Быстроразъемное устройство для герметизации отверстий

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для герметизации отверстий в узлах гидравлических систем двигателя, и может найти применение для уплотнения торцевых стыков узла статора с запорной арматурой для давления менее 5 МПа.
Известно быстроразъемное соединение, состоящее из двух частей, в одной из которых установлен клиновой механизм привода клапана, и содержащее соединительные механизм стопорения, при этом соединительный механизм выполнен в виде выступов на одной части, размещенных в фигурных пазах второй части, а механизм стопорения выполнен в виде кожуха и стопорного кольца, в которых размещены стопорные элементы (Авторское свидетельство 1767272 от 04.06.1990, МПК F16L37/28, опубл. 07.10.1992, бюл. №37).
Недостатками данного устройства являются сложность конструкции устройства, связанная с наличием двойного механизма фиксации, а так же низкая технологичность изготовления элементов устройства, и низкая надежность штокового уплотнения в условиях малых рабочих давлений.
Наиболее близким является быстроразъемное устройство для герметизации отверстий корпуса, содержащее штуцер, на котором закреплена заглушка, сопряженная своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью штуцера, при этом на заглушку устанавливается обойма, закрепленная с заглушкой и штуцером фиксирующим элементом, внутри штуцера последовательно установлены клапан, пружина и упорное кольцо, которое поджимает пружину, внешняя поверхность клапана выполнена конической для обеспечения контактного уплотнения с внутренней поверхностью штуцера, внешняя поверхность штуцера содержит заходную поверхность, клапан снабжен центрирующим пояском (Патент Российской Федерации на изобретение №2785312 от 24.06.2022 МПК F16L37/28, опубл. 06.12.2022, бюл. № 34).
Недостатками данной конструкции устройства является низкая надежность устройства по герметизации протечек рабочей жидкости, связанная с центрацией клапана внутри штуцера, низкая технологичность изготовления подпружиненного механизма для взаимного перемещения обоймы и заглушки друг относительно друга, связанная с изготовлением втулок механизма.
Техническим результатом является повышение работоспособности быстроразъемного устройства благодаря отсутствию протечек рабочей жидкости за счет системы уплотнений механизма и надежности фиксации заглушки относительно штуцера и обоймы с помощью фиксирующего элемента, а так же повышение технологичности изготовления фиксирующего элемента устройства.
Технический результат достигается тем, что в быстроразъемном устройстве для герметизации отверстий корпуса, содержащем штуцер, на котором закреплена заглушка, сопряженная своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью штуцера, при этом на заглушку устанавливается обойма, закрепленная с заглушкой и штуцером фиксирующим элементом, внутри штуцера последовательно установлены клапан, пружина и упорное кольцо, относительно которого поджимается пружина, внешняя поверхность клапана снабжена  конической поверхностью для обеспечения контактного уплотнения с внутренней поверхностью штуцера, внешняя поверхность штуцера содержит заходную поверхность, клапан снабжен  центрирующим пояском в отличие от известного на внешней поверхности штуцера выполнена конусная канавка, в которую монтируется фиксирующий элемент, установленный с помощью резьбового соединения через сквозные резьбовые отверстия обоймы и заглушки, при этом сам фиксирующий элемент выполнен в виде глухой футорки, внутри которой расположена пружина, контактирующая со стопорным элементом, который располагается в конусной канавке штуцера, центрирующий поясок клапана расположен после конусной поверхности, за центрирующим пояском выполнена направляющая цилиндрическая поверхность, на которую устанавливается пружина, устройство содержит три фиксирующих элемента, расположенных друг относительно друга под углом 120º перпендикулярно оси устройства, обойма и заглушка соединены между собой штифтовым соединением.
На фигурах показаны:
Фиг. 1 - общий вид быстроразъемного устройства;
Фиг. 2 - вид А фиг. 1;
Фиг. 3 - вид Б фиг. 1;
Фиг. 4 - вид В фиг. 1;
Фиг. 5 - клапан быстроразъемного устройства для герметизации отверстий.
Быстроразъемное устройство для герметизации отверстия 1 корпуса 2 содержит штуцер 3, на котором закреплена заглушка 4 (Фиг. 1).
Заглушка 4 сопряжена своей внутренней поверхностью 5 с наружной поверхностью 6 штуцера 3. На заглушку 4 устанавливается обойма 7, закрепленная с заглушкой 4 и штуцером 3 фиксирующим элементом 8. Обойма 7 и заглушка 4 могут быть соединены между собой штифтовым соединением 9 (Фиг. 2).
На внешней поверхности 10 заглушки 4 может быть дополнительно выполнен цилиндрический выступ 11, сопрягаемый с ответной поверхностью обоймы 7.
Внутри штуцера 3 последовательно установлены клапан 12, пружина 13 и упорное кольцо 14.  Внешняя поверхность клапана 12 выполнена конической для обеспечения контактного уплотнения с внутренней поверхностью штуцера 3 (Фиг. 3). При этом клапан 12 снабжен центрирующим пояском 15 (Фиг. 5). Центрирующий поясок 15 клапана 12 расположен после конусной внешней поверхности, за центрирующим пояском 15 выполнена направляющая цилиндрическая поверхность 16 (Фиг. 5), на которую устанавливается пружина 13. Наличие на клапане контактного уплотнения в виде центрирующего пояска 15 и направляющей цилиндрической поверхности 16 позволяет устранить протечки из отверстия 1 корпуса 2.
Наружная поверхность 6 штуцера 3 содержит заходную поверхность 17 (Фиг. 3). При этом на наружной поверхности 6 штуцера 3 выполнена конусная канавка 18, с которой контактирует фиксирующий элемент 8 (Фиг. 4).
