CS247413B1

CS247413B1 - Device for two parts sealing

Info

Publication number: CS247413B1
Application number: CS844042A
Authority: CS
Inventors: Pavel Kopecky; Rudolf Hudec
Original assignee: Pavel Kopecky; Rudolf Hudec
Priority date: 1984-05-30
Filing date: 1984-05-30
Publication date: 1986-12-18
Also published as: CS404284A1

Abstract

Zařízení k těsnění dvou součástí v zatěsněném stavu vzájemně se nepohybujících s těsnícím prvkem tvořeným hadicí, do jejíž dutiny je v celé její délce vložena výplňová šňůra a vylistuje do ní přívod tlakového uzavíracího média, přičemž těsnicí prvek je uložen v jedné ze součástí v částečně otevřené kruhové drážce, z níž po vpuštění tlakového uzavíracího média do dutiny hadice rozevřenou částí drážky vystupuje stěna hadice, vyplňuje spáru mezi součástmi a doléhá na druhou součást, čímž zajíštuje utěsnění.A device for sealing two components in a sealed state of non-moving with sealing element formed by a hose into whose cavity a filling cord is inserted in its entire length and pressurizes the pressure shut-off valve the media, the sealing member being disposed in one of components in a partially open circular a groove from which, after the pressurized closing the media into the hose cavity by opening the part the hose wall protrudes through the groove, filling the gap between components and bears on the second component, thereby providing a seal.

Description

Vynález se týká zařízení k těsnění dvou součástí v zatěsněném stavu vzájemně nepohyblivých, mezi nimiž je nutná úzká funkční spára, umožňující v odtěsněném stavu jejich vzájemně nezávislý pohyb, po jehož vykonání je nutné mnohonásobné krátkodobé i dlouhodobé utěsnění spáry s těsnicím prvkem, tvořeným kruhovou hadicí, jejíž dutina je napojena na zdroj tlakového uzavíracího média a je v celé své délce vyplněna šňůrou, jejíž průměr je o málo menší než vnitřní průměr dutiny hadice. Těsnicí prvek je uložen v kruhové, částečně otevřené drážce v jedné ze součástí.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device for sealing two components in a sealed state mutually immovable, between which a narrow functional joint is required, allowing their independent movement in the sealed state, after which a multiple short and long term sealing of the joint with a sealing element formed by a circular hose the cavity of which is connected to a source of pressure sealing medium and is filled over its entire length with a cord whose diameter is slightly smaller than the inner diameter of the hose cavity. The sealing element is housed in a circular, partially open groove in one of the components.

Známé, pro tyto účely dosud používané nadouvací těsnění, tvo, ?.né pouze speciální hadicí, uloženou volně v částečně otevřené kruhové drážce s dutinou napojenou na zdroj tlakově laděného média, má řadu nevýhod a pro některé provozní podmínky je nespolehlivé. Nespolehlivost vyplývá z toho, že při propojení vnitřního prostoru hadice s atmosférou nebo s prostorem s regulovaným tlakem, dochází při přiblížení těsněných součásti a průtoku těsněného média úzkou spárou k nekontrolovatelným změnám tlakového rozdílu mezi tlaky vně a uvnitř hadice.The known blow-through seal used for this purpose, consisting solely of a special hose, placed freely in a partially open circular groove with a cavity connected to a source of pressure-tuned medium, has a number of disadvantages and is unreliable for some operating conditions. The unreliability results from uncontrolled changes in the pressure difference between external and internal pressures when the interior of the hose is connected to the atmosphere or the pressure-controlled space, as the sealed components and the flow of the sealed fluid approach the narrow gap.

Tlakový rozdíl má za následek, že při velkém přetlaku uvnitř hadice dojde k jejímu nadměrnému vydutí a po přiblížení k protisoučásti dochází k otěru těsnicí hadice, eventuálně k jejímu vtažení do spáry mezi pohybující se součásti, což má za následek znemožnění dalšího pohybu, případně poškození těsnění. Stejné důsledky má i nedostatečný tlak uvnitř hadice. Hadice je potom vnějším přetlakem v drážce deformována natolik, že její tvar je již nestabilní a vlivem vířivého proudění média spárou a střídáním tlaků na zdeformovaném povrchu může dojíc. k jejímu částečnému místnímu vystoupení z drážky se stejnými následky jako při vysokém tlaku uvnitř hadice. ·The pressure difference results in excessive pressure inside the hose, which causes excessive swelling and, upon approaching the counterpart, the sealing hose is abraded, eventually drawn into the gap between the moving parts, thus preventing further movement or damaging the seal . Insufficient pressure inside the hose has the same consequences. The hose is then deformed by the external overpressure in the groove, so that its shape is already unstable and due to the swirling flow of the medium through the joint and alternating pressures on the deformed surface can occur. to its partial local exit from the groove with the same consequences as at high pressure inside the hose. ·

