CZ280177B6 - Zasouvatelná spojka pro tlakové potrubí - Google Patents

Abstract

Součástí spojky pro tlakové potrubí jsou spojkové pouzdro (1) a spojková zástrčka (2). Spojkové pouzdro (1) je opatřeno dvěma navzájem na sebe axiálně navazujícími otvory (3, 4) s rozdílnými průměry. Ze strany většího otvoru (3) je koaxiálně k otvorům (3, 4) vybrána v pouzdru (1) prstencová drážka (5), probíhající kolem menšího otvoru (4). Při vzájemném zasunutí spojkových prvků (1, 2) je zasunuta zástrčka (2) do otvoru (3) spojkového pouzra (1). Přitom je spojková zástrčka (2) přesunuta přes vsuvku (6) vzniklou z prstencové drážky (5) a z menšího otvoru (4). V zástrčce ležící těsnicí prvek (9) obklopuje těsně hladký povrch (7) vsuvky (6). Do prstencové drážky (5) je vyústěn alespoň jeden odlehčovací otvor (19). ŕ

Description

Vynález se týká zasouvatelné spojky pro potrubí pro tlaková média, která sestává mimo jiné ze spojkového pouzdra a ze spojkové zástrčky, přičemž jako tlaková média mohou přicházet v úvahu jak stlačitelná, tak nestlačitelná média, schopná proudění.

Dosavadní stav techniky

Dosavadní lineární spojky pro tlaková potrubí sestávají obvykle ze spojkové zástrčky a ze spojkového pouzdra, stejně jako z mechanizmu se zajišťovacím ústrojím, který drží pohromadě pouzdro a zástrčku, a dále z uzavíracího zařízení, které zabraňuje při rozpojení spojky vytečení nebo vylití média, které je pod tlakem. Aby se zajistilo průtočné spojení, je u většiny spojek spojková zástrčka zasunuta do spojkového pouzdra a pomocí zajíštovacího mechanismu je držena zástrčka v pouzdru. Při zasunutí spojkové zástrčky do pouzdra se uvolní uzavírací funkce spojky a médium může spojkou protékat. Jestliže se spojka uvolní, tak se opět přeruší průtok. Jak při zasunutí a zajištění, tak odjištění a rozpojení se přitom musí u takové spojky zástrčka zatlačit do pouzdra. Síla potřebná k tomu záleží na vnitřním tlaku v tlakovém potrubí a na činné ploše průřezu spojky. Činná plocha průřezu spojky se skládá jednak z vnitřní plochy zástrčky, případné pouzdra, jednak prstencové plochy průřezu materiálem zástrčky, případné pouzdra, na kterou při uvolnění uzavíracího zařízení spojky působí tlakové médium. Aby bylo možné zasunout zástrčku do pouzdra a zajistit a naopak, aby se spojková zástrčka do pouzdra a zajistit a naopak, aby se spojková zástrčka ze zajištěné polohy uvolnila, je třeba při vysokých tlacích vynaložit značnou sílu. Vypnutí, případné zapnuti spojky, nemůže být zpravidla, pro nutnost vynaložení značné síly, provedeno jednou rukou, protože je současně nutné tlačit spojkovou zástrčku proti spojkovému pouzdru a uvést v činnost zajištovací mechanizmu.

V protikladu k lineárním spojkám slouží při výkyvných spojkách výkyvný orgán jako spojkové pouzdro, které při uvolněném stavu současně uzavírá průtok. Spojková zástrčka je zasunuta bez tlaku pod kosým úhlem vůči tlakovému potrubí do uzavíracího orgánu, uloženého výkyvné ve spojkovém tělese. Tlakové potrubí je po tomto zasunutí ještě přerušeno. Vychylováním spojkové zástrčky a tím i uzavíracího orgánu uvnitř spojkového tělesa se uvede do lineární a průtočné polohy. Jakmile dosáhne zástrčka lineární polohy, je uzavírací orgán zajištěn proti vychýlení tím, že je zástrčka tlakem, panujícím v potrubí, zasunuta poněkud zpět a tím zatlačena do vybrání uvnitř pouzdra spojky. Tím je spojka zajištěna. Tento postup zapojení a zajištění spojky se provádí s poměrně malým vynaložením síly, vzhledem k tomu, že je nutno překonávat pouze třecí síly, které působí na uzavírací zařízení při vychylování. Naproti tomu vypnutí spojky vyžaduje poměrně velké vynaloženi síly. K odjištění výkyvného uzavíracího orgánu je totiž nutné nejdříve vytlačit zástrčku z vybrání spojkového tělesa proti spojkovému pouzdru. Síla k tomu potřebná záleží na tlaku v tlakovém potrubí a může být značná. Při navazujícím vychylování uzavíracího orgánu zaujímá uzavírací orgán polohu,

