JPH01105070A - Split ring seal with slip joint - Google Patents

Split ring seal with slip joint

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Publication number
JPH01105070A
JPH01105070A JP63185316A JP18531688A JPH01105070A JP H01105070 A JPH01105070 A JP H01105070A JP 63185316 A JP63185316 A JP 63185316A JP 18531688 A JP18531688 A JP 18531688A JP H01105070 A JPH01105070 A JP H01105070A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
connecting element
split ring
ring seal
ring
section
Prior art date
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Pending
Application number
JP63185316A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Horace P Halling
ホーラス ピー ハーリング
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EG&G Pressure Science Inc
Original Assignee
EG&G Pressure Science Inc
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Filing date
Publication date
Priority claimed from US07/097,392 external-priority patent/US4759555A/en
Application filed by EG&G Pressure Science Inc filed Critical EG&G Pressure Science Inc
Publication of JPH01105070A publication Critical patent/JPH01105070A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide resistance against damage by providing a mechanism of which the first end of a connecting element is fixedly attached to the first end of a split ring and the second end of the connecting element is slidable with respect to the second end of a split ring. CONSTITUTION: A connecting element 14 has a thickness less than that of a split ring seal 12. The end 52 of the connecting element 14 is fixedly attached to the free end 20 of the split ring seal 12 by tack welds 16 and 18. The end 54 of the connecting element 14 is received in the second free end 22 of the seal 12. The end 54 slides freely in the free end 22 with the contraction and expansion of the split ring seal assembly 10 caused by the varying temperature and pressure. In such a case, the split ring seal 12 expands and contracts freely, and the connecting element 14 is more resistant against damage as it is more resilient than the ring seal 12. As the ring seal has a double 'E' cross section, it provides excellent and durable sealing.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加圧流体継手用リングシールに関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a ring seal for pressurized fluid couplings.

特に、本発明は変化する温度および圧力を受けるとき当
接する継手部材と共に膨張し、収縮する割りリングシー
ルに関する。
More particularly, the present invention relates to split ring seals that expand and contract with abutting coupling members when subjected to varying temperatures and pressures.

種々の形式および形状のシールが流体流路に沿った継手
または流体容器内の継手から流体が逃げるのを阻止する
ために用いられている。流路または容器内の継手は、も
ちろん、2つまたはそれ以上の部材が合わされて連続す
る導管または流体容器を形成するときには常に形成され
る。シールの一般的な形式の1つは、流体のギャップを
シール(密封)し、それによって、流体が2つの部材間
から逃げるのを阻止するリングシールである。これらの
2つの部材にはリングシールを収容する溝がしばしば形
成されている。
Seals of various types and configurations are used to prevent fluid from escaping from fittings along fluid flow paths or within fluid containers. A joint within a flow path or container is, of course, formed whenever two or more members are brought together to form a continuous conduit or fluid container. One common type of seal is a ring seal that seals a fluid gap, thereby preventing fluid from escaping between two members. These two members often have grooves formed therein to accommodate ring seals.

これらのリングシールは、材料および形状に起因して弾
性的であり、リングシールは流路を形成する隣接部材間
のギャップを充填する。ギャップがリングシールによっ
て完全に遮断されるように、リングシールがシールに沿
うすべての点において両方の部材に堅く当接することが
望ましい結果である。
These ring seals are elastic due to their material and shape, and the ring seals fill gaps between adjacent members forming a flow path. The desired result is for the ring seal to firmly abut both members at all points along the seal so that the gap is completely occluded by the ring seal.

所望の可撓性を達成するためにかなり広い半径方向の寸
法を要求する一方、リングシールは極めて狭い環状空間
に嵌入するようにときには設計される。この要求とシー
ルおよび溝の直径および巾に対する製造許容差の累算と
が組合わさって望ましくない妥協および問題を生じさせ
る。これらの問題を克服するために、割りリングシール
がリングシールは円周方向の可視性を与えるために開発
された。この円周方向の可視性のために、これらの割り
リングシールは半径方向寸法よりほんのわずかに広い溝
に嵌入するように調節でき、それによってシールおよび
溝の直径許容差の影響をなくすことができる0割りリン
グシールの他の利点は、シールと継手を形成する部材と
の間の熱膨張差の効果を補償する能力(したがって円周
方向の熱応力を回避できる)およびシールを”弾力的に
”開く可能性であり、(ピストンリングが凹部溝に嵌入
するまでピストンリングがピストンの外径上を摺動する
ように膨張自在であるのと同様に)シールはシールの溝
より大きな直径の部品上に組立られることができること
である。
While requiring fairly wide radial dimensions to achieve the desired flexibility, ring seals are sometimes designed to fit into extremely narrow annular spaces. This requirement, combined with the accumulation of manufacturing tolerances for seal and groove diameters and widths, creates undesirable compromises and problems. To overcome these problems, split ring seals were developed to give ring seals circumferential visibility. Because of this circumferential visibility, these split ring seals can be adjusted to fit into grooves just slightly wider than the radial dimension, thereby eliminating the effects of seal and groove diameter tolerances. Other advantages of the zero-split ring seal are its ability to compensate for the effects of differential thermal expansion between the seal and the members forming the joint (thus avoiding circumferential thermal stresses) and the ability to make the seal "elastic". The seal is capable of opening on parts with a larger diameter than the seal groove (just as the piston ring is expandable to slide over the outside diameter of the piston until it fits into the recessed groove). It can be assembled into

割りリングシールは、基本的には、リングシールが割り
部分において開放できるように一部が横方向断面に沿っ
て除去されている連続的なリングシールである。2つの
自由端部が割り部分によって形成されている。
A split ring seal is basically a continuous ring seal with a portion removed along a transverse section so that the ring seal can be opened at the split section. Two free ends are formed by the split portion.

