Трубопроводная сборка с соединителем - RU2692852C2
Код документа: RU2692852C2
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение касается трубопроводной сборки для подсоединения трубопровода между двумя элементами системы.
Уровень техники
В соответствии с известными технологиями трубопроводы используют для транспортировки текучих сред от одного элемента некоторой системы к другому ее элементу. Например, в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ) трубопроводы известного типа могут быть использованы для транспортировки хладагента от испарительного элемента к конденсирующему элементу, а в воздухозаборных системах двигателей внутреннего сгорания - для транспортировки воздуха от элемента воздушного фильтра к элементу турбокомпрессора.
Одна из таких известных систем описана в патенте США №7,832,775 («патент 775»). Как показано на фиг. 1, в патенте 775 раскрыт соединитель, соединяющий соответствующие концы первой пластмассовой трубы и второй пластмассовой трубы. Первая пластмассовая труба представляет собой воздуховодный элемент 3, а вторая пластмассовая труба представляет собой трубчатый патрубок 2, расположенный в корпусе турбокомпрессора. Соединитель, описанный в патенте 755, представляет собой соединитель типа байонетного кольца, т.е. байонетное кольцо 12, представленное на фиг. 1. Как можно видеть из фиг. 1, байонетное кольцо 12 представляет собой независимое соединительное средство, соединяющее трубчатый патрубок 2 с воздуховодным элементом 3. Для соединения трубчатого патрубка 2 с воздуховодным элементом 3 предусмотрены один или несколько выступающих сегментов 8. Выступающие сегменты 8 предусмотрены по окружности внешней поверхности воздуховодного элемента 3.
Кроме того, сходные выступающие сегменты 16 предусмотрены по окружности внешней поверхности трубчатого патрубка 2. На байонетном кольце 2 предусмотрены выступающие сегменты 14, 15, выступающие внутрь на первом конце и на втором конце байонетного кольца 12. Для образования соединения первый конец байонетного кольца 12 выравнивают с воздуховодным элементом 3, причем выступающие сегменты, предусмотренные на воздуховодном элементе 3, входят в зацепление с выступающими внутрь сегментами 14, предусмотренными на первом конце байонетного кольца 12. Аналогичным образом, второй конец байонетного кольца 12 выравнивают с трубчатым патрубком 2, причем выступающие сегменты, предусмотренные на трубчатом патрубке 2, входят в зацепление с выступающими внутрь сегментами 15, предусмотренными на втором конце байонетного кольца 12. Таким образом, байонетное кольцо 12 используют для образования соединения между двумя пластмассовыми трубами.
При рассмотрении вышеописанной известной системы было установлено, что байонетное кольцо 12 увеличивает длину сборки на длину, занимаемую байонетным кольцом 12 в собранном состоянии. Например, прикрепление байонетного кольца 12 к концу трубы приводит к некоторому увеличению длины такой трубы. Таким образом, такие соединения в соответствии с известными решениями могут быть неприменимы в системах, в которых предпочтительным было бы уменьшение длины соединителя, используемого для соединения двух трубных элементов. Кроме того, в системах по известным технологиям диаметр байонетного кольца 12 больше, чем диаметр трубы, что приводит к увеличению эффективного диаметра трубы на такой дополнительной длине, т.е. на участке, длина которого равна длине байонетного кольца.
Кроме того, выступающие сегменты, предусмотренные на воздуховодном элементе 3 и на трубчатом патрубке 2, а также на внутренней стороне байонетного кольца 12, выполнены из жестких материалов. Таким образом, использование байонетного кольца 12 ограничено трубами, изготовленными из жестких материалов, и невозможно в случае соединения труб, изготовленных из гибких материалов.
В некоторых приложениях на трубах может быть предусмотрено гофрирование. В общем случае предполагается, что гофрирование сообщает трубам гибкость. Например, гофрирование широко применяют для поглощения вибрации труб, которая возникать во время работы системы. Однако также было установлено, что достаточное число гофров занимает значительную длину трубы, оставляя меньшую длину для размещения соединителя. Кроме того, сборка требует использования большего числа компонентов сердечника. Например, трубопроводная сборка по известным технологиям содержит трубчатый патрубок 2, байонетное кольцо 12 и воздуховодный элемент 3. Таким образом, трубопроводная сборка по известным технологиям, описанная в патенте 775, содержит три компонента.
Раскрытие изобретения
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предлагается трубопроводная сборка, выполненная с возможностью транспортировки текучих сред к компоненту или от компонента, причем трубопроводная сборка содержит: гибкий трубный элемент, выполненный с возможностью транспортировки текучих сред; и по существу жесткий соединительный элемент, предусмотренный на одном конце трубного элемента, причем соединительный элемент расположен по периметру трубного элемента и выполнен с возможностью соединения трубопроводной сборки с компонентом, причем по меньшей мере часть соединительного элемента расположена внутри стенки трубного элемента.
