Муфта быстроразъемная

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель ОАО Барановичский завод станкопринадлежностей(72) Автор Беляцкий Леонид Владимирович(73) Патентообладатель ОАО Барановичский завод станкопринадлежностей(57) 1. Муфта быстроразъемная, предназначенная для соединения шлангов сельскохозяйственных машин, содержащая две полумуфты, устанавливаемые на концах шлангов, каждая из полумуфт содержит корпус с присоединительной резьбой и запорным клапаном, а одна из полумуфт имеет замковое устройство, предназначенное для быстрого разъединения полумуфт, отличающаяся тем, что запорный клапан выполнен как сборочная единица, состоящая из конуса, хвостовика и уплотняющего элемента. 2. Муфта быстроразъемная по п. 1, отличающаяся тем, что хвостовик клапана выполнен в виде трехрожковой, не менее, направляющей, пространство между направляющими выполняет функцию маслопроводного канала.(56) 1. Тракторы Беларусь. Руководство по эксплуатации и уходу. - Мн. Урожай, 1984. С. 107, рис. 62. 2. Тракторы Беларусь. Руководство по эксплуатации и уходу. - Мн. Урожай, 1984. С. 107, рис. 63. 3. Патент РБ на полезную модель 181, 2000. 23622005.12.30 Полезная модель относится к области машиностроения и применяется в быстроразъемных соединениях шлангов посредством замкового устройства шариками, с запорными клапанами рабочей жидкости на каждом конце шланга. Полезная модель может быть использована для соединения гибких трубопроводов в гидравлических системах сельхозмашин или в других гидравлических устройствах, требующих быстрого соединения и разъединения трубопроводов и плотного запирания концов трубопроводов без потерь рабочей жидкости после разъединения. Запорные клапаны открываются автоматически после соединения. Известно соединение, содержащее две полумуфты, каждая из полумуфт содержит корпус с присоединительной резьбой и запорное устройство, выполненное в виде шариков с пружиной ограничителя хода и крестовины, причем пружина расположена в крестовине и контактирует с шариком. Дополнительно одна из полумуфт содержит резьбу, а вторая полумуфта - накидную гайку, за счет которых обеспечивается соединение полумуфт в рабочее состояние 1. Соединение обеспечивает возможность разъединения и соединения трубопроводов в гидросистемах при подключении, например сельхозмашин, к гидросистеме тракторов за счет отворачивания накидной гайки. После разъединения трубопровода обеспечивается перекрытие утечек рабочей жидкости из трубопровода за счет контакта шариков, поджимаемых пружиной, с конусной поверхностью полумуфт. Недостатком данного технического решения является необходимость применения ключа для отворачивания накидной гайки, а также сложность получения 100 герметизации соединения, при нахождении его под давлением в разъединенном состоянии, независимо от времени. Из-за сложности получения герметичного соединения при контакте шарик-конус требуется выполнение элементов герметизации с весьма высокой точностью, что увеличивает трудоемкость изготовления соединений. Особенно сложно получение 100 герметичности при нахождении трубопроводов под действием малого давления до 0,05 МПа или без давления в разъединенном состоянии соединения, при котором интенсивность утечек может увеличиваться, что существенно снижает надежность работы соединений быстроразъемных с применением шариковых клапанов. Кроме вышеуказанного, применение шариков в качестве запорного элемента не позволяет обеспечить значительный ход шарика при его открытии во время соединения полумуфт, причем требуется получение одинаковой длины хода шарика в каждой полумуфте,так как наличие разного по длине хода шарика, при малом общем ходе, в каждой полумуфте может существенно влиять на перепад давления, при прохождении потока рабочей жидкости через соединение в сборе. При наличии разной величины хода шарики смещаются в ту сторону, где имеется больший ход, что уменьшает