УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ
PIPELINES JOINT

Изобретение относится к области космической техники, в частности к элементам гидравлических схем, и может быть использовано в других отраслях машиностроения.
Известна быстроразъемная муфта, включающая полумуфты, установленные в них клапаны, головки гидроцилиндров с установленными в них поршнями для управления клапанами (а.с. SU №1476230, F16L, 19/00).
Недостатками данной конструкции являются сложность и большая масса ввиду наличия гидроцилиндров и поршней.
Близким по технической сущности является устройство для соединения трубопроводов (патент SU №1813287, F16L 37/28, B64G 1/00), включающее два стыкуемых корпуса с установленными в них и взаимодействующими друг с другом клапанами, один из которых установлен неподвижно относительно корпуса и охвачен подвижной подпружиненной втулкой с уплотнением, уплотнительные элементы каждого из клапанов выполнены в виде колец круглого сечения, установленных в канавках на поверхностях тарелей.
Недостатками данной конструкции являются: необходимость большого хода на стыковку и расстыковку для выхода из посадочных мест по цилиндрическим поверхностям и, соответственно, большая масса; большое гидравлическое сопротивление из-за наличия уступа и прямого перехода в местах выхода клапанов, выполненных в виде цилиндров.
Задачей данного изобретения является упрощение конструкции, повышение ремонтопригодности и герметичности.
Техническим результатом предложения является уменьшение усилия при стыковке и габаритов и массы за счет уменьшения усилия страгивания клапана стационарного разъема за счет уменьшения трения и соответственно уменьшения усилия возвратной пружины. За счет выполнения проточной части плавными конусными переходами гидравлическое сопротивление устройства стыковки минимально.
Задача решается тем, что в устройство для соединения трубопроводов, включающее два стыкуемых корпуса с установленными в них и взаимодействующими друг с другом клапанами, один из которых установлен неподвижно относительно корпуса и охвачен подвижной подпружиненной втулкой, которая в отличие от прототипа выполнена составной, состоящей из наружной части и коаксиальной ей внутренней части, при этом внутренняя конструкционная часть выполнена из металла, а наружная - из материала, обладающего обратимой деформацией в широком диапазоне температур, стойкого к агрессивным средам, с малым коэффициентом трения.
Суть изобретения поясняется фиг.1-2, на которых приведены:
на фиг.1 - вид устройства в разъединенном положении;
на фиг.2 - общий вид устройства.
Устройство состоит из двух полуразъемов А и Б, состоящих из телескопически сопрягаемых корпусов 1 и 2, имеющих элементы стягивания и разъединения, например, на корпусе 1 выполнена резьба 3, а второй снабжен накидной гайкой 4. Корпус 1 имеет ребра 5, на которых установлен неподвижный клапан 6. В корпусе 2 установлен клапан 7. В корпусе 1 установлена подвижная втулка, состоящая из двух частей из внутренней части 8, выполненной из металла, и коаксиальной ей наружной части 9, выполненной из материала, обладающего упругой обратимой деформацией в широком диапазоне температур, стойкого к агрессивным средам, с малым коэффициентом трения, например из фторопласта-4. Подвижная втулка поджата пружиной 10. В разъединенном положении (см. фиг.1) пружина 10 поджимает наружную часть подвижной втулки 9 к конической тарели 11 клапана 6, а пружина 12 поджимает клапан 7 к конусной поверхности корпуса 2. В корпусе 1 выполнены проточки для установки уплотнительных элементов кольца круглого сечения 13 и манжеты 14, выполненной из материала, обладающего обратимой деформацией в широком диапазоне температур, стойкого к агрессивным средам, с малым коэффициентом трения, например из фторопласта-4. На корпусе 2 выполнены седло 15 и упор 16.
Устройство работает следующим образом.