Стенка может выступать в радиальном и/или аксиальном направлении. Например, часть соединительного элемента, расположенная внутри стенки, может быть расположена внутри стенки, протяженной в радиальном и/или аксиальном направлении. Часть соединительного элемента, расположенная внутри стенки, может быть расположена между поверхностями, определяющими стенку, например, между поверхностями, разнесенными в радиальном направлении, и/или поверхностями, разнесенными в аксиальном направлении.
Соединительный элемент может содержать один или несколько фиксирующих выступов, выполненных с возможностью выборочного зацепления за соответствующие фиксирующие элементы, предусмотренные на компоненте, для обеспечения соединения трубопроводной сборки с компонентом. Фиксирующие выступы выступают снаружи по существу в радиальном направлении.
Часть соединительного элемента может выступать за внешнюю поверхность стенки трубного элемента так, что фиксирующие выступы могут быть расположены снаружи от стенки трубного элемента.
Внутренняя поверхность, например, внутренняя в радиальном направлении поверхность, стенки трубного элемента может выступать за внутреннюю поверхность соединительного элемента. Например, соединительный элемент может не выходить за пределы внутренней поверхности трубного элемента. В альтернативном варианте соединительный элемент может выходить за пределы внутренней поверхности трубного элемента. Например, внутренняя поверхность трубного элемента может примыкать к соединительному элементу.
Соединительный элемент может содержать трубчатый участок, который, например, может выступать в по существу аксиальном направлении относительно продольной оси трубного элемента и/или соединительного элемента. Трубчатый участок может быть расположен внутри стенки трубного элемента.
Соединительный элемент может содержать участок, проходящий в по существу радиальном направлении, который, например, может выступать в по существу радиальном направлении относительно продольной оси трубного элемента и/или соединительного элемента. Фиксирующие выступы могут выступать от радиально протяженного участка в по существу радиальном направлении. Трубный элемент может покрывать, например, заключать в себе или окружать, радиально протяженный участок. Трубный элемент может покрывать или не покрывать фиксирующие выступы.
Трубчатый участок и радиально протяженный участок могут быть соединены, например, могут составлять единое целое.
Трубный элемент может выступать через одно или несколько отверстий, предусмотренных в соединительном элементе. Радиально протяженный участок может содержать одно или несколько отверстий, через которые проходит трубный элемент.
Трубопроводная сборка может дополнительно содержать один или несколько уплотнительных участков, выполненных с возможностью обеспечения уплотнения между трубопроводной сборкой и компонентом. Один или несколько уплотнительных участков могут быть объединены, например, составлять единое целое, с гибким трубным элементом. Один или несколько из уплотнительных участков могут представлять собой, в частности, радиальное уплотнение. Дополнительно к нему или вместо него один или несколько из уплотнительных участков могут представлять собой, в частности, аксиальное уплотнение.
Трубопроводная сборка может быть прикреплена к компоненту путем поворота соединительного элемента относительно компонента. Например, в число фиксирующих выступов могут входить байонетные выступы. В число фиксирующих элементов, предусмотренных на компоненте, могут входить соответствующие байонетные выступы. Фиксирующие выступы могут содержать наклонные поверхности, выполненные с возможностью зацепления за фиксирующие элементы, предусмотренные на компоненте. Наклонные поверхности могут вызывать смещение соединительного элемента в аксиальном направлении в сторону компонента.
Один или несколько из фиксирующих выступов может содержать стопорный элемент, выполненный с возможностью прикрепления трубопроводной сборки к компоненту в соединенном положении.
Трубный элемент может иметь по существу трубчатую форму. Трубный элемент может иметь регулируемую длину. Например, трубный элемент может содержать один или несколько гофров, распределенных по его длине. Трубный элемент может содержать негофрированный участок. Негофрированный участок может образовывать стенку трубного элемента, внутри которой расположена по меньшей мере часть соединительного элемента.
Трубопроводная сборка может быть выполнена с возможностью присоединения к другому компоненту противоположным концом трубного элемента. Соответственно, на противоположном конце трубного элемента может быть предусмотрен дополнительный соединительный элемент, сходный с описанным выше.
В соответствии с дальнейшим аспектом настоящего изобретения предлагается трубопроводная сборка, содержащая: первую трубу; и первый соединитель, причем первый соединитель составляет единое целое с трубопроводной сборкой, причем первый соединитель выполнен с возможностью образования разъемного соединения между первым соединителем и вторым соединителем.
