NO312735B1 - Innstikkbar kobling for ledninger for trykkmedier - Google Patents

Abstract

Kopling for trykkledninger omfattende en hunnkopling (1) og en hannkopling (2). Hunnkoplingen (1) oppviser to inntilliggende aksiale boringer (3;4) med ulik diameter. Fra siden med den største boringen (3) er det tatt ut et ringspor (5) koaksialt med boringene (3;4) og omkring den mindre boringen (4). Ved sammenlføling av koplingselementene (1;2) føres hannkoplingen (2) inn i boringen (3) i hunnkoplingen (1). Derved skyves hannkoplingen (2) over nippelen (6) som rager gjennom ringsporet (5) og den mindre boringen (4). Tetningselementet (9) som ligger i hannkoplingen (2) omslutter tettende den ytre glatte overflata (7) av nippelen (6). Med bakgrunn i utformingen av hunnkoplingen (1) og den tilhørende hannkopling (2) oppnås at til- og fra-kopling ved gitte strømningstverrsnitt kan utføres med mindre kraft sammenliknet med kjente koplinger.

Description

Oppfinnelsen angår en innstikkbar kopling for ledninger for trykkledninger, med en hunnkopling og en hannkopling, i samsvar med den innledende delen av patentkrav 1.

Bakgrunn.

Kjente lineære koplinger for trykkledninger består generelt av en hannkopling og en hunnkopling, såvel som en mekanisme med låsing, som holder hunn- og hannkopling sammen, og videre en sperreinnretning, som hindrer utstrømming av mediet som står under trykk ved en frigjort kopling. For å etablere en ledende forbindelse føres som oftest hannkoplingen inn i hunnkoplingen og ved hjelp av et låsesystem holdes hannkoplingen fast i hunnkoplingen. Ved innføring av hannkoplingen inn i hunnkoplingen frigjøres koplingens låsefunksjon, og mediet kan strømme gjennom koplingen. Dersom en kopling frigjøres brytes også gjennomstrømningen. Såvel som ved tilkopling som ved fråkopling og låsing og frigjøring av låseinnretningen og fråkopling av en slik kopling må derved hannkoplingen trykkes mot hunnkoplingen. Den kraft som kreves avhenger derved av det indre trykket i trykkledningen og den virkende tverrsnittsflate av koplingen. Den virkende tverrsnittsflate står på den ende side i sammenheng med den indre tverrsnittsflate av hannkoplingen hhv. hunnkoplingen og på den andre side av den materielle ringformete tverrsnittsflate hos hannkoplingen hhv. hunnkoplingen, som det trykksatte medium virker inn på ved frigjøring av sperre-innretningen i koplingen. For å føre hannkoplingen inn i hunnkoplingen og låse disse, eller omvendt, for å frigjøre hannkoplingen i hunnkoplingen fra låst stilling, kreves det ved høye trykk en stor kraft. Tilkoplingen hhv. fråkoplingen kan på grunn av det store kraftbehovet oftest ikke utføres med én hånd, da hannkoplingen må trykkes mot hunn-koplingen samtidig med at låsemekanismen må aktiviseres.