Nafukovací těsnicí zařízení podle US pat. 42 27 702 řeší uvedené nevýhody za cenu slošitějšího provedení. Těsnicí prvek je dvoukomorový, obdélníkového průřezu. Má nafukovací ' elastickou spodní část, přilehlou ke spodní části drážky a odpovídající druhou část, která je posouvána v drážce nafouknutím spodní komory přes těsněnou spáru na protiplochu. Vzhledem k tomu, že těsněni je vloženo do obdélníkové mírně klínovité drážky, je nutné jeho uchycení k základnímu materiálu. Uchycení zprostředkovává vložka se závitovými otvory, umístěná ve spodní dutině nadouvané části. Pomocí upínacích šroubů, které jsou zašroubovány do závitových otvorů ve vložce, je těsnění připevněno k základnímu materiálu těsněné součásti.An inflatable sealing device according to US Pat. 42 27 702 solves these disadvantages at the cost of a more complex design. The sealing element is of two-chamber, rectangular cross-section. It has an inflatable elastic lower portion adjacent the lower portion of the groove and a corresponding second portion that is moved in the groove by inflating the lower chamber through the sealed gap to the counter face. Since the seal is inserted into a rectangular slightly wedge-shaped groove, it is necessary to attach it to the base material. An insert with threaded holes is placed in the lower cavity of the blown part. By means of clamping screws which are screwed into the threaded holes in the insert, the seal is fixed to the base material of the sealed part.

Druhá plunžrovitá část těsnění zprostředkovává vlastní těsnicí účinek na protiplochu od spodní nadouvané části. Vlastní těsnicí prvek má obdélníkový, dvoukomorový tvar s nezbytným uchycením v drážce pomocí šroubů, procházejících do spodní nadouvací komory. Otvory pro upevňovací šrouby mohou být zdrojem úniků těsnicího i těsněného média.The second plunger portion of the seal provides the actual sealing effect on the counter surface from the lower puffed portion. The sealing element itself has a rectangular, two-chamber shape with the necessary fixation in the groove by means of screws passing into the lower blowing chamber. The holes for the fastening screws may be the source of leaks in both the sealant and the sealant.

Podstatou nafukovacího těsnicího zařízení je, že průřez drážky a těsnicího prvku je obdélníkový a těsnicí prvek je držen v drážce upínacími šrouby. Těsnicího účinku se dosahuje nadouváním spodní nadouvací části po vpuštění tlakového uzavíracího média' do jejího vnitřního prostoru. Nadouváním spodní nadouvací části je horní plunžrová část tlačena na protiplochu přes těsněnou spáru a zprostředkovává vlastní utěsnění.The essence of the inflatable sealing device is that the cross-section of the groove and the sealing element is rectangular and the sealing element is held in the groove by clamping screws. The sealing effect is achieved by blowing the lower blowing part after the pressure sealing medium has been admitted into its inner space. By blowing the lower blowing part, the upper plunger part is pushed onto the counter face through a sealed gap and provides the actual sealing.

Průchodové těsnění k dočasnému utěsnění tlaku podle NSR DOS 29 31 779 je těsnící systém, sloužící k dočasnému utěsnění spáry mezi hřídelem a jeho obepínající součástí. Těsnění je tvořeno pryžovým těsnicím kroužkem s průřezem ve tvaru rovnoramenného trojúhelníka. Kroužek je uložen v drážce odpovídajícího trojúhelníkového průřezu. Boční stěny kroužku jsou ve styku s drážkou. Zploštělý vrchol delších stran těsnícího kroužku vytváří dočasný těsnicí dotyk. Přivedením tlakového uzavíracího média na základnu trojhranného kroužku dojde k jeho posunu v drážce a k natlačení zploštělého vrcholu přes provozní spáru na hřídel. Toto těsnění je vhodné pro určité tlakové poměry, dá se říci vyšší tlaky.The temporary seal for temporary pressure sealing according to German Patent Application No. 29 31 779 is a sealing system used to temporarily seal a joint between a shaft and its encircling component. The seal consists of a rubber sealing ring with a cross-section in the shape of an isosceles triangle. The ring is mounted in a groove of a corresponding triangular cross-section. The side walls of the ring are in contact with the groove. The flattened top of the longer sides of the gasket creates a temporary gasket. Applying the pressure sealing medium to the base of the triangular ring will move it in the groove and push the flattened peak through the operating gap onto the shaft. This seal is suitable for certain pressure conditions, higher pressures can be said.