Первый соединитель может содержать: первый участок, причем внешний контур первого участка может иметь форму окружности; и фланцевый участок, причем фланцевый участок может примыкать к первому участку. Первый соединитель может содержать по меньшей мере один байонетный выступ и по меньшей мере один байонетный приемный элемент для соединения с соответствующими по меньшей мере одним байонетным приемным элементом и по меньшей мере одним байонетным выступом, предусмотренными на втором соединителе.
Первый соединитель может представлять собой охватываемый соединитель или охватывающий соединитель. Охватываемый соединитель может содержать по меньшей мере один байонетный выступ, причем такой по меньшей мере один байонетный выступ может быть расположен на внешнем крае фланцевого участка охватываемого соединителя. Охватывающий соединитель может содержать по меньшей мере один байонетный приемный элемент, выполненный с возможностью ввода в него по меньшей мере одного байонетного выступа охватываемого соединителя.
Первая труба может быть образована на первом соединителе методом формовки для обеспечения объединения первого соединителя с трубопроводной сборкой.
Первый соединитель может содержать по меньшей мере один вырез, предусмотренный на фланцевом участке. Первый соединитель может содержать углубления, предусмотренные на фланцевом участке.
Первая труба может по существу охватывать первый соединитель, причем на первой трубе может быть предусмотрено по меньшей мере одно встроенное уплотнение.
Первая труба и первый соединитель могут быть изготовлены в рамках единого процесса формовки.
Первая труба может по существу охватывать первый соединитель, причем на первой трубе может быть предусмотрено по меньшей мере одно встроенное уплотнение.
Первая труба и первый соединитель могут быть изготовлены независимо, причем первая труба и первый соединитель могут быть собраны в единое целое. Первая труба и первый соединитель могут быть собраны в единое целое методом химического скрепления, механического скрепления или зажимания.
Первый участок первого соединителя может содержать радиальный желоб для размещения радиального уплотнения. Первая труба может содержать встроенное аксиальное уплотнение.
По меньшей мере один байонетный выступ может иметь вырез для обеспечения фиксированного соединения по меньшей мере одного байонетного выступа с охватывающим соединителем, причем такой вырез может представлять собой отверстие или паз. Вырез может представлять собой резьбовое отверстие, выполненное с возможностью вмещения в него винта для обеспечения фиксированного соединения первого соединителя и второго соединителя. Вырез может представлять собой паз, выполненный с возможностью ввода в него шипа узла крепежного зажима для обеспечения фиксированного соединения первого соединителя и второго соединителя.
Второй конец трубопроводной сборке может быть установлен на первом элементе, а второй соединитель может быть установлен на втором элементе. Второй соединитель может составлять единое целое с первым концом второй трубы, причем второй конец второй требы может быть установлен на втором элементе. Первый элемент может представлять собой клапан рециркуляции отработавших газов (РОГ), а второй элемент может представлять собой корпус воздушного фильтра транспортного средства.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается трубопроводная сборка. Трубопроводная сборка содержит первую трубу и первый соединитель. Первый соединитель составляет единое целое с трубопроводной сборкой и выполнен с возможностью образования разъемного соединения со вторым соединителем. В соответствии с одним из вариантов осуществления первый соединитель дополнительно содержит по меньшей мере один байонетный выступ для соединения со вторым соединителем. Второй соединитель может дополнительно содержать по меньшей мере один паз, выполненный с возможностью ввода в него по меньшей мере одного байонетного выступа первого соединителя. Поскольку первый соединитель составляет единое целое с первой трубой, длина соединения значительно уменьшена. Таким образом, трубопроводная сборка по настоящему изобретению проста и пригодна для соединения элементов систем, в которых необходима минимизация длины трубы, занимаемой соединителями.
В трубопроводной сборке по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения второй соединитель может быть установлен непосредственно на элементе для подсоединения трубопроводной сборки к такому элементу. Таким образом, может быть исключено использование отдельной трубы для подсоединения второго соединителя к элементу, в который должна быть обеспечена подача текучей среды. Это обеспечивает значительной уменьшение эффективной длины трубопроводной сборки по настоящему изобретению. Кроме того, также уменьшено число компонентов, что снижает сложность данной конструкции по сравнению с конструкцией трубопроводной сборки по известным технологиям. Кроме того, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения также обеспечено сравнительное уменьшение добавочной длины первого соединителя.
Краткое описание чертежей
Различные характеристики, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более ясны из нижеследующего описания и прилагаемых пунктов формулы изобретения. Представленное описание приведено для раскрытия некоторых концепций в упрощенной форме и не направлено на определение ключевых признаков или основных признаков настоящего изобретения, а также не налагает на настоящее изобретение каких-либо ограничений.
На фиг. 1 представлен в разобранном виде байонетный соединитель трубопроводной сборки по известным технологиям.
