Результат интеллектуальной деятельности: НЕРАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ РУКАВОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для производства армированных гибких рукавов высокого давления.

Существующие гибкие рукава высокого давления представляют собой многокомпонентные системы, состоящие в основном из следующих частей: гибкий армированный рукав и стальные законцовки, предназначенные для присоединения в гидравлическую систему машин и оборудования [см. книгу Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. М.: «Машиностроение», 1971 г., стр. 31]. Недостатком гибких рукавов высокого давления является недостаточная надежность с потерей герметичности в соединении стальные законцовки - гибкий шланг.

Наиболее близким аналогом неразъемного соединения, выбранным в качестве прототипа, является изобретение по патенту РФ №2355937, МПК⁷ F16L 33/207 публ. 20.05.2009 г. и способ сборки по патенту РФ №2153124, МПК⁷ F16L 33/00 публ. 20.07.2000 г.

Конструкция неразъемной концевой арматуры рукава высокого давления по патенту РФ №2355937 представляет собой следующее: на наружную поверхность армированного рукава надевается муфта с внутренними уплотняющими кольцевыми выступами. Затем в рукаве с муфтой устанавливается ниппель с наружными уплотнительными кольцевыми выступами до упора друг в друга. Уплотнение происходит путем обжатия муфты.

Способ сборки для вышеуказанной конструкции осуществляется следующим образом: в отверстие ниппеля вставляют дорн до упора в торец ниппеля, а обжимная муфта устанавливается в кулачки обжимного устройства, обжим происходит в радиальном направлении последовательно.

Недостатками данной конструкции и большинства известных, имеющих уплотнение по наружной поверхности ниппеля, являются:

- во-первых, потеря герметичности в результате старения материала рукава;

- во-вторых, в том, что муфта имеет диаметр заведомо больший диаметра рукава и уменьшается путем обжатия до меньшего, а за счет внутреннего высокого давления будет стремится возвращаться в исходное. Все это снижает надежность герметичного соединения в зонах законцовки - рукав, особенно при высоких давлениях в гидравлических системах.

Изобретение решает задачу повышения надежности соединения рукав - концевая арматура.

Для достижения поставленной цели в заявляемом изобретении - неразъемной концевой арматуры рукава высокого давления - ниппель выполнен с проточкой и герметизирующими канавками на части внутреннего диаметра ниппель с размещением в проточке конца рукава до упора об буртик проточки, а внутри рукава установлена с натягом гильза с герметизирующими канавками на части наружной поверхности, выполненными соответственно внутренним герметизирующим канавкам ниппеля, причем наружный диаметр гильзы с канавками больше внутреннего диаметра рукава и части внутреннего диаметра ниппеля, а обжимающий элемент выполнен в виде пластиковой намотанной оболочки на эластомерном связующем с осевой фиксацией ниппеля наружной проточкой.

Способ сборки неразъемного соединения рукавов высокого давления, включающий надевание на свободный конец рукава ниппеля с герметизирующими канавками и с взаимным скреплением с обжимающим наружным элементом включает установку гильзы с наружными герметизирующими канавками на концевой части и внутренней резьбой в начале гильзы, причем длина установленной в рукаве части гильзы намного больше длины ниппеля, затем на наружную поверхность рукава надевают ниппель до упора об буртик внутри ниппеля, потом гильзу с помощью резьбы вытягивают из рукава до упора об буртик герметизирующей канавки гильзы, вышедшую часть гильзы обрезают и на наружной поверхности ниппеля наматывают пластиковую оболочку на эластомерном связующем с последующим отверждением.

По отношению к аналогу у заявляемого имеются следующие отличительные признаки:

- на части внутреннего диаметра ниппеля выполнена проточка с герметизирующими канавками с размещением в ней конца рукава до упора об буртик проточки;

- внутри рукава установлена с натягом гильза с герметизирующими канавками на части наружной поверхности, выполненными соответственно внутренним герметизирующим канавкам ниппеля, причем наружный диаметр гильзы с канавками больше внутреннего диаметра рукава и внутреннего диаметра начала ниппеля;

- обжимающий элемент выполнен в виде намотанной пластиковой оболочки на эластомерном связующем с осевой фиксацией ниппеля наружной проточкой;

- сначала в проточку рукава устанавливают гильзу с наружными герметизирующими канавками на концевой части и внутренней резьбой в начале гильзы, причем длина установленной в рукаве части гильзы намного больше длины ниппеля;

- затем на наружную поверхность рукава надевают ниппель до упора об буртик внутри ниппеля с последующим вытягиванием гильзы из рукава с помощью резьбы до упора об буртик герметизирующей канавки гильзы и отрезкой вышедшей части гильзы вровень с торцом ниппеля;

- на наружной поверхности ниппеля наматывают пластиковую оболочку на эластомерном связующем с последующим отверждением.

