PL226067B1 - Rdzen uszczelnienia wielokrawedziowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest rdzeń uszczelnienia wielokrawędziowego znajdującego zastosowanie w instalacjach wymagających bardzo wysokiej szczelności, pracujących pod wysokim ciśnieniem, w wysokiej temperaturze, gdzie dochodzi bardzo często do silnych wahań ciśnienia lub temperatury uszczelnianego medium.

Uszczelnienia wielokrawędziowe mogą pracować w temperaturze do 550°C oraz przy ciśnieniu do 20 MPa. W zależności od średnicy nominalnej rury DN oraz ciśnienia uszczelnianego czynnika PN, norma EN-PN 1514-6 ściśle reguluje poszczególne wymiary charakteryzujące uszczelnienia wielokrawędziowe tj. średnicę wewnętrzną, średnicę zewnętrzną, grubość rdzenia czy szerokość podziałki pomiędzy nacinanymi rowkami. Norma ta wyszczególnia trzy podstawowe rozwiązania konstrukcyjne dotyczące uszczelnień wielokrawędziowych. Są to: uszczelnienie wielokrawędziowe bez pierścienia centrującego, uszczelnienie wielokrawędziowe z pierścieniem centrującym, który stanowi integralna część metalowego rdzenia oraz uszczelnienie wielokrawędziowe z pływającym pierścieniem centrującym.

Znany rdzeń uszczelnienia wielokrawędziowego ma postać metalowego pierścienia z koncentrycznie naciętymi na powierzchniach czołowych rowkami zazwyczaj w kształcie litery V. Rowkowe powierzchnie czołowe rdzenia, w celu lepszego uszczelnienia, pokrywa się różnymi materiałami takimi jak grafit, teflon czy wermikulit eksfoliowany.

Z polskiego opisu patentowego PL219217 znana jest uszczelka wielokrawędziowa, której rdzeń charakteryzuje się tym, że jego powierzchnie czołowe po obu stronach zaopatrzone są w szereg koncentrycznie rozmieszczonych rowków o zmiennej głębokości, przy czym dna rowków mają ostre, płaskie lub łukowe zakończenia lub są ich kombinacją.

Ze względu na to, że w instalacjach energetycznych dochodzi do bardzo częstych wahań temperatury uszczelnianego czynnika, uszczelnienie powinno kompensować wszelkie zmiany geometrii złącza wynikające z rozszerzalności cieplnej śrub i łączonych kołnierzy. Za efekt tej kompensacji w dużej mierze odpowiada powrót sprężysty rdzenia uszczelnienia wielokrawędziowego.

Wadą znanych rozwiązań rdzenia uszczelnienia wielokrawędziowego jest jego bardzo mała sprężystość.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji rdzenia uszczelnienia wielokrawędziowego, który będzie bardziej elastyczny i tym samym będzie charakteryzował się dużym powrotem sprężystym.

Według pierwszej odmiany wynalazku rdzeń uszczelnienia wielokrawędziowego w postaci pierścienia z koncentrycznie naciętymi na powierzchniach czołowych rowkami, charakteryzuje się tym, że ma na walcowej powierzchni zewnętrznej usytuowany symetrycznie względem powierzchni czołowych obwodowy rowek, posiadający dno zaokrąglone promieniem wynoszącym korzystnie 1/8 grubości rdzenia, a głębokość obwodowego rowka stanowi korzystnie 1/2 szerokości rdzenia.

Korzystnie jest gdy obwodowy rowek ma kształt trójkątny, a jego kąt rozwarcia wynosi od 12° do 15°.

Korzystnie jest również gdy obwodowy rowek ma kształt płasko równoległy, a jego szerokość stanowi 1/4 grubości rdzenia.

Ponadto korzystnie jest gdy obwodowy rowek ma kształt trójkątny o wypukłych krawędziach tworzących, a promień zaokrąglenia każdej z jego wypukłych krawędzi tworzących wynosi 2,5 szerokości rdzenia.

W drugiej odmianie wynalazku rdzeń uszczelnienia wielokrawędziowego w postaci pierścienia z koncentrycznie naciętymi na powierzchniach czołowych rowkami, charakteryzuje się tym, że ma na walcowej powierzchni zewnętrznej usytuowany symetrycznie względem powierzchni czołowych obwodowy rowek, a w jego osi symetrii ma obwodowy rowek na walcowej powierzchni wewnętrznej, przy czym każdy z obwodowych rowków ma dno zaokrąglone promieniem wynoszącym korzystnie 1/8 grubości rdzenia, a głębokość każdego z nich stanowi korzystnie 1/4 szerokości rdzenia.

