RU2608070C1 - Flangeless connection of cylindrical parts - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to cylindrical parts flangeless connection and can be used for connection of submersible pump units modular sections, including small-dimensional ones. Connection includes male part with equidistant along circumference blind rectangular slots, female part with through rectangular slots, matching with blind slots, annular segments with their attachment device in parts combined slots and protector, retaining annular segments. Used fastener is magnet mounted in annular segment. Male part is made with external thread. Protector is shell with internal thread, screwed onto male part.

EFFECT: technical result is increase in pump units modular sections, including small-dimensional ones, reliability, simplicity, reduced time of mounting, possibility of fast assembly on well.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к бесфланцевым соединениям цилиндрических деталей и может быть использовано для соединения модульных секций погружных насосных установок, преимущественно малого габарита.The invention relates to wafer joints of cylindrical parts and can be used to connect modular sections of submersible pump units, mainly of small size.

Известно соединение цилиндрических деталей, содержащее охватываемую деталь с наружной кольцевой канавкой, охватывающую деталь с внутренней кольцевой канавкой и буртом, эксцентричные полукольца, установленные в совмещенных канавках деталей, зафиксированные на охватываемой детали четырьмя полуцилиндрическими вкладышами с кольцевыми буртиками, попарно контактирующими торцами и соединенными винтами [Авт. св-во №920281 СССР, F16B 21/00, 1982].It is known to connect cylindrical parts, comprising a male part with an external annular groove, a female part with an internal annular groove and a collar, eccentric half rings mounted in combined part grooves, fixed on the male part by four half-cylindrical inserts with ring beads, pairwise contacting ends and connected screws [Avt . certificate No. 920281 of the USSR, F16B 21/00, 1982].

Недостатком быстроразъемного соединения является то, что оно, предотвращая осевое смещение деталей, не исключает их проворачивание друг относительно друга.The disadvantage of the quick coupler is that, preventing axial displacement of the parts, it does not exclude their rotation relative to each other.

Известно бесфланцевое соединение цилиндрических деталей, содержащее охватываемую деталь с кольцевой канавой и охватывающую деталь с кольцевой канавкой и входным отверстием, выполненным по касательной к канавке, соединительный элемент, расположенный в совмещенных кольцевых канавках и состоящий из двух клиньев со встречным направлением уклонов, соприкасающиеся поверхности которых расположены в плоскости, перпендикулярной оси соединения, при этом одна из деталей имеет упор для другой, а кольцевые канавки смещены друг относительно друга вдоль оси [Авт. св-во №981728 СССР, F16B 7/00, 1982].A flangeless connection of cylindrical parts is known, comprising a male part with an annular ditch and a female part with an annular groove and an inlet made tangentially to the groove, a connecting element located in aligned annular grooves and consisting of two wedges with a counter direction of slopes, the contacting surfaces of which are located in a plane perpendicular to the axis of the connection, while one of the parts has a stop for the other, and the annular grooves are offset relative to each other and along the [Auth. certificate No. 981728 of the USSR, F16B 7/00, 1982].

Известно бесфланцевое соединение цилиндрических деталей, содержащее охватываемую деталь с наружной кольцевой проточкой и лыской в ее пределах, на которой выполнено глухое и резьбовое отверстие, охватывающую деталь с внутренней кольцевой проточкой и сквозным пазом, упругое кольцо с отогнутыми наружу и внутрь концами, находящееся в совмещенных кольцевых проточках, и стопорные винты [Патент №2447332 РФ, F16B 21/16, 2012].A wafer-free connection of cylindrical parts is known, comprising a male part with an external annular groove and a flat in its limits, on which a blind and threaded hole is made, a female part with an internal annular groove and a through groove, an elastic ring with ends bent outward and inward, located in combined annular grooves, and locking screws [Patent No. 2447332 of the Russian Federation, F16B 21/16, 2012].

