Швидкорознімне з’єднання трубопроводів

Реферат: Швидкорознімне з'єднання трубопроводів містить верхній і нижній трубопроводи, ущільнення, двоплечі важелі, закріплені шарнірно на нижньому трубопроводі, та силові елементи для поздовжнього переміщення і фіксації двоплечих важелів. При цьому двоплечі важелі встановлені з можливістю поздовжнього переміщення у обоймах, котрі закріплені шарнірно на нижньому трубопроводі за допомогою горизонтальних осей з можливістю повороту у поздовжній площині, а силові елементи розміщені на обоймах. UA 122769 U (12) UA 122769 U UA 122769 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до з'єднань трубопроводів і може використовуватися у різних галузях промисловості, наприклад в нафтопереробній, для приєднання трубопроводів до нижнього люка залізничних цистерн під час зливання нафтопродуктів. Відомим є кутове з'єднання трубопроводів, що містить верхній і нижній трубопроводи, ущільнення і корпус з вузлами кріплення і осьовим гвинтом [див. авт. св. СРСР № 653.478, МПК F16L 37/00, 1979 р.]. Корпус розташований співвісно з верхнім трубопроводом і закріплений на ньому за допомогою кулькового замка, а нижній трубопровід розташований горизонтально у радіальному отворі корпусу і кріпиться за допомогою осьового гвинта. Недоліком цього з'єднання є його низькі експлуатаційні характеристики, такі як: - неможливість з'єднання різних трубопроводів, які відрізняються між собою діаметральними розмірами; - мала надійність експлуатації через можливість заклинювання кульок під час роботи, наприклад у забруднених виробничих умовах. Найближчим до запропонованого по технічному рішенню є вибране як прототип швидкорознімне кутове з'єднання трубопроводів, яке втілене у патенті РФ № 2.203.447, МПК F16L 37/00, 2001 р. Це з'єднання містить верхній і нижній трубопроводи, ущільнення, двоплечі важелі, закріплені шарнірно на нижньому трубопроводі, та силові елементи для поздовжнього переміщення і фіксації двоплечих важелів. Трубопроводи у відомому з'єднанні розташовані під кутом 90°, але трубопроводи можуть розташовуватися і під кутом більше 90° [див. патент РФ № 2.354.881, МПК F16L 37/00, 2007 р.]. Недоліком цього з'єднання є його невисокі експлуатаційні характеристики через його громіздкість у випадку розташування кутового каналу нижнього трубопроводу на великій відстані від стикувальної поверхні, тому що це викликає необхідність збільшення довжини важелів, а у випадку, якщо нижній трубопровід має прямий проточний канал, застосування даного з'єднання буде неможливим. В основу корисної моделі поставлена задача створення удосконаленої конструкції швидкорознімного з'єднання трубопроводів, яка б дозволила підвищити його експлуатаційні характеристики шляхом уведення в неї нових елементів і технічних рішень, таких як: - двоплечі важелі встановлюються з можливістю поздовжнього переміщення у обоймах, котрі закріплюються шарнірно на нижньому трубопроводі за допомогою горизонтальних осей з можливістю повороту у поздовжній площині, а силові елементи розміщуються на обоймах, що дозволяє з'єднувати трубопроводи як з розташованими під кутом каналами, так і з прямолінійними (прямоточними) каналами; - силові елементи виконуються у вигляді поздовжніх гвинтів, котрі встановлюються на нижніх торцях відповідних обойм і взаємодіють з нижніми плечима двоплечих важелів, що дозволяє з'єднувати трубопроводи великих діаметрів з великим осьовим зусиллям; - силові елементи виконуються у вигляді поздовжніх напрямних штирів, котрі встановлюються на нижніх плечах двоплечих важелів і взаємодіють з відповідними напрямними отворами у нижніх торцях обойм, та пружин, встановлених співвісно на напрямних штирях, що дозволяє з'єднувати трубопроводи невеликих діаметрів з мінімальним осьовим зусиллям. Поставлена задача вирішується таким чином, що у запропонованому швидкорознімному з'єднанні трубопроводів, що містить верхній і нижній трубопроводи, ущільнення, двоплечі важелі, закріплені шарнірно на нижньому трубопроводі, та силові елементи для поздовжнього переміщення і фіксації двоплечих важелів, в ньому двоплечі важелі встановлені з можливістю поздовжнього переміщення у обоймах, котрі закріплені шарнірно на нижньому трубопроводі за допомогою горизонтальних осей з можливістю повороту у поздовжній площині, а силові елементи розміщені на обоймах. Силові елементи виконані