Соединение шланга с патрубком

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ТЕТ СССР ОЗНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и б тельство(54)(57) 1. СОЕДИНЕНИЕРУБКОМ посредством посустановленных спиральныкрепленных своими блик другу концами на ценцевом элементе, а удал крайних кольцевых элементах, причемкольцевые Ълементы установлены с возможностью взаимного поворота и Фиксации, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности,центральный кольцевой элемент выполнен в виде зубчатой муфты, междузубьями полумуфт которой расположеныраспорные элементы, а крайние кольце,вые элементы выполнены в виде зажимных элементов, жестко закрепленныхна шланге и патрубке, причем распорные и зажимные элементы выполненыиз материала, обладащшего эффектомтермомеханической памяти измененияформы.1060868 2. Соединение по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона использования, каждый зажииной элемент выполнен в виде набора колец с радиальными пазами на их наружных поверхностях, и между кольцами установлены термоизоляционные элементы с выступами,Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, преимущественно в электротехнической промыьщенности для присоединения шлангов к жестким элементам системы охлаждения токоведущих шин полупроводниковых агрегатов.Известно соединение труб, содержащее гибкую муфту, хомуты с гибкой рабочей частью в виде набора волнообразных упругих элементов.,стержневого типа и стяжным устройством, установленные со стороны каждого торца гибкой муфты, а также антифрикционные прокладки, расположенные под каж дым хомутом на внешней цилиндрической поверхности гибкой муфты 1 ,Недостатком известного устройства является ненадежная герметизация соединения в месте расположения крепеж О 1 ных элементов. Под хомутом в указанном месте из-за неравномерного обжатия образуется неплотность, а именно: при затяжке хомута образуется гофр гибкой муфты, через который 25 возможна утечка энергоносителя, Кроме того, при эксплуатации необходимо периодически подтягивать крепежные элементы соединения, что создает неудобства в.обслуживании. 30Известно также соединение шланга с патрубком посредством последовательно установленных спиральных пружин, закрепленных своими ближайшими концами на центральном кольцевом35 элементе, а удаленными - на крайних кольцевых элементах, причем кольцевые элементы установлены с возможностью взаимного поворота и фиксации 2 .Однако известное соединение отличается недостаточной надежностью.Цель изобретения - повышение надежности соединения и расширение диапазона его использования.Для достижения этой цели в соеди ненни шланга с патрубком посредством последовательно установленных спиральных пружин, закрепленных своими ближайшими друг к другу концами на входящими в пазы колец, причем одно нз колец и группа распорных элементов выполнены из материала, обладающего эффектбм термомеханической памяти изменения формы при температурах выше о0 С,а другое кольцо и распорные элементы,расположенные между элементами указанной группы - при температурах ниже 0 С. 2центоальном кольцевом элементе, а удаленными - на крайних кольцевых элементах, причем кольцевые элементы установлены с возможностью взаимного поворота и фиксации, центральнйй кольцевой элемент выполнен в виде зубчатой муфты, между зубьями полумуфт которой расположены распорные элементы, а крайние кольцевые элементы выполнены в виде зажимных элементов, жестко закрепленных на шланге и патрубке, причем распорные и зажимные элементы выполнены из материала, обладающего эффектом термомеханической памяти изменения формы.Кроме того, каждый ззжимной элемент выполнен в виде набора колец с радиальными пазами на их наружных поверхностях, и между кольцами установлены термоизоляционные элементы с выступами, входящими в пазы колец, причем одно из колец и группа распорных элементов выполнены из материала, обладающего эффектом термомеханической памяти изменения формы при температурах выше ОоС, а другое кольцо и распорные элементы, расположенные между элементами указанной группы при температурах ниже ОоС.