быстроразъемное соединение трубопроводов

Формула изобретения

Быстроразъемное соединение трубопроводов, состоящее из охватываемой и охватывающей частей, в каждой из которых размещены запорные клапаны, а торцевые поверхности элементов каждой из частей соединения в нерабочем положении образуют сплошную торцевую поверхность, при этом в каждой части соосно размещены присоединительные элементы обеих магистралей соединения по два неподвижных элемента, являющихся толкателями, и по два подвижных элемента запорных клапанов, при этом неподвижные элементы соединения при стыковке взаимодействуют с соответствующими им подвижными элементами противоположной части соединения, при этом обеспечивается одновременное открытие проходного сечения обеих магистралей и наоборот - закрытие проходного сечения обеих магистралей при разъединении, отличающееся тем, что в одной из частей соединения, присоединенной к насосной станции, выполнены каналы, обеспечивающие свободную циркуляцию жидкости из одной полости в другую в разомкнутом состоянии и перекрытие этих каналов одним из подвижных клапанов разъема в соединенном положении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для соединения трубопроводов высокого давления, и предназначено для присоединения гибких шлангов или рукавов гидравлических спасательных инструментов.

Аналогами предлагаемого изобретения «Быстроразъемное соединение трубопроводов» являются:

- Устройство для соединения трубопроводов, авторское свидетельство СССР № 1560889, кл. F16L 37/28, 1990 г., ОБ № 16, стр.161-162, г.Москва;

Быстроразъемное соединение трубопроводов, авторское свидетельство СССР № 1333928, кл. F16L 37/00, 1987 г., ОБ № 32, стр.145, г.Москва;

- Быстроразъемное соединение трубопроводов патент РФ № 2224942, кл. F16L 37/22, 2004 г., ОБ № 6, стр.779-780, г.Москва.

Известно устройство для соединения трубопроводов, содержащее два контактирующих между собой клапана, размещенных в корпусах, один из которых подпружинен, а седла в корпусах клапанов выполнены непосредственно из их контактирующих торцов, при этом оно снабжено гайкой, установленной на корпусе второго клапана и соединенной с ним с возможностью их взаимного вращения, и стяжным элементом, установленным на этом корпусе и сочлененным с корпусом первого клапана, при этом гайка частично охватывает стяжной элемент (Устройство для соединения трубопроводов, выполненное по а.с. СССР № 1560889, 1990 г., ОБ № 16, стр.161-162, г.Москва) (аналог) (1).

Известно быстроразъемное соединение трубопроводов, содержащее штуцер с канавкой, в корпусе трубопровода установлены шарики с охватывающей его подпружиненной цилиндрической втулкой, при этом в него введены подпружиненная муфта с клапаном, пиротолкатель, чувствительный элемент в виде пьезоэлектрического датчика силы, пускатель пиротолкателя цепи сигнализации, гермовводы и обратный клапан отсечки рабочего тела, при этом подпружиненная муфта с клапаном установлена в корпусе трубопровода и сообщена с пиротолкателем через чувствительный элемент и пускатель пиротолкателя, цепи сигнализации выведены к пускателю пиротолкателя через расположенные в корпусе штуцера гермовводы, а внутри корпуса штуцера расположен обратный клапан отсечки рабочего тела (Быстроразъемное соединение трубопроводов, выполненное по а.с. СССР № 1333928, 1987 г., ОБ № 32, стр.145, г.Москва) (аналог) (2).

Известно быстроразъемное соединение трубопроводов высокого давления, состоящее из охватываемой и охватывающей частей, первая из которых включает втулку, на наружной поверхности которой выполнена кольцевая канавка, и коаксиально расположенный внутри втулки запорный клапан, а вторая - подпружиненную запорную втулку с расположенной внутри нее втулкой с отверстиями для запорных шариков и запорный клапан, при этом запорная втулка снабжена внутренним кольцевым выступом, кроме того, в охватываемой части соединения запорный клапан выполнен подпружиненным, кольцевая канавка выполнена в продольном направлении переменного сечения, а втулка заключена в защитную подпружиненную втулку из эластичного материала, перекрывающую в нерабочем положении соединения участок кольцевой канавки, в охватывающей части соединения наружная втулка заключена во втулку из эластичного материала, выполненную в форме цилиндра с осевым отверстием, диаметр которого соответствует наружному диаметру внутренней втулки, запорный клапан выполнен неподвижным и на него посажена подпружиненная подвижная втулка, а между указанной втулкой и внутренней втулкой помещен металлический колпачок, выполненный в виде стакана, отверстие в дне которого охватывает наружную поверхность подпружиненной подвижной втулки, а боковая поверхность колпачка в нерабочем положении соединения перекрывает отверстия внутренней втулки, при этом торцовые поверхности элементов каждой из частей соединения в нерабочем положении образуют сплошную торцовую поверхность, а длина защитной втулки охватываемой части выбрана из условия проникновения ее внутрь полости, образуемой металлическим колпачком при рабочем положении соединения, при этом центральная часть одной из сплошных торцовых поверхностей выполнена в виде выступа, а другой - в виде ответной ему впадины (Быстроразъемное соединение трубопроводов, выполненное по патенту РФ № 2224942,2004 г., ОБ № 6, стр.779-780, г.Москва) (ближайший аналог) (3).

Известные конструкции быстроразъемных соединений трубопроводов имеют существенный недостаток: их стыковку и разъединение необходимо выполнять при выключенной насосной станции.

Предлагаемое техническое решение направлено на создание конструкции малогабаритного устройства для быстрого одновременного подсоединения напорной и сливной магистралей гидросистемы инструмента или разъединения без потери рабочей жидкости при работе насосной станции.

Поставленная задача решается за счет того, что в одной из частей соединения, присоединенной к насосной станции, выполнены каналы, обеспечивающие свободную циркуляцию жидкости из одной полости в другую в разомкнутом состоянии и перекрытие этих каналов одним из подвижных клапанов разъема в соединенном положении.

Проведенные патентные исследования не выявили сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого объекта.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется схемами, где:

на фиг.1 изображена охватываемая часть быстроразъемного соединения трубопроводов,

на фиг.2 показана охватывающая часть быстроразъемного соединения трубопроводов,

на фиг.3 - быстроразъемное соединение в рабочем (состыкованном) положении, где:

1 - охватываемая часть соединения,

2 - охватывающая часть соединения,

3 - сплошная торцевая поверхность части 1,

4 - сплошная торцевая поверхность части 2,

5 - неподвижный толкатель части 1,

6 - неподвижный толкатель части 1,

7 - подвижный элемент запорного клапана части 1,

8 - подвижная втулка запорного клапана части 1,

9 - подвижная втулка запорного клапана части 2,

10 - подвижная втулка запорного клапана части 2,

11 - неподвижный толкатель части 2,

12 - неподвижный толкатель части 2,

13 - соединительные каналы,

Р - давление.

Предлагаемое «Быстроразъемное соединение трубопроводов», предназначенное для соединения трубопроводов высокого давления, в частности для присоединения гибких шлангов или рукавов гидравлических спасательных инструментов, состоит из двух частей, охватываемой части соединения 1 и охватывающей части соединения 2, при этом торцевые поверхности элементов каждой из частей соединения в нерабочем положении образуют сплошные торцевые поверхности 3 и 4, а в каждой из частей 1, 2 соосно размещены присоединительные элементы обеих магистралей, а именно в охватываемой части 1 размещены два неподвижных элемента 5 и 6, которые являются толкателями, и два неподвижных элемента 7 и 8 запорных клапанов, которые взаимодействуют при стыковке с подвижными элементами 9 и 10 запорных клапанов и с толкателями 11 и 12, размещенными в охватывающей части соединения 2, при этом в охватывающей части соединения 2, присоединенной к насосной станции, выполнены соединительные каналы 13, которые обеспечивают свободную циркуляцию жидкости из одной полости в другую в разомкнутом состоянии и перекрытие этих каналов 13 подвижным клапаном 9 разъема в соединенном положении.

Изготовление и сборка предлагаемого «Быстроразъемного соединения трубопроводов» могут быть выполнены, например, следующим образом. Все металлические детали, входящие в соединение, могут быть изготовлены, например, из профилированного сортового проката обработкой на металлорежущих станках, а сборка конструкции соединения может быть выполнена, например, следующим образом. Вначале производят сборку и настройку отдельных узлов, а затем их установку и скрепление с охватываемой частью соединения 1 и установку и скрепление с охватывающей частью соединения 2, после чего выполняют окончательную настройку и испытание соединения.

Для изготовления деталей соединения не требуется использования специального и дорогостоящего оборудования и материалов.

«Быстроразъемное соединение трубопроводов» работает следующим образом. Перед началом работы соединение скрепляют с рукавами, например, охватываемую часть соединения 1 скрепляют с рукавами аварийно-спасательного инструмента, а охватывающую часть соединения 2 скрепляют, например, с рукавами насосной станции. В рассоединенном состоянии жидкость во 2-й части соединения из нагнетательной полости через каналы 13 свободно циркулирует в сливную полость. Стыковку обеих частей соединения выполняют путем введения в соприкосновение торцевых поверхностей 3, 4 охватываемой 1 и охватывающей 2 частей соединения, затем продолжают дальнейшее сближение обеих частей соединения навстречу друг другу, при этом в начале происходит открытие клапанов, которые соединяют полости магистрали с полостями инструмента, при этом жидкость движется через соединительные каналы 13 и открытые клапана в инструмент, а дальше каналы 13 закрываются подвижным клапаном 9 и жидкость движется через магистраль инструмента и обеспечивается работоспособность инструмента. При разъединении соединения открываются каналы 13 и жидкость свободно циркулирует через них. Кроме того, при соединении обеих частей 1, 2 неподвижные элементы 5, 6 клапанов разъема охватываемой части 1 воздействуют на подвижные элементы 9, 10 клапанов охватывающей части 2 и, соответственно, неподвижные элементы 11, 12 клапанов разъема охватывающей части 2 воздействуют на подвижные элементы 7, 8 клапанов охватываемой части 1 для одновременного открытия и закрытия проходных сечений обеих магистралей.

Скрепление частей 1, 2 соединения может быть выполнено, например, механическим способом с помощью резьбового соединения с помощью байонетного или шарикового крепления.

Основные размеры, параметры и характеристики

Номинальное давление, МПа (кгс/см2)	80(800)
Габариты охватываемой части соединения, мм	25×15
Габариты охватывающей части соединения, мм	25×20
Масса изделия в состыкованном виде, кг	0,12

Предложенная конструкция «Быстроразъемного соединения трубопроводов» позволяет:

- производить стыковку и разъединение трубопроводов при включенной насосной станции,

- экономить время при обслуживании, а также более эффективно использовать человеческий ресурс, так как не нужен дополнительный рабочий, который бы отключал насосную установку перед стыковкой и разъединением соединения, кроме того, конструкция проста в изготовлении и более безопасна в эксплуатации.

Предложенная конструкция «Быстроразъемного соединения трубопроводов» в настоящее время находится на стадии подготовки к серийному производству под шифром КБ-2.