Недостатком вышеописанных быстроразъемных соединений является трудоемкость монтажа из-за необходимости манипуляции с множеством мелких деталей, что ставит под сомнение возможность их применения в полевых условиях, а также низкая надежность из-за кольцевых проточек, являющихся концентратором напряжений.The disadvantage of the above quick disconnect connections is the complexity of installation due to the need for manipulation with many small parts, which casts doubt on the possibility of their use in the field, as well as low reliability due to ring grooves, which are a stress concentrator.

Наиболее близким к заявляемому является бесфланцевое соединение цилиндрических деталей, содержащее охватываемую деталь с глухими прямоугольными пазами, равноотстоящими в окружном направлении, охватывающую деталь со сквозными прямоугольными пазами, совпадающими с пазами на охватываемой детали, кольцевые сегменты, установленные в совмещенных пазах заподлицо с поверхностью охватывающей детали, средство крепления кольцевых сегментов к охватывающей детали в виде петли, оси и винтов, протектор на охватывающей детали, удерживающий кольцевые сегменты и состоящий из двух шарнирно соединенных частей [Патент №2310772 РФ, F04D 13/10, 2007].Closest to the claimed is a flangeless connection of cylindrical parts containing the covered part with blind rectangular grooves equally spaced in the circumferential direction, the covering part with through rectangular grooves coinciding with the grooves on the covered part, ring segments mounted in aligned grooves flush with the surface of the covering part, means for fastening the annular segments to the female part in the form of a loop, axis and screws, a tread on the female part, holding the ring stems segments and consisting of two pivotally connected parts [Patent №2310772 RF, F04D 13/10, 2007].

Недостатком принятого за прототип бесфланцевого соединения является сложность узла крепления и протектора, а также недостаточная надежность.The disadvantage of a flangeless connection adopted as a prototype is the complexity of the mount and tread assembly, as well as the lack of reliability.

Настоящее изобретение направлено на создание простого и одновременно надежного бесфланцевого соединения, подходящего для монтажа модульных секций погружной насосной установки на скважине.The present invention is directed to the creation of a simple and at the same time reliable flangeless connection suitable for mounting modular sections of a submersible pump installation in a well.

Указанный технический результат достигается тем, что в бесфланцевом соединении цилиндрических деталей, содержащем охватываемую деталь с равноотстоящими по окружности глухими прямоугольными пазами, охватывающую деталь со сквозными прямоугольными пазами, совпадающими с глухими пазами, кольцевые сегменты со средством их крепления в совмещенных пазах деталей и протектор, удерживающий кольцевые сегменты, согласно изобретению, в качестве средства крепления использован магнит, вмонтированный в кольцевой сегмент, охватываемая деталь выполнена с наружной резьбой, а протектором служит обечайка, навинченная на охватываемую деталь.The specified technical result is achieved in that in a waferless connection of cylindrical parts containing the covered part with equally spaced blind rectangular grooves, the covered part with through rectangular grooves coinciding with the blind grooves, the ring segments with their fastening means in the combined grooves of the parts and the tread holding annular segments, according to the invention, a magnet mounted in an annular segment is used as a fastening means; flax with an external thread, and a tread screwed onto a covered part serves as a tread.

На фиг. 1 схематично изображено заявляемое бесфланцевое соединение, продольный разрез; на фиг. 2 - кольцевой сегмент.In FIG. 1 schematically depicts the inventive wafer joint, a longitudinal section; in FIG. 2 - ring segment.

Бесфланцевое соединение цилиндрических деталей включает охватываемую деталь 1 с глухими прямоугольными пазами 2, равноотстоящими по окружности, охватывающую деталь 3 с сквозными прямоугольными пазами 4, которые совпадают с пазами 2, кольцевые сегменты 5, установленные в совмещенных пазах 2 и 4, и обечайку 7. Кольцевой сегмент 5 снабжен точечным магнитом 6, служащим средством крепления.The flangeless connection of cylindrical parts includes a male part 1 with blind rectangular grooves 2 equally spaced around the circumference, a female part 3 with through rectangular grooves 4, which coincide with the grooves 2, the ring segments 5 installed in the aligned grooves 2 and 4, and the ring 7. Ring segment 5 is equipped with a point magnet 6, which serves as a fastening means.

