Результат интеллектуальной деятельности: Устройство фиксации

Изобретение относится к области машиностроения и касается высоконагруженных устройств стыковки и фиксации, полностью располагающихся во внутреннем объеме фиксируемых частей.

Известен воздушный фильтр двигателя внутреннего сгорания [1. Пат. 2018050232 WO, МПК⁶ B01D 46/00, B01D 46/24. Air filter / Luchesi de Almeida, A. (BR) и др. - Заявл. 15.09.2016; опубл. 22.03.2018], включающий в себя байонетный замок с равномерно распределенными по окружности фиксаторами. Как минимум один из фиксаторов снабжен защелкой.

Известна быстросъемная система фиксации [2. Пат. 2017175248 WO, МПК⁶ H01R 13/625, H01R 13/633. A connection system with a bayonet-type locking device adapted to allow a quick disconnecting operation / Vanzo, A. (IT) - Заявл. 04.04.2016; опубл. 10.12.2017.] с байонетным замком, обеспечивающая усилие прижатия фиксируемых частей друг к другу и не требующая поворота одной из фиксируемых частей за счет наличия внешнего поворотного кольца.

Ближайшим техническим устройством, выбранным в качестве прототипа, является устройство для соединения бурильных труб [3. Пат. 2114977 RU, МПК Е21В 17/00 (1995.01), Е21В 17/046 (1995.01). Устройство для соединения бурильных труб / Ткаченко В.П. - Заявл. 08.04.1996; опубл. 10.07.1998.].

Недостатки аналогов [1.; 2.] и прототипа [3.] следующие:

- конструктивно фиксатор [1.] и фиксирующие штыри [2.] выполнены так, что при нагружении стыка усилие на них передается в виде изгибающего момента и перерезывающей силы, что приводит к снижению несущей способности байонетного замка в целом;

- конструкция защелки [1.] такова, что ее усилие удержания направлено в сторону расталкивания фиксируемых частей друг от друга. Это может привести к появлению зазора между фиксируемыми частями и существенно усложнит герметизацию стыка, если это потребуется;

- часть элементов замка [2.; 3.] расположена за пределами фиксируемых частей, что приводит к увеличению габаритов устройства;

- в зафиксированном положении фиксирующие штыри устройства [3.] опираются на наклонные плоскости, что приводит к появлению изгибающих моментов на якорях при нагружении стыка;

- поворотное кольцо устройства [3.] выполнено в виде жесткой шайбы, исключающей упругие деформации, что приводит к неравномерному распределению усилий между штырями при нагружении стыка.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение максимальной нагрузки, которую может воспринимать фиксируемый стык без разрушения.

Предлагаемое устройство фиксации содержит две фиксируемые между собой части, поворотное кольцо, установленное в одной из фиксируемых частей, и фиксирующие якоря, установленные в ответной части, ось которых расположена параллельно оси фиксируемых частей. Устройство фиксации полностью располагается во внутреннем пространстве фиксируемых частей в зафиксированном положении и не требует поворота фиксируемых частей. Конструкция поворотного кольца выполнена со ступенчатыми переходами на разные диаметры. Поверхность поворотного кольца, контактирующая с фиксирующими якорями, состоит из двух участков - наклонного и параллельного плоскости стыка.

Заявляемое техническое решение совпадает с известными устройствами по следующей совокупности существенных признаков:

- обеспечивается соосное положение фиксируемых частей [2.; 3.; 4. Пат. 138597 RU, МПК⁶ B65D 1/02. Емкость / Еганян А.Г., Евсеев Н.Н., Сэ Филипп (FR) - Заявл. 13.12.2013; опубл. 20.03.2014, Бюл. №8;

5. Пат. 20170351040 US, МПК⁶ G02B 6/38. Bayonet lock МРО connector / Jeffrey Gniadek (US) - Заявл. 07.08.2017; опубл. 07.12.2017.];

- обеспечивается усилие прижатия фиксируемых частей друг к другу [2.];

- для фиксации не требуется поворот одной из фиксируемых частей [2.;

6. Пат. 2018046215 WO, МПК⁶ F16L 37/107, F16L 37/113, МПК¹⁰ F01N 13/18, МПК⁶ F16L 27/12. Bayonet connection for connecting a connector to a tubular body, bayonet ring, and tubular body / Deneke, M. (DE) - Заявл. 08.08.2017; опубл. 15.03.2018.];

- устройство полностью располагается внутри фиксируемых частей [4.;

7. Пат. 2567591 RU, МПК⁶ А61М 5/24. Кодированный крепежный узел / Эвери Р. Дж. В. (GB) и др. - Заявл. 21.04.2011; опубл. 10.11.2015.];

- ось фиксирующих якорей расположена параллельно оси фиксируемых частей [3.; 8. Пат. 2235184 RU, МПК Е21В 17/046 (2000.01), F16L 37/08 (2000.01). Замок для соединения трубопроводов / Манжула И.Т. (UA) и др. - Заявл. 29.10.2002; опубл. 27.08.2004, Бюл. №24.].

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1, 2, 3, 4 представлено устройство предлагаемого изобретения, содержащее две фиксируемые между собой части 1 и 2, поворотное кольцо 3, установленное в проточке 4 фиксируемой части 2 и фиксирующие якоря 5, установленные в резьбовых отверстиях 6 фиксируемой части 1. Поворотное кольцо 3, находясь в проточке 4, также соединено с движителями 7 через проушины 8. Вторым концом движители 7 соединены с фиксируемой частью 2 через проушины 9.

