Муфтовое соединение лотков
Предлагаемая полезная модель относится к средствам соединения протяженных деталей, в частности, лотков коробчатой формы с отбортовками, посредством муфт с дополнительными запорными устройствами. Муфтовое соединение лотков оснащено обортовками с распределенными в них перфорациями, при этом торцы лотков состыкованы и примыкают к сопрягаемой по наружному профилю муфте, геометрически замкнутой с лотками посредством поперечных элементов крепления, смонтированных на зажимных рычажных пластинах, выступами установленных в перфорациях отбортовок. Новым является то, поперечные элементы крепления установлены в противно попарно размещенных относительно муфты зажимных рычажных пластинах и выполнены в виде расположенных за габаритами муфты стяжек, преимущественно резьбовых. Предложенное техническое решение упростило сборку примыкающих лотков, повысив функциональную надежность муфтового соединения и расширив область применения формируемых коммуникационных изделий.
Предлагаемая полезная модель относится к средствам соединения протяженных деталей, в частности, лотков коробчатой формы с отбортовками, посредством муфт с дополнительными запорными устройствами.
Уровень данной области техники характеризуют муфтовые соединения труб, описанные в патентах RU 2293244, F16L 15/00, 2006 г. и 2186284, F16L 15/04, 2002 г.
В изобретении по патенту 2293244 соединение труб с технологическим замком, включает установленную на торце одной из труб муфту, которая связана с цилиндрическим переходником по его наружной резьбе, с противного торца имеющим внутреннюю резьбу для ввинчивания второй подсоединяемой трубы.
Диаметр внутреннего проходного канала переходника и муфты равен диаметру соединяемых труб.
На торцевых поверхностях соединяемых элементов дополнительно выполнены канавки, фаски и карманы для увеличения несущей прочности соединения при повышенных гидродинамических нагрузках эксплуатации и вспомогательных технологических работ и поверок.
Недостатком этого соединения является сложность конструкции составного замкового устройства для прецизионного изготовления и тонкой наладки, что повышает потребительскую стоимость монтажных работ.
В муфтовом соединении по патенту 2186284 обеспечивается герметичность посредством навинчивания муфты на сходящиеся к плоскости стыка концевые конусы труб, через помещенное между ними сопрягаемой формы уплотнительное кольцо. Угол наклона конических поверхностей Соединения соответствует углу трения используемых материалов сочленяемых структурных элементов.
Между муфтой и уплотнительным кольцом имеется зазор для радиального перемещения последнего при возникновении изгибающей нагрузки, которая демпфируется, сохраняя герметичность узла.
Однако, использование этого конструктивно простого и эксплуатационно надежного соединения ограничено только для трубчатых коммуникаций и не представляется возможным для сочленения открытых коробчатых лотков при формировании протяженных продуктопроводов, имеющих каскадные, угловые соединения и пр.
Для соединения встык открытых лотков, оснащенных отбортовкой на стенках, известны простые конструкции фитинга (пластины, накладки), выполняющие функции муфт, описанные в http://www.beprom.ru.
Соединения с использованием П-образных накладок более функциональны, так как позволяют формировать между примыкающими торцами
лотков зазор для компенсации их линейных термических перемещений, возникающих при перепадах температур эксплуатации. При этом накладки плотно перекрывают технологический зазор, обеспечивая сплошность соединения.
Кроме того, П-образные накладки представляют собой арочную конструкцию, которая работает в основном на сжатие, вызывает в опорах не только вертикальные, но и горизонтальные реакции в распор, воспринимаемые стенками лотков, тем самым создавая контрфорс для компенсации изгибающих нагрузок.
Более совершенно муфтовое соединение, описанное в www.ossib./ru/doc/about, которое содержит П-образную накладку (муфту), примыкающую по наружной поверхности двух лотков, состыкованных торцами, стенки которых оснащены отбортовками.