На фиг. 2А представлена в аксонометрии трубопроводная сборка по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2В представлена в разрезе трубопроводная сборка по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2С представлена в аксонометрии в увеличенном виде, иллюстрирующем уплотнительное кольцо, трубопроводная сборка по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3 представлен в аксонометрии первый соединитель трубопроводной сборки по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4 представлен в аксонометрии второй соединитель трубопроводной сборки по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 5 представлен в аксонометрии наклонный элемент байонетного выступа по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 6 представлен в аксонометрии байонетный механизм без трубы для иллюстрации винтового крепежного механизма по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 7 представлен в аксонометрии узел крепежного зажима по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 8 представлен в аксонометрии другой пример трубопроводной сборки по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 9А представлена трубопроводная сборка со встроенным радиальным уплотнением в трубопроводной системе по настоящему изобретению.
На фиг. 9В представлена трубопроводная сборка с отдельным радиальным уплотнением в трубопроводной системе по настоящему изобретению.
Осуществление изобретения
На фиг. 2А и 2В представлена, соответственно, в аксонометрии и в разрезе трубопроводная сборка 200 по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Трубопроводная сборка 200 содержит первую трубу 210 (например, трубный элемент), содержащую первый конец и второй конец, и соединительный узел. Соединительный узел дополнительно содержит первый соединитель 220 (например, соединительный элемент) и второй соединитель 230 (который может быть, например, частью компонента, с которым должна быть соединена трубопроводная сборка). Следует понимать, что трубопроводная сборка 200 может быть использована для транспортировки текучих сред между двумя элементами системы. Первый соединитель 220 может содержать первый конец и второй конец. Первый конец первого соединителя 220 составляет единое целое с первым концом первой трубы 210, а второй конец первой трубы 210 может быть установлен на первом элементе системы. Второй соединитель 230 может быть установлен непосредственно на втором элементе системы. Например, в соответствии с одним из вариантов осуществления второй соединитель 230 может составлять единое целое с первым концом второй трубы, а второй конец второй трубы может быть установлен на втором элементе.
В трубопроводной сборке 200, представленной на фиг. 2А и 2В, первый соединитель 220 и второй соединитель 230 могут дополнительно содержать по меньшей мере одно соединительное средство для образования разъемного соединения между ними. В соответствии с одним из вариантов осуществления первый соединитель 220 и второй соединитель 230 могут быть соединяемы с возможностью разъединения посредством механизма байонетного типа, например, байонетного соединителя.
Объединение первого соединителя 220 с первой трубой 210 может быть осуществлено на стадии изготовления. Например, первая труба может быть образована на первом соединителе 220 на стадии изготовления методом формовки трубного материала. Процесс изготовления может включать в себя независимое изготовление первого соединителя 220 на отдельном производственном этапе. Процесс изготовления первого соединителя 220 может быть основан на известных технологиях и технологических процессах.
Для пояснения настоящего решения на фиг. 2С первый соединитель 220 представлен в разрезе в увеличенном виде. Как показано на фиг. 2С, поперечное сечение первого соединителя 220 может иметь L-образный профиль, содержащий первый участок и второй участок. Однако специалисту в данной области должно быть понятно, что поперечное сечение первого соединителя 220 не ограничено L-образным профилем и может иметь различные формы. Первый участок первого соединителя 220 может быть вытянут вдоль оси первого соединителя 220, а второй участок первого соединителя 220 может быть вытянут снаружи в радиальном направлении. В процессе изготовления первая труба 210 может быть изготовлена методом формовки. Например, в соответствии с одним из вариантов осуществления процесс формовки может быть осуществлен таким образом, что первая труба 210 может заходить на второй участок первого соединителя 220 и окружать его. Таким образом, по завершении процесса формовки получают первый соединитель 220, составляющий единое целое с первой трубой 210. Помимо метода формовки для объединения первого соединителя 220 и первой трубы 210 может быть использован любой другой метод без отступления от существа настоящего изобретения. Например, может быть использовано химическое скрепление, механическое скрепление, зажимание и т.д.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения первая труба 210 может дополнительно содержать несколько гофров 240. Гофрирование 240 придает первой трубе 210 гибкость и, таким образом, повышает устойчивость первой трубы 210 к вибрации. Хотя описываемые варианты осуществления изобретения представлены в применении к первой трубе 210, на которой предусмотрено несколько гофров 240, другие варианты осуществления первой трубы 210, не содержащей гофрирования 240, также не выходят за рамки объема настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 2С, после формования первой трубы 210 на первом соединителе методом формовки второй участок соединителя 220 может быть покрыт первой трубой 210, а его первый участок может не быть покрыт первой трубой 210 и, следовательно, может выступать за пределы первой трубы 210.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения на первом участке первого соединителя 220, выступающем за пределы первой трубы 210, может быть дополнительно предусмотрен радиальный желоб 250. В радиальном желобе 250 может быть дополнительно расположено радиальное уплотнение 260 (как показано на фиг. 2С). Число, тип и форма профиля элементов радиального уплотнения 260 могут быть разными в соответствии с требованиями конкретного приложения. В зависимости от требований данного приложения радиальное уплотнение 260 может представлять собой О-образное уплотнительное кольцо, D-образное уплотнительное кольцо, плоскую прокладку, уплотнительное кольцо Х-образного сечения и т.п. Радиальное уплотнение 260 обеспечивает герметизацию стыка между первым соединителем 220 и вторым соединителем 230 так, чтобы исключить утечку текучей среды, транспортируемой по первой трубе 210, из трубопроводной сборки 200. Хотя на фиг.2С представлен один радиальный желоб 250, использование нескольких радиальных желобов также не выходит за рамки объема настоящего изобретения.
