RU2087787C1

RU2087787C1 - Quick-detachable joint

Info

Publication number: RU2087787C1
Authority: RU
Inventors: Иосиф Иванович Беловицкий
Original assignee: Иосиф Иванович Беловицкий
Priority date: 1992-01-23
Filing date: 1992-01-23
Publication date: 1997-08-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: housing of the joint is made up as a cramp with parallel walls. The open space of the cramp faces parts to be joined. The walls are provided with shaped cut that form a stop projection together with groover at one end. At the other end of the cut the cramp is wedge- shaped and form beveled projection together with the inner bevel. The clamping members are made up as a wedge with a locking member and as a one link crank-rocker mechanism with a distance lever received in the shaped cut of the cramp . EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к силовым зажимным устройствам, обеспечивающим надежное соединение деталей, при простоте конструкции устройства и соединяемых элементов, снижение трудоемкости монтажных и демонтажных работ, возможности многократного применения в различных средах и может быть использовано в разных отраслях народного хозяйства, в трубопроводном транспорте, в строительстве, шахто- и метростроения, судостроения и т.д. особенно при выполнении монтажно-демонтажных и ремонтных работ в неблагоприятных и экстремальных условиях. The invention relates to power clamping devices, ensuring reliable connection of parts, with the simplicity of the design of the device and the elements to be connected, reducing the complexity of installation and dismantling, the possibility of repeated use in various environments and can be used in various sectors of the economy, in pipeline transport, in construction, mine and metro construction, shipbuilding, etc. especially when performing installation, dismantling and repair work in adverse and extreme conditions.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является соединение фланцев труб [1] содержащее скобу с параллельными стенками установленной открытой полостью в сторону скрепляемых деталей, стенки которой имеют клиновой вырез и проточку по форме и соответствующие форме элементов зажимаемых деталей, отверстия под стяжные болты. Соединение имеет клиновой распорный рычаг, установленный в клиновом вырезе скобы и охватывающий соединяемые фланцы. Closest to the proposed technical essence is the connection of pipe flanges [1] containing a bracket with parallel walls mounted by an open cavity in the direction of the fastened parts, the walls of which have a wedge cut and groove in shape and corresponding to the shape of the elements of the clamped parts, holes for the coupling bolts. The connection has a wedge spacer lever mounted in the wedge of the bracket and covering the connected flanges.

Недостатком известного устройства является наличие стяжных болтов и большое количество деталей. A disadvantage of the known device is the presence of coupling bolts and a large number of parts.

Сущность изобретения поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показан пример соединения труб с развалькованными концами; на фиг. 2 вид справа фиг. 1; на фиг. 3 пример соединения крышки к фланцу сосуда. на фиг. 4 пример соединения фланцев труб быстроразъемными соединением с Т-образным корпусом; на фиг. 5 вид справа фиг. 4; на фиг. 6 - пример зажатия быстроразъемным соединением концов разрезной муфты при безфланцевом соединении трубопроводов. In FIG. 1 shows an example of connecting pipes with flared ends; in FIG. 2 is a right side view of FIG. one; in FIG. 3 is an example of connecting a cap to a vessel flange. in FIG. 4 is an example of connecting pipe flanges with a quick coupling with a T-shaped body; in FIG. 5 is a right side view of FIG. 4; in FIG. 6 is an example of clamping the ends of a split sleeve with a quick coupler when a pipeless connection is made.