Крепление лотков с муфтой осуществляется посредством винтов или болтов, установленных поперек совмещенных профилем структурных элементов. При этом в муфте посадочные отверстия под крепеж продольно распределены, что позволяет варьировать длину соединения для адаптации формируемого канала к конкретному месту монтажа.
Лотки имеют технологические перфорации для вентиляции внутреннего объема и удаления возможного конденсата, что повышает функциональность несущего изделия.
Однако, недостатком этого муфтового соединения являются следующие.
Технологическая сложность и продолжительность сборки коммуникационного изделия из структурных элементов муфтового соединения, которые жестко скрепляются посредством дополнительного комплекта крепежа (винтов, болтов, гаек, шайб, заклепок и т.п.) через совмещенные базирующие отверстия, выполненные овальными, чтобы компенсировать несоосности, люфты и размерные допуски.
Наличие продольной перфорации на дне лотков и муфты (для соединения элементов и технологические) исключают их использование для перемещения жидкостей и сыпучих материалов, что ограничивает область применения лотков.
Отмеченные недостатки устранены в муфтовом соединении лотков, оснащенном рычажными зажимами, связанными с отбортовками лотков и муфтой, по патенту RU 79969, F16L 21/00, 2008 г., выбранном по числу совпадающих признаков в качестве наиболее близкого аналога предложенному.
Муфтовое соединение лотков оснащено отбортовками и продольно распределенными перфорациями, при этом торцы лотков состыкованы и примыкают к сопрягаемой по их наружному профилю муфте, геометрически замкнутой с лотками посредством поперечных элементов крепления.
Характерной особенностью известного муфтового соединения лотков является то, что поперечные элементы крепления монолитно связаны с муфтой и выполнены в виде выступающих, консольно защемленных пластинчатых
пружин, служащих в качестве шипов, установленных в сквозных пазах зажимных рычажных пластин, смонтированных сопрягаемыми выступами в перфорациях, выполненных на отбортовках лотков, причем поперечные элементы крепления сформированы гибкой вырубленного профиля шипа из материала стенки муфты.
По варианту выполнения муфтового соединения, рычажные пластины установлены в перфорациях отбортовок обоих лотков и смонтированы, как минимум, двумя профильными пазами на поперечных элементах крепления муфты, расположенных по разные стороны стыка соединяемых лотков.
Известная конструкция упрощает сборку примыкающих лотков, повышая функциональную надежность муфтового соединения и расширяя область применения формируемых коммуникационных изделий.
Монолитная связь поперечных элементов крепления с муфтой повышает жесткость конструкции, упрощая ее сборку.
Выполнение поперечных элементов крепления в виде выступающих пластинчатых пружин обеспечивает автоматическое силовое замыкание с замковым устройством при тангенциальной подаче зажимной пластины, осуществляемой рукой оператора.
Поперечные элементы крепления представляют собой шипы, размещаемые в сквозных спрофилированных пазах зажимных рычажных пластин, при повороте которых, за счет сил упругости и сопрягаемого профиля совмещаемых частей шипового соединения, происходит силовое и геометрическое замыкание лотков с муфтой.
Выполнение продольных перфораций на отбортовках лотков предназначено для размещения в них соответствующих выступов зажимных пластин, формируя так называемые рояльную петлю - ось поворота рычагов при подаче пазов на шипы, фиксирующих сборку.
По варианту выполнения сборки (п.2) муфта двумя шипами с каждого бока, размещенными по разные стороны стыка торцов соединяемых лотков, связывается с соответствующими сквозными пазами зажимной рычажной пластины, которая установлена в перфорациях отбортовок обоих лотков, одновременно фиксирует все элементы соединения в несущую устойчивую конструкцию.
Формирование поперечных элементов крепления гибкой вырубленного профиля шипа из материала стенок муфты является высокопроизводительной штамповой операцией, безотходной и обеспечивает заданный профиль для осуществления при сборке силового и геометрического замыкания в соответствующих пазах зажимных рычажных пластинах. Это позволяет исключить комплектацию дополнительного крепежа и упрощает сборку изделий.