しかしながら、割りリングシールは、もし自由端部が接
触しない状態になるように割りリングが膨張されると、
リングシールの自由端部の間にギャップが形成されると
いう欠点がある。したがって流体はギャップを通して逃
げる。このように、単純な割りリングシールは、すべて
の圧力および温度の下でしばしば望まれる完全なシール
を与えることができない。
However, the split ring seal will not work if the split ring is expanded so that the free ends are no longer in contact.
A disadvantage is that a gap is formed between the free ends of the ring seal. Fluid therefore escapes through the gap. Thus, simple split ring seals cannot provide the complete seal that is often desired under all pressures and temperatures.

この問題に応答して、スリップ(滑り)継手を持つ割り
リングシールが開発された。このシールでは、割りリン
グシール組立体は割りリングシールおよび摺動自在の要
素は割りリングシールとほぼ同一の曲率を有するリング
セグメントの形状である。摺動自在の要素の第一端部は
割りリングシールの第一自由端部に固定されている。摺
動自在の要素の第二端部は割りリングシールの第二自由
端部内に摺動自在に収容されている。これらの割りリン
グシール組立体においては、割りリングシール組立体が
、変化する温度および圧力を受けるとき、膨張し、収縮
し、それにつれて、摺動自在の要素の第二端部が割りリ
ングシール内で摺動する。
In response to this problem, split ring seals with slip joints were developed. In this seal, the split ring seal assembly is in the form of a split ring seal and the slidable element is a ring segment having approximately the same curvature as the split ring seal. A first end of the slidable element is secured to a first free end of the split ring seal. The second end of the slidable element is slidably received within the second free end of the split ring seal. In these split ring seal assemblies, the split ring seal assembly expands and contracts when subjected to varying temperatures and pressures, causing the second end of the slidable element to move within the split ring seal. Slide with.

これらのリングシールの一例は1984年10月16日
付で発行されたフィーダ等の米国特許第4.477.0
86号明細書に開示されている。
An example of these ring seals is U.S. Pat.
It is disclosed in the specification of No. 86.

しかしながら、この米国特許第4,477.086号明
細書に開示されているリングシール組立体は多数の欠点
を有し、多数の理由のために不適当である。第一に、こ
の特許は、割りリングシールおよび摺動自在の要素が同
一材料であり、同一厚みであることを―示している0、
:Lの設計は、圧縮するのが比較的困難であり、所望の
弾性とならないスリップ継手を生じさせる結果となる。
However, the ring seal assembly disclosed in U.S. Pat. No. 4,477,086 has a number of drawbacks and is unsuitable for a number of reasons. First, this patent indicates that the split ring seal and the slidable element are of the same material and of the same thickness.
The :L design is relatively difficult to compress, resulting in a slip joint that is not as resilient as desired.

また、割りリングシールおよび摺動自在の要素が同一の
厚みであるので、摺動自在の要素は摺動自在の要素の短
い寸法に起因してリングシールより一層高い応力を受け
、その弾性限界を越゛えて容易に圧縮される。このこと
は、スリップ継手を通る漏洩の増加を生じさせる継手要
素のゆるみとなるので、望ましくないものである。
Also, since the split ring seal and the slidable element are of the same thickness, the slidable element is subjected to higher stresses than the ring seal due to the shorter dimensions of the slidable element, pushing its elastic limit. It is easily compressed. This is undesirable because it results in loosening of the coupling elements which causes increased leakage through the slip coupling.

”E″断面有するリングシールは当分野において知られ
ている(例えば、1974年3月19日に発行されたホ
レース ピー ホーリングのパシーリング リングとい
う名称の米国特許第3.797.836号明細書および
1974年12月31日に発行されたダットレー デイ
 テーラ−の″Eリングシール組立体”という名称の米
国特許第3,857,572号明細書を参照)。
Ring seals having an "E" cross-section are known in the art (e.g., U.S. Pat. (See Dutley Day Taylor, U.S. Pat. No. 3,857,572 entitled "E-Ring Seal Assembly," issued December 31, 1974).

多数の用途に対して、E形状断面を有するこれらのリン
グシールは、流路を構成する部材の間に一層有効な強力
なシールを与えることができるので、好ましいものであ
る。さらに、E形状断面のシールは、シールを偏向し圧
縮するのに要する荷重が他の形状のリングシールに対す
るより低いように、比較的薄い金属または他の材料から
構成されてもよい、また、流体圧力がE断面の外部フラ
ンジおよび中間アームの間にシールを与えるので、流体
はシールがその機能を達成するのを実際に助ける。
For many applications, these ring seals with an E-shaped cross section are preferred because they can provide a more effective strong seal between the members that make up the flow path. Additionally, E-shaped cross-section seals may be constructed of relatively thin metal or other materials so that the loads required to deflect and compress the seal are lower than for other shapes of ring seals, and may also be constructed from relatively thin metal or other materials. As the pressure provides a seal between the E-section outer flange and the intermediate arm, the fluid actually helps the seal accomplish its function.