Korzystnie jest gdy każdy z obwodowych rowków ma kształt trójkątny, a kąt rozwarcia każdego rowka wynosi od 12° do 15°

Korzystnie jest również gdy każdy z obwodowych rowków ma kształt płasko równoległy, a szerokość każdego z nich stanowi 1/4 grubości rdzenia.

PL 226 067 B1

Ponadto korzystnie jest gdy każdy z obwodowych rowków ma kształt trójkątny o wypukłych krawędziach tworzących, a promień zaokrąglenia każdej z wypukłych krawędzi tworzących wynosi 2,5 szerokości rdzenia.

Rdzeń uszczelnienia wielokrawędziowego według wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia wynalazek w jego pierwszej i drugiej odmianie, w widoku z góry, fig. 2 przedstawia rdzeń w przekroju poprzecznym A-A w pierwszej odmianie wynalazku, w pierwszym przykładzie jego wykonania, fig. 3 przedstawia kład rdzenia w pierwszej odmianie wynalazku, w drugim przykładzie jego wykonania fig. 4 przedstawia kład rdzenia w pierwszej odmianie wynalazku w trzecim przykładzie jego wykonania, fig. 5 przedstawia kład rdzenia w drugiej odmianie wynalazku, w pierwszym przykładzie jego wykonania, fig. 6 przedstawia kład rdzenia w drugiej odmianie wynalazku w drugim przykładzie jego wykonania, fig. 7 przedstawia kład rdzenia w drugiej odmianie wynalazku, w trzecim przykładzie jego wykonania.

Rdzeń uszczelnienia wielokrawędziowego w pierwszej odmianie wynalazku, ma kształt pierścienia z koncentrycznie naciętymi na powierzchniach czołowych rowkami i posiada obwodowy rowek 1 na walcowej powierzchni zewnętrznej, usytuowany symetrycznie względem powierzchni czołowych. Obwodowy rowek 1 ma dno 2 zaokrąglone promieniem wynoszącym korzystnie 1/8 grubości rdzenia, a jego głębokość stanowi korzystnie 1/4 szerokości rdzenia.

W pierwszej odmianie wynalazku w pierwszym przykładzie jego wykonania obwodowy rowek 1 na walcowej powierzchni zewnętrznej ma kształt trójkątny, a jego kąt rozwarcia wynosi od 12° do 15°

W pierwszej odmianie wynalazku, w drugim przykładzie jego wykonania obwodowy rowek 1 ma kształt płasko-równoległy, a jego szerokość stanowi 1/4 grubości rdzenia.

W pierwszej odmianie wynalazku, w trzecim przykładzie jego wykonania obwodowy rowek 1 ma kształt trójkątny o wypukłych krawędziach tworzących, a promień zaokrąglenia każdej z wypukłych krawędzi tworzących wynosi 2,5 szerokości rdzenia.

W drugiej odmianie wynalazku rdzeń uszczelnienia wielokrawędziowego ma kształt pierścienia z koncentrycznie naciętymi na powierzchniach czołowych rowkami i posiada obwodowy rowek 1 na walcowej powierzchni zewnętrznej, usytuowany symetrycznie względem powierzchni czołowych, a w jego osi symetrii ma obwodowy rowek 3 na walcowej powierzchni wewnętrznej, przy czym każdy z obwodowych rowków 1, 3 ma dno 2 zaokrąglone promieniem wynoszącym korzystnie 1/8 grubości rdzenia, a głębokość każdego z nich stanowi korzystnie 1/4 szerokości rdzenia.

W drugiej odmianie wynalazku, w pierwszym przykładzie jego wykonania obwodowe rowki 1, 3 mają kształt trójkątny, a kąt rozwarcia każdego z nich wynosi od 12° do 15°.

W drugiej odmianie wynalazku, w drugim przykładzie jego wykonania obwodowe rowki 1, 3 mają kształt płasko-równoległy, a szerokość każdego z rowków stanowi 1/4 grubości rdzenia.