U nízkých tlaků a dlouhé době zatěsněni je nebezpečí nevrácení těsnicího kroužku do odtěsněného stavu a při pohybu protisoučásti vzniká možnost jeho zničení.At low pressures and long sealing times, there is a risk that the O-ring will not return to the sealed state and that the counterpart may be destroyed when the counterpart is moved.

Další nevýhodou je možnost proniknutí těsněného média při odtěsňování do ovládacího okruhu tlakového uzavíracího média těsnicího kroužku. Trojúhelníková drážka musí být dělená a ve spoji je nutné těsnění. Podstatou průchodového těsnění k dočasnému utěsnění tlaku je, že průřez drážky a těsnicího prvku je trojúhelníkový a těsnicí uzavírací médium se vpouští přímg do upínací drážky v těsněné součásti, což může zapříčinit v odtěsněném stavu proniknutí těsnicího média do ovládacího okruhu. Těsnicího účinku se dosahuje částečným vytlačením (přetvořením”) trojúhelníkového těsnicího kroužku, resp. jeho vrcholu z drážky a natlačením vrcholu na protisoučást. Nutnost přetváření profilu kroužku způsobuje, že pro dosažení těsnicího účinku je nutný vyšší tlak uzavíracího média.Another disadvantage is the possibility of the sealed medium penetrating into the control circuit of the pressure sealing medium of the sealing ring when it is being sealed. The triangular groove must be split and a seal is required at the joint. The essence of the temporary seal for the pressure seal is that the cross-section of the groove and the sealing element is triangular and the sealing sealing medium is admitted directly into the clamping groove in the sealed component, which may cause the sealing medium to leak into the control circuit. The sealing effect is achieved by partial extrusion (deformation) of the triangular sealing ring, respectively. its apex from the groove and pressing the apex onto the counterpart. The necessity of reshaping the ring profile means that a higher sealing medium pressure is required to achieve the sealing effect.

Nevýhody uváděných těsnicích systémů jsou odstraňovány zařízením podle vynálezu, jehož podstatou je, že má průřez drážky i těsnicího prvku kruhový a těsnicí prvek je držen v drážce přímo obepínajícím povrchem drážky a nepřímo výplňovou šňůrou. Těsnicího účinku se dosahuje po vpuštění tlakového uzavíracího média do vnitřního prostoru hadice. Tlakové uzavírací médium proniká do dutiny hadice, způsobuje její natlačení na stěny drážky a rozpínání pláště přes otevřenou Část drážky a těsněnou spáru na protisoučást, čímž dojde k utěsnění. Těsnicího účinku se tedy dosahuje přímo pláštěm nadouvaného prvku.The disadvantages of said sealing systems are eliminated by the device according to the invention, which is based on the fact that the cross-section of the groove and the sealing element has a circular cross-section and the sealing element is held in the groove directly by the groove surface and indirectly by the filling cord. The sealing effect is achieved when the pressure sealing medium is introduced into the interior of the hose. The pressure sealing medium penetrates into the hose cavity, causing it to be pressed against the groove walls and the sheath expands through the open groove portion and the sealed gap on the counterpart, thereby sealing. The sealing effect is thus achieved directly by the casing of the blown element.

