БУГЕЛЬНОЕ ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЛЮК-ЛАЗА

Полезная модель относится к технике высоких давлений и может быть использована для обеспечения доступа в сосуды, резервуары и трубопроводы в технологических целях (очистка, монтаж, ремонт, испытания и т.п.).
Известно бугельное фланцевое соединение (см. Соединение трубопроводов фланцевые из стали для воздушных систем. ОСТ 1 10078-71), содержащее фланцы, уплотнительное кольцо, разрезной бугель, металлическую ленту и винтовой механизм натяжения ленты. Внешние торцы фланцев выполнены в виде соосных конических поверхностей, направленных большими основаниями к внутренним торцам. Разрезной бугель выполнен с канавкой трапецеидального сечения под посадку с натягом на внешние конические поверхности фланцев. Прокладка установлена между фланцами. Сегменты бугеля закреплены на ленте. Винтовой механизм натяжения установлен на ленте с возможностью сведения и разведения ее концов. Разрезной бугель, лента и механизм натяжения образуют съемный хомут.
Бугельное фланцевое соединение применяется в трубопроводах диаметром до 150 мм и обеспечивает нетрудоемкое замыкание-размыкание разрезного бугеля.
Известное бугельное фланцевое соединение не приспособлено для фланцев большого диаметра. С увеличением диаметра фланцев масса съемного хомута возрастает и для его установки-съема требуются средства механизации. Затраты на изготовление и обслуживание бугельного фланцевого соединения возрастают.
В качестве прототипа принято бугельное фланцевое соединение люк-лаза (См. патент на изобретение: ЛЮК-ЛАЗ. RU 2 428 612, МПК F16J 13/16; F16J 13/10, опубликован 10.09.2011). Бугельное фланцевое соединение люк-лаза содержит фланец горловины, нажимное кольцо, крышку, уплотнительное кольцо, разрезной бугель и фиксаторы полуколец бугеля. Фланец горловины выполнен с цилиндрической расточкой под посадку крышки, уплотнительного кольца и нажимного кольца. Нажимное кольцо выполнено с фланцем и посажено на цилиндрическую поверхность крышки. На крышке выполнен кольцевой бурт. Уплотнительное кольцо установлено между кольцевым буртом крышки и нажимным кольцом. Разрезной бугель выполнен с внутренней канавкой прямоугольного сечения. Полукольца разрезного бугеля закреплены на горловине с возможностью поворота и захвата внутренней канавкой фланцев горловины и нажимного кольца. При замкнутом разрезном бугеле увеличение давления рабочей среды вызывает смещение крышки, уплотнительного кольца, нажимного кольца и разрезной бугеля от фланца горловины. Внешние торцы фланца горловины и нажимного кольца прижимаются к стенкам внутренней канавки бугеля. Уплотнительное кольцо деформируется между кольцевым буртом крышки, нажимным кольцом и цилиндрической расточкой фланца, чем обеспечивается надежная герметизацию люк-лаза. Сила давления среды на крышку воспринимается нажимным кольцом, полукольцами разрезного бугеля и фланцем горловины.
Прототип применяется в люк-лазах диаметром до 1000 мм и обеспечивает нетрудоемкое замыкание-размыкание бугеля. При дальнейшем увеличении диаметра люк-лаза и фланцев масса полуколец разрезного бугеля возрастает. Для их замыкания-размыкания требуются средства механизации. Затраты на изготовление и обслуживание бугельного фланцевого соединения люк-лаза возрастают. Кроме того, в разомкнутом состоянии сегменты разрезного бугеля не фиксируются и занимают неопределенные положения, препятствующие безопасному использованию люк-лаза.
Задача, решаемая полезной моделью, - создание бугельного фланцевого соединения люк-лаза большого диаметра (более 1000 мм), обеспечивающего нетрудоемкое замыкание-размыкание сегментов разрезного бугеля без средств механизации.
Технический результат от использования полезной модели заключается в сокращении затрат на изготовление и эксплуатацию люк-лаза.
Полезная модель может быть реализована в несколько исполнениях, применяемых в различных условиях эксплуатации люк-лаза
1-е исполнение.