В зацепленном положении, как показано на фиг. 2А, первый соединитель 220 соединен со вторым соединителем 230. В таком положении участок первой трубы 210, окружающий второй участок первого соединителя 220, может находиться в непосредственном соприкосновении со вторым соединителем 230. Поверхность первой трубы, находящуюся в соприкосновении со вторым соединителем 230, можно считать поверхностью зацепления. На поверхности зацепления первой трубы 210 может быть предусмотрено аксиальное уплотнение 270. Аксиальное уплотнение 270 уменьшает трение между первым соединителем 220 и вторым соединителем 230 путем сокращения площади соприкосновения между двумя соединителями, т.е. первым соединителем 220 и вторым соединителем 230, на поверхности зацепления. Кроме того, аксиальное уплотнение 270 обеспечивает предварительное напряжение между первым соединителем 220 и вторым соединителем 230, тем самым создавая прочное байонетное соединение.
Как видно из фиг. 2А, диаметр первого соединителя 220 может быть больше диаметра первой трубы 210, но первый соединитель 220 занимает меньшую длину первой трубы 210, чем соединители по известным технологиям. Таким образом, характеристики первого соединителя 220 в собранном виде обеспечивают возможность уменьшения добавочной длины, занимаемой первым соединителем 220.
Как можно понять, первый соединитель 220 может содержать по меньшей мере одно средство для соединения или сопряжения первого соединителя 220 со вторым соединителем 230. Такое средство описано со ссылками на фиг. 3. На фиг. 3 представлен в аксонометрии первый соединитель 220 по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как видно из фиг. 3, первый соединитель 220 может содержать первый участок 310 (например, трубчатый участок) и второй участок 320 (например, участок, выступающий по существу в радиальном направлении). Внешний контур первого участка 310 описывает окружность. Второй участок 320, далее называемый в настоящем описании фланцевым участком 320, примыкает к первому участку 310 и выступает снаружи в радиальном направлении, перпендикулярном оси первого соединителя 220.
В соответствии с одним из вариантов осуществления объединение первого соединителя 220 с первой трубой 210 может быть осуществлено путем формовки гибкого материала первой трубы 210 на первом соединителе 220, который может быть изготовлен из жесткого материала. В случае химической несовместимости материала, использованного для формовки на первом соединителе 220, с материалом первого соединителя 220, химическая адгезия между материалом трубы и материалом первого соединителя 220 может быть недостаточной. Этот недостаток может быть преодолен путем придания достаточной прочности соединению с участком первого соединителя 220, заключенным внутри первой трубы 210. Для обеспечения такой прочности в первом соединителе 220 может быть предусмотрен по меньшей мере один аксиальный вырез 330 (например, отверстие), через который материал трубы может протекать с закреплением вокруг первого соединителя 220. Такие вырезы могут быть предусмотрены на фланцевом участке 320. Такие вырезы могут быть распределены по внешнему краю фланцевого участка 320. Например, в соответствии с одним из вариантов осуществления аксиальный вырез 330 может представлять собой отверстие.
В соответствии с одним из вариантов осуществления для дальнейшего усиления химической адгезии между первым соединителем 220 и материалом трубы, формуемым на первом соединителе 220, на фланцевом участке 320 первого соединителя 220, поверх которого формуют первую трубу 210, могут быть предусмотрены углубления. Такие углубления увеличивают площадь поверхности соприкосновения между материалом трубы и первым соединителем 220, что приводит к усилению химической адгезии.
Первый участок 310 первого соединителя 220 может иметь внешнюю поверхность круглой формы. Поскольку первый участок 310 и фланцевый участок 320 примыкают один к другому, внутренний диаметр первого участка 310 может быть равен внутреннему диаметру фланцевого участка 320, причем внутренние диаметры первого участка 310 и фланцевого участка 320 могут по существу совпадать с внутренним диаметром первой трубы 210. В другом варианте осуществления внутренние диаметры первого участка 310 и фланцевого участка 320 могут быть больше, чем внутренний диаметр первой трубы 210.