変化する圧力および温度を受けるとき設計許容差を補償
するために膨張し収縮できかつ流体が継手から逃げるの
を阻止するための有効な耐久性のシールを与えるリング
シールに対する需要が存在する。上昇した温度において
、完全に弾性を維持しておりかつクリープおよびゆるみ
に抵抗する膨張継手に対する明らかな需要もある。応力
は、シールが適応する軸線方向の周期的偏向から生じる
疲れに起因する問題を回避するのに充分なだけ低くなけ
ればならない0本発明は当分野のこの需要および本明細
書の記載から明らかになるのであろう他の需要を考慮し
たものである。    一般に、本発明はリングシール
において、ギャップを形成する第一および第二端部を有
する割りリングを有し、割りリングは弾性横方向断面を
有し、割りリングを形成する材料は厚みTを有し、第一
および第二端部を有し、かつ割りリングの横方向断面と
ほぼ同一であるが小さい形状を有する弾性横方向断面を
有する連結要素を有し、連結要素を形成する材料は厚み
Tより薄い厚みT′を有し、連結要素はギャップにまた
がるように割りリング断面内に収容され、連結要素の第
一端部が割りリングの第一端部の内部に配置されており
、連結要素の第二端部が割りリングの第二端部の内方に
配置されており、連結要素の第一端部を割りリングの第
一端部に堅く結合する機構を有し、連結要素の第二端部
が割りリングの第二端部に対して摺動自在であることを
特徴とするリングシールを提供するものである。
A need exists for a ring seal that can expand and contract to compensate for design tolerances when subjected to changing pressures and temperatures, and that provides an effective durable seal to prevent fluid from escaping from the fitting. There is also a clear need for expansion joints that remain fully elastic and resist creep and loosening at elevated temperatures. The stresses must be low enough to avoid problems due to fatigue resulting from periodic axial deflections to which the seal accommodates. The present invention meets this need in the art and from the description herein. This takes into account other demands that may arise. Generally, the present invention provides a ring seal having a split ring having first and second ends forming a gap, the split ring having a resilient transverse cross section, and the material forming the split ring having a thickness T. a connecting element having first and second ends and having a resilient transverse cross-section substantially identical to but smaller than the transverse cross-section of the split ring, the material forming the connecting element having a thickness the connecting element is received within the split ring cross-section to span the gap, the first end of the connecting element being disposed within the first end of the split ring, and the connecting element having a thickness T' that is less than T; a second end of the element is disposed inwardly of the second end of the split ring and has a mechanism for tightly coupling the first end of the connecting element to the first end of the split ring; The present invention provides a ring seal characterized in that the second end is slidable relative to the second end of the split ring.

本発明のある実施例いおいては、割りリンーグおよび連
結要素は金属性であり、各々は金属材料の単一シートか
ら成る。
In some embodiments of the invention, the split ring and the connecting element are metallic, each consisting of a single sheet of metallic material.

本発明の他の実施例においては、割りリングおよび連結
要素は嵌合するE形状横方向断面を有する0割りリング
および連結要素は、連結要素が割りリング内に嵌入する
ように設計されている。
In another embodiment of the invention, the split ring and the coupling element have an E-shaped transverse cross section that fits into the split ring and the coupling element is designed such that the coupling element fits into the split ring.

本発明のさらに他の実施例においては、割りリングの横
方向断面は、少なくとも2つの湾曲部分を有する第一部
分と、第一部分から離れた第二部分と、から成り、連結
要素の断面は嵌合部分を含んでいる。
In a further embodiment of the invention, the transverse cross-section of the split ring consists of a first part having at least two curved parts and a second part spaced apart from the first part, and the cross-section of the connecting element has a mating contains parts.

本発明のさらに他の実施例においては、結合手段がリン
グシールおよび連結要素の断面の最も低い応力の領域に
配置されて゛いる。リングシールおよび連結要素が嵌合
するE形状横方内断□面を有するとき、結合手段は”E
 ”の外部脚の端部に配置される。
In a further embodiment of the invention, the coupling means are arranged in the area of lowest stress in the cross section of the ring seal and the connecting element. When the ring seal and the connecting element have mating E-shaped transverse internal □ faces, the coupling means is “E”.
” located at the end of the external leg of the

リングシールおよび連結要素が嵌合するE形状横方向断
面を有する本発明の他の実施例において、断面は2つの
外部フランジおよσ”E”の中間フランジを形成する中
面ループを含んでもよい、外部フランジは少なくとも凹
状湾曲部分および凸状湾曲部分を含んでもよく、これら
の部分は、反転する曲率の縦方向ラインがこれらの2つ
の部分の間に形成されるように、連続的に形成される。
In other embodiments of the invention in which the ring seal and the coupling element have mating E-shaped transverse cross-sections, the cross-section may include two external flanges and a medial loop forming an intermediate flange of σ"E" , the external flange may include at least a concavely curved portion and a convexly curved portion, these portions being formed continuously such that a longitudinal line of reversing curvature is formed between these two portions. Ru.

結合手段は反転曲率のラインに置かれてもよい。The coupling means may be placed in the line of reverse curvature.

本発明のさらに他の実施例において、継手手段は少なく
とも2つの離れたタック溶接である。
In yet another embodiment of the invention, the joint means are at least two separate tack welds.