Быстроразъемное соединение устроено следующим образом (фиг. 1 и 2). Корпус 1 выполнен U образной формы. Он может быть выполнен П-образной формы (не показано). В боковых ребрах корпуса 1, симметрично его продольной оси, выполнены фигурные вырезы, которые с одного конца (левого) образуют два упорных выступа 3, а с противоположного имеют клиновую выемку и образуют два косых выступа 4 с внутренними скосами 5, кромки которых наклонены в сторону упорного выступа 3. В корпусе 1 подвижно установлены снабженные фиксатором 6 или без клин 7 U-образной формы в поперечном сечении и распорный рычаг 8, один конец которого (правый), при воздействии на клин 7 внешней силы P, взаимодействует одновременно с наклонной поверхностью 9 клина 7 и с внутренними скосами 5 косых выступов 4. Наклонная поверхность 9 клина 7, как правило, перпендикулярна внутренним скосам 5 косых выступов 4. Другой конец распорного рычага 8 (левый) и упорные выступы 3 корпуса 1 контактируют соответственно с находящимися между ними зажимаемыми элементами 10 и 11 корпусов соединяемых деталей 12 и 13. Между зажимаемыми элементами 10 и 11 установлена прокладка 14.Зажимаемые элементы 10 и 11 со стороны контактирования их соответственно с упорными выступами 3 и с левым закругленным концом распорного рычага 8, по примеру снабжены скругленными канавками 15, а упорные выступы 3 соответствующими канавками 15 зацепами 16. Кроме того, в боковых ребрах 2 корпуса 1 фигурные вырезы образуют параллельные его основанию грани 17 и наклонные грани 18. Грани 17 при их прилегании к краям зажимаемых элементов 10 и 11, служат для центрирования или выравнивания соединяемых деталей 12 и 13 относительно друг друга. Наклонные грани 18 служат направляющими распорного рычага 8, для направления его левого конца в канавку 15 зажимаемого элемента 10 с целью обеспечения удобства монтажных работ и надежности соединения. По бокам распорного рычага 8 предусмотрены выемки 19 для размещения в них эластичного или пружинного элемента, например, петли кольца 20 связывающего распорный рычаг 8 с корпусом 1 (фиг. 3). Распорный рычаг 8 может быть связан с клином 7, а тот с корпусом 1 посредством гибких поводков (не показан). Быстроразъемное соединение (фиг. 3) может быть выполнено откидным, для чего упорные выступы 3 посредством оси 21 шарнирно соединены с проушиной 22, закрепленной на корпусе 13 одного из зажимаемых элементов 11. Для приближенного определения сжимающей силы P₂ устройства, по известной внешней силе P прилагаемой к клину 7 и углу α отклоненния распорного рычага 8 от линии параллельной основанию корпуса 1, на боковой стороне правого конца распорного рычага 8 может быть нанесена риска 23, а против нее, на боковой поверхности косого выступа 4 таррировочная шкала 24. В случае выполнения зажимаемых элементов 10 и 11 в виде фланцев (фиг. 4 и 5) из них вместо канавок 15 могут быть выполнены буртики 25, например, из прикрепленных к каждому фланцу проволочного кольца или его частей. А при выполнении корпуса 1 быстроразъемного соединения Т-образной формы (он может быть выполнен и Ш-образной формы, не показан) в поперечном сечении (фиг. 4 и 5), например, из спаренных уголков, клин 7, в отличие от упоминаемого выше, в продольном сечении выполнен U или П-образной формы. Могут быть разные варианты (не показано). В соединении концов обрезных труб 26 посредством разрезной муфты 27 с загибами 28 и 29 (фиг. 6), на стыке труб 26 одета резиновая втулка 30. Между ней и загибами 28 и 29 уложена накладка 31. Загибы 28 и 29 разрезной муфты 27 снабжена ребрами жесткости (не показано) и стянуты друг к другу быстроразъемными соединениями 32, могут быть и другие варианты соединения (не показан). В комплекте поставки устройства для каждого типоразмера корпуса 1 предусмотрен набор распорных рычагов 8 разной длины. Для предварительного стягивания соединяемых элементов 12 и 13, а также загибов 28 и 29 разрезной муфты 27 предусмотрено специальное приспособление, например, рычажное (на чертеже не показано). А для приложения к клину 7 внешней силы P - второе специальное приспособление, например, в виде струбцины с нажимным винтом, связанным с приводом, или без, входящее в каждый комплект поставки. Или просто путем нанесения ударов молотком. Оптимальный диапазон величин углов скоса наклонной поверхности 9 клина 7 к его основанию составляет a 6 -25 ^o. При этом для обеспечения самоторможения распорного рычага 8 при достижении им заданной сжимающей силы угол наклона верхней части скоса 5 косых выступов 4 и клина 7 может иметь дополнительный угол наклона отличный от основного угла наклона a (не показано). Кроме того, для соединения труб большого диаметра или тюбингов крепи туннелей метро, шахт и т. д. предусмотрены манипуляторы с комплектом быстроразъемных соединений и нажимных или ударных приспособлений (не показано).Quick disconnect is arranged as follows (Fig. 1 and 2). The