Вакуумное соединение трубопроводов

 

Использование: машиностроение, в трубных быстро собираемых и разбираемых вакуумных камерах. Сущность изобретения: вакуумное соединение трубопроводов состоит из двух патрубков, один из которых оснащен охлаждающей камерой. Патрубки соединены посредством последовательно расположенных на одно из них лобового клина в виде поворотного кольца, втулки, грундбуксы, эластичного кольцевого уплотнения и зафиксированного от осевого смещения кольца. На поворотном кольце смонтирован подпружиненный фиксатор, взаимодействующий с гнездами, выполненными на патрубке и в наклонном положении планки с возможностью регулировки их угла наклона за счет использования винтов, ввинченных в планки с упором в поворотное кольцо, опор с вставленными в их углубления клиновыми шайбами и болтов, пропущенных через отверстия опор и через косые пазы клиновых шайб. Напротив планок на уступе патрубка расположены выступы. На втулке и патрубке закреплен корпус с выполненными в нем пазами 16, через которые пропущены штуцеры, смонтированные на охлаждающей камере. Последняя размещена в корпусе с возможностью перемещения по втулке и плотно состыкованному с ней патрубку. Охлаждающая камера снабжена также уплотнительными средствами, обеспечивающими ее герметичность. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к соединениям трубопроводов, а именно к устройствам, предназначенным для обеспечения герметичности прогреваемых вакуумных установок, и может быть использовано в быстроразбираемых конструкциях вакуумных камер, в которых осуществляются различные виды термообработок, например, азотирование деталей или только их внутренних стенок.

Известно уплотнение баллона (см.авт. св. SU N 1585600, кл. F 16 L 15/16, 1990), которые включают втулку с центральным отверстием, фланец с диском, в котором выполнены пазы для установки стержней с шарообразными серьгами, охватывающий серьги стакан, имеющий возможность осевого перемещения, резьбовую силовую крышку и уплотнительную прокладку, которая разгружена от действия сил давления в баллоне. Кроме того, баллон выполнен с наружной конической поверхностью на его горловине.

Недостатком известного уплотнения баллона является то, что применить данное устройство можно только для камер, имеющих горловину с конической поверхностью, что не всегда возможно.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является вакуумное соединение трубопроводов (см. а. с. SU N 1386782, кл.F 16 L 53/00, 1988), которое состоит из двух подвижных в осевом направлении патрубков, установленных вертикально, и снабжено охлаждающими камерами, расположенными коаксиально с патрубками, одна на другой с торцовым зазором. На торце нижней охлаждающей камеры установлено кольцо, перекрывающее кольцевой зазор. Соединение снабжено уплотнительным эластичным рукавом, закрепленным на охлаждающих камерах кольцевыми крепежными элементами. В торцевом зазоре между охлаждающими камерами установлено теплоизоляционное кольцо.

Недостатком известного вакуумного соединения трубопроводов является то, что такое соединение невыгодно использовать в конструкциях, которые необходимо часть разбирать из-за наличия в соединении эластичного рукавного уплотнения, обычно насаживаемого с натягом на патрубки или в данном устройстве на охлаждающие камеры. Поэтому операции по установке и съему его в известной конструкции вакуумного соединения трубопроводов являются трудоемкими.

Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции одного из патрубков с возможностью быстрого его рассоединения с другим.

Технический результат достигается тем, что вакуумное соединение трубопроводов, содержащее два патрубка, эластичное кольцевое уплотнение и охлаждающие камеры, расположенные коаксиально патрубкам, снабжено установленными последовательно на первом патрубке меньшего диаметра зафиксированным от осевого смещения кольцом, грундбуксой, поджимающей эластичное кольцевое уплотнение, втулкой со ступенчатым выступом, контактирующим с торцевыми поверхностями грундбуксы и второго патрубка, корпусом, жестко установленным на втором патрубке и втулке со стопорением в осевом направлении, а также лобовым клином, выполненным в виде поворотного кольца с прикрепленными наклонно к нему равномерно по окружности планками и снабженного фиксатором, причем на первом патрубке соответственно планкам выполнены выступы, а в плоскости действия фиксатора-гнезда, при этом одна охлаждающая камера выполнена в корпусе и снабжена уплотнениями и штуцерами, входящими в корпус, а также тем, что оно снабжено шайбой с выполненными в ней под углом к боковым направляющим стенкам пазом и болтом, в каждой планке поворотного кольца выполнены две эквидистантные полуцилиндрические поверхности, которыми планки вставлены соответственно в уступы, выполненные в кольце, и призматические углубления, выполненные на опорах, при этом в опорах выполнены отверстия для регулирования наклона планок и углублена с боковыми направляющими стенками, в котором установлена шайба, причем через паз и отверстие каждой опоры пропущен болт, ввинченный в поворотное кольцо, и тем, что отверстие в опорах для регулирования наклона планок выполнено с зазором относительно болта.