本発明のリングシールは同一の□環況下で用いることの
できる先行技術のリングシールに対して多数の利点を有
している0本発明゛のリングシールは損傷に対して一層
抵抗性がある。その理由は、リングシールが自由に膨張
し、収縮し、また連結要素がリングシールより一層弾性
的であるからである。このことにより、摺動自在の要素
はリングシールより少ない応力しか受けず、望ましいも
のである。ある実施例においては、このことはリングシ
ールの厚みより薄い厚みを有する摺動自在の要素によっ
て達成される。゛ さらに−5本発“明のリングシールは先行技術のリング
シールより強く、耐久性がある。これらのリングシール
は二重″E”断面の組入れにより一層有効である。こ゛
の形状はスリップ継手を持つ先行技術のリングシールよ
りもギャップを一層完全に閉じ、リングシールによって
充填されるギャップを通る漏洩を少なくする。
The ring seal of the present invention has a number of advantages over prior art ring seals that can be used under the same environmental conditions.The ring seal of the present invention is more resistant to damage. . This is because the ring seal is free to expand and contract and the connecting element is more elastic than the ring seal. This allows the slidable element to experience less stress than a ring seal, which is desirable. In some embodiments, this is accomplished by a slidable element having a thickness less than that of the ring seal. Additionally, the ring seals of the present invention are stronger and more durable than prior art ring seals. These ring seals are more effective due to the incorporation of a double "E" cross-section. The ring seal closes the gap more completely than prior art ring seals with a ring seal and reduces leakage through the gap filled by the ring seal.

次に、図面を参照して本発明を説明する。Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図を参照するに、スリップ継手を持つ割りリングシ
ール組立体10が示されている0割りリングシール組立
体10は割りリングシール12、連結要素14および第
3図および第4図に示すようにタラ゛り溶接16および
18を有している。
Referring to FIG. 1, there is shown a split ring seal assembly 10 having a slip fitting. It has double welds 16 and 18.

割りリングシール12は割りリングを形成するように横
方向断面切断を有するリングシールである。割りリング
シールは2つの自由端部20および22を有している。
Split ring seal 12 is a ring seal having a transverse cross-sectional cut to form a split ring. The split ring seal has two free ends 20 and 22.

ギャップGは端部20および22の間に形成されている
0割りリングシール12は弾性材料から形成されており
、第3図−第5図に示す形状にプレスされた金属材料の
シートから構成されてもよい。
The gap G is formed between the ends 20 and 22. The 0-split ring seal 12 is made of an elastic material and is constructed from a sheet of metal material pressed into the shape shown in FIGS. 3-5. You can.

第5図を参照するに、割りリングシール12の横方向断
面が示されている。この横方向断面はE形状であり、”
E ”の頂部および底部フランジを形成する2つの外部
フランジまたはアーム24および26と、”E″の中間
フランジを形成する中間アーム28と、II E II
の背部を形成する2つの湾曲した後部部分30および3
2と、を有する。
Referring to FIG. 5, a lateral cross-section of the split ring seal 12 is shown. This transverse cross section is E-shaped,
two external flanges or arms 24 and 26 forming the top and bottom flanges of "E" and an intermediate arm 28 forming the intermediate flange of "E", II E II
two curved rear portions 30 and 3 forming the back of the
2 and has.

外部フランジ24は、凹部34および凸部36から成る
。同様に、外部フランジ26は凹部38および凸部40
を有する。凹部34および38は、それぞれ凸部36お
よび40に連続しており、Sカーブ(曲線)の一般的形
状の正弦状の脚を形成している。凸部36および40の
最下端は、それぞれ部分30および32に連結されて連
続している。
The outer flange 24 consists of a recess 34 and a projection 36. Similarly, the outer flange 26 has a recess 38 and a projection 40.
has. The recesses 34 and 38 are continuous with the protrusions 36 and 40, respectively, forming a sinusoidal leg of the general shape of an S curve. The lowermost ends of protrusions 36 and 40 are connected and continuous with portions 30 and 32, respectively.

反転する曲率のライン48および50が凸部36および
40と凹部34および38とのそれぞれの連結部の間に
形成されている0反転する曲率のライン48および50
は、曲率が凹部から凸部に変化し、またその逆に変化す
るラインである。
Lines of reversing curvature 48 and 50 are formed between the respective connections of protrusions 36 and 40 and recesses 34 and 38.
is a line whose curvature changes from concave to convex and vice versa.

中間アーム28は上部湾曲部分42および2つの直線部
分44および46を有しており、2つの直線部分は上部
湾曲部分42の両端から下方に延びて、それぞれ後部部
分30および32に連結している。
Intermediate arm 28 has an upper curved section 42 and two straight sections 44 and 46 that extend downwardly from opposite ends of upper curved section 42 and connect to rear sections 30 and 32, respectively. .

割りリングシール12は比較的一定の厚みT(第5図参
照)を有する。
Split ring seal 12 has a relatively constant thickness T (see FIG. 5).

連結要素14は、第3図、第4図および第6図に示す断
面に形成された弾性的な金属材料の単一シートから成る
。連結要素14は割りリングシール12と同一の材料で
もよいが、好ましくは割りリングシール12が構成され
る材料より一層可撓性の材料で作られる。連結要素14
はリングシール12とほぼ同一の曲率を有する部分的リ
ングセグメントを形成する。
Connecting element 14 consists of a single sheet of resilient metallic material formed in the cross-section shown in FIGS. 3, 4 and 6. Connecting element 14 may be the same material as split ring seal 12, but is preferably made of a more flexible material than the material from which split ring seal 12 is constructed. Connecting element 14
forms a partial ring segment having approximately the same curvature as the ring seal 12.

連結要素14は端部52および54を有する。Connecting element 14 has ends 52 and 54.