у вигляді поздовжніх гвинтів, котрі встановлені на нижніх торцях відповідних обойм і взаємодіють з нижніми плечима двоплечих важелів. Силові елементи можуть бути виконані у вигляді поздовжніх напрямних штирів, котрі встановлені на нижніх плечах двоплечих важелів і взаємодіють з відповідними напрямними отворами у нижніх торцях обойм, та пружин, встановлених співвісно на напрямних штирях. Для пояснення конструкції з'єднання і його роботи додаються креслення та його детальний опис. На кресленнях зображено: - на фіг. 1 - загальний вигляд з'єднання; - на фіг. 2 - вигляд А на фіг. 1 (вигляд з'єднання збоку); - на фіг. 3 - розріз Б-Б на фіг. 1 (кріплення обойми на нижньому трубопроводі); - на фіг. 4 - виносний елемент В на фіг. 2 (розміщення напрямного штиря і співвісної пружини). 1 UA 122769 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропоноване з'єднання містить верхній 1 і нижній 2 трубопроводи зі стикувальними поверхнями 3 і 4 відповідно, між якими розташоване ущільнення 5, двоплечі важелі 6, розташовані діаметрально протилежно, і силові елементи (фіг. 1, 2). Двоплечі важелі 6 встановлені з можливістю поздовжнього переміщення у обоймах 7, шарнірно закріплених на кронштейнах 8 нижнього трубопроводу 2 за допомогою горизонтальних осей 9 з можливістю повороту у поздовжній площині. Верхні плечі двоплечих важелів 6 виконані у вигляді зачепів 10 зі скосами. На верхньому трубопроводі 1 виконаний кільцевий виступ 11 для взаємодії з зачепами 10 і західна фаска 12 (фіг. 1). Між нижнім трубопроводом 2 і обоймами 7 встановлені радіальні пружини 13. Силові елементи можуть виконуватися наступним чином: - варіант 1 - на нижніх торцях 14 обойм 7 встановлені поздовжні гвинти 15, які взаємодіють з торцями 16 нижніх пліч двоплечих важелів 6, а на головках 17 поздовжніх гвинтів 15 встановлені ручки 18 (фіг. 2, 3); - варіант 2 - на торцях 16 нижніх пліч двоплечих важелів 6 встановлені напрямні штирі 19, які взаємодіють з напрямними отворами 20, виконаними в обоймах 7. На напрямних штирях 19 співвісно встановлені пружини 21 (фіг. 4) і виконані ручки 22. У верхньому трубопроводі 1 виконаний канал 23, а у нижньому трубопроводі 2 - канал 24 (фіг. 2). Робота запропонованого з'єднання здійснюється наступним чином. Перед з'єднанням трубопроводів 1 і 2 за варіантом 1 (фіг. 2) пристрій приводять у вихідне положення, для чого двоплечі важелі 6 висувають із обойм 7 (обертанням поздовжніх гвинтів 15), при цьому зачепи 10 двоплечих важелів 6 орієнтовані один навпроти одного і знаходяться під дією радіальних пружин 13. Для з'єднання трубопроводів 1 і 2 беруть нижній трубопровід 2 за головки 17 поздовжніх гвинтів 15 (або за нижній трубопровід 2) і підводять нижній трубопровід 2 до верхнього трубопроводу 1, при цьому двоплечі важелі 6 взаємодіють зачепами 10 з кільцевим виступом 11 і розводяться у сторони (на фіг. 2 зображено пунктирною лінією). В результаті цього обойми 7 обертаються на горизонтальних осях 9 і долають зусилля радіальних пружин 13 стискання. У момент суміщення зачепів 10 з кільцевим виступом 11 двоплечі важелі 6 повертаються з обоймами 7 на горизонтальних осях 9 назустріч один одному під дією на обойми 7 радіальних пружин 13 і зачепи 10 заходять за кільцевий виступ 11. Після цього повертають у необхідну сторону поздовжні гвинти 15 за ручки 18, в результаті чого двоплечі важелі 6, переміщуються всередину обойм 7 і притискають через ущільнення 5 нижній трубопровід 2 до верхнього трубопроводу 1, при цьому зусилля притискання від нижнього трубопроводу 2 до зачепів 10 передається через кронштейни 8, горизонтальні осі 9, обойми 7 і поздовжні гвинти 15. Для розстикування верхнього 1 і нижнього 2 трубопроводів обертають поздовжні гвинти 15 за ручки 18 у зворотному напрямку, і двоплечі важелі 6 переміщуються із обойм 7. Беруть нижній трубопровід 2 за голівки 17 поздовжніх гвинтів 15 і, натискаючи на них у напрямку до поздовжньої осі нижнього трубопроводу 2, повертають, долаючи зусилля радіальних пружин 13, обойми 7, а з ними і двоплечі важелі 6 на горизонтальних осях 9, при цьому двоплечі важелі 6 розводяться в сторони, і відводять нижній трубопровід 2 від верхнього трубопроводу 1 з розведеними у сторони двоплечими важелями 6. Потім відпускають головки 17, і двоплечі важелі 6 під дією на обойми 7 радіальних пружин 13 повертаються один до одного у вихідне