проходное сечение и увеличивает перепад давления. Увеличение перепада давления на входе и выходе соединения приводит к потере мощности при работе двигателя, например трактора. Для снижения перепада давления применяются шарики большого диаметра, которые при небольшом ходе во время открытия обеспечивают достаточную пропускную способность и перепад давления при прохождении рабочей жидкости, однако увеличение диаметра шарика ведет к увеличению габаритов соединения, что увеличивает материальные затраты на его изготовление. Частично вышеуказанные недостатки устранены в соединении быстроразъемном, содержащем две полумуфты, устанавливаемые на каждом из шлангов. Полумуфты содержат корпус с присоединительной резьбой и запорное устройство, выполненное в виде шариков с пружиной, ограничителя хода и крестовины, причем пружина расположена в крестовине и контактирует с шариком. Увеличение быстродействия разъединения полумуфт обеспечено за счет замены резьбового соединения на замковое соединение, выполненное в виде шариков и запорной втулки с пружиной, причем шарики фиксируются кольцевой канавкой, выполненной во второй полумуфте 2. 2 23622005.12.30 Соединение обеспечивает возможность быстрого разъединения и соединения трубопроводов в гидросистемах при подключении, например сельхозмашин, к гидросистеме тракторов за счет введения замкового соединения и исключает потери рабочей жидкости в разъединенном состоянии трубопроводов за счет применения шариков. Однако недостатки, приведенные для первого аналога по недостаточной надежности работы герметизирующих шариков соединения быстроразъемного, для данного аналога не устранены. Известно соединение быстроразъемное 3, содержащее две полумуфты. Каждая содержит корпус с наружной присоединительной резьбой и запорное устройство, выполненное в виде клапана с уплотнительной пружиной. В качестве ограничителя хода клапанов в кольцевых канавках корпусов установлены стопорные кольца. В качестве уплотнителя использован эластичный элемент, наваренный в кольцевую канавку клапана. Быстродействие разъединения полумуфт обеспечивает замковое соединение, выполненное в виде шариков и запорной втулки с пружиной, причем шарики расположены в отверстии одной из полумуфт и фиксируются кольцевой канавкой во второй полумуфте 3. Соединение быстроразъемное обеспечивает возможность быстрого разъединения трубопроводов и блокирует утечку рабочей жидкости через клапаны полумуфт после разъединения. Замена шариков эластичными уплотнителями позволяет получить 100 герметичность полумуфт, в том числе и при малом давлении. Недостатками данного технического решения являются 1) наварной уплотняющий элемент, требующий отдельного технологического процесса при изготовлении, а также снижающий ремонтопригодность изделия, так как являются неразъемным соединением. Хотя во всех гидравлических устройствах уплотнительные элементы относятся к быстроизнашиваемым изделиям и подлежат замене при всех видах ремонта 2) каждый из клапанов имеет окна в виде сегментных проточек, обработка которых нетехнологична. Техническое решение, выполненное по 3, является аналогом-прототипом заявляемой полезной модели муфты быстроразъемной. На ОАО Барановичский завод станкопринадлежностей разработана новая конструкция муфты быстроразъемной, исключающая вышеупомянутые недостатки. Задачей создания полезной модели муфты быстроразъемной является повышение ремонтопригодности изделия, улучшение технологичности ее деталей. Причинами, препятствующими получению требуемого технического результата согласно указанной цели, в аналоге-прототипе является нетехнологичность деталей конструкции, низкая ремонтопригодность изделия из-за неразборности клапана муфты быстроразъемной и удобной замены быстроизнашиваемой детали. Сущность полезной модели и достижение поставленной цели при создании полезной модели обеспечивается тем, что в муфте быстроразъемной, содержащей