連結要素14の横方向断面は割りリングシール12と同
一の部分を有する(第6図参照)、これらの部分は外部
フランジまたはアーム24′および26°、中間アーム
28′、後部30°および32′、四部34゛および3
8′、凸部36°および40°、上部湾曲部分42°お
よび直線部分44°および46′を含み、これらのすべ
ては割りリングシール12の対応する番号の部分に対し
て補完的であり嵌合する。同様に、反転曲率のライン4
8″および50′が凹部34°および38゜並びに−凸
部36゛および40゛によってそれぞれ形成されている
The transverse section of the connecting element 14 has the same parts as the split ring seal 12 (see FIG. 6), these parts being the outer flanges or arms 24' and 26°, the intermediate arm 28', the rear 30° and 32'. , Part 34 and 3
8′, convex portions 36° and 40°, an upper curved portion 42° and straight portions 44° and 46′, all of which are complementary to and fit with the correspondingly numbered portions of the split ring seal 12. do. Similarly, line 4 of reverse curvature
8'' and 50' are formed by recesses 34° and 38° and protrusions 36° and 40°, respectively.

連結要素14は割りリングシール12の厚みTより好ま
しくは薄い厚みT″を有する。
The connecting element 14 has a thickness T'' which is preferably less than the thickness T of the split ring seal 12.

タック溶接16および18が連結要素14の端部52を
割りリングシール12の自由端部20に堅く連結する。
Tack welds 16 and 18 rigidly connect end 52 of coupling element 14 to free end 20 of split ring seal 12.

タック溶接は好ましくは割りリングシール12および連
結要素14内の最も低い応力の領域に配置さ、れる0図
面に示す実施例において、これらの領域は、外部脚の底
端であるか(第4図の溶接部16および18参照)また
は反転曲率のライン48.48″、50および50°に
沿ったものである(第4図の溶接部16°参照)。
The tack welds are preferably placed in the areas of lowest stress within the split ring seal 12 and connecting element 14. In the embodiment shown in the Figures, these areas are the bottom ends of the outer legs (see Figure 4). (see welds 16 and 18 in FIG. 4) or along lines of reverse curvature 48.48'', 50 and 50° (see weld 16° in FIG. 4).

通常、タック溶接は、これらの領域の内の1つにあれば
よく、両方にある必要はない、タック溶接は、割りリン
グシールおよび連結要素14の間の連結に起因してそれ
らにかかる応力の量を減少させるために低い応力領域に
位置決めされている。
Typically, a tack weld need only be in one of these areas, but not both, and the tack weld will reduce the stresses placed on the split ring seal and the connecting element 14 due to the connection between them. located in low stress areas to reduce the amount of stress.

図面に示すように、連結要素14の端部54は割りリン
グシール12の第二の自由端部22内に収容されている
。端部54は、割りリングシール組立体10が変化する
温度および圧力に起因して収縮し、膨張するにつれて(
第3図の端部54の実線および点線位置を参照)、〜自
由端部22内に自由に摺動する。
As shown in the figures, the end 54 of the connecting element 14 is received within the second free end 22 of the split ring seal 12. End 54 contracts (as split ring seal assembly 10 contracts and expands due to changing temperatures and pressures).
(see solid and dotted line position of end 54 in FIG. 3), - free to slide into free end 22.

割りリングシール組立体10は、流体流路を構成する2
つの部材の間に組立体を挿入することによって用いられ
る。このような要素は加圧流体を運ぶ2つのパイプのフ
ランジ、ガスタービンエンジンの2つのリング部品、等
であってもよい、シールは部材間に置かれ、部材は、割
りリングシール12および連結要素14が圧縮さ、れる
ように、合わされる0割れて開口する能力のために、リ
ングシール12は、必要に応じて、部材の一方または両
方のまわりに置かれる。使用の際、連結要素14の端部
54は、シール組立体10および隣接している部材が変
化する温度および圧力を受けて収縮し膨張するにつれて
、割りリングシール12の自由端部22に関して摺動す
る。
The split ring seal assembly 10 includes two parts that define a fluid flow path.
used by inserting the assembly between two members. Such elements may be flanges of two pipes carrying pressurized fluid, two ring parts of a gas turbine engine, etc., where the seal is placed between the parts and the parts are connected to the split ring seal 12 and the connecting element. A ring seal 12 is optionally placed around one or both of the members for the ability to crack open so that the parts 14 are compressed and compressed. In use, the ends 54 of the connecting elements 14 slide relative to the free ends 22 of the split ring seal 12 as the seal assembly 10 and adjacent members contract and expand under varying temperatures and pressures. do.

本発明はE形状断面を有するリングシールおよび連結要
素に特に関連して記載してきたが、他の断面も用いられ
うるちのである。好ましくは、断面は湾曲部分を有する
少なくとも2つの部材を有する。
Although the invention has been described with particular reference to ring seals and coupling elements having E-shaped cross-sections, other cross-sections may also be used. Preferably, the cross section has at least two members with curved portions.