-1CZ 280177 B6 zavírající průtok, a klouže pak přes odlehčovací díru ve spojkovém tělese. V této vykývnuté poloze dojde k vyrovnání tlaku mezi vnitřkem spojkové zástrčky, která má být uvolněna, a okolím. Potom se uzavírací orgán dále vychýlí, takže nakonec může být zástrčka vysunuta z pouzdra bez tlaku.

U obou zmíněných druhů spojek - totiž u lineární spojky a také u spojek s výkyvným uzavíracím zařízením - se těsněni nalézá mezi pouzdrem spojky a zástrčkou spojky bučí v pouzdře, a vnější strana zástrčky tvoří těsnicí plochu, anebo vnitřní strana pouzdra tvoří těsnicí plochu a těsnění se nalézá na vnější straně zástrčky. Toto uspořádání je nevýhodné tím, že těsnicí plocha a těsnění se mohou snadno poškodit, protože jsou odvráceny navenek. Při praktickém použití je spojková zástrčka většinou namontována na volném konci hadice. Pokud není právě zapojena, je její těsnicí plocha snadno zranitelná a rychle se zašpiní. Volně na podloze ležící spojková zástrčka se na těsnicích plochách například poškodí přejetím vozidly, tažením hadice po zemi a jinými vlivy. To vede ke zvýšenému a rychlému opotřebení spojkových dílů. Při poškození těsnicí plochy je spojka netěsná a vadný díl musí být vyměněn.

Úkolem tohoto vynálezu je vytvořit zástrčkovou spojku, která je snadněji obsluhovatelná a zejména při určitém vnitřním propustném průměru je proti dosud známým zástrčkovým spojkám spojitelná nebo rozpojitelná a otevíratelná s vynaložením menší síly, a u které je opotřebení spojkových prvků sníženo a tím je zvýšena životnost spojky proti dosavadním spojkám.

Podstata vynálezu

Tuto úlohu řeší zástrčková spojka pro tlakové potrubí se spojkovou zástrčkou a spojkovým pouzdrem, jejíž podstata spočívá v tom, že za účelem minimalizace tlaku média, působícího při spojování a rozpojování spojky mezi spojkovou zástrčkou a spojkovým pouzdrem, je spojkové pouzdro opatřeno dvěma navzájem na sebe navazujícími otvory s rozdílnými průměry, z nichž průměrem větší otvor přechází v prstencovou drážku kolem otvoru o menším průměru, od kterého je prstencová drážka oddělena vsuvkou, zatímco koncová část spojkové zástrčky je upravena pro zasunutí do prstencové drážky, v níž je utěsněna pomocí těsnicího prvku přičemž do prstencové drážky je vyústěn alespoň jeden odlehčovací otvor.

Jeví se výhodné, když vsuvka tvoří svým hladkým vnějším povrchem těsnicí plochu, zatímco těsnicí prvek je upraven ve vnitřní části spojkové zástrčky, stejně jako když na vnější straně vsuvky je vytvořena kruhová drážka, v níž je uložen těsnicí prvek a vnitřní strana zástrčky tvoří hladkou těsnicí plochu.

Jako účelné se jeví, když těsnicí prvky jsou tvarově části, které jsou vloženy do odpovídajících kruhových drážek.