Выполнение продольной перфорации на отбортовках лотков позволяет монтировать тангенциально перемещаемые зажимные элементы сборки муфтового соединения вне технологической зоны формируемого транспортного канала.
Кроме того, в свободных перфорациях устанавливаются (при зацеплении)
различные технологические приспособления: несущие стержни для заливки лотка в бетон, торец полотна гидроизоляции и т.д.
Распределенная перфорация на отбортовках лотков дает возможность потребителю по месту монтажа изменять величину зазора между торцами примыкающих лотков в пределах длины муфты или отрезать лишнюю часть лотка, что не меняет самой конструктивной схемы сборки муфтового соединения.
Однако, известная конструкция сложна в изготовлении и трудоемка в сборке, особенно в труднодоступных местах коммуникаций.
Для изготовления штамповкой и гибкой выступающих поперечных элементов крепления непосредственно из материала стенки муфты, в форме консольно закрепленных пластинчатых пружин, необходима сложная штамповая оснастка, селективный подбор пригодных пластичных материалов, дополнительная их химико-термическая обработка для компенсации концентраторов напряжения, возникающих при формообразовании заданной конфигурации зажимных пластин, что значительно увеличивает общую себестоимость узла и лотка в целом.
Более важным негативным обстоятельством является функциональная ненадежность известной конструкции из-за того, что пластинчатые выступы при монтаже могут отламываться под нагрузкой упругого нагружения при сборке.
Кроме того, режимы межоперационной химико-термической обработки зажимных пластин не универсальны и зависят от выбранного материала, его толщины, геометрических соотношений пространственно сложной конструкции в каждом конкретном случае выполнения муфтового соединения лотков, что ограничивает практическое серийное использование.
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является упрощение конструкции элементов муфтового соединения при повышении технологичности его сборки на лотках разнообразного профиля и конфигурации и повышение функциональной надежности конструкции.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном муфтовом соединении лотков, оснащенных отбортовками с распределенными в них перфорациями, при этом торцы лотков состыкованы и примыкают к сопрягаемой по наружному профилю муфте, геометрически-замкнутой с лотками посредством поперечных элементов крепления, смонтированных на зажимных рычажных пластинах, выступами установленных в перфорациях отбортовок, по предложению автора, поперечные элементы крепления установлены в противно попарно размещенных относительно муфты зажимных рычажных пластинах и выполнены в виде расположенных за габаритами муфты стяжек, преимущественно резьбовых.
Отличительные признаки обеспечили повышение технологичности монтажных работ при сборке многоэлементного соединения и расширили номенклатуру конструкционных материалов, используемых для изготовления
зажимных рычажных пластин и, главное, муфт простой конфигурации и отдельно поперечных элементов крепления, упростив их изготовление и мобильное силовое замыкание на муфте, что повысило функциональную надежность соединения в разнообразных модификациях исполнения.
Выполнение поперечных элементов в виде стяжек упрощает производство и сборочные работы при мобильном монтаже муфтовых соединений на примыкающих лотках, которое является универсальным и пригодным для изготовления из широкой номенклатуры конструкционных материалов на любом механическом участке предприятия.
Использование стяжек для парного нагружения взаимосвязанных рычажных зажимных пластин, установленных с обеих сторон муфты на состыкованных лотках, обеспечивает симметричное распределение сжимающей нагрузки для плотного примыкания соединяемых элементов конструкции.
Выполнение поперечных элементов крепления в виде резьбовых стяжек, установленных за габаритами соединительной муфты в зажимных рычажных пластинах, которые выступами зацеплены с перфорациями отбортовок лотков, формообразуют арочную конструкцию, работающую в основном на сжатие, при этом в опорах возникают не только вертикальные, но и горизонтальные усилия (распор). Распор зацепления рычажных пластин, установленных с обеих сторон состыкованных лотков, создает распределенную нагрузку на муфту, примыкающую к лоткам по их стыку, что повышает функциональную надежность соединения в целом.