好ましくは、割りリングおよび連結要素はニッケル合金
から作られる。約30.370インチ(77cm )の
外径を有するリングにおいて、割りリングを形成する材
料の厚みTは、形成前には約0.010インチ±0.0
01インチ(0,025cm±0.0025cm>であ
り、連結要素を形成する材料の厚みToは形成前には約
0.00フインチ±0.001インチ(0,0170m
±0.00251)である、この形状において、ギャッ
プGは約0.490−0.530インチ(1,2−1,
3C)である。
Preferably, the split ring and connecting element are made from a nickel alloy. For a ring having an outside diameter of approximately 30.370 inches (77 cm), the thickness T of the material forming the split ring is approximately 0.010 inches ± 0.0 prior to formation.
0.01 inch (0.025 cm ± 0.0025 cm), and the thickness To of the material forming the connecting element is approximately 0.00 inch ± 0.001 inch (0.0170 cm) before formation.
In this configuration, the gap G is approximately 0.490-0.530 inches (1,2-1,
3C).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明のリングシール組立体を部分的に切欠
いて示す平面図である。 第2図は、第1図に示すリングシール組立体の下部の拡
大図である。 第3図は、第1図および第2図に示すリングシール組立
体の部分を部分的に切欠いて示す斜視図第4図は、第1
図の線4−’ 4 ’f沿・た、部暮的な断面図である
。 第5図は、第1図−第4図に示す割りリングの部分的断
面図である。 第6図は、第1図−第4図に示す連結要素の部分的断面
図である。 ′ 10・・・割りリングシール組立体、   −12・・
・割りリングシール、 14・・・連結要素、 16.18・・・タック溶接、 20.22・・・自由端部、 24.26・・・外部フランジ、 28・・・中間アーム、 30.32・・・後部、 34・・・凹部、 36・・・凸部、 38・・・凹部、 40・・・凸部、 52・・・端部、 −54・・・端部。 、、′
FIG. 1 is a partially cutaway plan view of a ring seal assembly of the present invention. 2 is an enlarged view of the lower portion of the ring seal assembly shown in FIG. 1; FIG. FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of the ring seal assembly shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
It is a partial sectional view taken along line 4-'4'f in the figure. FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the split ring shown in FIGS. 1-4. FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the connecting element shown in FIGS. 1-4. '10...Split ring seal assembly, -12...
- Split ring seal, 14... Connecting element, 16.18... Tack welding, 20.22... Free end, 24.26... External flange, 28... Intermediate arm, 30.32 ... Rear part, 34... Concave portion, 36... Convex portion, 38... Concave portion, 40... Convex portion, 52... End portion, -54... End portion. ,,′