положення. Для з'єднання трубопроводів 1 і 2 за варіантом 2 (фіг. 4) роботи проводять наступним чином. Перед з'єднанням трубопроводів 1 і 2 двоплечі важелі 6 знаходяться у повернутому один до одного вихідному положенні під дією на обойми 7 радіальних пружин 13, при цьому під дією співвісних пружин 21 двоплечі важелі 6 переміщені всередину обойм 7 і торці 16 двоплечих важелів 6 контактують з торцями 14 обойм 7. Підводять нижній трубопровід 2, утримуючи його за ручки 22 напрямних штирів 19, до верхнього трубопроводу 1 і притискають стикувальну поверхню 4 нижнього трубопроводу 2 через ущільнення 5 до стикувальної поверхні 3 верхнього трубопроводу 1 з силою, яка перевищує силу двох співвісних пружин 21, у результаті чого двоплечі важелі 6 переміщуються із обойм 7, стискаючи співвісні пружини 21, і, взаємодіючи зачепами 10 з кільцевим виступом 11, розводяться в сторони (на фіг. 2 зображено пунктирною лінією), повертаючи при цьому обойми 7 на горизонтальних осях 9 і долаючи зусилля радіальних пружин 13. У момент суміщення зачепів 10 з кільцевим виступом 11 двоплечі важелі 6 повертаються з обоймами 7 на горизонтальних осях 9 назустріч один одному під дією на обойми 7 радіальних пружин 13 і зачепи 10 заходять за кільцевий виступ 11. Після цього відпускають ручки 22 і під дією співвісних пружин 21 двоплечі важелі 6 переміщуються 2 UA 122769 U 5 10 15 20 всередину обойм 7, притискаючи силою співвісних пружин 21 нижній трубопровід 2 через ущільнення 5 до верхнього трубопроводу 1, при цьому торці 16 розташовуються на деякій відстані від торців 14, що забезпечує постійне притискання верхнього 1 і нижнього 2 трубопроводів двоплечими важелями 6 за допомогою співвісних пружин 21. Для розстикування верхнього 1 і нижнього 2 трубопроводів беруть нижній трубопровід 2 за ручки 22 і, стискаючи співвісні пружини 21, переміщують двоплечі важелі 6 із обойм 7, після чого, повертаючи обойми 7 натисканням на ручки 22 у напрямку до поздовжньої осі нижнього трубопроводу 2, розводять двоплечі важелі 6 в сторони, відводять нижній трубопровід 2 від верхнього трубопроводу 1 з розведеними в сторони двоплечими важелями 6 і відпускають ручки 22, після чого двоплечі важелі 6 під дією радіальних 13 і співвісних 21 пружин повертаються у вихідне положення. Як силовий елемент замість поздовжніх гвинтів 15 на обоймах 7 можуть встановлюватися пневмоциліндри. Таким чином, запропоноване з'єднання, яке має просту і надійну конструкцію, дозволяє з'єднувати трубопроводи як з розташованими під кутом каналами, так і з прямолінійними (прямоточними) каналами, що розширює його функціональні можливості. Двоплечі важелі можуть виконуватися за патентом РФ № 2.582.717, МПК F16L 37/00, 2014 р. або за патентом України № 7477u, МПК B64G 5/00, F41F 3/04, 2004 р. Запропонований пристрій може використовуватися для: - забезпечення заправлення ємності водою і зливання води з ємності за патентом РФ № 2.488.790, МПК G01М 3/00, G01N 3/00, 2012 р.; - зливання пального із залізничної цистерни у наземну ємність у системі заправлення пального за патентом України № 75338u, МПК B64G 5/00, В63В 1/00 2012 р. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 1. Швидкорознімне з'єднання трубопроводів, що містить верхній і нижній трубопроводи, ущільнення, двоплечі важелі, закріплені шарнірно на нижньому трубопроводі, та силові елементи для поздовжнього переміщення і фіксації двоплечих важелів, яке відрізняється тим, що двоплечі важелі встановлені з можливістю поздовжнього переміщення в обоймах, котрі закріплені шарнірно на нижньому трубопроводі за допомогою горизонтальних осей з можливістю повороту у поздовжній площині, а силові елементи розміщені на обоймах. 2. Швидкорознімне з'єднання трубопроводів за п. 1, яке відрізняється тим, що силові елементи виконані у вигляді поздовжніх гвинтів, котрі встановлені на нижніх торцях відповідних обойм і взаємодіють з нижніми плечима двоплечих важелів. 3. Швидкорознімне з'єднання трубопроводів за п. 1, яке відрізняється тим, що силові елементи виконані у вигляді поздовжніх напрямних штирів, котрі встановлені на нижніх плечах двоплечих важелів і взаємодіють з відповідними напрямними отворами у нижніх торцях обойм та пружин, встановлених співвісно на напрямних штирях. 3 UA 122769 U 4 UA 122769 U 5 UA 122769 U 6 UA 122769 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7