housing 1 is made U shaped. It can be made U-shaped (not shown). In the lateral ribs of the housing 1, symmetrically to its longitudinal axis, curly cuts are made, which form one thrust protrusion 3 at one end (left) and have a wedge recess from the opposite end and form two oblique protrusions 4 with internal bevels 5, the edges of which are inclined to the side thrust protrusion 3. In the housing 1 movably mounted with a retainer 6 or without wedges 7 U-shaped in cross section and a spacer lever 8, one end of which (right), when the wedge 7 is exposed to an external force P, interacts simultaneously with an inclined turn 9 wedge 7 and with internal bevels 5 oblique protrusions 4. The inclined surface 9 of the wedge 7, as a rule, is perpendicular to the internal bevels 5 oblique protrusions 4. The other end of the spacer lever 8 (left) and the thrust protrusions 3 of the housing 1 are in contact respectively located between them clamped elements 10 and 11 of the bodies of the parts 12 and 13 to be joined. A gasket is installed between the clamped elements 10 and 11. The clamped elements 10 and 11 on the contact side thereof with the stop lugs 3 and with the left rounded end of the spacer lever 8, according to the example, are provided with rounded grooves 15, and the thrust protrusions 3 with corresponding grooves 15 with hooks 16. In addition, in the side ribs 2 of the housing 1, curly cuts form faces 17 parallel to its base and inclined faces 18. Facets 17 when they fit to the edges of the clamped elements 10 and 11, serve to center or align the connected parts 12 and 13 relative to each other. The inclined faces 18 serve as guides of the spacer lever 8, for directing its left end into the groove 15 of the clamped element 10 in order to ensure ease of installation and reliability of the connection. On the sides of the spacer lever 8, recesses 19 are provided for accommodating an elastic or spring element, for example, a loop of a ring 20 connecting the spacer lever 8 to the housing 1 (Fig. 3). The spacer lever 8 can be connected with the wedge 7, and the one with the housing 1 by means of flexible leads (not shown). The quick disconnect connection (Fig. 3) can be made folding, for which the thrust protrusions 3 are pivotally connected via an axis 21 to an eye 22 fixed to the housing 13 of one of the clamped elements 11. For approximate determination of the compressive force P _{2 of the} device, according to the known external force P applied to the wedge 7 and the angle α of the deviation of the spacer lever 8 from the line parallel to the base of the housing 1, risk 23 may be applied on the side of the right end of the spacer lever 8, and against it, on the side surface of the oblique protrusion 4 stool 24. In the case of clamping elements 10 and 11 as the flanges (FIGS. 4 and 5) instead of these grooves 15 may be formed beads 25, for example, attached to each wire ring flange or parts thereof. And when performing the housing 1 quick-release connection of a T-shaped (it can be made and a U-shaped, not shown) in cross section (Fig. 4 and 5), for example, from twin corners, wedge 7, in contrast to the above , in a longitudinal section is made U or U-shaped. There may be different options (not shown). At the connection of the ends of the cut pipes 26 by means of the split sleeve 27 with the bends 28 and 29 (Fig. 6), a rubber sleeve 30 is put on the joint of the pipes 26. A patch 31 is laid between it and the bends 28 and 29. The bends 28 and 29 of the split sleeve 27 are provided with ribs stiffness (not shown) and pulled together by quick disconnect connections 32, there may be other connection options (not shown). The set of delivery of the device for each standard size of the housing 1 provides a set of spacer levers 8 of different lengths. To pre-tighten the connected elements 12 and 13, as well as the bends 28 and 29 of the split sleeve 27, a special device is provided, for example, a lever (not shown in the drawing). And for applying external force P to the wedge 7, the second special device, for example, in the form of a clamp with or without a screw connected to the drive, is included in each delivery set. Or simply by striking with a hammer. The optimal range of values of the bevel angles of the inclined surface 9 of the wedge 7 to its base is a 6 -25 ^o . Moreover, to ensure the self-braking of the spacer lever 8 when it reaches a predetermined compressive force, the inclination angle of the upper part of the bevel 5 of the oblique protrusions 4 and the wedge 7 may have an additional inclination angle different from the main inclination angle a (not shown). In addition, for connecting large diameter pipes or tubing supports for subway tunnels, shafts, etc., manipulators with a set of quick couplings and push or shock devices (not shown) are provided.

