БЫСТРОСЪЕМНАЯ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ МУФТА

Полезная модель относится к области производства стальных труб большого диаметра от 530 мм до 1420 мм и может найти применение в технологических процессах антикоррозийного покрытия труб полиэтиленом для соединения и центрирования их концов перед нанесением покрытия.
Известно устройство для соединения секций воздуховода, содержащее деталь, выполненную из листового элемента с продольным зигом, свернутого по кольцу с наложением друг на друга концевых участков и с образованием упомянутым зигом кольцевого выступа на наружной поверхности детали. По обеим сторонам от кольцевого выступа установлены эластичные уплотнения, охватывающие деталь. Устройство содержит также разжимной механизм в виде звена «винт-гайка», который шарнирно смонтирован на одном из концевых участков листового элемента. При: этом гайка разжимного механизма выполнена в виде стержня со сквозным винтовым отверстием, перпендикулярным оси стержня, концы которого установлены с возможностью свободного вращения в соосных сквозных отверстиях боковых стенок кронштейна (см. патент на ПМ №57430, опубл. 10.10.2006 г., БИМП №28, стp.498).
Данное устройство представляет собой конструкцию, которая применяется для статичного разъемного соединения секций воздуховодов в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха при передаче его на протяженные расстояния. Однако конструкция устройства такова, что оно не может быть применено в технологических процессах, связанных с антикоррозийным покрытием труб из-за отсутствия в нем конструктивных элементов, позволяющих надежно соединить и центрировать трубы в ходе операции покрытия.
Известна также соединительная муфта для фиксации и центрирования труб большого диаметра перед нанесением антикоррозийного покрытия, разработанная голландской фирмой «Dhatec» (см. http://www.dhatec.nl/index.php?option=com_content&task=view&id=37&Itemid=108).
Данная муфта содержит кольцевой диск с установленным на нем разжимным механизмом, по периферии которого расположены установочные элементы (ползуны) с опорными плоскостями и овально-коническими роликами для захода в трубу, и винтовой привод, обеспечивающий работу механизма.
По количеству общих признаков это устройство наиболее близко к заявляемому и является его ближайшим аналогом (прототипом).
Муфта представляет собой довольно сложную, громоздкую и тяжеловесную (200 кг) конструкцию. Для ее монтажа и демонтажа требуются специальные грузоподъемные средства. Кроме того, ввиду большого веса она не обеспечивает надежного соединения и центрирования покрываемых полиэтиленом труб, поскольку закрепить ее в трубе довольно сложно.
Согласно техническим условиям на изготовление труб большого диаметра допускается овальность торцов до 8 мм.
Вследствие этого при заходе в трубу некоторые ролики и опорные поверхности ползунов повисают в воздухе, не касаясь внутренней поверхности трубы. При этом центрирование и прижатие торцов труб происходит не всеми опорными поверхностями и роликами, что отрицательно сказывается на надежности соединения.
В процессе транспортирования труб по рольгангу в экструдер для покрытия полиэтиленом в результате случайных ударных нагрузок торцы труб расходятся, образуя довольно широкую щель, в которую заливается полиэтилен, что приводит к его перерасходу и требует дополнительной зачистки мест соединения труб.
Предлагаемой, полезной моделью решается задача создания облегченного, простого в обслуживании, с улучшенными эксплуатационными характеристиками быстросъемного устройства (муфты).
Достигаемый технический результат - повышение надежности соединения труб, уменьшение времени на монтаж и демонтаж устройства в процессе соединения и центрирования труб, снижение весовых характеристик. Кроме того, достигается сопутствующий экономический эффект-уменьшение расхода полиэтилена.
Для достижения этого технического результата в известном устройстве, содержащем кольцевой диск с установленным на нем разжимным механизмом, по периферии которого расположены установочные ползуны с опорными плоскостями и овально-коническими роликами для установки и захода в трубу и винтовой привод, обеспечивающий работу механизма, разжимной механизм выполнен в виде равномерно расположенных по окружности и радиально направленных сдвоенных полых тяг, каждая пара из которых образует равнобедренный треугольник с разомкнутым углом при вершине и ходовым винтом привода в основании, с которым подвижно взаимосвязаны расходящиеся концы тяг.
Отличительными признаками заявляемой быстросъемной соединительной муфты от вышеуказанного ближайшего аналога (муфта фирмы «Selmers») является выполнение разжимного механизма в виде равномерно расположенных по окружности кольцевого диска и радиально направленных сдвоенных полых тяг, каждая пара из которых образует равнобедренный треугольник с разомкнутым углом при вершине и ходовым винтом привода в основании, с которым подвижно взаимосвязаны расходящиеся концы тяг.
Кроме того, отличительными признаками являются также соединение расходящихся концов каждой пары тяг с ходовым винтом через цапфы, наличие на каждой из тяг компенсационного узла, наличие в месте разъема штанг разомкнутого угла треугольника пары зубчатых шестерен, выполнение по окружности боковой поверхности каждого ролика вставки из фрикционного материала.