Кольцевой сегмент 5 ограничен внутренней и внешней цилиндрическими поверхностями, двумя радиальными плоскостями и двумя плоскостями, перпендикулярными продольной оси, и имеет на внутренней цилиндрической поверхности заходную фаску 8, обращенную к торцу охватывающей детали 3, и скошенные внутренние ребра. Толщина кольцевого сегмента в радиальном направлении 5 складывается из глубины глухого паза 2 и толщины стенки охватывающей детали 3. Точечный магнит 6 удерживает за счет силы притяжения кольцевой сегмент 5 в совмещенных пазах 2 и 4, при этом внутренняя цилиндрическая поверхность сегмента 5 примыкает к дну глухого паза 2, а его наружная цилиндрическая поверхность оказывается заподлицо с поверхностью охватывающей деталью 3. Количество кольцевых сегментов 5 может изменяться от одного до трех и зависит, также как и их размеры, от нагрузки, действующей на соединение.The annular segment 5 is bounded by inner and outer cylindrical surfaces, two radial planes and two planes perpendicular to the longitudinal axis, and has an entry chamfer 8 on the inner cylindrical surface facing the end of the enclosing part 3 and beveled inner ribs. The thickness of the annular segment in the radial direction 5 is the sum of the depth of the blind groove 2 and the wall thickness of the enclosing part 3. The point magnet 6 holds the ring segment 5 in the combined grooves 2 and 4 due to the attractive force, while the inner cylindrical surface of the segment 5 is adjacent to the bottom of the blind groove 2, and its outer cylindrical surface is flush with the surface surrounding the part 3. The number of annular segments 5 can vary from one to three and depends, like their dimensions, on the load, the connection.

На охватываемой детали 1 выполнена наружная резьба 9, заканчивающаяся вблизи охватывающей детали 3. Обечайка 7, выполняющая роль протектора, представляет собой стакан с утолщенным донышком 10, в котором выполнено осевое отверстие с резьбой 11 для навинчивания на охватываемую деталь 1. Обечайка 7 опоясывает охватывающую деталь 3 на уровне кольцевых сегментов 5, при этом донышко 10 упирается в торец охватывающей детали 3. Для осевой фиксации охватываемой детали 1 охватывающая деталь 3 снабжена упором 12.An external thread 9 is made on the male part 1, ending near the female part 3. The shell 7, which acts as a tread, is a glass with a thickened bottom 10 in which an axial hole with a thread 11 is made for screwing onto the male part 1. The shell 7 encircles the female part 3 at the level of the annular segments 5, while the bottom 10 abuts against the end of the female part 3. For axial fixing of the male part 1, the female part 3 is provided with a stop 12.

Монтаж заявляемого бесфланцевого соединения выполняется в следующей последовательности.Installation of the inventive flangeless connection is performed in the following sequence.