Быстроразъемное соединение работает следующим образом ( см.фиг. 1-6 и схему разложения сил). The quick disconnect connection works as follows (see Fig. 1-6 and the decomposition scheme).

Концы соответственно подготовленных к работе соединяемых элементов 12 и 13, 26 и 27 своими зажимаемыми 10 и 11, 28 и 29 подгоняют друг к другу. При необходимости для этой цели используют специальное приспособление, например, рычажное, (не показано). Потом на зажимаемые элементы соответственно 10 и 11, 28 и 29 устанавливают необходимое количество предлагаемых быстроразъемных соединений 32, корпуса которых могут быть временно связаны между собой, например, гибкими связями (не показано). The ends of the connected elements 12 and 13, 26 and 27, respectively, prepared for operation, are adjusted to each other with their clamped 10 and 11, 28 and 29. If necessary, use a special device for this purpose, for example, a lever (not shown). Then, on the clamped elements 10 and 11, 28 and 29, respectively, the necessary number of the proposed quick-connect couplings 32 is installed, the housings of which can be temporarily connected to each other, for example, by flexible couplings (not shown).

После чего посредством другого специального приспособления, например в виде струбцины с нажимным винтом с применением тарировочного ключа или без, или просто ударом молотка прилагают внешнюю силу Р. Под действием клина 7 влево, его наклонная поверхность 9 давит на правый конец распорного рычага 8, который своим правым концом, скользя вверх по внутреннему скосу 5 косого выступа 4, отклоняется влево под действием распорного усилия, своим левым концом давит на зажимаемый элемент 10(29), который в свою очередь вместе с прокладкой 14 или без прижимает левый зажимаемый элемент 11(28) к упорному выступы 3 корпуса 1. Распорный рычаг 8 работает как однозвенный колено-рычажный механизм, у которого левый конец зафиксирован, а правый имеет возможность скользить вверх по скосам 5 косых выступов 4. Соответственно в нем происходит разложение давящей силы N. В результате разложения давящей силы N в распорном рычаге 8 возникает сжимающая сила P₂, величина которой зависит от угла a₁ (см. схему поз. 2), где угол α₁ угол, образованный между продольной осью распорного рычага 8 и линий параллельной основанию корпуса 1. При приближении продольной оси распорного рычага 8 к линии параллельной основанию корпусов 1 на заданный угол α₁ в распорном рычага 8 от разложения давящей силы N возникает сжимающая сила P₂, на один-два порядка превышающая внешнюю силу P, приложенную к клину 7. При достижении заданной сжимающей силы P₂ клин 7 фиксируют с помощью фиксатора 6. В отдельных случаях при временном соединении несоответственных деталей (конструкций) фиксаторы 6 можно не применять. Аналогичным образом соединяются с помощью манипулятора секции тюбинговой крепи шахтных стволов и туннелей, трубопроводов большого диаметра и т.д. (не показано).Then, using another special device, for example, in the form of a clamp with a compression screw with or without a calibration wrench, or simply using a hammer, apply an external force P. Under the action of the wedge 7 to the left, its inclined surface 9 presses on the right end of the spacer lever 8, which the right end, sliding upward along the inner bevel 5 of the oblique protrusion 4, deviates to the left under the action of a spacer force, presses on the clamped element 10 (29) with its left end, which, in turn, together with the gasket 14 or without pressing the left clamping element 11 (28) to the stop tabs 3 of the housing 1. The spacer lever 8 acts as a single link knee-lever mechanism, in which the left end is fixed and the right end has the ability to slide upward along the bevels 5 of the oblique protrusions 4. Accordingly, it decomposes pressure force N. As a result of decomposition of the pressing force N, a compressive force P ₂ arises in the spacer arm 8, the magnitude of which depends on the angle a ₁ (see diagram pos. 2), where the angle α _{1 is the} angle formed between the longitudinal axis of the spacer arm 8 and lines parallel to the base of the core whisker 1. When approaching the longitudinal axis of the expansible arm 8 to a line parallel to the base enclosure 1 at a predetermined angle α ₁ in the spacer arm 8 by expansion of a pressing force N occurs compressive force P _2, one or two orders of magnitude than an external force P, applied to the wedge 7 . When the specified compressive force P _{2 is} reached, the wedge 7 is fixed with the latch 6. In some cases, when temporarily connecting inappropriate parts (structures), the latch 6 can be omitted. Similarly, sections of the tubing lining of mine shafts and tunnels, large-diameter pipelines, etc. are connected using a manipulator. (not shown).