Jako výhodná varianta zasouvatelné spojky podle vynálezu se jeví, když spojkové pouzdro je uspořádáno uvnitř uzavíracího orgánu, který je otočně uložen v tělese a v něm utěsněn, přičemž uzavírací orgán se zasunutou zástrčkou je přestavitelný z průchozí polohy do uzavřené polohy a naopak.

-2CZ 280177 B6

S ohledem na jednoduchost provedení je výhodné, když spojkové pouzdro a uzavírací orgán tvoří jeden celek.

Jako výhodná varianta se jeví, když výkyvný uzavírací orgán je pro blokování v jedné nebo více polohách opatřen pružinou zatíženou trnem, který je uspořádán radiálně vůči uzavíracímu orgánu a je opatřen zesíleným rybinovitým koncem, který zapadá do drážky na obvodu uzavíracího orgánu, přičemž na blokovacích místech jsou vzhledem k uzavíracímu orgánu uspořádána v radiálním směru vybrání, do nichž rybinovitý konec trnu zapadá.

Výhodné se jeví s ohledem na výrobu, když uzavírací orgán je válcovitý a je zajištěn v tělese v axiálním směru rýhovaným hřebem, který zasahuje přes těleso do kruhovité drážky, upravené po obvodu uzavíracího orgánu.

Různá provedení spojky podle vynálezu vyplývají ze závislých nároků a jejich případné uspořádání a výhody jsou objasněny v následujícím popisu.

Přehled obrázků na výkresu

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, na kterém jsou znázorněny příklady provedení spojky, přičemž na obr. 1 jsou spojkové prvky zástrčka a pouzdro v řezu, přičemž těsnicí prvek je v zástrčce, obr. 2 spojkové prvky zástrčka a pouzdro v řezu, přičemž těsnicí prvek je v pouzdře, obr. 3 provedení spojky podle vynálezu s výkyvným uzavíracím členem v rozloženém stavu a obr. 4 uzavírací člen zástrčkové spojky v různých polohách natočení.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje spojkové pouzdro χ a spojkovou zástrčku 2 spojky podle vynálezu. Spojkové pouzdro X je vytvořeno jako natočitelný uzavírací orgán, který lze vložit do tělesa výkyvné spojky. Pro lineární spojky má jiný vnější tvar. Podstatné je vnitřní uspořádáni pouzdra χ. Je totiž opatřeno dvěma navzájem navazujícími axiálními otvory 3., 4 s různými průměry. Ze strany většího otvoru χ je koaxiálně s otvory 3, 4. vybrána v pouzdru χ okolo menšího otvoru 4. prstencová drážka 5, jejíž vnější průměr odpovídá většímu otvoru χ. Prostřednictvím prstencové drážky 2 a menšího otvoru 4 je vymezena vsuvka 6, která je odděluje. Šířka a hloubka prstencové drážky χ jsou voleny tak, že spojková zástrčka X je těsně zasunovatelná do prstencové drážky 5, což je dosaženo např. tím, že v koncové části 8 zástrčky 2 je její vnitřní otvor 15 rozšířen na průměr, odpovídající vnějšímu průměru vsuvky 6 a průměr vnější strany koncové části 8 zástrčky odpovídá většímu otvoru 2 pouzdra χ. Vnější průměr vsuvky 6, vymezené prostřednictvím prstencové drážky 5 a menšího otvoru 4, má být co nejmenší, neboť tento vnější průměr určuje účinnou plochu průřezu, která ze své strany určuje společně s přetlakem uvnitř spojky sílu, která je nutná, aby umožnila zatlačit zástrčku 2 do pouzdra χ. Při určitém průtokovém průřezu, který je dán vnitřním průměrem menšího otvoru 4, má být proto síla stěny vsuvky 6 co nejtenší. Vnější hladký povrch 7 vsuvky 6 tvoří v provedení podle obr. 1 těsnicí plochu. U zástrčky 2 je z její vnitřní strany upravena kruhová drážka 12, do které je vložen o-kroužek, jako těsnicí prvek 9.