Vlastní místní deformace pláště jsou malé, což umožňuje, že nadouvací tlak může být nízký a je v podstatě závislý pouze na pružnosti pláště·hadice. Po vypuštění tlakového uzavíracího média dojde vlastní pružnosti hadice a působením tlaku těsněného média na vnější povrch hadice k jejímu stažení do původního tvaru, ale jen na tvar, který určuje výplňová šňůra a obepínající drážka. Jakékoliv tlakové změny na povrchu pláště hadice nezpůsobí její další deformace, nebot výplňová šňůra v dutině hadice a obepínající povrch drážky zabraňují dalšímu stlačování pláště a jeho případnému borcení. Vložením výplňové šňůry do dutiny hadice tedy zcela odpadá nutnost vpouštění laděného tlaku do jejího prostoru po odtěsněňí za účelem udržení jejího kruhového tvaru. Tuto funkci nyní přebírá výplňová šňůra a uvnitř hadice může být tlak atmosférický nebo jiný podle použití těsnicího zařízení, umožňující stažení hadice do odtěsněného stavu.The actual local deformation of the sheath is small, which allows the swelling pressure to be low and is essentially dependent only on the flexibility of the sheath · hose. After the pressure sealing medium has been released, the hose's own elasticity and the pressure of the sealed medium on the outer surface of the hose will contract to its original shape, but only to the shape determined by the filling cord and the encircling groove. Any pressure changes on the surface of the hose sheath will not cause further deformation, since the filling cord in the hose cavity and the encircling groove surface prevent further shrinkage of the sheath and eventual warping. Thus, by inserting the filler cord into the hose cavity, there is no need to allow the tuned pressure to enter its space after being sealed to maintain its circular shape. This function is now taken up by the cushioning line and the pressure inside the hose may be atmospheric or otherwise depending on the use of the sealing device to allow the hose to be withdrawn to a sealed state.

Kruhový tvar drážky, její částečné rozevření, výplňová šňůra a podmínky vzájemného poměru šířky rozevření a průměru výplňové šňůry zajištují, že při náhlé změně tlaku těsněného média, proudícího úzkou spárou po odtěsnění, případně působením jiných vlivů na plášt hadice, nedojde k vytažení těsnicího prvku z upínací drážky nebo ke zborcení pláště hadice. K uchycení těsnicího prvku není tedy zapotřebí žádných dalších pomocných součástí.The circular shape of the groove, its partial opening, the filling cord and the conditions of the ratio of the opening width to the filling cord diameter ensure that the sudden change in pressure of the sealed medium flowing through the narrow joint after sealing the clamping grooves or the hose jacket collapsing. Thus, no additional auxiliary components are required to mount the sealing element.

Tlakový okruh uzavíracího média je uzavřený, neporušený žádnými připojovacími součástmi. Uzavírací médium nemůže tedy z tohoto důvodu unikat do těsněného prostředí a naopak při odtěsnění těsněné médium do tlakového zatěsňovacího okruhu. Vyplněním dutiny hadice kruhovou šňůrou se dosáhne také minimálního pracovního objemu tlakového uzavíracího média, nebot stlačení hadice v odtěsněném stavu je minimální, jen bezpodmínečně nutné pro zajištění spáry.The pressure medium of the sealing medium is closed, intact by any connecting parts. Therefore, the sealing medium cannot leak into the sealed environment and vice versa when the sealed medium is sealed into the pressure sealing circuit. By filling the hose cavity with a round cord, the minimum working volume of the pressure sealing medium is also achieved, since the compression of the hose in the unclosed state is minimal, only necessary for securing the joint.

Tato malá objemová změna je výhodná zejména při použití posilovacího zařízení k získání vysokého uzavíracího tlaku.This small volume change is particularly advantageous when using a booster to obtain a high closing pressure.

Zařízení k těsnění dvou součástí je zobrazeno na připojeném výkrese, kde na obr. 1 je znázorněno, v odtěsněném stavu, obr. 2 znázorňuje stav po vpuštěni tlakového uzavíracího média do dutiny hadice - zatěsněný stav.A device for sealing two components is shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 is shown in a sealed state, Fig. 2 shows the state after the pressure sealing medium has been introduced into the hose cavity - sealed state.