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)リングシールにおいて、 ギャップを形成する第一および第二端部を有する割りリ
ングを有し、 前記割りリングは圧縮性、弾性および不連続性の横方向
断面を有し、前記割りリングを形成する材料はほぼ均一
な厚みTを有し、 第一および第二端部を有し、かつ前記割りリングの横方
向断面とほぼ同一であるが小さい形状を有する圧縮性、
弾性および不連続性の横方向断面を有する連結要素を有
し、前記連結要素を形成する材料は前記厚みTより薄い
ほぼ均一の厚みT’を有し、 前記薄い厚みT’は前記連結要素を前記割りリングより
弾性にし、それによって、両方が横方向圧縮力を受ける
とき前記割りリングがその弾性限界を越える前に前記連
結要素はその弾性限界を越えることなく、 前記薄い厚みT’が前記連結要素上の応力を減少し、そ
れによって、軸線方向の前記連結要素の周期的偏向から
の疲れの開始が遅らされ、前記連結要素は前記ギャップ
にまたがるように前記割りリング断面内に収容され、前
記連結要素の前記第一端部が前記割りリングの第一端部
の内部に配置されており、前記連結要素の前記第二端部
が前記割りリングの第二端部の内方に配置されており、 前記連結要素の第一端部を前記割りリングの第一端部に
堅く結合する手段を有し、前記連結要素の第二端部が割
りリングの第二端部に対して摺動自在である、 ことを特徴とするリングシール。 (2)請求項1記載のリングシールにおいて、前記割り
リングおよび前記連結要素は嵌合するE形状横方向断面
を有することを特徴とするリングシール。 (3)請求項2記載のリングシールにおいて、前記割り
リングおよび前記連結要素が金属であることを特徴とす
るリングシール。 (2)請求項2記載のリングシールにおいて、前記割り
リングおよび前記連結要素が同一材料から成ることを特
徴とするリングシール。 (5)請求項2記載のリングシールにおいて、前記連結
要素が前記割りリングより一層弾性的である材料から成
ることを特徴とするリングシール。 (6)請求項1記載のリングシールにおいて、前記割り
リングの横方向断面が少なくとも2つの連結した湾曲部
分を有する第一部分と、前記第一部分から離れた第二部
分と、から成り、前記連結要素の断面が嵌合部分を有す
る、 ことを特徴とするリングシール。 (7)請求項1記載のリングシールにおいて、前記割り
リングが単一シートの材料から成ることを特徴とするリ
ングシール。 (8)請求項7記載のリングシールにおいて、前記連結
要素が単一シートの材料から成ることを特徴とするリン
グシール。 (9)請求項1記載のリングシールにおいて、前記結合
手段は前記リングシールおよび前記連結要素の断面の最
も低い応力の領域に配置されることを特徴とするリング
シール。 (10)請求項9記載のリングシールにおいて、前記結
合手段は少なくとも2つの離れたタック溶接であること
を特徴とするリングシール。 (11)請求項1記載のリングシールにおいて、前記割
りリングおよび前記連結要素は嵌合する横方向断面を有
し、 前記断面は”E”を形成する、2つの外部フランジおよ
び中間アームを有し、 前記中間アームは自由端部を有し、かつ湾曲ループによ
って形成されており、 前記結合手段は前記中間アームの自由端部に配置されて
いる、 ことを特徴とするリングシール。 (12)請求項1記載のリングシールにおいて、前記割
りリングおよび前記連結要素は2つの外部フランジおよ
び中間ループを有する嵌合するE形状横方向断面を有し
、 前記外部フランジは少なくとも凹部湾曲部分および凸部
湾曲部分を含み、前記部分は、反転される曲率のライン
が前記部分の間に形成されるように、連続的に形成され
、 前記結合手段が反転される曲率の前記ライン上に配置さ
れている、 ことを特徴とするリングシール。 (13)請求項12記載のリングシールにおいて、前記
結合手段が少なくとも2つの離れたタック溶接であるこ
とを特徴とするリングシール。 (14)リングシールにおいて、 ギャップを形成する第一および第二端部を有する割りリ
ングを有し、 前記割りリングは圧縮性、弾性および不連続性の横方向
断面を有し、前記割りリングを形成する材料はほぼ均一
な厚みTを有し、 第一および第二端部を有し、かつ前記割りリングの横方
向断面とほぼ同一であるが小さい形状を有する圧縮性、
弾性および不連続性の横方向断面を有する連結要素を有
し、前記連結要素を形成する材料は前記厚みTより薄い
ほぼ均一の厚みT’を有し、 前記薄い厚みT’は前記連結要素を前記割りリングより
弾性にし、それによって、両方が横方向圧縮力を受ける
とき前記割りリングがその弾性限界を越える前に前記連
結要素はその弾性限界を越えることなく、 前記薄い厚みT’が前記連結要素上の応力を減少し、そ
れによって、軸線方向の前記連結要素の周期的偏向から
の疲れの開始が遅らされ、前記連結要素は前記ギャップ
にまたがるように前記割りリング断面内に収容され、前
記連結要素の前記第一端部が前記割りリングの第一端部
の内部に配置されており、前記連結要素の前記第二端部
が前記割りリングの第二端部の内方に配置されており、 前記連結要素の第一端部を前記割りリングの第一端部に
堅く結合する手段を有し、前記連結要素の第二端部が割
りリングの第二端部に対して摺動自在であり、 前記割りリングおよび前記連結要素は嵌合する横方向E
形状断面を有し、前記断面は”E”の外部アームを形成
する正弦状脚を有し、前記脚の各々は自由端部を有し、 前記結合手段が前記脚の1つの自由端部に配置されてい
る、 ことを特徴とするリングシール。 (15)リングシールにおいて、 ギャップを形成する第一および第二端部を有する割りリ
ングを有し、 前記割りリングは圧縮性、弾性および不連続性の横方向
断面を有し、前記割りリングを形成する材料はほぼ均一
な厚みTを有し、 第一および第二端部を有し、かつ前記割りリングの横方
向断面とほぼ同一であるが小さい形状を有する圧縮性、
弾性および不連続性の横方向断面を有する連結要素を有
し、前記連結要素を形成する材料は前記厚みTより薄い
ほぼ均一の厚みT’を有し、 前記薄い厚みT’は前記連結要素を前記割りリングより
弾性にし、それによって、両方が横方向圧縮力を受ける
とき前記割りリングがその弾性限界を越える前に前記連
結要素はその弾性限界を越えることなく、 前記薄い厚みT’が前記連結要素上の応力を減少し、そ
れによって、軸線方向の前記連結要素の周期的偏向から
の疲れの開始が遅らされ、前記連結要素は前記ギャップ
にまたがるように前記割りリング断面内に収容され、前
記連結要素の前記第一端部が前記割りリングの第一端部
の内部に配置されており、前記連結要素の前記第二端部
が前記割りリングの第二端部の内方に配置されており、 前記連結要素および前記割りリングは2つの外部フラン
ジを含む嵌合するE形状横方向断面を有し、前記外部フ
ランジは少なくとも凹部湾曲部分および凸部湾曲部分を
有し、前記部分は、反転する曲率のラインが前記部分の
間に形成されるように連続的に形成され、 前記連結要素の第一端部を前記割りリングの第一端部に
堅く結合する手段を有し、前記連結要素の第二端部が割
りリングの第二端部に対して摺動自在である、 前記結合手段が反転する曲率のライン上に配置されてい
る、 ことを特徴とするリングシール。 (16)請求項1記載のリングシールにおいて、厚みT
’は厚みTより約30パーセント薄いことを特徴とする
リングシール。 (17)請求項14記載のリングシールにおいて、厚み
T’は厚みTより約30パーセント薄いことを特徴とす
るリングシール。 (18)請求項15記載のリングシールにおいて、厚み
T’は厚みTより約30パーセント薄いことを特徴とす
るリングシール。
[Claims] (1) A ring seal having a split ring having first and second ends forming a gap, the split ring having a compressible, elastic and discontinuous transverse cross section. and the material forming said split ring has a substantially uniform thickness T, has first and second ends, and is compressible having a shape substantially identical to but smaller than the transverse cross section of said split ring. ,
a connecting element having an elastic and discontinuous transverse cross-section, the material forming the connecting element having a substantially uniform thickness T' that is less than the thickness T, and the thin thickness T' making the connecting element said split ring is more elastic, such that said thinner thickness T' does not exceed its elastic limit before said split ring exceeds its elastic limit when both are subjected to a transverse compressive force; reducing stresses on the element, thereby delaying the onset of fatigue from periodic deflections of the connecting element in an axial direction, the connecting element being accommodated within the split ring cross-section to span the gap; The first end of the connecting element is located within the first end of the split ring, and the second end of the connecting element is located within the second end of the split ring. and means for rigidly coupling a first end of the connecting element to a first end of the split ring, the second end of the connecting element being slidable relative to the second end of the split ring. A ring seal characterized by being flexible. 2. A ring seal according to claim 1, wherein the split ring and the connecting element have mating E-shaped transverse cross sections. (3) The ring seal according to claim 2, wherein the split ring and the connecting element are made of metal. (2) The ring seal according to claim 2, wherein the split ring and the connecting element are made of the same material. 5. A ring seal according to claim 2, wherein said connecting element is made of a material that is more elastic than said split ring. (6) The ring seal according to claim 1, wherein a transverse cross section of the split ring comprises a first portion having at least two connected curved portions and a second portion separated from the first portion, and the connecting element A ring seal characterized in that a cross section of the ring seal has a mating portion. 7. A ring seal according to claim 1, wherein said split ring is comprised of a single sheet of material. 8. A ring seal according to claim 7, wherein said connecting element comprises a single sheet of material. 