На фиг. 1 изображено вакуумное соединение трубопроводов (общий вид); на фиг. 2 разрез А А на фиг. 1; на фиг.3 разрез Б Б на фиг. 2.

Вакуумное соединение трубопроводов содержит два патрубка 1 и 2. В патрубке 1 выполнена аксиально ему полость в виде охлаждающей камеры 3. На патрубке 1 последовательно размещены застопоренное в осевом направлении при помощи пружинного кольца 4 кольцо 5, эластичное кольцевое уплотнение 6, грундбукса 7, втулка 8 с упором своим выступом 9 в торец патрубка 2. Диаметры наружных соединяемых поверхностей втулки 8 и патрубка 2 одинаковы. На втулке 8 при помощи пружинного кольца 10 закреплен корпус 11, который также навинчен на патрубок 2. В полости корпуса 11 размещена охлаждающая камера 12 с полостью 13, уплотненной от проточек наружу охлаждающей среды при помощи термостойких сальников 14. Циркуляция охлаждающей среды в охлаждающей камере 12 осуществляется через штуцеры 15, пропущенные в пазы 16 корпуса 11. Циркуляция охлаждающей среды в охлаждающей камере 3 осуществляется также через штуцеры. На патрубке 1 с охлаждающей камерой 3 между втулкой 8 и уступом 17 с выполненными на нем диаметрально противоположно по отношению друг к другу двумя выступами 18 размещен регулируемый лобовой клин в виде поворотного кольца 19. На поворотном кольце 19 прикреплены соответственно положению выступов 18 на уступе 17, под углом к плоскости, перпендикулярной оси соединения патрубков 1 и 2, две планки 20. Планки 20 удерживаются на поворотном кольце 19 при помощи выполненных на нем уступов 21 с призматическими углублениями 22, установочных винтов 23, ввинченных в планки 20, а также опор 24 с выполненными на них призматическим углублением 25 и отверстием 26. В отверстие 26 каждой опоры 24 с зазором пропущен болт 27, ввинченный в свою очередь в резьбовое отверстие 28 поворотного кольца 19. Опоры 24 имеют также углубление 29, боковые направляющие стенки 30 которого параллельны призматическому углублению 25. В углублении 29 призматических опор 24 размещена клиновая шайба 31 с выполненным в ней под углом b к боковым направляющим стенкам 30 углубления 29 пазом 32. Планки 20 вставлены в призматические углубления 22 и 25 параллельно выполненными на них полуцилиндрическими поверхностями 33, 34.

В поворотном кольце 19 смонтирован также подпружиненный фиксатор 35, а на наружной поверхности патрубка 1 в плоскости, проходящей через фиксатор и перпендикулярной оси соединения патрубков 1 и 2, выполнены гнезда 36, относительное положение которых определено углом g. Патрубок 2 зафиксирован от проворота вокруг своей оси приспособлением 37, которое на фиг. 1 показано в виде условного обозначения.

Стыковка вакуумного соединения трубопроводов осуществляется следующим образом. Готовое к сборке изделие, содержащее вышеперечисленные детали, кроме патрубка 2, вставляется в патрубок 2. При этом патрубок 2 должен быть неподвижным. Фиксированное его положение обеспечивается приспособлением 37. Полное вхождение патрубка 1 в патрубок 2 обеспечивается навинчиванием корпуса 11 на резьбовую часть патрубка 2. Вращение корпуса 11 производится вручную воздействием на штуцеры 15 как рукоятки охлаждающей камеры 12, которая при этом находится в крайнем левом положении, то есть на втулке 8.

