БЫСТРОРАЗЪЕМНОЕ БЕСФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
QUICK-DETACHABLE NON-FLANGED CONNECTION OF CYLINDRICAL PARTS

Изобретение относится к быстроразъемным бесфланцевым соединениям цилиндрических деталей и может быть использовано для соединения модульных секций установок электроцентробежных насосов (УЭЦН), в том числе малого габарита.
Известно быстроразъемное соединение, содержащее охватываемую деталь с лыской и прорезью, перпендикулярной ее продольной оси, охватывающую деталь с фигурным пазом и аналогичной по расположению прорезью и С-образный упругий элемент, расположенный в совмещенной прорези обеих деталей [Патент №2260148 РФ, F16B 21/18, 2005].
Недостатком быстроразъемного соединения являются ограниченные функциональные возможности, в частности низкая грузонесущая способность.
Известно соединение, содержащее охватываемую деталь с наружной кольцевой проточкой, охватывающую деталь с внутренней кольцевой проточкой и буртом, эксцентричные полукольца, установленные в совмещенных проточках деталей, полуцилиндрические вкладыши с кольцевыми буртиками, попарно соединенными винтами [А.с. №920281 СССР, F16B 21/00, 1982].
Известно бесфланцевое соединение, содержащее охватываемую деталь с кольцевой проточкой и охватывающую деталь с кольцевой проточкой и входным каналом, выполненным по касательной к проточке, соединительный элемент, состоящий из двух клиньев со встречным направлением уклонов, соприкасающиеся поверхности которых расположены в плоскости, перпендикулярной оси соединения [А.с. №981728 СССР, F16B 7/00, 1982].
Известно бесфланцевое быстроразъемное соединение, содержащее охватываемую деталь с наружной кольцевой проточкой и лыской с глухим и резьбовыми отверстиями, охватывающую деталь с внутренней кольцевой проточкой и сквозным пазом, упругое кольцо с отогнутыми наружу и внутрь концами, находящееся в совмещенных кольцевых проточках, и стопорные винты [Патент №2447332 РФ, F16B 21/16, 2012].
Недостатком вышеописанных конструкций является наличие множества мелких деталей, что обусловливает трудоемкость сборки соединений и ставит под сомнение их применение в полевых условиях.
Наиболее близким к заявляемому соединению является быстроразъемное бесфланцевое соединение цилиндрических деталей, содержащее охватываемую деталь с тремя глухими прямоугольными пазами, равномерно распределенными по окружности, охватывающую деталь с тремя сквозными прямоугольными пазами, совпадающими с пазами на охватываемой детали, три кольцевых сегмента, установленных в вышеназванных совмещенных пазах заподлицо с поверхностью охватывающей детали, узел крепления кольцевых сегментов к охватывающей детали в виде петли, оси и винтов, протектор на охватывающей детали для удерживания кольцевых сегментов, состоящий из двух шарнирно соединенных частей [Патент №2310772 РФ, F04D 13/10, 2007].
Недостатком принятого за прототип быстроразъемного бесфланцевого соединения является сложность конструкции узла крепления кольцевых сегментов и протектора, усложняющая его изготовление и затрудняющая монтаж.
Настоящее изобретение направлено на создание простого в конструкционном исполнении, технологичного в изготовлении и удобного в сборке быстроразъемного бесфланцевого соединения, пригодного для монтажа модульных секций УЭЦН на скважине.
Указанный технический результат достигается тем, что в быстроразъемном бесфланцевом соединении, содержащем охватываемую деталь с глухими прямоугольными пазами, равномерно распределенными по окружности, охватывающую деталь, имеющую сквозные прямоугольные пазы, совпадающие с глухими пазами охватываемой детали, кольцевые сегменты, установленные в совмещенных пазах вышеназванных деталей заподлицо с поверхностью охватывающей детали, узел крепления кольцевых сегментов и протектор, согласно изобретению снаружи охватывающей детали и кольцевых сегментов проточена общая кольцевая канавка, в которую помещено пружинное кольцо, служащее узлом крепления, кольцевые сегменты имеют на внутренней цилиндрической поверхности заходную фаску, обращенную к торцу охватывающей детали, а в качестве протектора использована обечайка, поджатая накидной гайкой.