Указанные признаки конструктивно взаимосвязаны и являются существенными, т.к. каждый из них в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением цели, технического результата. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известном уровне техники не обнаружено, что характеризует соответствие заявляемого технического решения критерию «новизна». Данное техническое решение является результатом опытно-конструкторской работы по созданию гибких рукавов высокого давления до 1000 кг/см² для гидросистем оборудования. Решение по заявке неочевидно, что свидетельствует о его соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется рисунками:

на фиг. 1 - показан рукав с запрессованной гильзой;

на фиг. 2 - показан рукав с запрессованной гильзой и установленным ниппелем;

на фиг. 3 - показана схема вытягивания гильзы;

на фиг. 4 - показан рукав после обрезки гильзы;

на фиг. 5 - показано неразъемное соединение рукава после намотки наружной пластиковой оболочки и отверждения.

Конструкция трубопровода содержит рукав 4 из эластомерного материала с проточенными наружными концами, ниппель 1 с внутренними кольцевыми выступами 3, гайку накидную 6 и ступенчатую гильзу 2, состоящую из двух цилиндрических частей - гладкого меньшего диаметра и большего диаметра с уплотняющими кольцевыми канавками 5 в виде прямоугольного треугольника, острым углом направленные к цилиндрической части меньшего диаметра. Обжимающий элемент в виде намотанной пластиковой оболочки 7 выполнен на основе арамидного жгута, пропитанного эластомерным связующим.

Сборка рукава высокого давления осуществляется следующим образом. Наружный конец рукава протачивают в диаметр, равный внутреннему диаметру ниппеля с кольцевыми выступами, и длину, равную или чуть большую глубине ниппеля поверхности с уплотняющими кольцевыми выступами. Вставляют гильзу большим цилиндром с уплотняющими канавками вперед до выступания меньшего цилиндра из рукава на расстоянии 5 мм. Затем на рукав с гильзой надевают ниппель до упора в торец рукава, предварительно нанеся клей на наружную проточенную поверхность рукава и внутреннюю поверхность с уплотнительными выступами ниппеля. С помощью вытяжного винта, ввинчиваемого в резьбовую часть гильзы, вытягиваем гильзу до упора большим цилиндром в торец ниппеля, таким образом, происходит уплотнение - рукав наружной поверхностью врезается в кольцевые выступы ниппеля, а внутренней - в канавки гильзы, причем канавки гильзы выполнены в виде прямоугольного треугольника, острием направленного в стороны вытягивания, а тупым углом - в сторону втягивания. В отличие от прототипа уплотнение (герметизация стыка арматуры и рукава) происходит путем обжатия рукава при неизменных диаметрах обжимающих элементов: ниппеля и гильзы. После отверждения клея удаляем выступающую резьбовую часть гильзы заподлицо с ниппелем, и на наружную поверхность рукава путем мокрой намотки наматывается пластиковая оболочка 7 на основе арамидного жгута, пропитанного эластомерным связующим спиральной намоткой с углом намотки в 55° и шагом намотки от 1 до 8 мм на цилиндрической части рукава, а в зонах расположения законцовок радиальной намоткой под углом 85°.

По заявляемым материалам изобретения изготовлены рукава высокого давления до 1000 кг/см² с внутренним диаметром ⌀10 мм. Проведены ускоренные климатические испытания для оценки надежности при длительном хранении. Полученные результаты позволили рекомендовать рукава для очень ответственного применения с сроками хранения до 15 лет и более.

Представленное новое техническое решение в предложенной совокупности существенных признаков позволяет создать рукава высокого давления более эффективные по сравнению с известным уровнем техники, воспроизводимо промышленным способом и соответствует также критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.