В качестве движителей могут использоваться упругие пружинные элементы, пневмо- и гидроцилиндры, электроприводы и т.д.

Работа устройства осуществляется следующим образом. В момент, когда фиксируемые части 1 и 2 сведены, а фиксирующие якоря 5 зашли в отверстия 10 фиксируемой части 2, поворотное кольцо 3 приводится в движение движителями 7. Происходит поворот кольца 3 и зацепление фиксирующих якорей 5 наклонными участками 11. За счет наклона участков 11 создается усилие прижатия фиксируемых частей 1 и 2 друг к другу, а геометрия поворотного кольца 3 обеспечивает равномерное распределение усилия прижатия по фиксирующим якорям 5. В конечном положении поворотного кольца 3 фиксирующие якоря 5 устанавливаются на поверхности 12, выполненные параллельно плоскости стыка. Таким образом, фиксирующие якоря 5 после фиксации стыка нагружаются только растягивающими усилиями без изгибающих моментов и перерезывающих сил, это позволяет воспринимать повышенные нагрузки. Поворотное кольцо 3 имеет ступенчатые переходы на разные диаметры между поверхностями 13 и 14. Такая конструкция поворотного кольца 3 позволяет ему упруго деформироваться при фиксации стыка и тем самым равномерно распределять усилие затяжки между фиксирующими якорями 5.

Технический результат состоит в увеличении максимальной нагрузки, которую может воспринимать фиксируемый стык без разрушения.

Достижение технического результата осуществляется тем, что конструкция поворотного кольца выполнена со ступенчатыми переходами на разные диаметры, а поверхность поворотного кольца, контактирующая с фиксирующими якорями, состоит из двух участков - наклонного и параллельного плоскости стыка.

К преимуществам предлагаемого изобретения можно отнести:

- обеспечение соосного положения фиксируемых частей;

- обеспечение усилия прижатия фиксируемых частей друг к другу, что позволяет герметизировать стык;

- для фиксации не требуется поворот фиксируемых частей;

- все элементы устройства расположены во внутреннем пространстве фиксируемых частей.

- устройство может быть выполнено с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства. Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию «промышленная применимость».

Источники, принятые во внимание

1. Пат. 2018050232 WO, МПК⁶ B01D 46/00, B01D 46/24. Air filter / Luchesi de Almeida, A. (BR) и др. - Заявл. 15.09.2016; опубл. 22.03.2018.

2. Пат. 2017175248 WO, МПК⁶ H01R 13/625, H01R 13/633. A connection system with a bayonet-type locking device adapted to allow a quick disconnecting operation / Vanzo, A. (IT) - Заявл. 04.04.2016; опубл. 10.12.2017.

3. Пат. 2114977 RU, МПК E21B 17/00 (1995.01), E21B 17/046 (1995.01). Устройство для соединения бурильных труб / Ткаченко В.П. - Заявл. 08.04.1996; опубл. 10.07.1998.

4. Пат. 138597 RU, МПК⁶ B65D 1/02. Емкость / Еганян А.Г., Евсеев Н.Н., Сэ Филипп (FR) - Заявл. 13.12.2013; опубл. 20.03.2014, Бюл. №8.

5. Пат. 20170351040 US, МПК⁶ G02B 6/38. Bayonet lock МРО connector / Jeffrey Gniadek (US) - Заявл. 07.08.2017; опубл. 07.12.2017.

6. Пат. 2018046215 WO, МПК⁶ F16L 37/107, F16L 37/113, МПК¹⁰ F01N 13/18, МПК⁶ F16L 27/12. Bayonet connection for connecting a connector to a tubular body, bayonet ring, and tubular body / Deneke, M. (DE) - Заявл. 08.08.2017; опубл. 15.03.2018.

7. Пат. 2567591 RU, МПК⁶ A61M 5/24. Кодированный крепежный узел / Эвери Р. Дж. В. (GB) и др. - Заявл. 21.04.2011; опубл. 10.11.2015.

8. Пат. 2235184 RU, МПК Е21В 17/046 (2000.01), F16L 37/08 (2000.01). Замок для соединения трубопроводов / Манжула И.Т. (UA) и др. - Заявл. 29.10.2002; опубл. 27.08.2004, Бюл. №24.

9. Пат. 2238432 RU, МПК F04B 47/02 (2000.01), F04B 53/10 (2000.01). Ловильное устройство всасывающего клапана глубинного штангового насоса / Хузин P.P., Раянов М.М. - Заявл. 09.06.2003; опубл. 20.10.2004.

10. Пат. 206368884 CN, МПК⁶ F16B 17/00. Bayonet locking and unlocking device / Liu Xiabbo (CN) и др. - Заявл. 09.01.2017; опубл. 01.08.2017.

11. Пат. 1555550 SU, МПК F16B 21/02. Способ соединения деталей с кольцевыми элементами и замковое устройство для его осуществления / Ефимов А.Д. и др. - Заявл. 04.01.1988; опубл. 07.04.1990, Бюл. №13.

12. Пат. 1213271 SU, МПК F16B 21/04. Байонетное соединение / Величкин Н.А. и др. - Заявл. 17.05.1984; опубл. 23.02.1986, Бюл. №7.