Фиксирующий элемент 8 выполнен в виде глухой футорки 19, внутри которой расположена пружина 20, контактирующая со стопорным элементом 21, который располагается в конусной канавке 18 штуцера 3 (Фиг. 2, Фиг. 4).
Фиксирующий элемент 8 установлен с помощью резьбового соединения через сквозные резьбовые отверстия 22, 23 обоймы 7 и заглушки 4 соответственно (Фиг. 1).
Быстроразъемное устройство содержит три фиксирующих элемента 8, расположенных друг относительно друга под углом 120º перпендикулярно оси устройства 24 (Фиг. 1).
Конструкция быстросъемного устройства устраняет протечки рабочей жидкости из отверстия 1 корпуса 2, что увеличивает работоспособность устройства благодаря повышению эффективности контактного уплотнения и надежности фиксации заглушки 4 относительно штуцера 3 и обоймы 7 с помощью фиксирующего элемента 8. При этом выполнение фиксирующего элемента 8 в виде глухой футорки 19, внутри которой расположены пружина 20 и стопорный элемент 21, так же позволяет быстро осуществлять монтаж/демонтаж обоймы и заглушки относительно штуцера, при этом сохраняется надежность их расположения друг относительно друга. Так же такая конструкция позволяет уменьшить осевой габаритный размер самого устройства.
Быстроразъемное устройство работает следующим образом.
Быстроразъемное устройство в собранном виде устанавливается в отверстие 1 корпуса 2. Для подачи рабочей жидкости через отверстие 1 корпуса 2 необходимо заглушку 4 переместить влево. При приложении усилия (направлено влево) к заглушке 4 стопорный элемент 21 фиксирующего элемента 8, перемещаясь влево и вверх, сжимает пружину 20, и стопорный элемент 21 перемещается из канавки 18  штуцера 3 на наружную поверхность штуцера 3 при дальнейшем смещении влево заглушки 4 с обоймой 7. В результате заглушка 4 и обойма 7, соединенные штифтом 9, с фиксирующим элементом 8 демонтируются со штуцера 3 устройства.
На штуцер 3 устанавливается заправочное устройство для подачи рабочей жидкости. При этом клапан 12 смещается вправо, сжимая при этом пружину 13 в сторону упорного кольца 14. Рабочая жидкость под давлением через отверстия клапана 12 поступает в полость корпуса 1. После завершения подачи рабочей жидкости заправочное устройство демонтируется со штуцера 3. Клапан 12 возвращается в исходное положение при помощи пружины 13 и плотно прилегает  внешней конусной поверхностью  к поверхности штуцера 3.
Затем устанавливают в исходное положение заглушку 4 с обоймой 7 и фиксирующим элементом 8. Для этого стопорный элемент 21 фиксирующего элемента 8 упирается в заходную поверхность 17 штуцера 3. Стопорный элемент 21 фиксирующего элемента 8, перемещаясь по заходной поверхности 17, сжимает пружину 20 в футорке 19 фиксирующего элемента 8. Заглушка 4 с обоймой 7 и фиксирующим элементом 8 перемещается вправо до тех пор, пока стопорный элемент 21 не зайдет в канавку 18 штуцера 3. Герметичность стыка штуцера 3 и клапана 12 обеспечивается контактным уплотнением в результате прямого подпружинивания центрирующего пояска 15 клапана 12. Таким образом, происходит фиксирование обоймы 7 с заглушкой 4 и фиксирующим элементом 8 на штуцере 3, тем самым происходит заглушение отверстия 1 корпуса 2.
Герметичность стыков обеспечивается уплотнениями 25.
Предложенная конструкция быстросъемного устройства позволяет применять его в конструкциях, в том числе в трубопроводах, с давлением менее 5МПа масленых систем газотурбинных двигателей с возможностью быстрого монтажа/демонтажа элементов (обойма, заглушка и фиксирующий элемент), заглушающих отверстие корпуса. При этом устройство обладает минимальными габаритными размерами, что позволяет его устанавливать в труднодоступных местах.
Благодаря тому, что в быстроразъемном устройстве для герметизации отверстий корпуса, содержащем штуцер, на котором закреплена заглушка, сопряженная своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью штуцера, при этом на заглушку устанавливается обойма, закрепленная с заглушкой и штуцером фиксирующим элементом, внутри штуцера последовательно установлены клапан, пружина и упорное кольцо, которое поджимает пружину, торцевая внешняя поверхность клапана выполнена конической для обеспечения контактного уплотнения с внутренней поверхностью штуцера, внешняя поверхность штуцера содержит заходную поверхность, клапан снабжен  центрирующим пояском в отличие от известного на внешней поверхности штуцера выполнена конусная канавка, в которую монтируется фиксирующий элемент, установленный с помощью резьбового соединения через сквозные резьбовые отверстия обоймы и заглушки, при этом сам фиксирующий элемент выполнен в виде глухой футорки, внутри которой расположена пружина, контактирующая со стопорным элементом, который располагается в конусной канавке штуцера, центрирующий поясок клапана расположен после конусной поверхности, за центрирующим пояском выполнена направляющая цилиндрическая поверхность, на которую устанавливается пружина, устройство содержит три фиксирующих элемента, расположенных друг относительно друга под углом 120º перпендикулярно оси устройства, обойма и заглушка соединены между собой штифтовым соединением достигается повышение работоспособности быстроразъемного механизма, благодаря устранению проточек рабочей жидкости из отверстия корпуса и повышению надежности фиксации заглушки относительно штуцера и обоймы с помощью фиксирующего элемента, а так же уменьшение габаритных размеров механизма с возможностью быстрого монтажа/демонтажа заглушки механизма.