Для соединения трубопроводов гайка 4 наворачивается на резьбу 3 корпуса 1, при этом корпус 2 притягивается и седлом 15 садится на подвижную втулку, которая под действием усилия пружины 10 плотно прижимается к седлу 15, обеспечивая внешнюю герметичность в момент соединения. При вращении гайки 4 корпус 2 и подвижная втулка перемещаются внутрь корпуса 1, при этом происходит открытие вначале проходного сечения между тарелью 11 и конусной поверхностью наружной части подвижной втулки, а затем, при упоре клапана 7 в тарель 11, происходит открытие проходного сечения между клапаном 7 и корпусом 2, а также происходит герметизация корпуса 2 по цилиндрической поверхности уплотнительным элементом 13 и манжетой 14. Гайка 4 вращается до касания упора 16 в корпус 1 и полного открытия проходного сечения по тракту. Внешняя герметичность соединения корпусов 1 и 2 обеспечивается уплотнительным элементом 13 и манжетой 14.
Для разъединения трубопроводов гайка 4 отворачивается, корпус 2 выходит из соединения с корпусом 1, при этом под действием усилия пружины 10 наружная часть подвижной втулки 9 плотно прижимается к седлу 15, обеспечивая внешнюю герметичность. После окончательного выхода корпуса 2 из соединения с корпусом 1 наружная часть подвижной втулки 9 поджимается к конической тарели 11 клапана 6, а пружина 12 поджимает клапан 7 к конусной поверхности корпуса 2.
За счет выполнения в клапане полуразъема А подвижной втулки составной, состоящей из внутренней части 8 и коаксиальной надетой на нее наружной части 9, герметичность обеспечивается по трем перемещаемым поверхностям - торцевой, конусной и цилиндрической.
По торцевой - обеспечивается герметичность между полуразъемом А и полуразъемом Б на период открытия клапанов 6 и 7, по конусной - герметизация полуразъемом А до стыковки по клапану 7, по цилиндрической - герметизация полуразъема А до стыковки по корпусу 2.
Наружная часть подвижной втулки 9 за счет выполнения ее из материала, обладающего обратимой деформацией в широком диапазоне температур, стойкого к агрессивным средам, с малым коэффициентом трения, исключает залипание по цилиндрическим поверхностям, и соответственно, требуется малое усилие на страгивание при стыковке и, самое важное, не требуется большой возвратной пружины на закрытие (после длительного периода нахождения в открытом положении). Это в том числе уменьшает габариты и массу.
Внутренняя часть подвижной втулки несет силовые нагрузки от давления, пружины, усилия от полуразъема Б. При воздействии давления тонкая упругая цилиндрическая поверхность наружной части подвижной втулки 9 поджимается к корпусу 1 и обеспечивает дополнительную герметизацию. Кроме того, при нахождении полуразъема А до стыковки с полуразъемом Б цилиндрическая часть наружной части подвижной втулки под давлением в месте установки уплотнительного элемента 13 и манжеты 14 немного прогибается, что увеличивает степень поджатия уплотнительного элемента 13 и манжеты 14 и повышает их герметизацию.
При выполнении соприкасающихся деталей из металла, как в прототипе, это приводит при взаимных перемещениях ответных деталей к появлению износа и необходимости замены всех деталей. При выполнении в клапане составной подвижной втулки повреждения «накапливаются» только на одной наружной части подвижной втулки, без повреждения остальных, что приводит к лучшей ремонтопригодности и необходимости замены только одной детали.
Таким образом, представленное устройство позволяет повысить ремонтопригодность и герметичность, уменьшить усилие при стыковке и расстыковке и уменьшить габариты и массу.
Литература
1. А.с. SU №1476230, F16L 19/00.
2. Патент SU №1813287, F16L 37/28, B64G 1/00.
3. Энциклопедии полимеров, т.1-3, гл. ред. В.А. Каргин, М., 1972-77.
4. Махлис Ф.А., Федюкин Д.Л. Терминологический справочник по резине, М., 1989.