-3CZ 280177 B6

Při spojování zástrčky 2 a pouzdra 1 je v první fázi zástrčka 2 zasunuta tak daleko do otvoru 3. pouzdra £, že těsnicí prvek 9, ležící v kruhové drážce 12 zástrčky 2, je nasunut na vsuvku £ tak, aby těsnil. V této fázi vzájemného spojení zástrčky 2 a.pouzdra £, až po dosažení těsnicí plochy. Z těsnicím prvkem 9., působí tlak na plnou plochu průřezu zástrčky 2.

Ve druhé fázi vzájemného spojení, jakmile je totiž nasunut těsnicí prvek 9 na vsuvku £, může tlak ve směru zástrčky 2 působit jen na tu plochu 18 zástrčky 2, která je vystavená tlaku uvnitř těsnicího prvku 9. Tímto uspořádáním zástrčky - pouzdra s charakteristickou vsuvkou £ v pouzdru 1 je tlaku vystavený průřez na zástrčce 2 podstatně zmenšen. Aby médium, které je v prstencové drážce 5 při zasunutí zástrčky 2, mohlo uniknout, vedou ven z prstencové drážky 5 v blízkosti jejího dna jeden nebo více odlehčovacích otvorů 19.

Obr. 2 znázorňuje variantu provedení, která v podstatě odpovídá výše popsanému provedení, až na to, že těsnicí prvek 10 leží v kruhové drážce 13., která je vybrána z vnější strany 7 vsuvky £. Vnitřní strana 11 spojkové zástrčky 2 tvoří odpovídající příslušnou těsnicí plochu.

Vytvořením pouzdra 1 a příslušné zástrčky 2 spojky podle vynálezu se dosáhne při daném průtokovém průřezu toho, že plocha průřezu, na kterou působí vnitřní tlak při spojování a uvolňování spojky se zmenší, aniž by se zmenšil průtokový průřez, jehož průměr odpovídá otvoru 4 pouzdra 1 a průměru vnitřního otvoru 15 zástrčky 2. Průměr plochy průřezu, na kterou působí tlak média, odpovídá rozšířené části 14 vnitřního otvoru 15 zástrčky 2.

U tradičních zástrček je těsnicí prvek spojky mezi vnější stranou spojkové zástrčky a vnitřní stranou otvoru spojkového pouzdra. Účinný průřez v tomto případě má průměr otvoru spojkového pouzdra. Z rozdílu obou zmíněných průměrů totiž průměru vnitřního otvoru zástrčky a vnitřního průměru otvoru pouzdra, případně jejich odpovídajících průřezových ploch, vyplývá výsledné vynaložení síly, které je nutné pro stisknuti spojkové zástrčky a spojkového pouzdra.

Další přednost konstrukce spojky podle vynálezu, popsané na obr. 1 a 2, je proti stávajícím spojkám v tom, že jak těsnicí prvek 9, 10, tak těsnicí plochy 7, 11 jsou uvnitř, čímž jsou chráněny, před mechanickými vlivy a tím podléhají podstatně menšímu mechanickému opotřebení, což vede k lepšímu těsnění, tím k vyšší provozní jistotě napojených strojů a k prodlouženi životnosti spojky.

Obr. 3 znázorňuje variantu zasouvatelné spojky podle vynálezu, aplikované na spojce podle WO 89/07222 pro tlaková potrubí. Spojkové pouzdro 1 se vsuvkou £ je uspořádáno uvnitř potrubí. Spojkové pouzdro 1 se vsuvkou £ je uspořádáno uvnitř uzavíracího orgánu 20. Spojka je na obr. 3 znázorněna v rozloženém stavu. Uzavírací orgán 20 spolu se spojkovým pouzdrem 1 a vsuvkou £ jsou z jednoho kusu válcovitého tvaru a je uložen otočně v tělese 21 kolmo na osu otvoru 4, přičemž je utěsněn pomocí těsnění 25 a uvnitř tělesa 21 zajištěn proti vysunutí rýhovaným hřebem 22. Těsnění 25 je ve smontovaném stavu spojky uloženo v rozšířeném