Бугельное фланцевое соединение люк-лаза содержит фланец горловины, нажимное кольцо, крышку, уплотнительное кольцо, разрезной бугель и фиксаторы сегментов разрезного бугеля. Фланец горловины выполнен с цилиндрической расточкой под посадку крышки, уплотнительного кольца и нажимного кольца. Нажимное кольцо оснащено фланцем и посажено на цилиндрическую поверхность крышки. На крышке выполнен кольцевой бурт. Уплотнительное кольцо уложено между кольцевым буртом крышки и нажимным кольцом. Разрезной бугель выполнен с внутренней канавкой. Сегменты разрезного бугеля закреплены на горловине с возможностью поворота и захвата внутренними канавками фланца горловины и фланца нажимного кольца.
Для решения поставленной задачи каждый сегмент разрезного бугеля закреплен на поворотном кронштейне с возможностью движения в радиальной плоскости горловины. Фиксатор сегмента бугеля выполнен в виде упругой П-образной стойки, охватывающей поворотный кронштейн и ограничивающей угол его поворота. Поворотный кронштейн оснащен стопорными выступами, которые размещены с возможностью ввода-вывода в стопорные отверстия вертикальных стенок фиксатора. После ввода стопорных выступов в стопорные отверстия фиксатора, последний удерживает кронштейн и сегмент бугеля в замкнутом или разомкнутом состоянии.
Закрепление сегментов разрезного бугеля на поворотном кронштейне, с возможностью движения в радиальной плоскости горловины, позволяет выполнить разрезной бугель с таким числом сегментов, при котором усилия по перемещению каждого сегмента не превышают физические возможности обслуживающего персонала, и обеспечивает нетрудоемкое, без средств механизации, замыкание-размыкание разрезного бугеля. (Согласно ГОСТ Р ЕН 1005-3-2010. «Безопасность машин. Физические возможности человека. Часть 3. Рекомендуемые пределы усилий при работе на машинах»: усилие на кисть одной руки не должно превышать 250 Н). Фиксаторы исключают неопределенные положения сегментов, препятствующие безопасному использованию люк-лаза.
Исполнение 1 обеспечивает решение поставленной задачи с наименьшими затратами на изготовление. Дальнейшее улучшение бугельного фланцевого соединения достигается в следующих исполнениях.
2-е исполнение.
Бугельное фланцевое соединение люк-лаза в 1-м исполнении, отличающееся тем, что сегменты бугеля и фланец нажимного кольца оснащены натяжными замками-защелками для плотной посадки сегментов бугеля на фланцы горловины и нажимного кольца.
Натяжные замки-защелки обеспечивают равномерное поджатие сегментов бугеля к фланцам горловины и нажимного кольца, чем исключают перегрузку отдельных сегментов разрезного бугеля после их замыкания и повышения давления рабочей среды.
3-е исполнение.
Бугельное фланцевое соединение люк-лаза в одном из исполнений 1, 2, отличающееся тем, что поворотный кронштейн выполнен в виде изогнутой упругой пластины.
Поворотные кронштейны в виде изогнутой упругой пластины компенсируют температурные деформации и технологические отклонения размеров, формы и взаимного расположения сопрягаемых поверхностей разрезного бугеля, фланца горловины и фланца нажимного кольца. При восприятии силы давления рабочей среды сегментами разрезного бугеля, кронштейн в виде изогнутой упругой пластины деформируется в продольном направлении, обеспечивая подвижность сегмента и его плотную посадку на фланцы горловины и нажимного кольца. Надежность бугельного фланцевого соединения возрастает. Исполнение предназначено для предприятий с невысокой точностью изготовления изделий и условий эксплуатации с большим перепадом температур.
4-е исполнение.
Бугельное фланцевое соединение люк-лаза в одном из исполнений 1, 2, отличающееся тем, что поворотный кронштейн выполнен в виде, по меньшей мере, одного изогнутого упругого стержня.
Поворотные кронштейны в виде одного или нескольких упругих стержней компенсируют температурные деформации и технологические отклонения размеров, формы и взаимного расположения сопрягаемых поверхностей разрезного бугеля, фланца горловины и фланца нажимного кольца. При восприятии силы давления рабочей среды сегментами разрезного бугеля кронштейн в виде изогнутого упругого стержня деформируется в продольном и поперечном направлениях, обеспечивая подвижность сегментов бугеля и их плотную посадку на фланцы горловины и нажимного кольца. Надежность бугельного фланцевого соединения возрастает.
Исполнение компенсирует технологические отклонения и эксплуатационные деформации, превышающие, по меньшей мере, 2 мм и может быть изготовлено в условиях эксплуатации для доработки готовых изделий и целей ремонта.
5-е исполнение.