Размещение резьбовых стяжек за габаритами муфты снижает сжимающие усилия от увеличения плеча рычага (длины зажимных пластин), к которому прикладывается мускульная сила при монтаже соединения. Кроме того, сборка соединения проста и удобна, что повышает качество и мобильность работ.
Альтернативное выполнение стяжек, имеющих предпочтительно форму резьбового стержня, в виде проволочной петли, троса, полимерной защелки и т.п., расширяет технологические возможности производителя по приемлемому варианту практической реализации муфтового соединения лотков с использованием любой стяжки, которые обеспечивают мобильность и удобство сборки.
Резьбовая стяжка имеет предпочтение как более доступная и надежная при эксплуатации, так как со временем не допускает деформаций муфтового соединения.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы. На чертеже изображено:
на фиг.1 - предложенное муфтовое соединение, рабочее положение;
на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1;
Предложенное муфтовое соединение лотков 1 и 2 (фиг.1, 2), оснащенных отбортовками 3, в которых выполнены продольно распределенные перфорации 4, представляет собой жесткую несущую конструкцию средства коммуникации, предпочтительно предназначенного для транспортирования жидкостей; может быть использовано для укладки протяженных шлейфов (кабелей, труб и т.п.).
Торцы примыкающих лотков 1, 2 беззазорно состыкованы, над стыком 5 с наружной стороны (фиг.2) которых размещена конгруэнтной формы муфта 6.
В перфорациях 4 на стыкуемом конце каждого лотка 1 и 2 установлены выступы 7 зажимных пластин 8, образуя шарнирную связь, обеспечивающую возможность поворота пластины 8 в качестве рычага относительно отбортовки 3.
В пластинах 8 на высоте заведомо выше муфты 6 выполнены сквозные отверстия 9 для размещения резьбовых стяжек 10 (поперечные элементы крепления муфты 6).
При заворачивании винтов 11 на резьбовых стяжках 10 пластины 8 взаимно равномерно поворачиваются к продольной оси муфты 6, плотно прилегая к ней с обеих сторон, фиксируя тем самым примыкающие по стыку 5 лотки 1 и 2, которые нагружаются в противном направлении защемленными в отбортовках 5 пластинами 8.
Особенностью предложенной конструктивной схемы муфтового соединения состыкованных лотков является формирование арочной конструкции, то есть кривого бруса, который работает в основном на сжатие, вызывая в опорах (отбортовках 5) не только вертикальные, но и горизонтальные реакции (распор), что увеличивает функциональную надежность соединения в целом.
Магистральный канал, собранный посредством описанных муфтовых соединений, устанавливается на несущую опору открытым объемом вверх (фиг.1) и заливается бетоном заподлицо с поверхностью пола помещения, чем фиксируется неразъемное сочленение лотков 1, 2 в заданной пространственной взаимосвязи.
Описанная конструкция муфтового соединения лотков 1 и 2 различных конфигурации и профиля стыка (с поворотом, с перепадом уровней, совмещенных с разнообразным фитингом) выполняется заявителем по заказу потребителя на действующем оборудовании собственного производства.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по фитингам, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления муфтового соединения на действующем оборудовании, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.
Муфтовое соединение лотков, оснащенных отбортовками с распределенными в них перфорациями, при этом торцы лотков состыкованы и примыкают к сопрягаемой по наружному профилю муфте, геометрически замкнутой с лотками посредством поперечных элементов крепления, смонтированных на зажимных рычажных пластинах, выступами установленных в перфорациях отбортовок, отличающееся тем, что поперечные элементы крепления установлены в противно попарно размещенных относительно муфты зажимных рычажных пластинах и выполнены в виде расположенных за габаритами муфты стяжек, преимущественно резьбовых.
