RU2170873C1

RU2170873C1 - Easily detachable pipeline joint

Info

Publication number: RU2170873C1
Application number: RU2000102147/06A
Authority: RU
Inventors: М.П. Шмырев; П.М. Шмырев
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский технологический институт"
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2001-07-20

Abstract

FIELD: pipeline fitting in different branches of national economy. SUBSTANCE: easily detachable pipeline joint includes two semicouplings with coaxially arranged valves. Semicouplings are mutually joined by means of fixing sleeve. Valves mounted on lateral surface have annular turnings for sealing rings placed inside turnings with possibility of engaging with reciprocal cone portions of semicoupling bodies. Cone surfaces of valves and bodies have the same angle between their generatrices equal to 60- 90 degrees. There are flats on ends of engaging portions of valves turned to joined pipelines. EFFECT: increased effective cross section area of pipeline, simplified connection of operating engaging surfaces. 3 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и применяется в различных отраслях народного хозяйства для соединения трубопроводами источника высокого давления рабочей среды с гидравлическими (пневматическими) приводами зажимных приспособлений, домкратов, съемников и других исполнительных устройств. The invention relates to pipe fittings and is used in various sectors of the national economy to connect by pipelines a high-pressure source of a working medium with hydraulic (pneumatic) drives of clamping devices, jacks, pullers and other actuators.

Известное быстроразъемное устройство, описанное в информационном листе ВИМИ N 84-1768, 1984 г., содержит запорный штуцер, устанавливаемый в приспособление, и муфту цанговую для трубопроводов. Запорный штуцер имеет корпус с резьбовым концом с одной стороны и соединяющую поверхность с другой. На ней установлены круглые резиновые кольца. В корпусе штуцера размещен клапан с другим резиновым кольцом на его калиброванной цилиндрической поверхности и с упорным конусом, подпружиненным относительно ответного конуса запорного штуцера. Муфта цанговая состоит из корпуса с присоединительным отверстием для запорного штуцера, подпружиненного к конусу корпуса клапана, цанги с фиксирующей втулкой и ниппеля для трубопровода. The known quick disconnect device described in the information sheet VIMI N 84-1768, 1984, contains a locking fitting installed in the device, and a collet coupling for pipelines. The locking fitting has a housing with a threaded end on one side and a connecting surface on the other. It has round rubber rings. A valve with another rubber ring on its calibrated cylindrical surface and with a thrust cone spring-loaded relative to the counter cone of the locking nipple is placed in the fitting body. The collet coupling consists of a housing with a connecting hole for a locking fitting, spring-loaded to the cone of the valve body, a collet with a retaining sleeve and a nipple for the pipeline.

Наличие калиброванных цилиндрических контактирующих поверхностей в корпусах штуцера и муфты с кольцевой проточкой под уплотнительное кольцо на клапанах в сочетании с конической поверхностью на штуцере и муфте усложняют конструкцию, снижают технологичность изготовления и сборки соединения. Кроме того, из-за наличия цилиндрической сопрягаемой поверхности с уплотнительными резиновыми кольцами на поверхности клапанов увеличивается осевой ход клапанов, что приводит к снижению герметичности соединения при разъеме соединения. Появляется необходимость установки пружин с большим осевым усилием для проталкивания клапанов с кольцом в отверстия корпусов, из-за чего возрастает усилие стыковки частей соединения при его эксплуатации. The presence of calibrated cylindrical contacting surfaces in the nozzle and coupling housings with an annular groove for the sealing ring on the valves in combination with the conical surface on the nozzle and coupling complicates the design and reduces the manufacturability and manufacture of the joint. In addition, due to the presence of a cylindrical mating surface with sealing rubber rings on the surface of the valves, the axial stroke of the valves increases, which leads to a decrease in the tightness of the connection when the connector is connected. There is a need to install springs with a large axial force to push the valves with the ring into the openings of the housings, which increases the joining force of the parts of the connection during its operation.

Наиболее близким к заявленному является быстроразъемное соединение трубопроводов (патент РФ N 2062939, F 16 L 37/30, опубл. 27.06.96), содержащее две полумуфты с установленными в их корпусах подпружиненными клапанами, соединенные между собой посредством расположенной на одной из полумуфт фиксирующей втулки, и уплотнительные элементы, каждый из которых размещен в выполненной на боковой поверхности клапана кольцевой проточке с возможностью взаимодействия с ответным конусным участком корпуса. Боковая поверхность клапанов выполнена в виде направляющего и запирающего участков. Запирающий участок выполнен конусным и размещается перед уплотнительным элементом с возможностью контактирования с конусным участком корпуса. Угол между образующими запирающего участка клапана составляет 60...61^o, а угол между образующими ответного участка корпусов - 59...60^o.Closest to the claimed one is a quick-connect pipe connection (RF patent N 2062939, F 16 L 37/30, publ. 06/27/96), containing two half-couplings with spring-loaded valves installed in their bodies, interconnected by means of a fixing sleeve located on one of the half-couplings , and sealing elements, each of which is placed in the annular groove made on the side surface of the valve with the possibility of interaction with the reciprocal conical section of the housing. The lateral surface of the valves is made in the form of a guide and locking sections. The locking section is made conical and is placed in front of the sealing element with the possibility of contacting with the conical section of the housing. The angle between the generators of the locking section of the valve is 60 ... 61 ^o , and the angle between the generators of the reciprocal section of the housing is 59 ... 60 ^o .