На фиг, 1 изображено соединение шланга с патрубком, разрез; на фиг. 2 - поперечное сечение А-А на фиг.1Соединение шланга с патрубком состоит из жесткого патрубка 1, подсоединяемого гибкого шланга 2, спиральных пружин 3 и 4, крайних кольцевых элементов 5 и 6 и центрального кольцевого элемента 7, Крайние кольцевые элементы 5 и 6 выполнены в виде набора колец: внутренних 8 и наружных 9, которые установлены на упругодеформирующейся прокладке 10, расположенной на наружной поверхности подсоединяемого шланга 2, На каждой прокладке 10 с двух ее сторон выполнены разрезные поперечные пазы 11, обеспечивающие надежное обжатие подсоединяемого шланга 2, и прокладки изготовлены из термоизоляционного материала, например изфторопласта три,Прокладки 10 имеют также буртик 12и кольцевую проточку 13, в которуюустанавливается пружинное кольцо 14,Буртик 12 и кольцо 14 предотвращаютосевое смещение колец 8 и 9 вдоль продольной оси шланга 2 при сборке соединения. Между кольцамй 8 и 9 крайнихкольцевых элементов 5 и б установлен термоизоляционный элемент 15, Эле 10мент 15 выполнен, например, иэ стеклотекстолита, имеет торцовые выступы 16, которые входят в пазы 17,выполненные на наружных поверхностяхколец 8 и 9. Между крайними кольцевыми элементами 5 и б установленыспиральные пружины 3 и 4 и центральный кольцевой элемент 7. Причемконцы спиральной пружины 3 закрепле-.ны на крайнем кольцевом элементе 5и на центральном элементе 7, а концыпружины 4 - на элементах б и 7. Центральный элемент 7 установлен на антифрикционной прокладке 18, расположенной на наРужной повеРхности подсоединяемого шланга 2. Центральныйэлемент 7 выполнен,в виде зубчатоймуфты. Между зубьями 19 и 20 каждойполумуфты 21 и 22 расположены распорнЫе элементы 23, Число распорныхэлементов 23 равно числу пар взаимнорасположенных зубьев 19 и 20 каждойполумуфты 21 и 22, Распорные элементы 23 выполнены, например, в видезглеевидной пружины и своими противоположныгли торцовыми плоскостями упираются в соответствующие боковыеплоскости зубьев 19 и 20 каждой иэполумуфт 21 и 22, Распорные элементы23 при определенных условиях имеютвозможность изменять и восстанавливать свои размеры по длине, а каждая полумуфта 21 и 22 имеет воэможность при этогл проворачиваться относительно друга друга и, следовательно, вокруг своей оси. На наружный диаметр полуглуфт 21 и 22 установлен разъемный кожух 24, препятствующий выпаданию распорных элементов 23, расположенных между зубьями 19 и 20 полумуфт. . 50Спиральные пружины 3 и 4 закреплены соответственно одними концамина внутренних кольцах 8 крайних кольцевых элементов 5 и б, а вторымиконцами - на полумуфтах 21 и 22 центрального кольцевого элемента 7.55Кольца 8 и 9, распорные элементы 23выполнены из материала, обладающего эффектом термомеханической памяти изменения формы при определенной пониженной и повышенной температуре, например из титано-никелевогосплава, содержащего 47-56 никеля,остальное титан. Так, нечетные распорные элементы 23, внутренние кольца 8 выполнены из материала титан никель, обладающего термомеханиче. - кой памятью изменения формы во время их мартенситной трансфорглации при температуре выше нормальной от 0 до 80 С, т.е, указанные элементы принимают полученную в процессе термообработки конфигурацию при нагревании, восстанавливаемую до первоначальной при охлаждении, за счет обратимых пластических деформаций в сплаве, претерпевающем мартенситную трансформацию в упорядочных фазах при .нагреве и охлаждении. Четные распорные элементы 23,. наружные кольца 9 выполнены из того же материала, обладающего термомеханической памятью изменения. формы во время их мартенситной трансформации при температуре ниже нормальной от 0 до минус 60 оС.Конструктивный признак, обеспечивающий решение поставленной задачи, заложен при изготовлении зажимных колец 8 и 9, распорных элементов 23 по известной технологии путем термообработки и пластической деформации при соответствующей определенной температуре. Так, например, внутренние.кольца 8 элементов 5 и б штампуют иэ титано-никелевого сплава прикомнатной температуре, структура которых находится в фазе аустенита, Кольца 8 штампуют так, что их внутренний диаметр меньше, чем наружный диаметр посадочного места. После чего кольца термообрабатывают при ступенчатой температуре: нагрев до 500 С и выдержка в течение 1 ч, затем быстрое охлаждение до 200-300 С с вью держкой 1,5-2 ч.