Бугельное фланцевое соединение люк-лаза в одном из исполнений 1-4, отличающееся тем, что сегмент разрезного бугеля снабжен гнездом под монтажный рычаг для перевода между состояниями замыкания и размыкания.
Применение монтажного рычага обеспечивает удобное нетрудоемкое замыкание-размыкание сегментов разрезного бугеля без средств механизации.
На фиг. 1 представлен вид спереди люк-лаза в исполнении 2 с разрезным бугелем в замкнутом состоянии, на фиг. 2 – вид А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 для исполнения 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 1 для исполнения 3; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 5; на фиг. 7 - разрез Б-Б на фиг. 1 для исполнения 4; на фиг. 8 - разрез Д-Д на фиг.7, на фиг. 9  -  разрез Б-Б на фиг. 1 для исполнения 2 с сегментом разрезного бугеля в разомкнутом состоянии.
Бугельное фланцевое соединение люк-лаза содержит фланец 1 горловины, нажимное кольцо 2, крышку 3, уплотнительное кольцо 4, разрезной бугель 5 и фиксаторы 6 сегментов 7 разрезного бугеля. Фланец горловины выполнен с цилиндрической расточкой под посадку нажимного кольца 2, крышки 3 и уплотнительного кольца 4. Нажимное кольцо оснащено фланцем 8 и посажено на цилиндрическую поверхность крышки 3. На крышке выполнен кольцевой бурт. Уплотнительное кольцо 4 уложено между кольцевым буртом крышки и нажимным кольцом. Разрезной бугель 5 выполнен с канавкой трапецеидального сечения под посадку с натягом на внешние конические поверхности фланца 7 горловины и фланца 8 нажимного кольца. Сегменты 7 разрезного бугеля закреплены на горловине с возможностью поворота и захвата канавками фланца 1 горловины и фланца 8 нажимного кольца.
Для решения поставленной задачи каждый сегмент бугеля закреплен на поворотном кронштейне 9 с возможностью движения в радиальной плоскости горловины. Поворотный кронштейн 9 установлен в стойках 10 на оси 11. Фиксатор 6 сегмента бугеля выполнен в виде упругой П-образной стойки, охватывающей поворотный кронштейн и ограничивающий угол его поворота. Поворотный кронштейн 9 оснащен стопорными выступами 12, которые размещены с возможностью ввода-вывода в стопорные отверстия вертикальных стенок фиксатора 6. После ввода стопорных выступов 12 в стопорные отверстия фиксатора, последний удерживает кронштейн и сегмент разрезного бугеля в замкнутом или разомкнутом состоянии.
Сегменты 7 разрезного бугеля и фланец 8 нажимного кольца 2 оснащены натяжными замками-защелками 13 для плотной посадки сегментов бугеля на фланцы горловины и нажимного кольца.
На фиг. 5, 6 представлено бугельное фланцевое соединение люк-лаза в исполнении 3 с поворотным кронштейном в виде изогнутой упругой пластины 14.
На фиг. 7, 8 представлено бугельное фланцевое соединение люк-лаза в исполнении 4 с поворотным кронштейном в виде пары изогнутых упругих стержней 15, образующих рамную конструкцию с втулкой 16 и траверсой 17, оснащенной стопорными выступами 12.
На фиг. 9 показано бугельное фланцевое соединение люк-лаза, в котором сегмент разрезного бугеля снабжен гнездом 18 под монтажный рычаг 19 для перевода бугеля между состояниями замыкания и размыкания.
Бугельное фланцевое соединение люк-лаза используют следующим образом.
При необходимости открытия люка-лаза из объема под ним удаляют рабочую среду. Размыкают натяжные замки-защелки 12. Посредством монтажного рычага 18, вставляемого в гнездо 17, отводят сегменты 7 разрезного бугеля в состояние размыкания до фиксации стопорных выступов 11 в стопорных отверстиях фиксатора 6.  Затем выводят крышку 3 с нажимным кольцом 2 и уплотнительным кольцом 4 из расточки фланца 1 горловины.
После завершения работ в пространстве под люк-лазом бугельное фланцевое соединение приводят в состояние замыкания обратной последовательностью указанных выше действий.
Промышленная применимость предлагаемой полезной модели подтверждена испытаниями опытного образца. Производство бугельного фланцевого соединения люк-лаза реализовано в условиях металлообрабатывающего завода.
Предлагаемая полезная модель сокращает затраты на изготовление и эксплуатацию люк-лаза большого диаметра.