-4CZ 280177 B6 konci 38 otvoru 4 v tělese 21, přičemž vykazuje zakřivenou těsnicí plochu 33., která přiléhá těsně na vnější povrch uzavíracího orgánu 20.. Rýhovaný hřeb 22 je umístěn v otvoru 24 v tělese 21 a zasahuje do prstencové drážky 23., upravené po obvodu uzavíracího orgánu 20. Zasunutí spojkové zástrčky 2. do spojkového pouzdra 1 je umožněno rozšířeným koncem 34 výřezu 35., upraveném v tělese 21, a to v poloze uzavíracího orgánu 20., v níž vsuvka 6 směřuje do rozšířeného konce 34 výřezu 35. Následným natočením uzavíracího orgánu 20 pomocí zástrčky 2, vedené výřezem 35, může být spojka uvedena ze zavírací polohy, v níž vsuvka 6 směřuje do rozšířeného konce 34 výřezu .35, do průtočné polohy na druhém konci 36 výřezu 35, v níž vnitřní otvor 15 zástrčky 2 a otvory 4 v pouzdře a tělese 21 leží v jedné ose. Jakmile zástrčka 2. dosáhne průtočné polohy, t.j. lineární polohy, je tlakem v tlakovém potrubí vytlačena lehce z pouzdra 1 a je vtlačena do vybrání 26 v tělese spojky 21 na druhém konci 36 výřezu 35 a je v této poloze zasunuta. Spojková zástrčka 2 a spolu s ní i uzavírací orgán 20., ve kterém je nasunuta na vsuvku 6, již nemůže být samovolně vychýlena a spojka je tím zablokována. K odblokování je nutno zástrčku lehce zatlačit směrem proti pouzdru 1, čímž se zástrčka 2 vysune z vybrání 26 a uzavírací orgán 20 se uvolní k natočení. Toto zpětné zasunutí zástrčky 2 je manipulace, která u velkých průměrů potrubí a při vysokých tlacích je s popsanou spojkou výrazně ulehčena tím, že je výrazné zredukována k tomu potřebná síla. Při navazujícím natočení spojkové zástrčky 2. ve výřezu 35 je opět společně s ni unášen uzavírací orgán 20 až je uveden do uzavírací polohy, v níž je zástrčka 2 v rozšířeném konci 34 výřezu 35. Přitom se překryje otvor 4, procházející uzavírající orgán 20 na straně odvrácené od zástrčky 2. s neznázoměným odlehčovacim otvorem, umístěným v tělese 21, čímž se dosáhne vyrovnání tlaku mezi okolím a vnitřkem spojkové zástrčky 2. Ve zcela vychýlené uzavírací poloze uzavíracího orgánu 20 tj. v poloze zástrčky 2 v rozšířeném konci 34 výřezu £5, lze spojkovou zástrčkou 2 vyjmout ze spojkového pouzdra 1 zcela bez tlaku, dle obr. 3 tedy směrem vzhůru. Konstrukcí zástrčky a pouzdra dle vynálezu se dosáhne u spojky toho, že uvolnění spojky s popsaným výkyvným uspořádáním je u daného průřezu proudění možno provést s podstatně menším vynaložením síly ve srovnání s dosavadním stavem.

Varianta zástrčkové spojky s natáčivým uzavíracím orgánem dle vynálezu je znázorněna na obr. 4. Spojkové pouzdro 1 se vsuvkou 6 tvoří s uzavíracím orgánem 20 jeden celek, který je uložen ve spojkovém tělese 21. Se zasunutou spojkovou zástrčkou 2 je možno uzavírací orgán jako u předcházejícího provedení opět natočením pomocí zástrčky 2. uvést z průtočné polohy do uzavřené polohy 27. Na rozdíl od předcházejícího provedení, v každé z těchto poloh 27 může být uzavírací orgán žajištěn a po odjištění uveden do další požadované polohy 27. Za tím účelem je v tělese 21 uložen trn 28, zatížený pružinou 17 v radiálním směru ve vztahu k vychýlítelnému uzavíracímu orgánu 20.. Trn 28 má zesílený konec 32 v rybinovité formě, jímž při vychylování uzavíracího orgánu 20 zasahuje do drážky 29, odpovídající profilem zesílenému konci 32 a která se rozprostírá okolo části obvodu uzavíracího orgánu 20. Pružina 17 je uložena v dutině trnu 28., o který se opírá jedním koncem, zatímco její druhý konec je opřen o kolík, který je rovněž uložen v dutině trnu 28 a opírá se současné o dno drážky