Устройство обеспечивает возможность достижения высокой сжимающей силы на один-два порядка больше начальной, при простоте своей конструкции и конструкции зажимаемых элементов соединяемых деталей, обеспечивает высокую надежность их соединения, снижение трудоемкости монтажных и демонтажных работ, повышает удобство эксплуатации и долговечность при многократном его применении, даже в неблагоприятных условиях. Простая конструкция деталей устройства позволяет изготовлять его методом штамповки без переналадки оборудования. Упрощена технология изготовления и снижения металлоемкости зажимаемых элементов соединяемых деталей (конструкций). Для мест испытывающих высокие контактные напряжения предусмотрено использование прочных износостойких накладок (не показано). При монтаже трубопроводов, тюбинговых секций шахтных стволов и туннелей и т.д. соответственно работающих под водой или во влажном грунте, в качестве вкладыша клина 7 можно использовать твердые породы дерева обработанных антисептиком. Применение которых позволяет до одной четверти сократить расход металла. При набухании от влаги деревянные вкладыши клина 7 дополнительно повышают надежность соединения. The device provides the ability to achieve high compressive strength one to two orders of magnitude greater than the initial, with the simplicity of its design and the design of the clamped elements of the parts to be joined, provides high reliability of their connection, reducing the complexity of installation and dismantling, increases ease of use and durability with repeated use, even in adverse conditions. The simple design of the device parts allows it to be manufactured by stamping without changing equipment. The technology of manufacturing and reducing the metal consumption of clamped elements of connected parts (structures) has been simplified. For places experiencing high contact stresses, the use of durable wear-resistant linings (not shown) is provided. When installing pipelines, tubing sections of mine shafts and tunnels, etc. respectively working under water or in moist soil, as an insert of the wedge 7, you can use solid wood treated with an antiseptic. The use of which allows up to one quarter to reduce metal consumption. When swelling from moisture, the wooden inserts of the wedge 7 further increase the reliability of the connection.

Устройство может быть базовым для новых силовых механизмов устройств различного назначения. The device can be basic for new power mechanisms of devices for various purposes.

Claims

1. A quick-disconnect connection comprising a bracket in the form of a bracket made with through curly cuts in its parallel shelves facing the parts to be joined, and clamping elements located in the curly cuts, characterized in that each curly cut from one edge has a persistent protrusion, and from the opposite the wedge recess, the clamping elements are made in the form of a wedge and a spacer lever installed in curly cuts with the possibility of interaction at one end with a wedge recess and a wedge, and the other with clamped the details.

2. The compound according to claim 1, characterized in that the clamping wedge is provided with a latch.

3. The compound according to claim 1, characterized in that it is equipped with an elastic ring located on the spacer lever and connected to the bracket.