I motsetning til de lineære koplingene tjener et dreibart sperreorgan hos dreiekoplingene som hunnkopling, som i tilkoplet tilstand samtidig sperrer gjennomstrømning. Hannkoplingen føres trykkløst i en forskjøvet vinkel i forhold til trykkledningen inn i et sperreorgan opplagret svingbart i et koplingshus. Trykkledningen er etter denne innføringen fremdeles brutt. Ved dreining av hannkoplingen og dermed sperreorganet i det indre av koplingshuset blir koplingen brakt i en lineær og ledende stilling. Straks hannkoplingen har nådd den lineære stilling blir sperreorganet sikret mot dreining, hvorved hannkoplingen grunnet trykket som råder i trykkledningen skyves i ubetydelig grad tilbake i hunn-koplingen og trykkes derved inn i et uttak i det indre av koplingshuset. Dermed er koplingen låst. Dette forløpet av tilkopling og låsing kan skje med et forholdsvis lite kraftbehov, da den ved dreining kun må overvinne friksjonskreftene som virker på sperreorganet. Derimot krever fråkoplingen et forholdsvis stort kraftbehov. For å låse opp det dreibare sperreorganet må nemlig først hannkoplingen trykkes tilbake ut fra uttaket i koplingshuset mot hunnkoplingen. Kraften som kreves til dette avhenger av trykket i trykkledningen, som kan være betydelig. Ved en tilsluttende dreining inntar koplingens sperreorgan en sperrende stilling og stryker derved over en avlastningsåpning i koplingshuset. I denne dreiestillingen innstilles en trykkutjevning mellom det indre av hannkoplingen som skal frigjøres og omgivelsene. Deretter svinges sperreorganet ytterligere, slik at hannkoplingen kan fjernes trykkløst fra hunnkoplingen.

Ved de ovennevnte koplingstypene, dvs. den lineære kopling samt koplinger med svingbart sperreorgan, er tetningen mellom hunnkoplingen og hannkoplingen lokalisert enten i hunnkoplingen, og hannkoplingens utside danner et tetningsflate, eller hunnkoplingens innside danner ei tetningsflate og tetningen befinner seg på hannkoplingens utside. Disse utforminger har den ulempe at tetningsflata eller tetningen i koplingen lett beskadiges, da de vender i retning utover. I praksis er de fleste hannkoplinger montert på en løs slange-ende. Dersom den ikke koples inn direkte, kan dens tetningsflate lett beskadiges og raskt tilsmusses. Hannkoplinger som ligger og slenger på gulvet kan ødelegges ved for eksempel overkjøring av kjøretøy, ved uttrékking av slangene på gulvet og andre faktorer som virker inn på tetningsfiatene. Dette fører til økt slitasje og raskere forbruk av koplingsdelene. Ved skade på tetningsflata eller tetningen blir koplingen utett og den defekte koplingsdel må skiftes ut.

Formål.

Formålet med oppfinnelsen er å anvise en innstikkbar kopling, som tilbyr enklere betjening og, særlig ved et bestemt innvendig strømningstverrsnitt, kan tilkoples, låses, og frikoples med et mindre kraftbehov sammenliknet med kjente innstikkbare koplinger, hvorved slitasje på koplingselementene reduseres og derved oppviser lengre varighet sammenliknet med kjente koplinger.

Oppfinnelsen.

Disse formål oppnås med en innstikkbar kopling for trykkledninger, med en hannkopling og en hunnkopling, hvor hunnkoplingen oppviser to inntil-liggende aksiale boringer med forskjellig diameter, i samsvar med den karakteriserende delen av patentkrav 1.

Ulike utførelser av koplingen ifølge oppfinnelsen framgår av de uavhengige patentkrav, og deres respektive oppbygning framgår av den etterfølgende beskrivelse.

I figurene er eksempelvise utførelser av koplingen illustrert, hvor

figur 1 viser koplings-elementenes hann- og hunndel i snitt-framstilling, hvorved det i hannkoplingen befinner seg et tetningselement,

figur 2 viser hann- og hunnkoplingen i tverrsnitt, hvorved det i hunnkoplingen befinner seg et tetningselement,

figur 3 viser en utførelse av koplingen i henhold til oppfinnelsen med et dreibart sperreorgan i ekspandert framstilling,

figur 4 viser et sperreorgan hos en innstikkbar kopling som kan låses i ulike svinge-stillinger.