В соответствии с одним из вариантов осуществления первый соединитель 220 может быть выполнен не содержащим первого участка (не представлен на фиг. 2С). В таком случае радиальный желоб 250 не предусмотрен. Отсутствие радиального желоба 250 упрощает изготовление первого соединителя 220. Кроме того, добавочная длина первого соединителя 220 может быть уменьшена. В данном варианте осуществления герметизация может быть обеспечена аксиальным уплотнением 270, как показано на фиг. 2С.
Фланцевый участок 320 первого соединителя 220 может дополнительно содержать по меньшей мере один байонетный выступ 340 (например, фиксирующий элемент). Байонетные выступы 340 могут выступать снаружи в радиальном направлении. Байонетные выступы 340 могут быть расположены на внешнем крае фланцевого участка 320 первого соединителя 220. Байонетные выступы 340 выполнены с возможностью зацепления со вторым соединителем 230. Число байонетных выступов 340 может быть различно в зависимости от требований конкретного приложения.
В соответствии с одним из вариантов осуществления по меньшей мере один из байонетных выступов 340 содержит крепежный фланец 350. Крепежный фланец 350 может быть ориентирован так, чтобы обеспечивать возможность закрепления вдоль радиального направления фланцевого участка 320. Крепежный фланец 350 может быть выполнен с возможностью ввода в него винта или крепежных средств любого другого типа для надежного скрепления крепежного фланца 350 со вторым соединителем 230, обеспечивающее надежное разъемное соединение между первым соединителем 220 и вторым соединителем 230, в котором первый соединитель 220 и второй соединитель 230 жестко прикреплены один к другому.
Можно понять, что первый соединитель 220 может быть изготовлен в виде отдельного компонента, который впоследствии может быть объединен с первой трубой 210. Материал первой трубы 210 может представлять собой жесткий материал или гибкий материал. Объединение первого соединителя 220 с первой трубой 210 может быть осуществлено методом формовки, химического скрепления, механического скрепления или зажимания. Другие методы объединения первого соединителя 220 с первой трубой 210 также могут быть предусмотрены в рамках настоящего изобретения. В другом варианте осуществления, если первая труба 210 изготовлена из жесткого материала, первый соединитель 220 формируют в процессе формовки первой трубы 210, что избавляет от необходимости изготовления первого соединителя 220 отдельно или независимо от первой трубы 210.
На фиг. 4 представлен второй соединитель 230 трубопроводной сборки 200. Второй соединитель 230 содержит по меньшей мере один байонетный приемный элемент 410 с байонетными пазами 420, стопорный элемент, например, крепежную скобу 430, и фланцевый участок 440. В соответствии с одним из вариантов осуществления фланцевый участок 440 обеспечивает возможность установки второго соединителя 230 на второй элемент системы. Байонетные пазы 420 выполнены с возможностью ввода в них байонетных выступов 340 первого соединителя 220. Для образования разъемного соединения первый соединитель 220 и второй соединитель 230 сводят вместе. При таком сведении соединителей совмещают отверстия первого соединителя 220 и второго соединителя 230. Кроме того, также совмещают байонетные выступы 340 и байонетные приемные элементы 410. После такого совмещения первый соединитель 220 и второй соединитель 230 поворачивают один относительно другого, что приводит к зацеплению байонетных выступов первого соединителя 220 за второй соединитель 230. После образования такого зацепления производят скрепление первого соединителя 220 со вторым соединителем 230 с использованием любых из различных крепежных или соединительных средств.
В соответствии с одним из вариантов осуществления соединитель, содержащий байонетные выступы 340, представляет собой охватываемый соединитель, а осуществления соединитель, содержащий байонетные приемные элементы 410, представляет собой охватывающий соединитель. Например, в соответствии с одним из вариантов осуществления первый соединитель 220 может быть охватывающим соединителем, а второй соединитель 230 может быть охватываемым соединителем. В варианте осуществления, в котором второй соединитель 230 представляет собой охватываемый соединитель, байонетные выступы 340 могут быть расположены по краю фланцевого участка 440 второго соединителя 230. В соответствии с другим вариантом осуществления каждый из двух соединителей, первого соединителя 220 и второго соединителя 230, может содержать по меньшей мере один байонетный выступ и по меньшей мере один байонетный приемный элемент, расположенные на соответствующих краях каждого из соединителей. По меньшей мере один байонетный выступ 340 и по меньшей мере один байонетный приемный элемент 410 первого соединителя 220 могут быть выполнены с возможностью зацепления с по меньшей мере одним байонетным приемным элементом 410 и по меньшей мере одним байонетным выступом 340 второго соединителя 230.