Кольцевые сегменты 5 помещают в сквозные пазы 4 охватывающей детали 3 с ориентацией заходных фасок 8 в сторону ее торца. Удержание сегмента 5 обеспечивается за счет энергии вмонтированного постоянного магнита 6, а также за счет надетого на него в технологических целях резинового кольца (не показано). Кольцевые сегменты 5 образуют с охватывающей деталью 3 ровную цилиндрическую поверхность снаружи и выдаются за пределы внутренней цилиндрической поверхности на величину, равную глубине глухого паза 2. Охватываемую деталь 1 с навинченной на резьбу 9 обечайкой 7 вводят в охватывающую деталь 3, при этом торец детали 1 скользит по заходным фаскам 8, отклоняя кольцевые сегменты 5 наружу. Магниты 6 вместе с резиновым кольцом удерживают кольцевые сегменты 5 от выпадения из сквозных прямоугольных пазов 4. По достижению контакта торца охватываемой детали 1 с упором 12 на охватывающей детали 3 выполняют их взаимный поворот до совмещения глухих 2 и сквозных пазов 4 друг с другом. Под действием силы притяжения магнита 6 и силы упругости резинового кольца кольцевые сегменты 5 входят в глухие пазы 2 и вновь оказываются заподлицо с внешней поверхностью охватывающей детали 3. Вхождение в глухие пазы 2 кольцевых сегментов 5 облегчается благодаря их скошенным ребрам. Затем обечайку 7 свинчивают по резьбе 9 с охватываемой детали 1 на охватывающую деталь 3 до примыкания донышка 10 к торцу последней, в результате чего кольцевые сегменты 5 оказываются поджатыми в совмещенных пазах 2, 4. После перечисленных операций резиновое кольцо удаляют. Смонтированное бесфланцевое соединение не выходит за габариты охватывающей деталей и обеспечивает надежное соединение охватываемой 1 и охватывающей 3 детали, которое предотвращает их осевое и радиальное смещение относительно друг друга при статических и динамических нагрузках.The annular segments 5 are placed in the through grooves 4 of the female part 3 with the orientation of the input chamfers 8 towards its end. The retention of segment 5 is ensured by the energy of the mounted permanent magnet 6, as well as by a rubber ring (not shown) put on it for technological purposes. The annular segments 5 form an enveloping part 3 with a smooth cylindrical surface from the outside and extend beyond the inner cylindrical surface by an amount equal to the depth of the blind groove 2. The male part 1 with the shell 7 screwed onto the thread 9 is inserted into the female part 3, while the end face of the part 1 slides along the chamfers 8, deflecting the annular segments 5 out. The magnets 6 together with the rubber ring keep the annular segments 5 from falling out of the through rectangular grooves 4. Upon reaching the contact of the end face of the male part 1 with the focus 12 on the female part 3, they are mutually rotated to align the blind 2 and the through grooves 4 with each other. Under the action of the attractive force of magnet 6 and the elastic force of the rubber ring, the ring segments 5 enter the blind grooves 2 and are again flush with the outer surface of the enclosing part 3. The entry into the blind grooves 2 of the ring segments 5 is facilitated by their beveled ribs. Then, the shell 7 is screwed along the thread 9 from the male part 1 to the female part 3 until the bottom 10 adjoins the end of the latter, as a result of which the ring segments 5 are pressed in the combined grooves 2, 4. After the above operations, the rubber ring is removed. The mounted flangeless connection does not go beyond the dimensions of the female parts and provides a reliable connection of the male 1 and female 3 parts, which prevents their axial and radial displacement relative to each other under static and dynamic loads.

Предлагаемое бесфланцевое соединение характеризуется предельной простотой и надежностью, что позволяет осуществлять с его помощью быстрый монтаж модульных секций УЭЦН в полевых условиях.The proposed flangeless connection is characterized by extreme simplicity and reliability, which allows for quick installation of modular sections of ESPs in the field.

Claims (1)

Бесфланцевое соединение цилиндрических деталей, содержащее охватываемую деталь с равноотстоящими по окружности глухими прямоугольными пазами, охватывающую деталь со сквозными прямоугольными пазами, совпадающими с глухими пазами, кольцевые сегменты со средством их крепления в совмещенных пазах деталей и протектор, удерживающий кольцевые сегменты, отличающееся тем, что в качестве средства крепления использован магнит, вмонтированный в кольцевой сегмент, охватываемая деталь выполнена с наружной резьбой, а протектором служит обечайка, навинченная на охватываемую деталь.Waferless connection of cylindrical parts, containing a covered part with deaf rectangular grooves equally spaced around the circumference, a covering part with through rectangular grooves coinciding with the blind grooves, ring segments with their fastening means in the combined grooves of the parts and a tread holding ring segments, characterized in that As a fastening means, a magnet mounted in an annular segment is used, the covered part is made with an external thread, and the shell serves as a protector, screwed onto the male part.

Images