Figur 1 viser hunnkoplingen 1 og hannkoplingen 2 ved en kopling i henhold til oppfinnelsen. Hunnkoplingen 1 er her formet som et svingbart sperreorgan, som kan i et hus kan anvendes som svingekopling. For lineære koplinger har hunnkoplingen en annen ytre form. Det vesentlige er den indre utforming av hunnkoplingen 1. Den oppviser nemlig to inntil-liggende aksiale boringer 3;4 med ulik diameter. Fra siden med den største boringen 3 er det koaksialt med boringene 3;4 tatt ut et ringspor 5 omkring den mindre boringen 4, hvorved den ytre diameter av ringsporet tilsvarer diameteren av den største boringen 3. Bredden og dybden av ringsporet 5 velges slik at hannkoplingen passer akkurat inn i ringsporet 5. Den ytre diameter av nippelen 6, som dannes av ringsporet 5 og den mindre boringen 4, skal være så liten som mulig, da dennes tverrsnitt bestemmer den arbeidende tverrsnitt-flate, som på sin side med overtrykket i koplingen bestemmer den nødvendige kraft for å trykke hannkoplingen 2 inn i hunnkoplingen. Ved et bestemt strømnings-tverrsnitt, som framkommer av den indre diameter av boringen 4, skal derfor vegg-tykkelsen av nippelen 6 være så tynn som mulig. Den ytre glatte overflata 7 av nippelen 6 danner i den illustrerte utførelse ei tetningsflate. I innsiden av den tilhørende hannkopling 2 er det tatt ut et sirkelspor 12, som opptar en O-ring som tetningselement 9. Ved sammenføring av koplings-elementene 1 ;2 blir hannkoplingen i en første fase ført så langt inn i boringen 3 av hunnkoplingen 1 at tetningselementet 9 som befinner seg i sirkel-sporet 12 i hannkoplingen ligger tettende over nippelen 6.1 denne fasen av sammenkoplingen av hann- 2 og hunn-koplingen 1, inntil tetningselementet 9 kommer fram til tetningsflata 7, virker trykket på hele tverrsnittsflata av hannkoplingen 2.

I en andre fase av sammenkoplingen, så snart tetningselementet 9 er skjøvet på nippelen 6, kan trykket i retning hannkoplingen kun virke på flaten 18 ved hannkoplingen 2, som utsettes for trykket innenfor tetningen 9. Gjennom denne hann-hunn-utforming med den karakteristiske nippelen 6 i hunnkoplingen 1 blir dessuten trykk-tverrsnittet som virker på hannkoplingen vesentlig redusert. For at mediet som befinner seg i ringsporet 5 skal kunne svike ut ved innføring av hannkoplingen 2, løper en eller flere avlastningshull 19 fra bunn-området av boringen, som danner ringsporet 5, ut til omgivelsene.

Figur 2 viser en alternativ utførelsesform, som i det vesentlige tilsvarer utførelsen beskrevet foran, men her ligger tetningselementet 10 i et sirkelspor 13 som et utatt i utsiden 7 av nippelen 6. Innsiden 11 av hannkoplingen 2 danner tilsvarende den tilhørende tetningsflate.

Med formgivningen av hunnkopling 1 og den tilhørende hannkopling 2 i henhold til oppfinnelsen blir det ved et gitt strømnings-tverrsnitt oppnådd at tverrsnittsflata, som det indre trykket virker på ved tilkopling og fråkopling, reduseres, uten derved å innskrenke strømningstverrsnittet representert ved den indre diameter av boringen 4 i hunnkoplingen 1 og den indre diameter 15 av hannkoplingen 2. Diameteren av tverrsnittsflata, som medie-trykket virker på, uttrykker den indre diameter av åpning 14 i hannkopling 2.1 kjente hannkoplinger er koplingens tetningselement lokalisert mellom yttersiden 16 av hannkoplingen 2 og innsiden 17 av boring 3 i hunnkoplingen 1. Tverrsnittet som i dette er det virkende, har samme diameter som boringen 3 i hunnkoplingen 1. Ut fra forskjellen ved de omtalte tverrsnitt, dvs. den indre diameter av åpning 14 og den indre diameter av boring 3, hhv. deres tilsvarende tverrsnittsflater, oppnås en reduksjon av den kraft som kreves for sammen-pressing av hannkoplingen og hunnkoplingen.