Принцип работы байонетного механизма раскрыт со ссылками на фиг. 5 и 6. В соответствии с одним из вариантов осуществления, байонетные выступы могут иметь наклонный, т.е. клиновидный профиль. Как показано на фиг. 5, на одном из концов байонетный выступ 340 имеет тонкий профиль 510. Благодаря клиновидному профилю толщина байонетного выступа 340 постепенно возрастает по направлению к другому концу, на котором байонетный выступ 340 имеет толстый профиль 520. Наклонный элемент байонетного выступа 340 облегчает продвижение радиального уплотнения 260 и аксиального уплотнения 270 первого соединителя 220 во второй соединитель 230 в процессе сцепления первого соединителя 220 со вторым соединителем 230, причем такое сцепления включает в себя вворачивание первого соединителя 220 во второй соединитель 230. Наличие наклонного элемента в байонетном выступе 340 облегчает вворачивание первого соединителя 220 во второй соединитель 230 так, что поступательное продвижение первого соединителя 220 внутрь второго соединителя 230 требует меньшего вставляющего усилия. Вращательное движение первого соединителя 220 обеспечивает поступательное продвижение радиального уплотнения 260 и аксиального уплотнения 270 внутрь второго соединителя 230, тем самым оптимизируя структуру уплотнения между первым соединителем 220 и вторым соединителем 230. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения байонетные выступы 340 могут иметь постоянную толщину.
На фиг. 6 представлен первый соединитель 220 без первой трубы 210 в положении, занимаемом перед зацеплением со вторым соединителем 230. Байонетный механизм по первому варианту осуществления изобретения содержит первый соединитель 220 и второй соединитель 230. Первый соединитель 220 выполнен с возможностью вворачивания во второй соединитель 230. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения второй соединитель 230 может быть выполнен с возможностью вворачивания в первый соединитель 220. При этом байонетные выступы 340, предусмотренные на первом соединителе 220, вводят в байонетные пазы 420, предусмотренные на втором соединителе 230. Конец байонетного выступа 340, имеющий тонкий профиль 510, облегчает ввод байонетного выступа 340 в байонетный паз 420, причем по мере продолжения вращения и увеличения толщины байонетного выступа 340 плотность и надежность зацепления возрастают. Когда крепежный фланец 350 приходит в соприкосновение с крепежной скобой 430, он выполняет функцию стопора и ограничивает вворачивание первого соединителя 220 во второй соединитель 230. Крепежный фланец 350 и крепежная скоба 430 вместе образуют винтовой крепежный механизм 610. Оба компонента винтового крепежного механизма 610, т.е. крепежный фланец 350 и крепежная скоба 430, выполнены с возможностью ввода в них винта, причем функция винта состоит в фиксации разъемного соединения между первым соединителем 220 и вторым соединителем 230.
В соответствии с другим вариантом осуществления крепежный фланец 350 может быть заменен узлом 700 крепежного зажима. На фиг.7 узел 700 крепежного зажима представлен в аксонометрии. Узел 700 крепежного зажима содержит охватываемый компонент 710 и охватывающий компонент 720. Охватываемый компонент 710 может дополнительно содержать по меньшей мере один байонетный выступ 760, содержащий шип 730, а охватывающий компонент 720 может дополнительно содержать по меньшей мере один байонетный приемный элемент 750, содержащий паз 740. В данном варианте осуществления байонетные выступы 750 могут быть расположены на краю первого соединителя. Ввод шипа 730 охватываемого компонента 710 в паз 740 охватывающего компонента 720 обеспечивает надежное зацепление между байонетными выступами 759 и байонетными приемными элементами 760, т.е. второй соединитель, на котором расположены байонетные выступы 750, может быть зафиксирован внутри первого соединителя.
На фиг. 9А представлена трубопроводная сборка 800, установленная в трубопроводной системе 900А. Трубопроводная сборка 800 в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения представлена на фиг. 8. В данном варианте осуществления первый соединитель 820 может быть полностью заключен внутри первой трубы 810, а радиальный желоб 250, предусмотренный на первом соединителе 220 трубопроводной сборки 200, в первом соединителе 820 трубопроводной сборки 800 по данному варианту осуществления может отсутствовать. В таком случае изготовление первого соединителя 820 упрощено, так как отсутствует необходимость в формировании желоба на первом соединителе 820.
В соответствии с одним из примеров осуществления трубопроводной сборки 800 в первой трубе 810 трубопроводной сборки 800 может быть предусмотрено встроенное радиальное уплотнение 860. Встроенное радиальное уплотнение 860 может иметь поперечное сечение любой формы, а число элементов встроенного радиального уплотнения 860, установленных в первой трубе 810, зависит от требований конкретного приложения. Отдельное радиальное уплотнение в форме О-образного уплотнительного кольца, D-образного уплотнительного кольца, уплотнительного кольца Х-образного сечения и т.п.в данном варианте осуществления может отсутствовать. Такое уменьшение числа компонентов приводит к значительному снижению сложности изготовления трубопроводной сборки 800 по данному варианту осуществления.
