцевой буртик 364, выполненный в верхней части 354 поршня, контактирует с направленным внутрь кольцевым буртиком 366 внутренней поверхности основания 104. Кольцевой буртик 366 действует как внутренний ограничитель движения поршня 350 в процессе обжима. В процессе обжима вторая губка 114 движется в направлении первой губки 110 с помощью подкладки 106 и поршня 350 внутри основания 104. После контакта кольцевой буртик 366 основания 104 примыкает к кольцевому буртику 364 поршня 350.
Ниже верхней части 354 поршня содержится второе уплотнительное средство 374, представляющее собой барьер для текучей среды между поршнем 350 и основанием 104. Второе уплотнительное средство 374 выполнено в форме кольца, установленного в верхней части 354 поршня. Поршень 350 содержит участок 359, который направлен наружу от нижнего конца участка 354, удерживая второе уплотнительное средство 374 между участком 359 буртика и участком 354.
Как описано выше, первое уплотнительное средство 372 соединяется со съемной заглушкой 320, обеспечивая барьер для текучей среды между съемной заглушкой 320 и основанием 104. Первый и второй уплотнительные средства 372, 374 задерживают текучую среду от попадания во вторую полость 324 основания 104 между участком 354 основания поршня 350 и участком 336 головки съемной заглушки 320.
Силовой блок 103 содержит одну или более возвратных пружин 370, которые расположены в первой полости 322 вокруг штока 356 и вокруг участка 354 основания поршня. Пружина 370 прижимает поршень 350 к съемной заглушке 320 в отсутствие давления текучей среды в основании 104. После окончания обжима поршень 350 отводится к съемной заглушке 320 под действием усилия возвратной пружины 370. И, наоборот, контакт кольцевых буртиков 364, 366 в процессе обжима обеспечивает внутренний упор, предотвращающий чрезмерный обжим и усталостное разрушение возвратной пружины 370. Такое ограничение движения поршня 350 позволяет обеспечить более надежную работу и характеристики обжимного инструмента 100.
В одном варианте осуществления возвратная пружина 370 содержит одну или больше дисковых пружин, которые несут одинаковую нагрузку и занимают гораздо меньше места, чем спиральная пружина значительно больших размеров. Набор из дисковых пружин имеет меньший диаметр и меньший вес, воспринимает большие нагрузки и обеспечивает более быстрый возврат поршня 350, чем обычная спиральная пружина. Такие свойства способствуют уменьшению размера и веса обжимного инструмента 100.
Некоторые детали обжимного инструмента 100, включая головку 102, основание 104, подкладку 106, первую губку 110, вторую губку 114, съемную заглушку 320, пружинное стопорное кольцо 338 и поршень 350, предпочтительно, должны быть выполнены из материалов с большим пределом прочности на разрыв. Другие детали могут быть изготовлены из холоднокатаной или легко обрабатываемой стали. Возвратная пружина 370 может быть изготовлена из пружинной стали.
Осевой канал 380, проходящий через адаптер 406, обеспечивает сообщение текучей среды с поршнем 350. Текучая среда из канала 380 поступает в съемную заглушку 320 через осевое отверстие 330 и пружинное стопорное кольцо 338 для перемещения поршня 350, подкладки 106 и второй губки 114 в направлении первой губки 110. Канал 380 может включать в себя скошенную кромку 382, которая способствует подаче текучей среды в центральное осевое отверстие 330. Когда текучая среда достигает поршня 350 через канал 380, она перемещает поршень 350, который в свою очередь перемещает подкладку 106 и вторую губку 114 в направлении первой губки 110. Текучая среда затем быстро заполняет объем позади участка 354 основания поршня 350. Здесь площадь поверхности участка 354 основания поршня используется для обеспечения значительной силы, перемещающей поршень 350 к подкладке 106. Таким образом, сила давления поршня увеличивается без увеличения давления текучей среды. Может использоваться компоновка поршня с малыми размерами, в результате чего получают более компактный и легкий обжимной инструмент.
Обжимной инструмент 100 работает следующим образом. Фитинг 250 устанавливают между первой и второй губками 110, 114. Это выполняется путем снятия хомута 101 с силового блока 103, установки фитинга 250 в изогнутую часть второй губки 114 с последующей установкой хомута 101 на силовом блоке 103, в результате чего фитинг 250 располагается между первой и второй губками 110, 114. Гильзу 118 втулки затем перемещают в положение фиксации для фиксации 180, 182 ножек, в выемках 184, 186 основания 104.
После правильной установки фитинга 250 и закрепления гильзы 118 текучую среду под давлением подают в основание 104 через съемную заглушку 320 и пружинное стопорное кольцо 338. Текучая среда под давлением прижимает поршень 350 к подкладке 106 для перемещения второй губки 114 к первой губке 110. Сжатие губок 110, 114 продолжается до тех пор, пока буртик 210 головки 102 не упрется в буртик 212 подкладки 106. После сброса давления текучей среды и возврата пружиной 370 поршня 350 в отведенное положение, обжим заканчивается, и фитинг 250 может быть извлечен из инструмента 100.
В некоторых случаях собранный обжимной инструмент 100 может быть установлен непосредственно на фитинг, такой как фитинг 250, если одна из труб 252, 254, предназначенных для обжима, имеет свободный конец, который обеспечивает возможность доступа таким образом. При других обстоятельствах может потребоваться снять хомут 101 с силового блока 103 для установки хомута 101 вокруг фитинга между свободными концами боковых участков 166, 167 или ножками 180, 182. В последней ситуации соединение со скольжением хомута 101 и силового блока 103 обеспечивает возможность быстрой сборки обжимного инструмента 100, что особенно полезно при обжиме фитингов в местах с трудным доступом, таких как верхние отсеки или места с ограниченным пространством. После обжима фитинга хомут 101 можно быстро снять с силового блока 103 для обжима следующего фитинга.
Из приведенного выше можно понять, что улучшенный обжимной инструмент 100 выполнен с возможностью обжима фитингов, таких как фитинг 250, для соединения труб 252, 254, особенно фитингов, расположенных в труднодоступных местах. Инструмент 100 является эффективным средством, обеспечивающим правильное соединение, совмещение и ориентацию первой губки 110 относительно второй губки 114, а также различные улучшенные свойства по сравнению с известными обжимными инструментами, что способствует получению более надежного обжимного инструмента, чем разработанные до сих пор.
Хотя выше были представлены и описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, следует понимать, что специалистами в данной области техники могут быть выполнены модификации, без выхода за пределы сущности и объема изобретения, которые определены приложенной формулой изобретения.