две полумуфты,устанавливаемые на концах шлангов, каждая из полумуфт содержит корпус с присоединительной резьбой и запорным клапаном, а одна из полумуфт имеет замковое устройство,предназначенное для быстрого разъединения полумуфт, введены новые существенные отличительные признаки для достижения нового технического результата клапаны выполнены в виде сборочных единиц, состоящих из конуса, хвостовика и уплотняющего элемента, причем хвостовик выполнен в виде трех, не менее, направляющих,а пространство между направляющими выполняет функцию маслопроводного канала. Применение вышеуказанных отличительных признаков обеспечивает достижение поставленной задачи - улучшение технологичности деталей, повышение ремонтопригодности муфты при эксплуатации. Задачей, на решение которой направлено создание заявляемой полезной модели, являются технологические улучшения конструкции деталей при изготовлении и улучшение эксплуатационных качеств муфты быстроразъемной. 3 23622005.12.30 Выполнение хвостовика клапана с внутренней полостью между направляющими позволило, как и в аналоге-прототипе, разместить внутри клапана пружину с внутренним диаметром пружины, достаточным для обеспечения пропускной способности соединения. Открытые рожковые направляющие (не менее трех) дают возможность изготавливать хвостовик как методом резания, так и методом литья. Выполнение уплотняющего элемента в виде отдельного изделия, а не методом наварки, как это сделано в аналоге-прототипе,позволяет уйти от этого достаточно сложного технологического процесса, а также использовать уплотняющий элемент (быстроизнашиваемая деталь в изделии) как легкозаменяемый при ремонте. Достаточная разница между наружным и внутренним диаметрами уплотнительного элемента позволяет надежно его закрепить и избежать эффекта вымывания его из кольцевых канавок, в которых устанавливаются уплотнения, вызывая полную потерю работоспособности изделия, особенно при большом потоке рабочей жидкости в пределах подачи насоса и при частых переключениях направления движения рабочей жидкости. Вышеуказанное подтверждает возможность конкретного выполнения и возможность получения технического результата для заявленной полезной модели. На чертеже представлена конструкция полезной модели - на фиг. 1 показана конструкция муфты быстроразъемной в продольном разрезе, на фиг. 2 показано поперечное сечение по направляющим хвостовика клапана и окном для прохода рабочей жидкости. Муфта быстроразъемная содержит полумуфту 1, соединенную с источником давления, например трактором (на чертеже не показан), полумуфту 2, соединенную с исполнительным гидроцилиндром прицепного устройства (на чертеже не показан). Полумуфты 1, 2 содержат корпус 3 и корпус 4 с присоединительными резьбами 5 и запорный клапан 6,выполненный в виде сборочной единицы, состоящей из конуса 22, хвостовика клапана 28 и уплотняющего элемента 8. В качестве ограничителей хода клапан в кольцевых канавках корпусов 3 и 4 установленные стопорные кольца 9 с подкладными шайбами 10, которые через пружины 7 контактируют с клапанами. Каждый из корпусов 3 и 4 содержит герметизирующие конусы 11, контактирующие с уплотняющим элементом 8 в закрытом состоянии полумуфт 1, 2. Полумуфта 1 содержит замковое устройство, выполненное в виде запорной втулки 12 с пружиной 13 и шариков 14,расположенных в отверстиях корпуса 3 полумуфты 1. Положение шариков 14 фиксируется кольцевой канавкой 15, выполненной на корпусе 4 полумуфты 2. Ограничение хода шариков 14 обеспечивают поверхности 16, 17 запорной втулки 12. Осевое перемещение запорной втулки 12, с одной стороны, ограничено стопорным кольцом 18, установленном в корпусе 3, с другой стороны - пружиной 13. Каждый из запорных клапанов содержит конус 27, уплотняющий элемент 8 и хвостовик 28,содержащий рожковые направляющие 29 (не менее трех), выполненные в виде сегментов. Уплотняющий элемент выполнен в