На фиг. 1 схематично изображено заявляемое быстроразъемное бесфланцевое соединение, продольный разрез, на фиг. 2 - кольцевой сегмент, изометрическая проекция.
Быстроразъемное бесфланцевое соединение включает охватываемую цилиндрическую деталь 1 с тремя равномерно распределенными по окружности глухими прямоугольными пазами 2, охватывающую цилиндрическую деталь 3 со сквозными прямоугольными пазами 4, совпадающими с пазами 2, кольцевые сегменты 5, установленные в совмещенных пазах 2, 4 заподлицо с поверхностью охватывающей детали 3, обечайку 6 с буртиком и поджимающую ее накидную гайку 7 (фиг. 1). Кольцевой сегмент 5 ограничен двумя цилиндрическими поверхностями, двумя радиальными плоскостями и двумя плоскостями, перпендикулярными продольной оси (фиг. 2). Сквозной прямоугольный паз 4 в стенке охватывающей детали 3 имеет конфигурацию, подобную конфигурации кольцевого сегмента 5 (фиг. 1). Выбор количества и размеров кольцевых сегментов зависит от нагрузки, действующей на соединение. Для равномерного распределения нагрузки наиболее предпочтительно использование трех сегментов. На внешней цилиндрической поверхности кольцевых сегментов 5 и охватывающей детали 3 проточены в окружном направлении канавки, в совокупности образующие общую кольцевую канавку 8. В канавку 8 помещено пружинное кольцо 9, обеспечивающее удержание кольцевых сегментов 5 в пазах 2, 4 заподлицо с поверхностью охватывающей детали 3. Кольцевой сегмент 5 имеет на внутренней цилиндрической поверхности заходную фаску 10, обращенную к торцу 11 охватывающей детали 3, а внутренние ребра сегмента выполнены скошенными. Охватывающая деталь 3 снабжена упором 12 для охватываемой детали 1. Обечайка 6 размещена на конце охватывающей детали 3 и кольцевых сегментах 5 с опорой буртика на торец 11. На охватываемой детали 1 выполнена резьба, заканчивающаяся вблизи обечайки 6, на которую навернута накидная гайка 7.
Монтаж заявляемого быстроразъемного бесфланцевого соединения выполняется в следующей последовательности. В сквозные пазы 4 охватывающей детали 3 вставляют кольцевые сегменты 5 с ориентацией заходных фасок 10 в сторону торца 11 и устанавливают пружинное кольцо 9 в общую кольцевую канавку 8. В результате кольцевые сегменты 5 образуют с охватывающей деталью 3 ровную внешнюю цилиндрическую поверхность и выступают за ее внутреннюю поверхность на величину, соизмеримую с глубиной глухого паза 2. На охватываемую деталь 1 навинчивают накидную гайку 7, насаживают обечайку 6 и вводят в охватывающую деталь 3, при этом охватываемая деталь 1 скользит своим торцом по заходным фаскам 10 и выдвигает кольцевые сегменты 5 в радиальном направлении. Пружинное кольцо 9 удерживает кольцевые сегменты 5 от выпадения из сквозных прямоугольных пазов 4. По достижении контакта с упором 12 охватываемую деталь 1 поворачивают относительно охватывающей детали 3 до вхождения выступающих частей кольцевых сегментов 5 в глухие прямоугольные пазы 2, происходящего под действием сжимающего усилия пружинного кольца 9. В результате кольцевые сегменты 5 вновь оказываются заподлицо с внешней поверхностью охватывающей детали 3. Скошенные ребра обеспечивают свободный вход кольцевых сегментов в глухие прямоугольные пазы 2. Затем обечайку 6 надвигают на охватывающую деталь 3 и поджимают ее накидной гайкой 7 для надежного удерживания кольцевых сегментов 5 в совмещенных пазах 2, 4 соединяемых деталей при возникновении радиальных или осевых нагрузок.
Демонтаж быстроразъемного бесфланцевого соединения осуществляется в обратной последовательности.
Предлагаемое быстроразъемное бесфланцевое соединение упрощает и ускоряет сборку деталей цилиндрической формы, что особенно актуально для монтажа модульных секций УЭЦН в полевых условиях. Благодаря тому что соединение не выходит за габариты соединяемых деталей, оно может быть применено для сборки УЭЦН 2, 2А и 3 габарита.