9. A ring seal according to claim 1, characterized in that the coupling means are arranged in the lowest stress region of the cross-section of the ring seal and the connecting element. 10. A ring seal according to claim 9, wherein said coupling means is at least two separate tack welds. 11. The ring seal of claim 1, wherein the split ring and the connecting element have mating transverse cross-sections, the cross-sections forming an "E" and having two external flanges and an intermediate arm. A ring seal according to claim 1, wherein the intermediate arm has a free end and is formed by a curved loop, and the coupling means are arranged at the free end of the intermediate arm. 12. The ring seal of claim 1, wherein the split ring and the connecting element have mating E-shaped transverse cross-sections having two outer flanges and an intermediate loop, the outer flange having at least a recessed curved portion and a middle loop. comprising a convex curved portion, said portions being formed continuously such that a line of curvature to be reversed is formed between said portions, said coupling means being disposed on said line of curvature to be reversed; A ring seal characterized by: 13. A ring seal according to claim 12, wherein said coupling means is at least two separate tack welds. (14) A ring seal having a split ring having first and second ends forming a gap, the split ring having a compressible, elastic and discontinuous transverse cross section; a compressible material having a substantially uniform thickness T, having first and second ends, and having a shape substantially identical to but smaller than the transverse cross-section of the split ring;
a connecting element having an elastic and discontinuous transverse cross-section, the material forming the connecting element having a substantially uniform thickness T' that is less than the thickness T, and the thin thickness T' making the connecting element said split ring is more elastic, such that said thinner thickness T' does not exceed its elastic limit before said split ring exceeds its elastic limit when both are subjected to a transverse compressive force; reducing stresses on the element, thereby delaying the onset of fatigue from periodic deflections of the connecting element in an axial direction, the connecting element being accommodated within the split ring cross-section to span the gap; The first end of the connecting element is located within the first end of the split ring, and the second end of the connecting element is located within the second end of the split ring. and means for rigidly coupling a first end of the connecting element to a first end of the split ring, the second end of the connecting element being slidable relative to the second end of the split ring. the split ring and the connecting element are fitted in a lateral direction E;
having a shaped cross-section, said cross-section having sinusoidal legs forming the external arms of an "E", each of said legs having a free end, and said coupling means being attached to said free end of one of said legs. A ring seal is arranged. (15) A ring seal having a split ring having first and second ends forming a gap, the split ring having a compressible, elastic and discontinuous transverse cross section; a compressible material having a substantially uniform thickness T, having first and second ends, and having a shape substantially identical to but smaller than the transverse cross-section of the split ring;
a connecting element having an elastic and discontinuous transverse cross-section, the material forming the connecting element having a substantially uniform thickness T' that is less than the thickness T, and the thin thickness T' making the connecting element said split ring is more elastic, such that said thinner thickness T' does not exceed its elastic limit before said split ring exceeds its elastic limit when both are subjected to a transverse compressive force; reducing stresses on the element, thereby delaying the onset of fatigue from periodic deflections of the connecting element in an axial direction, the connecting element being accommodated within the split ring cross-section to span the gap; The first end of the connecting element is located within the first end of the split ring, and the second end of the connecting element is located within the second end of the split ring. the connecting element and the split ring have mating E-shaped transverse cross-sections including two external flanges, the external flanges having at least a concave curved portion and a convex curved portion, the portions comprising: the connecting element being continuously formed so that a line of reversing curvature is formed between said portions, and having means for rigidly connecting a first end of said connecting element to a first end of said split ring; A ring seal according to claim 1, characterized in that the second end of the element is slidable relative to the second end of the split ring, and the coupling means are arranged on a line of reversing curvature. (16) In the ring seal according to claim 1, the thickness T
' is a ring seal characterized by being approximately 30% thinner than the thickness T. (17) The ring seal according to claim 14, wherein the thickness T' is about 30 percent thinner than the thickness T. (18) The ring seal according to claim 15, wherein the thickness T' is about 30 percent thinner than the thickness T.
JP63185316A 1987-09-16 1988-07-25 Split ring seal with slip joint Pending JPH01105070A (en)

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US07/097,392 US4759555A (en) 1985-07-25 1987-09-16 Split ring seal with slip joint
US097392 1993-07-23

Publications (1)

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JPH01105070A true JPH01105070A (en) 1989-04-21

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002523712A (en) * 1998-09-02 2002-07-30 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Nested bridge seal
JP2005233325A (en) * 2004-02-20 2005-09-02 Eagle Engineering Aerospace Co Ltd Sealing device

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