29. Na zvolených blokovacích místech 27 vykazuje drážka 29 v uzavíracím orgánu 20 v radiálním směru vůči uzavíracímu orgánu 20

-5CZ 280177 B6 vybrání 31., do nichž zapadá působením pružiny 17 zesílený konec 32 trnu 28. Jestliže se uzavírací orgán 20 vychýlí do jednoho z blokovacích míst 27, zapadne působením pružiny 17 zesílený konec 3_2 tmu 28 do tamního vybrání 31. Tím je uzavírací orgán 20 pevně ustaven a je možné jej vychýlit z této pozice do jiné polohy teprve zatlačením trnu 28 proti uzavíracímu orgánu 20.

Průmyslová využitelnost

Zasouvatelná spojka podle vynálezu je využitelná pro spojování potrubí pro tlaková média.

Claims (7)

1. Zasouvatelná spojka pro tlakové potrubí se spojkovou zástrčkou a spojkovým pouzdrem, vyznačující se tím, že spojkové pouzdro (1) je opatřeno dvěma navzájem na sebe navazujícími otvory (3, 4) s rozdílnými průměry, z nichž průměrem větší otvor (3) přechází v prstencovou drážku (5) kolem otvoru (4) o menším průměru, od kterého je tato prstencová drážka (5) oddělena vsuvkou (6), zatímco koncová část (8) spojkové zástrčky (2) je upravena pro zasunutí do prstencové drážky (5), v níž je utěsněna pomoci těsnicího prvku (9), přičemž do prstencové drážky (5) je vyústěn alespoň jeden odlehčovací otvor (19).

2.

Zasouvatelná spojka pro vyznačující s hladkým vnějším povrchem prvek (9) je upraven ve (2).

tlaková potrubí podle nároku 1, e tím, že vsuvka (6) tvoří svým těsnicí plochu (7), zatímco těsnicí vnitřní části (8) spojkové zástrčky podle nároku 1, vnější straně (7) v níž je uložen (11) zástrčky (2)

Zasouvatelná vyznaču vsuvky (6) je těsnicí prvek tvoří hladkou spojka pro tlaková potrubí jící se tím, že na vytvořena kruhová drážka (13), (10), zatímco vnitřní strana těsnicí plochu.

4. Zasouvatelná spojka pro tlaková potrubí podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že těsnicí prvky (9,

10) jsou tvarové části, které jsou vloženy do odpovídajících kruhových drážek (12, 13).

5. Zasouvatelná spojka pro tlaková potrubí podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že spojkové pouzdro (1) je uspořádáno v uzavíracím orgánu (20), který je otočně uložen v tělese (21) a v něm utěsněn, přičemž uzavírací orgán (20) se zasunutou zástrčkou (2) je přestavitelný.

6. Zasouvatelná spojka pro tlaková potrubí podle nároku 5, vyznačující se tím, že spojkové pouzdro (1) a uzavírací orgán (20) tvoří jeden celek.

-6CZ 280177 B6

7. Zasouvatelná spojka pro tlaková potrubí podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že uzavírací orgán (20) je pro blokování v jedné nebo více polohách opatřen trnem (28), zatíženým pružinou (17), který je uspořádán radiálně vůči uzavíracímu orgánu (20) a je opatřen zesíleným rybinoví“ tým koncem (32), který zapadá do drážky (29) na obvodu uzavíracího orgánu (20), přičemž na blokovacích místech (27) jsou vzhledem k uzavíracímu orgánu (20) uspořádána v radiálním směru vybrání (31), do nichž zapadá rybinovítý konec (32) trnu (28).

8. Zasouvatelná spojka pro tlaková potrubí podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že uzavírací orgán (20) je válcovitý a je zajištěn v tělese (21) v axiálním směru rýhovaným hřebem (22), který zasahuje přes těleso (21) do kruhovité drážky (23), upravené na obvodu uzavíracího orgánu (20).