Na obr. 1 je znázorněno v odtěsněném stavu zařízení k těsnění dvou součástí 3_; A· Těsnicí prvek je tvořen hadicí 2, která je vyplněna v celé své těsnicí délce šňůrou 2, jejíž průměr je o málo menší než vnitřní průměr hadice 2· Těsnicí prvek je uložen s mírným stlačením obepínajícího povrchu £ v částečně otevřené kruhové drážce 6. Šířka otevření 7_ drážky 6 je menší, než součet průměru šňůry 2 ^a dvojnásobku tlouštky stěny hadice 2· Tyto podmínky zajištují, že těsnicí prvek nemůže v odtěsněném stavu vlivem dynamických či sacích účinků proudění uniknout z drážky 6 a hadice 1 si i při vnějším přetlaku udržuje potřebný stabilní tvar. Těsnicí prvek - hadice 2 a šňůra 2 - je umístěn v součásti £ tak, že vnější povrchový průměr hadice 2 je ^v rovině s vnějším obrysem 9 součásti 2· Obrysová křivka otevření 7 drážky má tvar takový, že z kruhového průměru 6 přechází poloměrem 10 na krátkou rovinnou Sást 21 a poloměrem 12 se napojuje na plochu 9. Úniku těsněného média z drážky přívodním otvorem 12 v odtěsněném stavu je zabráněno jednak uchycením konce vývodu 2 ^v těsněné součásti a také tím, že těsnicí prvek je v místě otvoru 12 natlačen tlakem média na spodní část drážky 6.FIG. 1 shows a sealed device for sealing two components 3; The sealing element is formed by a hose 2 which is filled over its entire sealing length with a cord 2 whose diameter is slightly smaller than the inner diameter of the hose 2. the opening 7 of the groove 6 is smaller than the sum of the diameter of the cord 2 ^and twice the wall thickness of the hose 2. These conditions ensure that the sealing element cannot escape from the groove 6 due to the dynamic or suction effects of the flow. stable shape. Sealing element - the hose 2 and the cord 2 - is located in the component £ such that the outer surface diameter of the tube 2 ^is flush with the outer contour 9 of the component 2 · contour opening 7 of the groove has a shape such that a circular diameter of 6 passes radius 10 A short planar part 21 and a radius 12 are connected to the surface 9. The leakage of the sealed medium from the groove through the inlet opening 12 in the sealed state is prevented by holding the end of the outlet 2 ^{in the} sealed component. bottom of groove 6.

Na obr. 2 je znázorněno zařízení k těsnění dvou součástí podle obr. 1 ve funkci. Vpuštěním tlakového uzavíracího média otvorem jí přívodem 2 do vnitřního prostoru hadice 2 dojde k vybbulení stěny hadice 2 přes otevření 7 drážky 6.. a přitlačeni hadice 2 přes spáru 13 na součást 3. Odtěsnění proběhne po vypuštění tlakového uzavíracího média otvorem 2· Hadice 2 se stáhne do tvaru podle obr. 1 vlastní pružností, případně působením tlaku těsněného média na její vnějžl povrch.Fig. 2 shows a device for sealing two components according to Fig. 1 in operation. The inlet of the pressure sealing medium through the inlet 2 into the interior of the hose 2 causes the wall of the hose 2 to bulge through the opening 7 of the groove 6. and the hose 2 is pushed through the gap 13 onto the component. 1 by its own elasticity or by applying pressure of the sealed medium to its outer surface.

Rozsah použití těsnicího zařízení k těsnění dvou součástí podle obr. 1 co do velikosti těsněných jednostranných tlaků určuje velikost těsnicího prvku, tvrdost pryže hadice 2» tloušťku stěny hadice 2» šířku otevření 2 ^a šířku spáry 13 mezi těsněnými součástmi. Těsnicí zařízení je vhodné k dokonalému oboustrannému těsnění nižších tlaků a úzkých spár. Použití za vyšších tlaků a nedostatečná tvrdost hadice může vyvolat v zatěsněném stavu zborcení vyboulené části stěny hadice a její natlačení do těsněné spáry. Po vypuštění tlakového média nedojde potom k odtěsnění (stažení hadice), nastane samotěsnicí stav. Při vzájemném pohybu součástí ve směru samotěsnicího účinku může potom dojít k poškození pláště hadice 2.The range of use of the sealing device to seal the two components of FIG. 1 in size gasketed sided pressure determines the size of the sealing member, the hardness of rubber hoses 2 »thickness of the hose wall 2» width of the opening 2 ^and the joint width 13 between the sealed parts. The sealing device is suitable for perfect double sided sealing of lower pressures and narrow joints. Use at higher pressures and insufficient hose hardness may cause the bulged portion of the hose wall to collapse and squeeze into the sealed joint when sealed. After the pressure medium has been drained, there will be no leakage (tightening of the hose), a self-sealing condition will occur. If the components move relative to each other in the direction of the self-sealing effect, the casing of the hose 2 can then be damaged.

Claims

Apparatus for sealing two components in a sealed state not mutually movable with a sealing element formed by a circular hose, the cavity of which is connected to a source of pressure sealing medium and filled in its entire length with a cord slightly smaller than the diameter of the cavity of the hose formed in the contact surface of one of the components, characterized in that the cross-section of the groove (6) is circular with a diameter somewhat smaller than the outer surface diameter of the hose (1).