W drugiej odmianie wynalazku, w trzecim przykładzie jego wykonania obwodowe rowki 1, 3 mają kształt trójkątny o wypukłych krawędziach tworzących, a promień zaokrąglenia każdej z wypukłych krawędzi tworzących wynosi 2,5 szerokości rdzenia.

Rdzeń uszczelnienia wielokrawędziowego według wynalazku wykonany jest ze stali kwasoodpornej o oznaczeniu 316 lub stali kwasoodpornej o oznaczeniu 304.

Zaletą rdzenia uszczelnienia wielokrawędziowego według wynalazku jest uelastycznienie rdzenia, a tym samym większy powrót sprężysty niż w dotychczas znanych rozwiązaniach. Rowek obwodowy na walcowej powierzchni zewnętrznej rdzenia zapewnia lepsze dopasowanie uszczelnienia do kształtu przestrzeni między łączonymi kołnierzami, która formuje się w trakcie montażu połączenia kołnierzowo-śrubowego.

Ponadto konstrukcja rdzenia w drugiej odmianie wynalazku poza efektem większego powrotu sprężystego znacznie poprawia szczelność uszczelnienia wielokrawędziowego uzyskiwaną poprzez wywarcie na powierzchni obwodowego rowka walcowej powierzchni wewnętrznej siły dociskowej pochodzącej od ciśnienia uszczelnianego czynnika.

Claims (14)

1. Rdzeń uszczelnienia wielokrawędziowego w postaci pierścienia z koncentrycznie naciętymi na powierzchniach czołowych rowkami, znamienny tym, że ma na walcowej powierzchni zewnętrznej usytuowany symetrycznie względem powierzchni czołowych obwodowy rowek (1) posiadający dno (2)

PL 226 067 B1 zaokrąglone promieniem wynoszącym korzystnie 1/8 grubości rdzenia, a głębokość obwodowego rowka (1) stanowi korzystnie 1/2 szerokości rdzenia.

2. Rdzeń według zastrz. 1, znamienny tym, że obwodowy rowek (1) ma kształt trójkątny.

3. Rdzeń według zastrz. 2, znamienny tym, że kąt rozwarcia obwodowego rowka (1) wynosi od 12° do 15° .

4. Rdzeń według zastrz. 1, znamienny tym, że obwodowy rowek (1) ma kształt płasko równoległy.

5. Rdzeń według zastrz.4, znamienny tym, że szerokość obwodowego rowka (1) stanowi 1/4 grubości rdzenia.

6. Rdzeń według zastrz. 1, znamienny tym, że obwodowy rowek (1) ma kształt trójkątny o wypukłych krawędziach tworzących.

7. Rdzeń według zastrz. 6, znamienny tym, że promień zaokrąglenia każdej z wypukłych krawędzi tworzących wynosi 2,5 szerokości rdzenia.

8. Rdzeń uszczelnienia wielokrawędziowego w postaci pierścienia z koncentrycznie naciętymi na powierzchniach czołowych rowkami, znamienny tym, że ma na walcowej powierzchni zewnętrznej usytuowany symetrycznie względem powierzchni czołowych obwodowy rowek (1), a w jego osi symetrii ma obwodowy rowek (3) na walcowej powierzchni wewnętrznej, przy czym każdy z obwodowych rowków (1), (3) ma dno (2) zaokrąglone promieniem wynoszącym korzystnie 1/8 grubości rdzenia, a głębokość każdego z nich stanowi korzystnie 1/4 szerokości rdzenia.

9. Rdzeń według zastrz. 8, znamienny tym, że każdy z obwodowych rowków (1), (3) ma kształt trójkątny.

10. Rdzeń według zastrz. 9, znamienny tym, że kąt rozwarcia każdego z obwodowych rowków (1), (3) wynosi od 12° do 15°.

11. Rdzeń według zastrz. 8, znamienny tym, że każdy z obwodowych rowków (1), (3) ma kształt płasko równoległy.

12. Rdzeń według zastrz. 11, znamienny tym, że szerokość każdego z obwodowych rowków (1), (3) stanowi 1/4 grubości rdzenia.

13. Rdzeń według zastrz. 8, znamienny tym, że każdy z obwodowych rowków (1), (3) ma kształt trójkątny o wypukłych krawędziach tworzących.

14. Rdzeń według zastrz. 13, znamienny tym, że promień zaokrąglenia każdej z wypukłych krawędzi tworzących wynosi 2,5 szerokości rdzenia.