После термообработки кольца охлаждают до температуры жидкого азота и раздают (расширяют) до тех пор, .пока внутренний их диаметр не станет на 4-8 больше наружного диаметра прокладки 10. Расширение внутреннего диаметра кольца осуществляют инструментом, Затем удаляют инструмент из отверстия кольца и вводят в него предварительно охлажденную оправку, диаметр которой немного меньше максимального диаметра кольца.Кольцо с оправкой нагревают до комнатной температуры. По мере увеличения температуры оправки выше точки фазового превращения прочность посадки кольца 8 раэрастает, Через 1-2 ч кольцо 8 с оправкой вновь охлаждают до температуры жидкого азота после чего оправка легко удалается с отверстия кольца и кольцо 8 готово к использованию.Нечетные распорные элементы 23 выполняют, например, иэ полосы титано- никелевого сплава способом, высокотемпературной пластической деформации при приобретении конфигурации в виде зглеевидной пружины, соответствующейконфигурации.готового распорного элемента 23, согнутого в гармошку изполосы указанного сплава, с последующей термообработкой.Термообработку согнутого распорного элемента 23 производят в закрытом штампе путем отжига при 500 С втечение 1 ч. Затем его охлаждают вместе со штампом до температуры жидкого азота, вынимают распорный элемент со штампа и пластически деформы руют (растягивают) до необходимойдлины, т.е, увеличивают шаг змеевидной пружины.Полученные таким образом внутренние кольца 8 и нечетные распорные . 15элементы 23 обладают высокой стабильностью параметров многократного изменение Формы при нагревании и охлаждении в пределах 0-80 С с колиочеством.циклов свыше 10 . Генерируемые напряжения при этом могут достигать 30-60 кгс/мм 2.По известной технологии изготовляют также и зажимные кольца 9 ичетные распорные элементы 23, обеспечивающие стабильность параметровмногократного изменения формы в пределах от 0 до минус 60 фС.Сборка соединения шланга с патрубком и его работа осуществляетсяследующим образом,На концевую часть подсоединяемого шланга 2 устанавливают в сборекрайние кольцевые элементы 5 и 6 ссоответствующими спиральными пружинами 3 и 4 и центральным кольцевымэлементом 7, Перед установкой наконцевую часть шланга внутренниекольца 9 и теомоизоляционные эле-.менты 15, расположенные между указан ными, устанавливают на кольцевуюупругодеформирующуюся прокладку 10и стопорят их упорным пружинным кольцом 14. Причем каждое кольцо 8 устанавливают на кольцевую упругодеформирующуюся прокладку 10 с укрепленной жестко одним концом к нему соответствующей спиральной пружиной 3 и,4,Собирают также предварительно и элементы центрального кольцевого элемента 7, а именно поиумуфты 21 и 22 50устанавливают на антифрикционную прокладку 18, Муфты 21, 22 устанавливают на антифрикционную прокладку 18без распорных элементов 23 и разъемного кожуха 24, После этого собранный крайний элемент 5 с упругодеформирующейся прокладкой 10 и пружиной3 устанавливают на подсоединяемыйштанг 2 так, чтобы пружина 3 располагалась от внутреннего кольца 8 спра- два. Затем устанавливают центральныйэлемент 7 с антифрикционной прокладкой 18 и крайний элемент 6 с той жеодинаковой по конструкции прокладкой.10 и с пружиной 4. Крайний элемент 6 устанавливают на подсоединяемый шланг 2 так, чтобы пружина 4 располагалась от его внутреннего кольца 8 слева.При установке крайних элементов 5 и 6 на концевую часть подсоединяемого шланга 2 и в дальнейшем при надевании самого шланга 2 на жесткий патрубок 1 их внутренние кольца 8 охлаждают до температуры ниже ОС, а наружные кольа 9 нагревают до температуры выше О С. При указанных температурах внутренние диаметры колец 8 и 9 становятся больше, чем наружный диаметр кольцевых упругодеформирующихся прокладок 10, а следовательно, не обжимают наружный диаметр шланга 2.В дальнейшем досоединяемый конец шланга 2 вместе с пружинами 3 и 4,крайними элементами 5 и 6, центральным элементом 7 надевают плотно с натягом, равный упругой деформации материала шланга, на жесткий патрубок 1. После этого свободные концы пружин 3 и 4 соединяют соответственно с полумуфтами 21 и 22 центрального элемента 7, между зубьями 19 и 20 полумуфт устанавлива.