КОНСТРУКЦИЯ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ
PIPELINE CONNECTION DESIGN

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к конструкции присоединения трубопроводов, имеющей коническую резьбу, а более конкретно относится к конструкции присоединения трубопроводов, имеющей коническую резьбу, наружная резьбовая часть которой короче, чем у конической резьбы, определенной в соответствии с Японским промышленным стандартом, обладающей при этом достаточным сопротивлением к давлению и позволяющей сделать конструкцию присоединения трубопроводов меньшей по размерам.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
До настоящего времени широко используется конструкция присоединения трубопроводов, которая устанавливается, например, для подвода и выпуска жидкости в устройство с рабочим веществом под давлением или в аналогичное устройство трубой, которая присоединяется к этой конструкции присоединения трубопроводов. В этом случае в устройстве с рабочим веществом под давлением нарезается коническая внутренняя резьба, в то время как на конструкции присоединения трубопроводов нарезается коническая внешняя резьба, которая соответствует этой конической внутренней резьбе, и эта коническая внешняя резьба вворачивается в коническую внутреннюю резьбу. Как изложено в публикации выложенной патентной заявки Японии №04-000085, настоящие заявители уже предложили ранее конструкцию присоединения трубопроводов, которая таким же образом содержит и использует конические резьбовые части.
При этом, в общем случае, для более надежного обеспечения воздухонепроницаемости и непроницаемости для жидкостей вокруг внешней резьбы наматывается герметизирующая лента или, в альтернативном варианте, внешняя резьба покрывается герметизирующим материалом, когда она соединяется винтовым соединением с внутренней резьбой.
Конструкция, которая имеет этот тип конических резьбовых соединений, показана на Фиг.6. На Фиг.6 ссылочной цифрой 2 показана торцевая головка пневматического цилиндра, и в этой торцевой головке 2 нарезана коническая внутренняя резьба 4. Эта коническая внутренняя резьба 4 представляет собой ту коническую внутреннюю резьбу, которая обеспечивает резьбовое соединение с конструкцией присоединения трубопроводов в соответствии с Японским промышленным стандартом.
Ссылочная цифра 6 показывает конструкцию присоединения трубопроводов, которая соединяется свинчиванием с конической внутренней резьбой 4. Конструкция присоединения трубопроводов 6 выполнена из металла, а более конкретно, содержит основной корпус 8 цилиндрической формы, шестиугольный фиксирующий элемент 10, например, для облегчения вращения конструкции присоединения трубопроводов 6, используя для этого гаечный ключ или аналогичный инструмент, когда основной корпус 8 ввинчивается в коническую внутреннюю резьбу 4, уплотнительное кольцо 14, установленное в кольцевой канавке 12, которая имеется на одном конце основного корпуса 8, острую выступающую часть 16, которая проходит по окружности, неподалеку от уплотнительного кольца 14, и коническую наружную резьбу 18, которая нарезана на другом конце основного корпуса 8 и которая ввинчивается в коническую внутреннюю резьбу 4. Кроме того, в основном корпусе 8 имеется проходящий насквозь через него проход 20 для ввода и отвода рабочего вещества, который проходит в осевом направлении основного корпуса 8.
К конструкции присоединения трубопроводов 6, образованной описанным выше образом, подсоединена неразъемная соединительная муфта 22. Эта неразъемная соединительная муфта 22 содержит изогнутый основной корпус 24, который выполнен из синтетического материала, и соединительную деталь 26, которая установлена на одной из торцевых частей изогнутого основного корпуса 24. Соединительная деталь 26 относится к изделиям существующего уровня техники и состоит из таких деталей, как фиксатор, фланец, разделительная втулка, кольцевое уплотнение, и других деталей, и потому подробное описание соединительной детали 26 будет здесь опущено.