Недостатками известного соединения является сложность формы боковой поверхности клапанов, выполняемой из трех участков - запирающего, конусного и цилиндрического. На стыке последних предусматривается проточка для уплотнительного круглого кольца. Сложная форма боковых рабочих поверхностей клапанов снижает технологичность изготовления соединения. Имеет место малое проходное сечение и увеличенный осевой ход клапанов при работе соединения за счет незначительной разницы в диаметрах клапанов и отверстий в корпусах и малых углов конусов клапанов и полумуфт. The disadvantages of the known connection is the complexity of the shape of the lateral surface of the valves, made of three sections - locking, conical and cylindrical. At the junction of the latter, a groove is provided for the sealing round ring. The complex shape of the lateral working surfaces of the valves reduces the manufacturability of the connection. There is a small flow area and an increased axial stroke of the valves during operation of the connection due to an insignificant difference in the diameters of the valves and holes in the bodies and small angles of the valve cones and half couplings.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение потока рабочей среды путем увеличения проходного сечения и угла конусов клапанов при упрощении контактирующих поверхностей в устройстве. The objective of the invention is to increase the flow of the working medium by increasing the bore and angle of the valve cones while simplifying the contact surfaces in the device.

Задача решается тем, что быстроразъемное соединение трубопроводов содержит две полумуфты с соосно установленными в их корпусах подпружиненными клапанами, соединенные между собой посредством расположенной на одной из полумуфт фиксирующей втулки, и уплотнительные кольца, каждое из которых размещено в выполненной на боковой конусной поверхности клапана кольцевой проточке с возможностью контактирования с ответным конусным участком корпусов полумуфт, причем контактирующие конусные поверхности клапанов и корпусов выполнены с одинаковым углом между их образующими, составляющим 60...90^o, а на торцах контактирующих клапанов, обращенных к соединяемым трубопроводам, выполнены лыски.The problem is solved in that the quick disconnect pipe connection comprises two half-couplings with spring-loaded valves coaxially mounted in their bodies, interconnected by means of a fixing sleeve located on one of the half-couplings, and o-rings, each of which is located in an annular groove made on the lateral conical surface of the valve with the possibility of contacting with the mating cone section of the coupling housings, moreover, the contacting conical surfaces of the valves and bodies are made with the same m angle between their generators, comprising 60 ... 90 ^o , and at the ends of the contacting valves facing the connected piping, flats are made.

На фиг. 1 изображено быстроразъемное устройство - осевой разрез; на фиг. 2 - боковая конусная поверхность клапана и корпуса полумуфты (место А на фиг. 1); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 shows a quick disconnect device — an axial section; in FIG. 2 - lateral conical surface of the valve and the coupling half housing (place A in Fig. 1); in FIG. 3 - section BB in FIG. 1.

В устройство входит корпус 1 запорной полумуфты 2, устанавливаемой резьбовым концом 3 в приспособление, и цанговая полумуфта 4 с корпусом 5 для трубопроводов 6. Корпус 1 полумуфты 2 имеет соединительную поверхность 7. На ней находятся уплотнительные кольца 8. В корпусе 1 размещен клапан 9 с другим уплотнительным кольцом 10, пружиной 11 и опорной шайбой 12. The device includes a housing 1 of a locking half-coupling 2 installed by a threaded end 3 into the device, and a collet half-coupling 4 with a housing 5 for pipelines 6. The housing 1 of the half-coupling 2 has a connecting surface 7. O-rings are located on it 8. A valve 9 s is located in the housing 1 another sealing ring 10, a spring 11 and a support washer 12.