Наличие данных признаков в конструкции соединительного устройства позволило обеспечить достижение указанного выше технического результата, а именно: выполнение разжимного механизма в виде равномерно расположенных по окружности диска сдвоенных полых тяг с оптимальным количеством шести пар позволило существенно снизить весовые характеристики, облегчив муфту до 90 кг, что является принципиально важным для обслуживающего персонала при ее установке в трубу;
наличие компенсационных элементов на тягах позволило исключить влияние овальности труб на надежность соединения и обеспечить контакт опорных поверхностей в любой точке трубы, повысив тем самым надежность соединения;
установка пары зубчатых шестерен на концах тяг разомкнутого угла треугольника дала возможность увеличить жесткость конструкции, что является необходимым фактором надежности при разжимном усилии муфты 90 тн;
фрикционные вставки на боковых поверхностях роликов обеспечивают более плотный контакт при заходе их в соединяемую трубу, исключая тем самым образование щели между торцами труб и попадание в нее полиэтилена.
Предлагаемое быстросъемное соединительное устройство (муфта) иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-2: на фиг.1 показан общий вид устройства, на фиг.2 - разрез устройства по А-А.
Соединительное устройство содержит перфорированный кольцевой диск 1, с установленным на нем разжимным механизмом 2, по периферии которого расположены установочные элементы (ползуны) 3 с опорными плоскостями 4 и овально-коническими роликами 5, по окружности боковой поверхности которых выполнена вставка 6 из фрикционного материала. Разжимной механизм представляет собой шарнирно-рычажную конструкцию из равномерно расположенных по окружности диска 1 и радиально направленных сдвоенных тяг 7, образующих равнобедренные треугольники с разомкнутым углом 8 при вершине. Основанием треугольников является винт 9 приводного устройства, включающего в себя, кроме винта, две цапфы 10 и 11, в одной из которых (цапфа 10) выполнена винтовая резьба, аналогичная резьбе винта, а в другой (цапфа 11) - отверстие с подшипником для установки ходового винта 9. С цапфами 10 и 11 шарнирно соединены расходящиеся концы каждой пары тяг 7 (стороны равнобедренного треугольника).
Поскольку угол 8 при вершине равнобедренных треугольников разомкнут, каждая тяга 7 для обеспечения нормальной работы устройства соединена с ползуном 3 также шарнирно, а между собой тяги 7 в месте разъема взаимосвязаны при помощи пары зубчатых шестерен 12, что позволяет добиться максимальной жесткости разомкнутого треугольника, а следовательно, и всей конструкции.
В заявляемом устройстве с учетом уменьшения его весовых характеристик принято оптимальное количество сдвоенных тяг, равное шести. Для компенсации овальности торцов труб, величина которой, как указывалось выше, составляет 8 мм, и существенно влияет на надежность соединения в каждую тягу 7 встроен компенсационный узел 13, состоящий из направляющего пальца 14 и установленных на нем тарельчатых пружин 15.
Работа соединительной муфты осуществляется следующим образом. Для соединения двух труб перед покрытием их полиэтиленом муфту устанавливают в отверстие одной из них так, чтобы опорные плоскости 4 установочных ползунов 3 контактировали с внутренней поверхностью трубы, а ее торец упирался в кольцевой диск 1 муфты. Затем, вращая винт 9 приводного устройства, производят разжим муфты в трубе. При вращении винта 9 по часовой стрелке цапфа 10 начинает перемещаться вдоль винта, сближаясь с цапфой 11 и приводя во вращение зубчатую пару 12. При этом уменьшаются угол 8 при вершине и длина основания равнобедренного треугольника за счет сближения расходящихся концов тяг 7. Возникающее в результате этого разжимное усилие от цапф 10 и 11 через тяги 7 передается ползунам 3, которые начинают расходиться от центра, прижимая опорные плоскости 4 к внутренней поверхности трубы.
При наличии овальности в трубах компенсационный узел 13 за счет упругости тарельчатых пружин 15, перемещающихся на направляющем пальце 14, дожимает зависающие ползуны 3 до касания их опорных плоскостей 4 внутренней поверхности трубы.
Соединяемый конец второй трубы путем ее продольного перемещения надевается на овально-конические ролики 5 до упора в кольцевой диск 1. При этом ролики 5 плотно входят в отверстие трубы и за счет повышенного трения фрикционного материала вставки 6 о внутреннюю поверхность трубы обеспечивают надежное соединение ее с первой трубой.
Демонтаж (съем) муфты осуществляется в обратном порядке. При вращении винта 9 против часовой стрелки расстояние между цапфами 10, 11 и расходящимися концами тяг 7 увеличивается, воздействие разжимного усилия на ползуны 3 прекращается, и они начинают перемещаться к центру, отводя опорные плоскости 4 от внутренней поверхности трубы. Муфта свободно снимается для повторного использования в технологическом процессе.
Таким образом, введение в конструкцию соединительной муфты вышеуказанных отличительных признаков позволило снизить ее вес до 90 кг и увеличить передаваемое разжимное усилие на опорную плоскость 4 каждого ползуна 3 до 15 т. С учетом количества ползунов, равного шести, суммарное усилие, создаваемое конструкцией на стенки торцов труб, составляет 90 т, что значительно повышает надежность соединения. При этом устраняются недостатки, имеющие место в прототипе, и достигается экономический эффект за счет уменьшения расхода полиэтилена.
Заявляемая соединительная муфта может быть изготовлена на любом машиностроительном предприятии в серийном производстве на универсальном оборудовании с использованием широкодоступных материалов, выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью.