Штекерна запобіжна муфта для напірних трубопроводів

1. Штекерная предохранительная муфта для напорных трубопроводов, содержащая соединительную коробку с входным и вы ходным отверстием и внутренней полостью между ними, в которой установлен запор ный орган со сквозным отверстием, штекер, пропущенный в отверстие запорного органа и выходящий из соединительной коробки, и уплотнительные элементы, расположенные между штекером и запорным органом и со единительной коробкой и запорным орга ном, причем последний установлен с возможностью его поворота из запирающе го положения в открытое или наоборот, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что корпус соедини тельной коробки выполнен монолитным с внутренней или наружной резьбой для сое динения с напорным трубопроводом, а за порный орган выполнен в виде цилиндрической детали, в которой ось сквозного отверстия, проходящее через нее, расположена перпендикулярно оси ци линдрической детали, при этом в корпусе соединительной коробки установлено за жимное кольцо для предохранения от осе вого перемещения запорного органа в упомянутом корпусе. 2. Муфта по п. 1,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что сквозное отверстие запорного орга на выполнено трехступенчатым, причем на поверхности средней ступени выполнен кольцевой паз для уплотнительного элемента, на штекере выполнен кольцевой бурт, входящий в отверстие большей ступени запорного органа, а между кольцевым буртом и торцем, соединяющим большую и среднюю ступени, установлена нажимная пружина. 3. Муфта по п.2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в соединительной коробке выполне но разгрузочное отверстие, соединяющее ее наружную поверхность с внутренней по лостью, а на запорном органе вокруг мень шей ступени сквозного отверстия и разгрузочного отверстия выполнены коль цевые пазы, соединенные общей частью и расположенные в окружном направлении, при этом в этот объединенный паз установ лен уплотиительный элемент, повторяющий форму паза. 4. Муфта по п.2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что внутренняя полость под запорный орган выполнена в виде цилиндрического отверстия, расположенного поперечно к продольной оси соединительной коробки, выходное отверстие которой выполнено продольным, расположено перпендикуляр но оси цилиндрического отверстия и про стирается вокруг него на угол не менее 60°. 5. Муфта по п.4, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что ось продольного выходного отвер стия расположена в одной плоскости с осью входного отверстия, выполненного резьбо вым для соединения с напорным трубопро водом. 6. Муфта по п.4, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что разгрузочное отверстие расположе но в зоне против продольного выходного отверстия, край которого, напротив разгру зочного отверстия, выполнен с выемкой, 8 о 13304 служащей в качестве стопорного паза для штекера. 7. Муфта по пп.4-6, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что о месте сопряжения входного отверстия соединительной коробки и ее внутренней полости под запорный орган в соединительной коробке выполнена коль цевая расточка под уплотнительный эле мент, причем диаметр кольцевой расточки больше продольного отверстия. 8. Муфта по п. 1,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что внутренняя полость под запорный орган выполнена цилиндрической с длиной ив половину соединительной коробки и рас положена вдоль последней, выходное от верстие которой выполнено продольным под прямым углом к оси цилиндрической внутренней полости и вокруг нее на усол не ]меиее 60°, а в теле соединительной коробки выполнено разгрузочное отверстие, выхо дящее во внутреннюю полость, причем вок руг выходного разгрузочного отверстия и входа для напорного трубопровода в соединительной коробке выполнены кольцевые пазы, соединенные между собой обрамляющей их ебщей частью, в которые установлена общая уплотнительная прокладка. 9. Муфта по п.З, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что сквозное отверстие запорного орга на одним концом выходит радиальио на ци линдрическую поверхность, а другая - в аксиальном направлении на торцевую по верхность и совпадает с осью входа для напорного трубопровода, причем в проме жуточном положении запорного органа ак сиально расположенный конец сквозного отверстия сообщается с разгрузочным от верстием с соединительной коробке. 10. Муфта по пп.1-9, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что по меньшей мере на одной из" торцевых поверхностей запорного органа установлен рычаг или ось с рукояткой для поворота запорного органа. Изобретение относится к штекерной предохранительной муфте для трубопрово дов для напорных сред с соединительной коробкой, которая в своей внутренней части имеет запорный орган и посредством пооо- 5 рота может приводиться из запорного поло жения в трубопроводящее положение или наоборот. В качестве напорных сред могут применяться как сжимаемые, так и несжи маемые, текучие среды. 10 Целью изобретения является создание штекерной предохранительной муфты, ко-* торая по своей конструкции и при изготовлении была бы особенно простой и которая также при высоких давлениях работала бы -J5 без утечек. Нэ фиг.1 изображен горизонтальный разрез корпуса и запорного органа; на фиг.2 - вертикальный разрез корпуса и запорного органа при применении в качестве предо- 20 хранительной муфты с введенным штеке ром в запорном положении; нафиг.З-тоже, с повернутым в трубопрооодящее положе ние запорным органом; на фиг.4 - предпоч-' тительный одноэлементный корпус в 25 перспективном виде с относящимся запор ным органом; на фиг.5 - запорный орган с особым уплотнением; на фиг.6 - предохра нительная муфта для особенно высоких дав лений. 30 Штекерная муфта включает муфтовую коробку 1 иштекер2. На фиг.1 показано, что муфтовая коробка 1 имеет входное резьбовое отверстие 3 в корпусе 4. Резьбовое от верстие 3 воспринимает резьбовой ниппель падающего трубопровода. Оно находит свое продолжение в равноосном, центральном отверстии 5, которое создает соединение между резьбовым отверстием 3 и проходящим к нему перпендикулярно, пронизывающим корпус приемным отверстием (внутренней полостью) 6. На противоположной стороне муфтовой коробки 1 показано выходное отверстие 7, проходящее соосно с резьбовым отверстием 3 и центральным отверстием 5. Муфтовая коробка 1 имеет здесь в основном кубическую форму и только сводчатую на выходной стороне. В приемном отверстии 6 оперта с возможностью поворота фасонная часть 8 в виде цилиндрического тела. Фасонная часть 8 подгоняется точно и плотно к приемному отверстию 6 корпуса 2 муфтовой коробки 1 и служит в качестве запорного органа для сжатого воздуха. Через нее проходит диаметральное сквозное отверстие 9, которое перпендикулярно пересекает ось поворота А. Сквозное отверстие 9 имеет три зоны со ступенчатообразно увеличивающимся диаметром. Если сквозное отверстие 9 рассматривать в направлении прохождения напорной среды, то сначала изображена первая зона 10 с наименьшим диаметром, ширина которого соответствует диаметру цилиндрического 13304 отверстия 5. После зоны 10 следует в направлении D более блинная зона 11 средней ступени с большим диаметром. Внутри этой зоны имеется кольцевой паз 12, который служит для приема уплотнительного элемента, например О-образноого кольца 13 В направлении D следует затем еще раз скачкообразно расширяющаяся о диаметре зона 14. Величина диаметров зон 11 и 13 подгоняется к штекеру 2. Штекер состоит из кольцеобразной втулки 15 и имеет в направлении оси зубчатообразное рифление. Рифление предотвращает соскальзывание насаженного на штекер шланга для сжатого воздуха (не по.казан), который там дополнительно закрепляется с помощью зажимного хомута. Втулка 15 штекера 2 имеет кольцевой бурт утолщение 16, которое в разъединенном состоянии полностью воспринимается корпусом 4 или запорным органом 8. В разъединенном состоянии фасонная часть 8, которая образует запорный орган, перекрывает проход для среды. Тогда фасонная часть находится именно в таком поворотном положении, что проходное сквозное отверстие 9 и отклоняется от направления прохождения среды. Угол между этими двумя направлениями составляет преимущественно несколько меньше 90°. В этом положении проходное отверстие 9 не сообщается с цилиндрическим отверстием 5 в корпусе 4, так что фасонная часть 8 плотно перекрывает цилиндрическое отверстие 5. В изображенном положении перекрывания (фиг.2) расширенная зона 14 проходного отверстия 9 находится в точном соосном положении с отверстием 17 в корпусе 4 муфтовой коробки 1. Диаметр отверстия 17 точно соответствует диаметру той зоны 14 и несколько больше наружного диаметра бурта утолщения 16 штекера. Тем самым в состоянии не под давлением штекер можно ввести через это отверстие 16 по крайней мере настолько, пока штекер не найдет упора на плече между зоной 10 с наименьшим диаметром и зоной 11 со средним диаметром сквозного отверстия 9. Если втулка 15 от своего утолщения 16 до своего конца на входной стороне является относительно короткой, то утолщение 16 наталкивается на плечо D переходной зоне между зоной 11 со средним диаметром и зоной 14 с наибольшим диаметром сквозного отверстия 9. Это обычно имеет место. Конечная часть 18 втулки 15 уплотнена по отношению к запорному органу 10 с помощью по меньшей мере одного уплотнительногокольца 13. В зоне 14 сквозного отверстия 9 вкладывается еще нажимная пружина 19, которая прилегает к торцу утолщения 16 на штекере 2 и отжимает штекер в наружную сторону. Отверстие 17 образует конец предель-5 ного отверстия 20, которое простирается в направлении поворота штекера вдоль периферии корпуса 4, так что штекер 2 можно поворачивать до тех пор, пока проходное отверстие 9 не будет точно соосным с ци10 линдрическим отверстием 5 в корпусе 4. Ширина продольного отверстия 20 меньше диаметра утолщения 16 на втулке 15. Нижний конец продольного отверстия 20 образует выходное отверстие 7. Тем са15 мым конструкции позволяет осуществлять без какого-либо давления вхождение штекера 2 о муфтовую коробку 1. Как только штекер 2 будет полностью введен в муфтовую коробку 1, можно пово20 рачивать штекер 2 в направлении поворота S. Уже при незначительном отклонении штекера 2 от положения ввода плечо утолщения 16 прилегает к внутренней стороне корпуса 4 сбоку продольного отверстия 20 и 25 предотвращает нежелательное рзсстопоривание штекера при повороте штекера в направлении D прохождения среды (никогда не должно преодолеваться нажимное усилие сжатой среды или воздуха). 30 На фиг.З показано, что напорная среда может проходить через всю муфту прямолинейно, без препятствий, однако резьбовое отверстие 3, цилиндрическое отверстие 5, проходное отверстие 9 и втулка 15 штекера 35 2 центрированы точно соосно по отношению друг к другу. В переходной зоне между цилиндрическим отверстием 5 и фасонной частью 8 еще имеется уплотнение 21. Для того, чтобы штекер не смог сделать 40 нежелательный пооорот из трубопрооодящего положения, в приемном отверстии 6 для поворачиваемой фасонной части 8 предусмотрена выемка 22, в которую штекер 2 заскакивает своим утолщением 16 в трубо45 проводящем положении. Прилагаемое в торцовой стенке штекерной втулки давление сжатого воздуха является достаточным для того, чтобы прижимать штекер к аыемке 22 и тем самым законтрива гь его. Нажимная 50 пружина поддерживает это дополнительно. Лишь при сильном падении давления в подающем трубопроводе, например в результате утечки, собственно штекер 2 удерживается нажимной пружиной 19 и 55 дальше в желательном положении. Для разъединения штекер 2 снова поворачивается из трубопроводящего положения (фиг.З) в запорное положение (фиг.2) благодаря тому, что он перемещается против давления и пружинного усилия противопо 13304 пожно к папраолению D. Благодаря этому штекер разблокируется и может поворачи ваться вместе с запорным органом 8. При этом запорный орган подобно крану пере крывает цилиндрическое отверстие 5. 5 Причем следует учитывать то, что в штекере 2 и отсоединяемом трубопроводе еще сохраняется давление. Это давление все еще было бы достаточным для того, чтобы штекер, как только он попадает в соосное 10 положение с вводным отверстием 17, выбросить из муфтовой коробки 1. Однако это предотвращается с помощью по меньшей мере одного отверстия для уменьшения давления, в изображенном примере с помощью 15 четырех отверстий 23 для снятия давления, которые проходят через корпус 4 и впадают в приемное отверстие 6. Разгрузочные отверстия 23 размещены так, что они сообщаются с проходным отверстием 9 при 20 поворотном движении фасонной части 8 по меньшей мере в одном промежуточном положении. Для падения давления требуется определенное, хотя и короткое время. Для того, чтобы обеспечить сохранение этого 25 времени при разъединении, в приемном отверстии 6 предусмотрена вторая выемка 24, которая намного глубже выемки 22. В эту вторую выемку 24 заскакивает штекер 2 при своем побороте в это промежуточное поло- 30 жение. в котором проходное отверстие 9 сообщается с разгрузочными отверстиями 23. Только после падения давления штекер 2 можно выдвинуть из стопорной канавки, повернуть в конечное положение и без вся- 35 кой опасности извлечь из штекерной коробки. Разумеется, что фасонная часть 8 в корпусе4 законтрена против бокового перемещения. Цилиндрическая фасонная часть 8 законтрена с обеих сторон от выпадения. 40 Особенно просто осуществляется это законтривание с помощью предохранительных колец в виде колец Зегера или пружинных зажимных стопорных колец 25. В качестве варианта возможным является так- 45 же исполнение штекерной коробки с запорным органом Ю конической формы, Тогда, следовательно, этот орган становится коническим и требуется его законтрить лишь с одной стороны в соответствующем кониче- 50 ском отверстии корпуса. На фиг.4 изображен элегантный корпус 4 муфтовой коробки J. Он изготовлен посредством обтачивания, фрезерования, сверления и резания одноэлементным из 55 заготовки из круглой стали и имеет в основном круглую часть 26 и цилиндрическую часть 27. Цилиндрическая часть 27 снабжена резьбовым отверстием 3, которое позволяет осуществлять навинчивание муфтовой 8 коробки 1 на ниппель на шланговой и трубчатой концевых частях. Эта цилиндрическая часть 27 может быть снабжена также наружной резьбой. Благодаря этому муфтовая коробка может быть навинчена на муфту на шланговой или трубчатой концевых частях. Круглая часть 26 имеет приемное отверстие 6 поперечно к продольной оси цилиндрической части 8. Это приемное отверстие предназначено для приема запорного органа 8. На краях конечных сторон отверстия 6 имеется по одному круговому пазу 28, о которые могут вкладываться предохранительные кольца 25, чтобы вставленный запорный орган 8 законтрить в отверстии 6. В круглой части 26, кроме того, можно увидеть продольное отверстие 20, которое простирается приблизительно под углом 90° по отношению к оси отверстия 6. Это продольное отверстие 20 переходит в несколько большее отверстие 17 в корпусе 4, которое служит в качестве приемного отверстия для штекера в запорном положении запорного органа 8. Круглая часть 26 корпуса 4 параллельно к радиальной плоскости отверстия 17 выполнена ровной. На противоположной стороне круглая часть 26 корпуса 4 также выполнена ровной. Благодаря этим ровным участкам муфтовую коробку с помощью гаечного кпюча можно навинтить на трубчатый ниппель. Внутри круглой части 26 корпуса 4 имеется, кроме того, глухое отверстие 29, которое проходит соосно с осью цилиндрической части 27. Это глуу.ое отверстие 29 имеет больший диаметр, чем продольное отверстие 20 и резьбовое отверстие 3. Поэтому оно выполняется посредством фрезерования и обточки. Это глухое отверстие 29 воспринимает уплотнительный элемент 21. Этот уплотнительный элемент 21 является в основном полым, цилиндрическим и на одной своей стороне имеет криволинейно вогнутую в одном направлении наружную сторону, так что он без зазоров и плотно прилегает к вставленной фасонной части 8. В одном варианте глухое отверстие 29 также не предусмотрено и уплотнение запорного органа 8 может быть достигнуто с помощью показанных на фиг.5 средств. Фасонная часть 8 здесь на своей цилиндрической стенке имеет специально выполненный объединенный паз 30, который вытачивается из фасонной части 8. Этот паз 30 состоит из двух кольцевых пазов 31 и 32, которые имеют общую часть (объединены). При этом кольцевой паз 31 проходит вокруг проходного отверстия 9, а кольцевой паз 32 примыкает в окружном направлении к кольцевому пазу 31 и имеет 13304 с ним общую часть. В этот кольцевой паз 30 вкладывается специально изготовленное уплотнение 33, которое подгоняется точно в этот кольцевой паз 30. С помощью такого уплотнения в трубопроводящем положении уплотняется соединение между отверстием 5 и проходным отверстием 9. В любом положении запорного органа 8, отклоняющемся от трубопроводящего положения, отверстие 5 перекрывается с обеспечением уплотнения. На фиг.6 изображен в расчлененном изображении другой вариант исполнения предложенной предохранительной муфты, которая является особенно пригодной для высоких давлений и больших диаметров трубопроводов. Здесь муфтовая коробка состоит в основном из цилиндрического корпуса 34, который - примерно на половину выточек в полый цилиндр 35 и следующую цилиндрическую фасонную часть 36, которая подгоняется к внутренней части полого цилиндра 35. В корпусе 34 имеется отверстие 37 в качестве разгрузочного отверстия. Отверстия 37 и 38 простираются в параллельном к оси цилиндра направлении. Центры отверстий 37 и 38, кроме того, удалены на одинаковое расстояние от оси цилиндра, так что отверстия 37 и 38 расположены на концентрическом круге по отношению к оси цилиндра. Устье отверстия 38, которое служит в качестве питающего трубопровода, окружено кольцевым лазом 39. который сообщается с другим кольцевым пазом вокруг устья разгрузочного отверстия. Это достигается с помощью кольцевого паза, обрамляющего один из этих кольцевых пазов, по которым сообщается с обоими кольцевыми пазами, хотя это не обязательно. Отверстие 38 снабжено резьбой, которая позволяет осуществлять навинчивание муфтовой коробки на ниппель на питающем трубопроводе. Полая цилиндрическая часть 35 цилиндра 34 имеет на своей цилиндрической рубашке продольное отверстие 40, которое простирается вдоль окружного направления полого цилиндра 35. Это продольное отверстие 40 на всей конечной стороне переходит в отверстие 41 большего диаметра. Продольное отверстие 40 простирается в целом по отношению к оси цилиндра через угол поворота, который соответствует углу между центрами обоих отверстий 37 и 38. Цилиндрическая фасонная часть 36 имеет изогнутое проходное отверстие 42, которое состоит, например, из отверстия в радиальной плоскости и отверстия в аксиальном направлении, которые сообщаются друг с другом. Проходящее в радиальной 10 плоскости отверстие выполнено аналогично проходному отверстию 9 в запорном органе 8 (фиг.2) для восприятия соответствующего штекера. Цилиндрическая фасонная часть 5 36 в установленном состоянии с помощью предохранительного кольца 25 законтривается в своем положении внутри полого цилиндра 35, но может в нем поворачиваться. Для этого предохранительное кольцо 25 10 вставляется в паз 43 на внутренней стороне полого цилиндра 35. Предохранительная муфта (фиг.6) особенно проста в изготовлении и не вызывает каких-либо затруднений при изготовлении 15 больших по размерам предохранительных муфт. Поэтому она особенно пригодна для высокого давления и для трубопровода с большими диаметрами. Разумеется, что при высоких давлениях 20 и больших диаметрах трубопроводов возрастает усилие, необходимое для поворачивания запорного органа 36. Этому обстоятельству можно оказать помощь тем, что между запорным органом 36 и предо25 хранительным кольцом 25 дополнительно встраивается подшипник осевого давления, так что силы трения запорного органа 36 на предохранительном кольце 25 в значительной степени исключаются. 30 Кроме того, для перекрывания и открывания запорный орган 36 может быть снабжен поворотным рычагом по своей свободно остающейся стороне. Эти средства для поворачивания могут быть предус35 мотрены также с помощью проходящей в аксиального направлении поворотной оси, которая снабжается поворотной рукояткой. Следующей проблемой, которая может 40 возникнуть при высоких давлениях и больших диаметрах трубопроводов, является сильно возрастающее усилие, для того чтобы удерживать штекер во введенном состоянии во время его поворота в запорном 45 органе. Это нажатие вниз необходимо для того, чтобы освободить штекер из стопорного положения, что затем позволяет осуществлять поворачивание. При меньших типоразме50 pax исполнения муфтовой коробки и давлениях порядка нескольких бар штекер можно легко ввести в запорный орган, несмотря на имеющееся давление и противодействующее пружинное усилие соответствующей 55 нажимной пружины, и тем самым вывести из стопорного положения. В этом положении его легко удерживать рукой. Но, если, как уже говорилось, преобладают высокие давления или большие диаметры трубопроводов или штекера, то это становится про I 13304 11 12 блемой для привода в действие предохранинии следует еще раз указать на простую тельной муфты. Этому можно оказать поконструкцию вставной предохранительной мощь благодаря тому, что запорный орган 8 муфты согласно изобретению. В простейснабжают отверстием 44, которое частично шем исполнении муфта состоит всего лишь пересекает отверстие 9 перпендикулярно к 5 из трех элементов, а именно: муфтовой коего оси. робки 1, запорного органа 8 и штекера 2. Что касается уплотнения, то при точном исВ это отверстие 44 может быть введен полнении муфты это не представляет пропредохранительный болт 45, который в полблемы. У экспериментальных моделей, ностью введенном состоянии штекера вхо- 10 которые были изготовлены без уплотнений, дит в специальный круговой паз в штекере обнаруживались лишь небольшие утечки. и законтривает его в этом положении. Тем Нажимная пружина 19 также не является самым можно осуществлять его поворачиваобязательным элементом, при нормальных ние, причем не требуется постоянно отжирабочих состояниях функциональная спомать его рукой в запорный орган 8. 15 собность гарантируется также без нажимНаряду с преимуществами в обслуживаной пружины 19. Фае./ I/ S 9 t^occt 13304 Упорядник Замовлення 4109 Техред М.Моргентал Коректор Л. ФІль Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101