Для установки конструкции присоединения трубопроводов 6 в коническую внутреннюю резьбу 4 торцевой головки 2 вокруг конической внешней резьбы 18 наматывается герметизирующая лента или, в альтернативном варианте, периферийная часть конической внешней резьбы 18 предварительно покрывается герметизирующим материалом. Кроме того, фиксирующий элемент 10 захватывается гаечным ключом, и конструкция присоединения трубопроводов 6 поворачивается этим ключом по часовой стрелке. В результате такой операции конструкция присоединения трубопроводов 6 постепенно ввинчивается в коническую внутреннюю резьбу 4 и, как показано на Фиг.6, после того, как конструкция присоединения трубопроводов 6 будет ввинчена на заранее заданное расстояние, вращение фиксирующего элемента 10 прекращается.
Более конкретно, в конических резьбовых соединениях такого типа нижняя поверхность фиксирующего элемента 10, в основном, не приходит в соприкосновение с поверхностью торцевой головки 2, а обычно останавливается в таком состоянии, при котором коническая наружная резьба 18 остается частично выдвинутой наружу. Такое состояние согласуется с регламентом, определенным упомянутым Японским промышленным стандартом.
Далее, в конструкции присоединения трубопроводов 6 устанавливается и крепится неразъемная соединительная муфта 22. Более конкретно, другой конец неразъемной соединительной муфты 22 вводится со стороны уплотнительного кольца 14 конструкции присоединения трубопроводов 6. В результате этого, соединительная часть, образуемая заостренной выступающей частью 16, врезается во внутреннюю часть стенки основного корпуса 24, который выполнен из синтетического материала, и тем самым неразъемная соединительная муфта 22 соединяется в единое целое с конструкцией присоединения трубопроводов 6 так, что при этом может осуществляться подача и отвод рабочего вещества.
Для обеспечения неразъемного соединения в одно целое конструкции присоединения трубопроводов 6 и торцевой головки 2 посредством винтового соединения конической наружной резьбы и конической внутренней резьбы, в соответствии, например, с Японским промышленным стандартом, коническая внутренняя резьба 4 и коническая внешняя резьба 18 должны быть достаточно длинными. Следовательно, даже если коническая внешняя резьба 18 будет вворачиваться в коническую внутреннюю резьбу 4, нижняя торцевая поверхность фиксирующего элемента 10 не сможет прийти в контакт с верхней поверхностью торцевой головки 2 и некоторая часть конической внешней резьбы 18 останется в выступающем наружу положении.
К тому же, в действительности будет трудно и очень сложно удостовериться в том, что коническая внешняя резьба 18 достаточно плотно установлена и хорошо совмещена относительно конической внутренней резьбы 4, и убедиться в том, что полученное в результате резьбовое соединение обеспечивает воздухонепроницаемость или непроницаемость для жидкости.
Кроме того, когда навертыванием герметизирующей ленты вокруг конической внешней резьбы 18 или покрытием конической внешней резьбы 18 герметизирующим материалом обеспечивается воздухонепроницаемое или непроницаемое для жидкости состояние, число сборочных этапов увеличивается, а затраты на герметизирующую ленту или герметизирующий материал приводят к росту полной стоимости, что отражается на конечной цене продукции.
Более того, поскольку длина конической внешней резьбы 18 и длина конической внутренней резьбы 4 определяются в соответствии с Японским промышленным стандартом, будет трудно уменьшить габариты конструкции присоединения трубопроводов. К тому же, если используются упомянутые выше герметизирующая лента или герметизирующий материал, то при их продевании (при вращении резьбы) фрагменты или отходы герметизирующей ленты или герметизирующего материала перемешиваются внутри прохода рабочего вещества, так что возникающие в результате этого пылевидные частицы проникают со стороны торцевой головки 2 в камеру цилиндра, создавая опасность того, что это будет препятствовать работе самого цилиндра.
К тому же еще, если герметизирующая лента или герметизирующий материал были однажды уже использованы и конструкция присоединения трубопроводов 6 отделяется от торцевой головки 2, будет трудно повторно использовать герметизирующую ленту или герметизирующий материал. Тем самым, если конструкция присоединения трубопроводов 6 будет повторно устанавливаться на торцевую головку цилиндра 2, то возникнет необходимость заново подготовить герметизирующую ленту или герметизирующий материал, что создает определенные сложности.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Общей целью настоящего изобретения является предоставление конструкции присоединения трубопроводов, которая имеет небольшие размеры и в которой не требуется использование герметизирующей ленты или герметизирующего материала.