Уплотнение радиального зазора между патрубками 1 и 2 производят путем деформирования эластичного кольцевого уплотнения 6 в осевом направлении. При этом поворотное кольцо 19 через предварительно выдвинутый из гнезда 36 фиксатор 35 поворачивают по часовой стрелке на угол g. В результате взаимодействия планок 20 с выступами 18 произойдет осевое перемещение патрубка 1 относительно патрубка 2 и плотносостыкованной с ним втулки 8 на величину, достаточную для создания необходимого удельного давления сжатого эластичного уплотнения на уплотняемые стенки патрубков 1, 2, кольца 5 и грундбуксы 7. Угол наклона планок 20 a соответствует одновременно осевому ходу патрубка 1 и углу g хода поворотного кольца 19. Установку планок 20 на необходимый угол a производят путем изменения глубины ввинчивания болтов 27 в резьбовые отверстия 28 поворотного кольца 19. Если необходимо уменьшить угол наклона планок 20, то болты 27 ввинчивают при отсутствии клиновых шайб 31 в углублениях 29 опор 24. При этом также необходимо установочные винты 23 вывинтить из планок 20 величину, достаточную для того, чтобы можно было свободно вставить клиновые шайбы 31 в углубления 29 опор 24. Установка клиновых шайб 31 с продвижением их по боковым направляющим стенкам 30 углублений до упора болтов 27 в стенки пазов 32 определит новое положение болтов 27 в отверстиях 26, то есть зазоры между стенками отверстий 26 опор 24 и болтами 27 изменятся максимально в плоскостях поворота планок 20, проходящих через ось болтов 27. Соответственно, если справа от болта 27 (см. фиг. 3), то зазор уменьшится, а слева от болта 27, то зазор увеличится. Если необходимо увеличить угол наклона планок 20, то зазоры между болтами 27 и отверстиями 26 опор 24 будут изменяться противоположно. Одновременно с фиксацией клиновых шайб 31 в углублениях 29 опор 24 установочные винты 23 ввинчиваются в планки 20 до упора первых в поворотное кольцо 19. По окончании процесса сжимания эластичного уплотнительного кольца 6 охлаждающая камера 12 ручным воздействием на нее через штуцеры 15, используя их как рукоятки, перемещается с втулки 8 на патрубок 2. При этом в полости 13 охлаждающей камеры 12 находится охлаждающая среда, которая может удерживаться там обратными клапанами полумуфт, смонтированных на выходных концах штуцеров 15, при помощи которых охлаждающая камера 12 соединяется с источником охлаждающей среды или рассоединяется с ним, когда корпус 11 навинчивают на патрубок 2 или свинчивают с него.

Расстыковка вакуумного соединения трубопроводов производится в обратном порядке.

Формула изобретения

1. Вакуумное соединение трубопроводов, содержащее два патрубка, эластичное кольцевое уплотнение и охлаждающие камеры, расположенные коаксиально патрубкам, отличающееся тем, что оно снабжено установленными последовательно на первом патрубке меньшего диаметра зафиксированным от осевого смещения кольцом, грундбуксой, поджимающей эластичное кольцевое уплотнение, втулкой со ступенчатым выступом, контактирующим с торцевыми поверхностями грундбуксы и второго патрубка, корпусом, жестко установленным на втором патрубке и втулке со стопорением в осевом направлении, а также лобовым клином, выполненным в виде поворотного кольца с прикрепленными наклонно к нему равномерно по окружности планками и снабженного фиксатором, причем на первом патрубке соответственно планкам выполнены выступы, а в плоскости действия фиксатора гнезда, при этом одна охлаждающая камера выполнена в корпусе и снабжена уплотнениями и штуцерами, входящими в корпус.

2. Соединение трубопроводов по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено шайбой с выполненным в ней под углом к боковым направляющим стенкам пазом и болтом, в каждой планке поворотного кольца выполнены две эквидистантные полуцилиндрические поверхности, которыми планки вставлены соответственно в уступы, выполненные в кольце, и призматические углубления, выполненные на опорах, при этом в опорах выполнены отверстия для регулирования наклона планок и углубления с боковыми направляющими стенками, в которых установлена шайба, причем через паз и отверстие каждой опоры пропущен болт, ввинченный в поворотное кольцо.

3. Соединение трубопроводов по п. 2, отличающееся тем, что отверстие в опорах для регулирования наклона планок выполнено с зазором относительно болта.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3