виде кольца с достаточной разницей между внутренним и наружным диаметрами, что предотвращает эффект вымывания его при потоке рабочей жидкости. Уплотняющий элемент 8 расположен между конусом 27 и хвостовиком 28 на цилиндрической центрирующей поверхности 30 конуса 27. Каждая из внутренних полостей 21 пружин 7 соединяет выход 22 полумуфты 1 и выход 23 полумуфты 2 через окно 19, пространство между рожковыми направляющими 29 хвостовика 28, кольцевые проточки 24, выполненные в корпусах 3 и 4 и проходные отверстия 25 колец и шайб 10. Дополнительно корпус 3 полумуфты 1 содержит уплотнительное кольцо 26, контактирующее с поверхностью корпуса 4 и герметизирующее поток рабочей жидкости в муфте в сборе. Муфта быстроразъемная работает следующим образом. В соединенном состоянии полумуфт 1, 2, как показано на фиг. 1, запорные клапаны 6 за счет взаимного упора конусов 27 обеспечивают проход рабочей жидкости через полумуфты 1, 2. 4 23622005.12.30 При данном положении клапанов 6 пружины 7 сжаты, а в торце хвостовиков 28 поджаты через шайбы 10 к стопорным кольцам 9, которые выполняют функцию ограничителей хода клапанов. Сохранение сечений проходных каналов для жидкости в заявляемой полезной модели такими же, как в аналоге -прототипе, не изменяет пропускной способности муфты и позволяет простоту и малые габариты конструкции. Таким образом, при движении потока рабочей жидкости по наружному диаметру клапана 6 в кольцевой канавке 24 вымывания уплотняющего элемента 8 не происходит, так как уплотнительный элемент имеет достаточную разницу между внутренним и наружным диаметрами и зажат между конусом 27 и хвостовиком 28 пружиной 7, что обеспечивает надежность работы муфты быстроразъемной при эксплуатации и решает поставленную в данной заявке задачу. Удержание полумуфт 1, 2 в соединенном состоянии обеспечивают шарики 14, которые фиксируются кольцевой канавкой 15 в корпусе 2 и расположены в отверстии корпуса 1. Ограничение хода шариков 14 в радиальном направлении производится поверхностью 16,выполненной на запорной втулке 12. Действием пружины 13 запорная втулка 12 постоянно поджимается к стопорному кольцу 18, что исключает раскрытие шариков 14 и исключает размыкание муфты. Герметичность муфты в соединенном состоянии полумуфт 1, 2 обеспечивает уплотнительное кольцо 26, установленное в корпусе 3 и контактирующее с поверхностью корпуса 4. При необходимости разъединения полумуфт 1, 2 запорная втулка 12 отводится влево,согласно чертежу, с обеспечением сжатия пружины 13. При отводе втулки до полного сжатия пружины, шарики высвобождаются и могут перемещаться в отверстиях корпуса 3 до второй ограничивающей ход шариков поверхности 17. Действием сжатых пружин 7 полумуфта 2 выбрасывается из корпуса 3 полумуфты 1. Клапаны 6 действием пружин 7 перемещаются в сторону уплотняющего конуса 11. После полного перемещения клапанов 6 обеспечивается взаимный контакт конусов 11 и уплотняющего элемента 8. Выполнение уплотняющего элемента 8 эластичным, установленным в сборочном запорном клапане 6 и поджатие клапана пружиной 7 к поверхности конуса 11, позволяет обеспечить 100 герметичность полумуфт 1, 2 разъединенном состоянии. Выполнение клапана запорного 6 как сборочной единицы позволяет решить поставленную задачу предъявленной полезной модели. После разъединения полумуфт 1, 2 запорная втулка 12 действием пружины 13 возвращается в исходное положение до упора в кольцо 18. Для соединения полумуфт 1, 2 необходимо аналогично отвести запорную втулку 12 влево (по чертежу) и установить полумуфту 2 в отверстие полумуфты 1 до упора в корпусе 3 с обеспечением сжатия пружин 7, расположенных в клапане 6, и установки шариков 14 в кольцевой канавке 15 корпуса 4. После ввода полумуфты 2 в полумуфту 1 запорную втулку 12 перемещают в исходное положение с фиксацией шариков 14 поверхностью запорной втулки 12. Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.