Настоящее изобретение представляет собой конструкцию присоединения трубопроводов, имеющую коническую внешнюю резьбу, которая ввинчивается в коническую внутреннюю резьбу, образованную в корпусе объекта присоединения, при этом упомянутая конструкция присоединения трубопроводов отличается тем, что содержит: основной корпус цилиндрической формы; фиксирующий элемент, который поворачивает и ввинчивает коническую внешнюю резьбу, образованную на одной торцевой части упомянутого основного корпуса; соединительное приспособление, находящееся на другой торцевой части упомянутого основного корпуса и имеющее внутреннюю периферийную поверхность, при этом между упомянутой периферийной поверхностью и неразъемной соединительной муфтой зажат первый герметизирующий элемент; а на нижней стороне упомянутого фиксирующего элемента расположена посадочная поверхность, на которую посажен второй герметизирующий элемент, обеспечивающий герметизацию промежутка с упомянутым объектом присоединения, при этом упомянутая коническая внешняя резьба имеет такую длину, что в момент окончания фиксации упомянутого фиксирующего элемента упомянутая коническая внешняя резьба будет ввинчена на всю свою длину в упомянутую коническую внутреннюю резьбу упомянутого объекта присоединения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - изображение полного поперечного сечения в вертикальном направлении, показывающее конструкцию присоединения трубопроводов, неразъемную соединительную муфту и торцевую головку в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - перспективное покомпонентное изображение конструкции присоединения трубопроводов, показанной на Фиг.1;
Фиг.3 - изображение полного поперечного сечения в вертикальном направлении, показывающее конструкцию присоединения трубопроводов, неразъемную соединительную муфту и торцевую головку в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4 - изображение полного поперечного сечения в вертикальном направлении, показывающее конструкцию присоединения трубопроводов, неразъемную соединительную муфту и торцевую головку в соответствии с третьим примером осуществления настоящего изобретения;
Фиг.5 - увеличенное изображение поперечного сечения в окрестности фиксирующего элемента, показывающее условие перед монтажом конструкции присоединения трубопроводов по Фиг.4 к торцевой головке; и
Фиг.6 - изображение полного поперечного сечения в вертикальном направлении конструкции присоединения трубопроводов в соответствии с известным уровнем техники.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Конструкция присоединения трубопроводов 30 вставляется ввинчиванием в корпус объекта присоединения, например в торцевую головку 32 цилиндра. Упомянутая торцевая головка 32 содержит коническую внутреннюю резьбу 34, которая проходит перпендикулярно к ее аксиальному направлению, а с другой стороны, конструкция присоединения трубопроводов 30 содержит на одной из своих торцевых частей основной корпус 38 кольцевой формы, на котором нарезана коническая внешняя резьба 36, ввинчиваемая внутрь конической внутренней резьбы 34. На другой торцевой стороне основного корпуса 38 устанавливается соединительное приспособление 39, к которому непосредственно подсоединяется соединительная деталь 46, на которой смонтирована неразъемная соединительная муфта 22, показанная также ссылочным номером 22 на Фиг.6.
Основной корпус 38 содержит канал 40, который проходит по всему основному корпусу 38 в его аксиальном направлении, а на противоположной от конической внешней резьбы 36 стороне содержит также скошенную внутреннюю периферийную поверхность 44, на которой устанавливается уплотнительное кольцо, аналогично как и первый герметизирующий элемент 42. Кроме того, на внутренней поверхности основного корпуса 38 образована кольцевая выступающая часть 48, которая жестко зацепляется с соединительной деталью 46, как и в традиционной технике, показанной на Фиг.6. На внешней периферийной поверхности конструкции присоединения трубопроводов 30 в месте, соответствующем кольцевой выступающей части 48, образован фиксирующий элемент 50, который облегчает вращение конструкции присоединения трубопроводов 30 при ее ввинчивании с использованием гаечного ключа или подобного инструмента.