Цанговая полумуфта 4 имеет в корпусе 5 присоединительное отверстие 13 для поверхности 7 с кольцами 8, соосное с клапаном 9. Другой аналогичный клапан 14 с пружиной 15, опорной шайбой 16 и кольцом 17 размещен в корпусе 5. На корпусе 5 установлена цанга 18, фиксирующая втулка 19 с пружиной 20, а также ниппель 21 трубопровода 6. На корпусе 1 полумуфты 2 имеется кольцевая канавка 22, выполненная с возможностью сцепления с кольцевым пояском 23 цанги 18. Боковая поверхность 24 клапана 9 и 14 - конусная с углом α между образующими. На боковой поверхности 24 размещены указанные выше кольца 10 и 17. Контактирующие конусные участки в корпусах 1 и 5 имеют также угол α, который выбирается в пределах 60. ..90^o в зависимости от требуемого хода клапанов. На торцах клапанов 9 и 14, обращенных к соединяемым трубопроводам, размещены лыски 25, число которых может быть различно. На фиг. 3 показаны клапаны с четырьмя лысками.The collet coupling 4 has a connecting hole 13 in the housing 5 for the surface 7 with the rings 8, coaxial with the valve 9. Another similar valve 14 with the spring 15, the supporting washer 16 and the ring 17 is placed in the housing 5. A collet 18 is mounted on the housing 5, the fixing sleeve 19 with a spring 20, as well as a nipple 21 of the pipe 6. On the housing 1 of the coupling half 2 there is an annular groove 22 made with the possibility of engagement with the annular belt 23 of the collet 18. The lateral surface 24 of the valve 9 and 14 is conical with an angle α between the generatrices. On the side surface 24, the above rings 10 and 17 are placed. The contacting conical sections in the housings 1 and 5 also have an angle α, which is selected within 60. ..90 ^o depending on the required valve stroke. At the ends of the valves 9 and 14, facing the connected piping, flats 25 are placed, the number of which can be different. In FIG. 3 shows valves with four flats.

Устройство работает следующим образом. Для соединения полумуфты 4 с полумуфтой 2 необходимо корпус 5 отверстием 13 надеть на соединительную поверхность 7 до упора. Перемещением фиксирующей втулки 19 по корпусу 5 вправо освободить цангу 18 и переместить полумуфту 4 до захода пояска 23 цанги 18 в кольцевую канавку 22. Затем следует освободить фиксирующую втулку 19, которая под действием пружины 20 переместится влево, и цилиндрический поясок 23 цанги 18 окажется запертым на полумуфте 2. При этом клапаны 9 и 14, воздействуя друг на друга, откроют каналы для прохода жидкости в обеих полумуфтах. Для разъединения полумуфт 4 и 2 втулка 19 полумуфты 4 перемещается вправо, лепестки цанги 18 освобождаются и полумуфта 4 легко снимается с полумуфты 2. Клапаны 9 и 14 под действием пружин 11, 15 и избыточного давления закрывают каналы в корпусах 1 и 5, исключая возможность вытекания рабочей жидкости под давлением из трубопроводов 6 и агрегатов. The device operates as follows. To connect the coupling half 4 with the coupling half 2 it is necessary to put the housing 5 with the hole 13 onto the connecting surface 7 until it stops. By moving the fixing sleeve 19 along the body 5 to the right, release the collet 18 and move the coupling half 4 until the girdle 23 of the collet 18 enters the annular groove 22. Then, release the locking sleeve 19, which will move to the left under the action of the spring 20, and the cylindrical belt 23 of the collet 18 will be locked on coupling half 2. In this case, valves 9 and 14, acting on each other, open channels for the passage of fluid in both coupling halves. To disconnect the coupling halves 4 and 2, the sleeve 19 of the coupling half 4 is moved to the right, the petals of the collet 18 are released and the coupling half 4 is easily removed from the coupling half. Valves 9 and 14, under the action of springs 11, 15 and overpressure, close the channels in the housings 1 and 5, eliminating the possibility of leakage working fluid under pressure from pipelines 6 and units.

Преимущества предложенной конструкции заключаются в увеличении потока среды за счет размещения лысок 25 на клапанах 9 и 14 и выполнения угла α от 60 до 90^o. Указанный диапазон оптимальный, т.к. меньший угол соответствует большому ходу клапанов, а дальнейшее увеличение угла α нецелесообразно из-за возможности схода колец 10 и 17 из кольцевых канавок клапанов. Боковая конусная поверхность 24 клапанов 9 и 10 выполняется идентичной с ответными конусами корпусов 1 и 5, что повышает технологичность изготовления соединения, упрощает боковые рабочие поверхности, повышает герметичность вследствие обеспечения быстрого и плотного контакта поверхностей 24 клапанов 9 и 14 с контактирующими поверхностями корпусов 1 и 5.The advantages of the proposed design are to increase the flow of the medium by placing flats 25 on the valves 9 and 14 and performing an angle α from 60 to 90 ^o . The specified range is optimal, because a smaller angle corresponds to a large stroke of the valves, and a further increase in the angle α is impractical because of the possibility of the rings 10 and 17 coming out of the annular grooves of the valves. The lateral conical surface of the 24 valves 9 and 10 is identical to the mating cones of the bodies 1 and 5, which increases the manufacturability of the connection, simplifies the side working surfaces, and improves tightness due to the quick and tight contact of the surfaces 24 of the valves 9 and 14 with the contacting surfaces of the bodies 1 and 5 .

Claims

A quick-disconnect pipe connection containing two half-couplings with spring-loaded valves coaxially mounted in their bodies, interconnected by means of a fixing sleeve located on one of the half-couplings, and O-rings, each of which is placed in an annular groove made on the side conical surface of the valve with the possibility of contacting with a reciprocal conical section of the housing of the coupling halves, characterized in that the surfaces of the valves and bodies are made with the same angle between their generators, with nent 60 - 90 °, and at the ends of the valve contacting portions facing to mating conduits dihedron formed.