Трубопроводная сборка 800 по данному варианту осуществления также может содержать аксиальное уплотнение 870. В других вариантах осуществления, в которых потребности в аксиальном уплотнении нет, аксиальное уплотнение 870 может отсутствовать. В соответствии с одним из таких вариантов осуществления аксиальное уплотнение 970 может быть заменено аксиальными сегментами, распределенными с промежутками вдоль кругового профиля, сходного с профилем аксиального уплотнения 870. Длина и число таких аксиальных сегментов могут быть разными в зависимости от требований конкретного приложения. Такие аксиальные сегменты позволяют уменьшить площадь соприкосновения между первой трубой 810 и вторым соединителем 830, тем самым снижая трение. В то же время, аксиальные сегменты способствуют поддержанию напряжения между первым соединителем 820 и вторым соединителем 830.
Трубопроводная сборка 800 для приложений, в которых трубопроводная сборка 800 должна быть устойчива к возможному воздействию вибрации, может быть изготовлена из гибкого материала. Кроме того, для придания трубопроводной сборке 800 гибкости в трубопроводной сборке 800 может быть предусмотрено гофрирование. В соответствии с другим вариантом осуществления трубопроводная сборка 800 может быть изготовлена из жесткого материала.
Трубопроводная сборка 800 может быть предусмотрена в трубопроводной системе 900А для соединения первого элемента и второго элемента системы. Например, в соответствии с одним из вариантов осуществления первый элемент трубопроводной системы 900А может представлять собой клапан 910 рециркуляции отработавших газов (РОГ) транспортного средства, а второй элемент трубопроводной системы 900А может представлять собой корпус 920 воздушного фильтра того же транспортного средства. Как видно из фиг. 9А, может быть необходимо уменьшение пространства, занимаемого трубопроводной сборкой 800 по настоящему изобретению на трубопроводе, соединяющем два элемента трубопроводной системы, например, клапан 910 РОГ и корпус 920 воздушного фильтра.
На фиг. 9В представлена трубопроводная сборка 200, содержащая отдельное радиальное уплотнение 260 и установленная в трубопроводной системе 900 В. Характеристики трубопроводной сборки 200 были подробно раскрыты со ссылками на фиг. 2А, 2В и 2С.
Как можно видеть из фиг. 9А, второй соединитель 830 может быть установлен непосредственно на втором элементе системы, т.е. на клапане 910 РОГ, так, что первая труба 810 выходит непосредственно в клапан 910 РОГ. В соответствии с другим вариантом осуществления, трубопроводная система 900А, 900 В может содержать вторую трубу, содержащую первый конец и второй конец. Второй соединитель 830 может быть постоянно присоединен ко второй трубе на ее первом конце, а второй конец второй трубы может быть установлен на втором элементе трубопроводной системы 900А, 900В.
Как можно видеть из фиг. 9А, трубопроводная сборка 800 по настоящему изобретению содержит первую трубу 810 со встроенным первым соединителем 820 и второй соединитель 830, установленный непосредственно на втором элементе системы, например, на клапане 910 РОГ. Таким образом, трубопроводная сборка 800 по существу состоит из двух компонентов, как было указано выше. Сокращение числа компонентов обеспечивает уменьшение сложности конструкции трубопроводной сборки 800 по сравнению с трубопроводными сборками по известным технологиям.
Как должно быть понятно специалистам в данной области, различные характеристики различных примеров осуществления изобретения, раскрытых и описанных со ссылками на прилагаемые чертежи, могут быть применены в сочетании с одной или несколькими другими характеристиками, представленными на одном или нескольких других чертежах, для разработки альтернативных вариантов осуществления изобретения, явно не раскрытых в настоящем описании. Однако такие альтернативные варианты осуществления изобретения, использующие сочетания и модификации, различных описанных характеристик, не выходят за рамки объема настоящего изобретения.
Реферат
Изобретение относится к трубопроводной сборке 200, которая содержит первую трубу 210. Трубопроводная сборка 200 может дополнительно содержать первый соединитель 220 и второй соединитель 230. Первый соединитель 220 составляет единое целое с первой трубой 210 трубопроводной сборки 200. В соответствии с одним из вариантов осуществления, первый соединитель 220 выполнен с возможностью образования разъемного соединения со вторым соединителем 230. Изобретение упрощает конструкцию соединения при одновременном уменьшении эффективной длины трубопроводной сборки. 18 з.п. ф-лы, 12 ил.