Внешняя периферийная поверхность нижнего торца фиксирующего элемента 50 имеет криволинейную форму, а между этой криволинейной поверхностью и передним торцом конической наружной резьбы 36 имеется посадочная поверхность 54, которая наклонена в поперечном сечении и на которую насаживается второй герметизирующий элемент 52. Упомянутый второй герметизирующий элемент 52 зажат между упомянутой посадочной поверхностью 54 и конической поверхностью 56, которая образована в начальной части поверхности конической внутренней резьбы 34 торцевой головки 32.
Конструкция присоединения трубопроводов 30 в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения образована, в основном, в том виде, как было описано выше. Далее будет дано объяснение работы конструкции присоединения трубопроводов 30 и эффектов от ее работы.
Соединительная деталь изогнутой формы 46 входит в соприкосновение с конструкцией присоединения трубопроводов 30 через первый герметизирующий элемент 42. При этом кольцевая выступающая часть 48 конструкции присоединения трубопроводов 30 предотвращает возможность извлечения соединительной детали 46.
Затем, конструкция присоединения трубопроводов 30, составляющая единое целое с соединительной деталью 46, ввинчивается, как было упомянуто выше, внутрь конической внутренней резьбы 34, имеющейся на торцевой головке 32. Более конкретно, коническая внешняя резьба 36 завинчивается и вводится в коническую внутреннюю резьбу 34, и поворачивается в направлении по часовой стрелке. В результате этого второй герметизирующий элемент 52, который установлен как промежуточное звено на посадочной поверхности 54, постепенно поджимается конической поверхностью 56, и в конечном счете вращение, создаваемое при завертывании конструкции присоединения трубопроводов 30, прекратится. В течение этого времени вся длина основной нарезанной части конической внешней резьбы 36 ввинчивается в коническую внутреннюю резьбу 34 так, что когда фиксация будет завершена, нижний конец фиксирующего элемента 50 будет поджимать второй герметизирующий элемент 52, а его периферийная торцевая часть подожмется к конической поверхности 56 торцевой головки 32.
Благодаря этому может быть визуально подтвержден тот факт, что конструкция присоединения трубопроводов 30 полностью ввернута в коническую внутреннюю резьбу 34 торцевой головки 32. Следовательно, если со стороны соединительной детали 46 будет подаваться, например, воздух под давлением или аналогическое вещество, то этот сжатый воздух может проникнуть внутрь не показанного здесь цилиндра из его торцевой головки 32 без внешних утечек.
При этом коническая наружная резьба 36 полностью ввинчена в коническую внутреннюю резьбу 34, и, кроме того, за счет герметизирующего действия второго герметизирующего элемента 52 находящийся под давлением воздух совершено не будет выходить наружу через этот второй герметизирующий элемент 52. Кроме того, в соответствии с настоящим примером осуществления изобретения, если конструкция присоединения трубопроводов 30 вводится ввинчиванием в торцевую головку 32, то число сборочных этапов, наряду со стоимостью сборки, уменьшается, поскольку не используется герметизирующая лента или герметизирующий материал. При этом может также быть обеспечен достаточный герметизирующий эффект.
Кроме того, здесь существует то преимущество, что конструкция присоединения трубопроводов 30 может быть сделана сравнительно небольшой по размерам. При этом рабочим веществом под давлением, таким как сжатый воздух, может быть обеспечена достаточная сила давления.
Далее, на Фиг.3 показана конструкция присоединения трубопроводов 100 в соответствии со вторым примером осуществления изобретения. Те структурные компоненты этой конструкции, которые являются теми же самыми, что и компоненты конструкции присоединения трубопроводов 30 в соответствии с первым примером осуществления изобретения, обозначены с использованием тех же самых ссылочных номеров, и опущено детальное описание таких особенностей.
Конструкция присоединения трубопроводов 100 в соответствии со вторым примером осуществления изобретения отличается от конструкции присоединения трубопроводов 30 в соответствии с первым примером осуществления изобретения тем, что фиксирующий элемент 104 основного корпуса 102 выполнен таким образом, что диаметр этого фиксирующего элемента, в отличие от конструкции присоединения трубопроводов 30, выступает наружу в радиальном направлении, и одновременно с этим в кольцевой канавке 106, которая образована на нижней торцевой поверхности фиксирующего элемента 104, обращенной к торцевой головке 32, установлен второй герметизирующий элемент 108.
