БЕСФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
FLANGELESS CONNECTION OF CYLINDRICAL PARTS

Изобретение относится к бесфланцевым соединениям цилиндрических деталей и может быть использовано для соединения модульных секций погружных насосных установок преимущественно малого габарита.
Известно соединение цилиндрических деталей, состоящее из охватываемой детали с наружной кольцевой канавкой, охватывающей детали с внутренней кольцевой канавкой и буртом, эксцентричных полуколец, установленных в совмещенной канавке и зафиксированных полуцилиндрическими вкладышами с кольцевыми буртиками, которые попарно контактируют торцами и соединены винтами [А.с. №920281 СССР, F16B 21/00, 1982].
Недостаток быстроразъемного соединения заключается в том, что оно не предотвращает проворачивание деталей относительно друг друга и содержит неудобные для работы на скважине мелкие крепежные элементы.
Известно бесфланцевое соединение цилиндрических деталей, содержащее охватываемую деталь с наружной кольцевой проточкой и лыской, на которой выполнено глухое и резьбовое отверстие, охватывающую деталь с внутренней кольцевой проточкой и сквозным пазом, упругое кольцо с отогнутыми концами, находящееся в совмещенной кольцевой проточке, и стопорные винты [Патент №2447332 РФ, F16B 21/16, 2012].
Известно бесфланцевое соединение цилиндрических деталей, включающее охватываемую деталь с кольцевой канавкой, охватывающую деталь с кольцевой канавкой и входным отверстием, касательным к канавке, и соединительный элемент в совмещенной кольцевой канавке в виде двух клиньев со встречным направлением уклонов [А.с. №981728 СССР, F16B 7/00, 1982].
Недостатком приведенных быстроразъемных соединений является наличие в них множества мелких деталей, затрудняющих монтаж, а также наличие кольцевых проточек, снижающих несущую способность.
Наиболее близким к заявляемому соединению является бесфланцевое соединение цилиндрических деталей, содержащее охватываемую деталь с глухими прямоугольными пазами в окружном направлении, охватывающую деталь со сквозными прямоугольными пазами, совпадающими с пазами на охватываемой детали, кольцевые сегменты, установленные в 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 бесфланцевого соединения является повышенная сложность узла крепления и протектора, снижающая надежность соединения и усложняющая его монтаж.
Настоящее изобретение направлено на создание простого, высоконадежного и быстро монтируемого бесфланцевого соединения, удобного для монтажа модульных секций погружной насосной установки на скважине.
Указанный технический результат достигается тем, что в бесфланцевом соединении цилиндрических деталей, содержащем охватываемую деталь, по крайней мере, с одним глухим прямоугольным пазом, охватывающую деталь со сквозным прямоугольным пазом и сегмент кольца, размещенный в полости, образованной при совмещении пазов, согласно изобретению на сегменте кольца выполнена проточка, обращенная навстречу охватываемой детали и совпадающая с ее поверхностью, охватывающая деталь установлена с перекрытием проточки и поджата накидной гайкой, навернутой на резьбу охватываемой детали.
Кроме того, ступенька проточки отклонена от поперечной плоскости сегмента кольца в направлении проточки на угол α, равный 8-12°, при этом стенка сквозного паза охватывающей детали наклонена на одинаковый со ступенькой угол, обеспечивающий их примыкание.
На фиг. 1 схематично изображено заявляемое бесфланцевое соединение, на фиг. 2 - то же, до монтажа; на фиг. 3 - сегмент кольца с проточкой.
Бесфланцевое соединение цилиндрических деталей включает охватываемую деталь 1 с одним глухим прямоугольным пазом 2, охватывающую деталь 3 со сквозным прямоугольным пазом 4, сегмент кольца 5 с наружной проточкой 6, устанавливаемый в полости, образованной при совмещении паза 2 с пазом 4, и накидную гайку 7, навернутую на резьбовой участок 8 охватываемой детали 1 (фиг. 1, 3).
Сегмент кольца 5 имеет скошенные внутренние ребра и прилегает внутренней цилиндрической поверхностью к основанию глухого прямоугольного паза 2, его наружная цилиндрическая поверхность выполнена заподлицо с охватывающей деталью 3, а поверхность проточки 6 совпадает с поверхностью охватываемой детали 1. Размеры сегмента кольца 5 выбираются на основе прочностных расчетов. Ступенька 9 между поверхностью проточки 6 и наружной цилиндрической поверхностью сегмента кольца 5 отклонена от его поперечной плоскости по направлению к проточке на угол α, равный 8-12°.
Охватывающая деталь 3, окружающая охватываемую деталь 1, перекрывает проточку 6 сегмента кольца 5. Стенка 10 сквозного паза 4 со стороны торца охватывающей детали 3 плотно примыкает к ступеньке 9, поскольку имеет одинаковый с ней по величине и направлению угол наклона α. Накидная гайка 7 на резьбовом участке 8 охватываемой детали 1 упирается в торец охватывающей детали 3 и является фиксатором взаимного положения деталей.
В сегменте кольца 5 может быть выполнено сквозное отверстие с резьбой (не показано), служащее для его удерживания при сборке.
Монтаж заявляемого бесфланцевого соединения выполняется в следующей последовательности. Охватываемую деталь 1 с навинченной накидной гайкой 7 вводят в охватывающую деталь 3 до совмещения глухого паза 2 со сквозным пазом 4 (фиг. 2). Сегмент кольца 5 ориентируют проточкой 6 навстречу охватываемой детали 1 и помещают в полость, образованную при совмещении пазов 2 и 4, при этом его временно закрепляют посредством, например, резинового кольца (не показано). Средством крепления сегмента кольца может являться вставленный в него точечный магнит (не показан). Далее охватываемую деталь 1 вытягивают из охватывающей детали 3 на длину проточки 6 в сегменте кольца 5. В результате охватывающая деталь 3 перекрывает проточку 6 и упирается стенкой 10 сквозного паза 4 в ступеньку 9 сегмента кольца 5, прижимая его к основанию и поперечной стенке глухого паза 2. Затем накидную гайку 7 перемещают до упора с охватывающей деталью 3 путем вращения по резьбовому участку 8 охватываемой детали 1 и окончательно зажимают сегмент кольца 5 в глухом пазе 2. За счет этого обеспечивается надежное соединение охватываемой и охватывающей деталей 1, 3, предотвращающее их взаимное осевое и радиальное смещение при статической и динамической нагрузке. После монтажа резиновое кольцо удаляется и таким образом бесфланцевое соединение не выходит за габариты охватываемой и охватывающей деталей.
Предлагаемое бесфланцевое соединение имеет очень простую конструкцию, высокую надежность и быструю собираемость и может быть применено на скважине при сборке модульных секций погружных насосных установок, в том числе 2, 2А и 3 габаритов.