Nok en fordel ved utførelsene av koplingen ifølge oppfinnelsen illustrert i figur 1 og 2 sammenliknet med kjente koplinger er at såvel tetningen som tetningsflata er lokalisert innvendig og beskyttes mot mekanisk påvirkning og dermed utsettes for vesentlig mindre ytre mekanisk slitasje, noe som fører til større driftssikkerhet for tilknyttet maskineri og en forlenget levetid for selve koplingen.

Figur 3 viser en variant av den innstikkbare kopling ifølge oppfinnelsen for trykkledninger, hvorved hunnkoplingen 1 er anordnet i det indre av et svingbart sperreorgan 20. Koplingen er her illustrert i en ekspandert framstilling, dvs. i demontert tilstand. Sperreorganet 20 utført i ett stykke er tettende opplagret i et hus 21 med hjelp av tetningen 25 og er sikret i samme med en splittnagle 22. Tetningen 25 er i montert tilstand ført inn i huset 21 og oppviser ei krummet tetningsflate, som yttersiden av sperreorganet 20 ligger tettende an mot. Splitt-naglen 22 rager inn i et hull 24 i huset 21 og griper tettende inn i et ring-formet spor 23 i sperreorganet 20. Ved innføring av hannkoplingen 2 i hunnkoplingen 1 og ved dreining av sperreorganet 20 kan koplingen føres fra en sperrestilling til en strømnings-førende (ledende) stilling. Straks hannkoplingen 2 har oppnådd den lineære stilling trykkes den på grunn av trykket i trykkledningen litt tilbake og ut fra hunnkoplingen 1 og inn i et uttak 26 i koplingshuset 21 for å hvile i denne posisjon. Hannkoplingen 2 og sperreorganet 20, som den er stukket inn i, kan nå ikke svinges mere, og koplingen er låst. For å frigjøre må hannkoplingen 2 trykkes lett i retning mot hunnkoplingen 1, hvorved den skyves ut fra uttaket 26 og sperreorganet fritt kan svinges. Denne tilbake-skyvningen av hannkoplingen 2 er den manipulering som med den illustrerte hann-hunn-utførelse lettes vesentlig, hvorved krafta som kreves til dette reduseres vesentlig. Ved en påfølgende svingning av hannkoplingen 2 trekkes sperreorganet med, og dette blir derved brakt i den sperrende stilling. Derved stryker boringen som rager gjennom sperreorganet 20 over en avlastningsåpning i hannkoplingen lokalisert i huset 21, hvorved det innstilles en trykkutjevning mellom omgivelsene og det indre av hannkoplingen. I den helt tilbakesvingte sperrende stilling mht. til sperreorganet kan hannkoplingen 2 til slutt trekkes trykkløst ut fra hunnkoplingen, i figuren i retning oppover. Ved anvendelse av hann-hunn-utformingen av en kopling ifølge oppfinnelsen oppnås at en frigjøring av en slik kopling med svingbart sperreorgan ved et gitt strømnings-tverrsnitt kan gjennomføres med vesentlig mindre kraftbehov sammenliknet med kjente utførelser.

En variant av den innstikkbare kopling ifølge oppfinnelsen med svingbart sperreorgan er vist i figur 4. Hunnkoplingen 1 er brakt inn i et sperreorgan 20 utført i ett stykke, som er

opplagret i et koplingshus 21. Med den innførte hannkoplingen kan sperreorganet 20 igjen ved svingning bringes til en ledende, til en trykkavlastende og sperrende posisjon 27.1 hver av disse posisjonene 27 kan svingestillingen av sperreorganet sikres. Ved å trykke en knapp på huset 21 kan sperreorganet låses opp og svinges til den tilsvarende stilling for frigjøring.