Фиксирующий элемент 104 выступает наружу по диаметру, перпендикулярно к аксиальному направлению основного корпуса 102, а кольцевая канавка 106, которая образована на его нижней торцевой поверхности 104а, проходит вдоль упомянутого фиксирующего элемента 104 и имеет, в основном, прямоугольную форму в поперечном сечении. Второй герметизирующий элемент 108, например, состоит из уплотнительного кольца, имеющего прямоугольную форму в поперечном сечении, при этом второй герметизирующий элемент 108 в состоянии, когда он находится в кольцевой канавке 106, установлен так, что выступает несколько наружу от нижней поверхности 104а фиксирующего элемента 104.
Кроме того, когда конструкция присоединения трубопроводов 100, которая содержит основной корпус 102, вводится ввинчиванием в торцевую головку 32, второй герметизирующий элемент 108 поворачивается, контактируя при этом со скольжением с верхней поверхностью торцевой головки 32, и за счет полного примыкания упомянутого второго герметизирующего элемента к упомянутой торцевой головке 32 может быть надежно предотвращена утечка сжатого воздуха между этой торцевой головкой 32 и основным корпусом 102.
Далее, на Фиг.4 и Фиг.5 показана конструкция присоединения трубопроводов 120 в соответствии с третьим примером осуществления изобретения. Те структурные компоненты этой конструкции, которые являются теми же самыми, что и компоненты конструкции присоединения трубопроводов 100 в соответствии со вторым примером осуществления изобретения, обозначены с использованием тех же самых ссылочных номеров, и опущено детальное описание таких особенностей.
Конструкция присоединения трубопроводов 120, в соответствии с третьим примером осуществления изобретения, отличается от конструкции присоединения трубопроводов 100 в соответствии со вторым примером осуществления изобретения тем, что в кольцевой канавке 106, которая образована в фиксирующем элементе 104 на основном корпусе 102, установлен второй герметизирующий элемент 122, который в поперечном сечении имеет приблизительно Т-образную форму.
Как показано на Фиг.5, второй герметизирующий элемент 122 состоит из базовой части 124, которая имеет прямоугольную форму в поперечном сечении, и выступающей части 126, который выступает вниз относительно этой базовой части 124. Упомянутая базовая часть 124 устанавливается в кольцевой канавке 106, а упомянутая выступающая часть 126 образована на нижней поверхности упомянутой базовой части 124. Далее, эта выступающая часть 126 может быть расположена приблизительно в центральной части на нижней поверхности упомянутой базовой части 124 или может быть расположена на базовой части 124 на ее радиальной внутренней стороне или радиальной наружной стороне от центральной части.
Далее, когда конструкция присоединения трубопроводов 120, содержащая основной корпус 102, соединяется свинчиванием с торцевой головкой 32, упомянутый основной корпус 102 постепенно приближается к боковой стороне упомянутой торцевой головки 32, так что сначала основной корпус 102 опускается и при этом только выступающая часть 126 второго герметизирующего элемента 102 начинает скользяще контактировать с верхней поверхностью упомянутой торцевой головки 32. По этой причине, когда конструкция присоединения трубопроводов 120 свинчивается с торцевой головкой 32, поверхность контакта между вторым герметизирующим элементом 122 и торцевой головкой 32 может быть уменьшена по сравнению со случаем, в котором второй герметизирующий элемент 122 полностью соприкасается с верхней поверхностью упомянутой торцевой головки 32, что обеспечивается установкой выступа 126.
В результате этого, при установке конструкции присоединения трубопроводов 120 контактное сопротивление, которое возникает между вторым герметизирующим элементом 122 и торцевой головкой 32, может быть понижено, тем самым упомянутая конструкция присоединения трубопроводов 120 может быть установлена еще более равномерно, и может быть надежно предотвращена утечка сжатого воздуха между упомянутой торцевой головкой 32 и основным корпусом 102, и наряду с этим во время монтажа конструкции присоединения трубопроводов 120 могут быть устранены перекашивание или перегибы во втором герметизирующем элементе 122.