- ют нечетные распорные элементы 23, предварительно охладив их до температуры ниже ОоС, и нечетные распорные элементы 23, но предварительно нагрев их выше температуры 0 С.При указанных температурах четные и нечетные распорные элементы 23 находятся в сжатом положении (с укороченной длиной). После этого на центральный элемент 7 устанавливают разьемный кожух 24.Охлажденные внутренние кольца 8, установленные на соответствующие посадочные места, нагреваются до температуры окружающей среды (до комнатной температуры); уменьшают свой внутренний диаметр, вспоминая свои размеры до термообработки холодом, равномерно обжимая тем самым наружную поверхность подсоединяемого шланга через упругодеформирующиеся прокладки 10 с усилием 30-60 кгс/ммОдновременно нагреваются до температуры окружающей среды (до комнатной температуры) ранее охлажденные нечетные распорные элементы 23, устаНовленные между зубьями 19 и 20 соответствующих полумуфт 21 и 22. При нагреве нечетные распорные элементы 23 увеличивают свою длину, т,е. растягиваются, вспоминая свои размеры до термообработки холодом, и своими торцовыми плоскостями упираясь в боковые поверхности рядом расположенных зубьев 19 и 20, проворачивают в разные стороны относительно друг друга муфты 21 и 22. Муфты 21 и 22, проворачиваясь наантифрикционной прокладке 18 относительно друг друга в противоположные стороны во.1 060;5 ь 8 Фиг ГСоставитель Л. Федотова Редактор О.Колесникова Техред 0,4 алекорей Кор ктор Г,Решетник акаэ 10003/ 8 Тираж 9 ВНИИПИ Государствепо делам иэобрет 3035, Москва, ЖПодписноеого комитета СССРий и открытийРаушская наб., д, 4/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн круг своей оси, производят затяжку соответственно пружин 3 и 4.Лнтифрикционная прокладка 18 не проворачивается относительно шланга 2 благодаря тому, что коэффициент трения между шлангом 2 и прокладкой 18 больше коэффициента трения между прокладкой 18 и полумуфтами 21 и 22, тем самым обеспечивается хорошее скольжение укаэанных полумуфт относительно прокладки 18.Надежная герметизация обеспечивается тогда, когда устройство, в котором используется соединение, работает при повышенной температуре, например 60-80 С.В случае, если соединение используется в различном технологическом оборудовании и в системе трубопроводов находится энергоноситель с параметрами ниже 0 С или вместе с оборудованием находится на хранении или во время транспортировки при той же температуре окружающей среды ниже 0 С, например до минус 60 С, тоогерметизация соединенйя шланга 2 с патрубком 1 обеспечивается за счет наружных колец 9 и четных распорных элементов 23. При температуре ниже ОфС внутренние кольца 9 уменьшаются в диаметре, обжимая тем самым с необ ходимым усилием через упругодеформирующуюся прокладку 10 наружный диаметр подсоединяющего шланга 2 на жестком патрубке 1. При темпера.уре ниже ОС нечетныераспорные элементы 23 увеличиваютсвою длину, т.е. растягиваются и проворачивают в разные стороны полумуфты 21 и 22, которые, в свою очередь, 5 обеспечивают окончательную герметизацию соединения путем затягиванияпружин 3 и 4, аналогично как при затягивании их с удлинением длины нечетных распорных элементов 23. В мо мент затяжки при пониженной температуре пружины 3 и 4 не проворачиваются, так как внутренние кольца 8 сжестко закрепленными к ним противоположными концами указанных пружинфиксируются торцовыми выступами 16термоизоляционных элементов 15, расположенными в пазах 17 наружных 9 ивнутренних колец 8, т,е. при пониженной температуре наружные кольца 9,обжимая наружнь:й диаметр шланга 2на жестком патрубке 1, занимают Фиксируемое положение и через выступы16 термоизоляционных элементов 15неподвижно фиксируют и внутренниекольца 8, к которым закреплены однимконцом соответствующие пружины 3 и 4,Технико-экономическая эффективностьизобретения заключается в том, чтоона дает воэможность обеспечить надежную герметизацию соединения шланга на жестком патрубке в широком температурном диапазоне работы и хранения от минус 60 до 80 С.4-А