Hertil rager en fjærbelastet tapp 28 gjennom huset 21 i radiell retning med hensyn til det svingbare sperreorganet 20. Denne tappen har en svalehalsaktig fortykket ende 32, som ved svingning av sperreorganet 20 løper i et spor 29 med tverrsnitt tilsvarende fortykkelsen 32,

idet sporet strekker seg omkring en del av omfanget av sperreorganet 20.1 låsestillingene 27 oppviser sporet 29 i sperreorganet 20 uttak 31 i radiell retning mht. sperreorganet 20

som den fortykkete ende 32 av tappen 28 passer inn i. Dersom sperreorganet svinges i en av låsestillingene 27, hviler den fortykkete ende 32 av tappen 28 formtilpasset inn i det der-værende uttak 31 ved hjelp av fjærbelastningen. Dermed er sperreorganet 20 fastlåst og kan først svinges ut fra denne stillingen og til en annen posisjon ved å trykke inn tappen 28 mot sperreorganet 20.

Claims (9)

1. Innstikkbar kopling for trykkledninger, med en hannkopling (2) og en hunnkopling (1), hvor hunnkoplingen (1) oppviser to inntil-liggende aksiale boringer (3;4) med ulik diameter, karakterisert ved at det fra den største boringen er formet et ringspor (5) med samme tverrsnitt som boringen (3) omkring boringen med det mindre tverrsnitt (4), slik at det dannes en nippel (6) med minimal vegg-tykkelse, hvorved hannkoplingen (2) kan stikkes tettende inn i ringsporet (5), og ved at idet minste ett avlasningshull (19) på hunnkoblingen strekker seg fra utsiden og inn i ringsporet (5).

2. Kopling ifølge krav 1, karakterisert ved at den glatte ytterflata av nippelen (6) innesluttet i ringsporet (5) danner ei tetningsflate (7), og at det på overflata av det indre (8) av hannkoplingen (2) er tatt ut et sirkelspor (12) hvori det befinner seg et tetningselement (9).

3. Kopling ifølge krav 1, karakterisert ved at det på yttersiden (7) av nippelen (6) innesluttet av ringsporet (5) er tatt ut et sirkelspor (13), som opptar et tetningselement (10), og at innsiden (8) av hannkoplingen (2) danner ei glatt tetningsflate.

4. Kopling ifølge et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at tetningselementene (9; 10) er formdeler, som er lagt inn i motsvarende sirkelspor (12;13).

5. Kopling ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at hunnkoplingen (1) er anordnet i det indre av et svingbart sperreorgan (20) og at sperreorganet er tettende opplagret i et hus (21), hvorved sperreorganet (20) med den innførte hannkopling (2) ved dreining kan bringes fra en strømningsførende posisjon til en sperrende posisjon, eller omvendt.

6. Kopling ifølge krav 5, karakterisert ved at hunnkoplingen (1) danner sperreorganet (20) og består av ett stykke.

7. Kopling ifølge et av kravene 1 til 6, karakterisert ved at det svingbare sperreorganet (20) kan låses i en eller flere svinge-stillinger, idet en fjærbelastet tapp (28) rager gjennom huset (21) radielt med det svingbare sperreorgan (20) og er forsynt med en svalehalsaktig fortykket ende som ved dreining av sperreorganet (20) løper formtilpasset i et tilsvarende spor (29) som strekker seg langs en del. av dets omfang, og som har uttak (31) i radiell retning med hensyn til sperreorganet (20), slik at fortykkelsen (32) under fjærbelastningen griper inn i uttakene (31).

8. Kopling ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at sperreorganet (20) er sylindrisk og er sikret i huset (21) i aksialretning, hvorved en splittnagle (22) griper inn med sperreorganet (20) gjennom huset (21) i et ringspor (23).

9. Kopling ifølge krav 4, karakterisert ved at sperreorganet (20) kan låses i en eller flere dreiestillinger ved hjelp av en tapp (28), som griper inn med en boring (30) i sperreorganet (20) gjennom huset (21).