RU161660U1 - Фланцевый разъем - Google Patents

Abstract

Фланцевый разъем, включающий два фланца, один из которых частично охватывает другой фланец по цилиндрической поверхности, между фланцами установлены две прокладки разного диаметра, отличающийся тем, что на контактной кольцевой поверхности наружного фланца выполнена канавка, в которой установлена прокладка большего диаметра, а на внутренней цилиндрической поверхности наружного фланца выполнена канавка, в которой установлена прокладка меньшего диаметра.

Description

Полезная модель относится к конструкции уплотнений фланцевых соединений и может быть использована в газо-вакуумных установках, в аппаратах химических производств, для работы при вакууме и высоких давлениях.

Известно вакуумное уплотнение ISO-KF, выбранное в качестве аналога (www.pfeiffer-vacuum.com, каталог изделий, часть 2 «Mechanical components in vacuum», стр. 41). Данное соединение состоит из двух симметричных фланцев и одной кольцевой прокладки, которая устанавливается и поддерживается между фланцами с помощью внутреннего центрирующего кольца. Фланцы прижимаются друг к другу с помощью сдавливающего хомута, раздавливая прокладку, и тем самым обеспечивая герметичность фланцевого соединения. Благодаря использованию хомута, сборка и разборка фланцевого соединения быстро осуществляется без использования каких-либо инструментов. Данное соединение применяется при давлении вакуума до 1·10^-5 мбар. Недостатком аналога является не способность выдержать избыточное давление газа более 1,5 бар.

В качестве прототипа выбрано фланцевое соединение большого диаметра (Патент RU 2191939, опубл. 27.10.2002, F16J 15/02). Изобретение относится к конструкции уплотнений фланцевых соединений большого диаметра и может быть использовано в установках и аппаратах для работы при высоких температурах и давлениях. Фланцевый разъем включает два фланца, один из которых частично охватывает другой фланец по цилиндрической поверхности, и размещенные между фланцами основную и вторичную прокладки. Диаметры охватывающей и охватываемой поверхностей фланцев дважды ступенчато меняются, образуя кольцевые уступы на разной глубине охвата, а прокладки расположены между плоскими поверхностями соответствующих уступов. Диаметр вторичной прокладки больше диаметра основной прокладки. Основная прокладка выполнена из расширенного графита, завальцованного в металлическую оболочку, а между торцевой поверхностью охватывающего фланца и встречной поверхностью охватываемого фланца размещено металлическое дистанционное кольцо, толщина которого меньше толщины основной прокладки. В предпочтительном конструктивном варианте основную и вторичную прокладки выполняют путем спиральной намотки ленты из графитовой фольги с последующей завальцовкой в металлическую оболочку. Боковые кромки намотанной ленты в прокладках обращены к поверхностям фланцев, между которыми фиксируется соответствующая прокладка. Изобретение повышает надежность уплотнения фланцевого разъема.

Недостатком прототипа является его сложность за счет наличия большого количества деталей, сложной конфигурации контактирующих поверхностей стыкуемых фланцев и двухкомпонентных уплотнительных прокладок. Кроме того, использование графитового материала для основной прокладки не обеспечивает работоспособности соединения при применении его в условиях высокого вакуума (до 1·10^-5 мбар).

Задачей настоящей полезной модели является значительное упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей фланцевого соединения, заключающееся в возможности его применения как при вакууме, так и при высоких давлениях.

При использовании полезной модели достигается следующий технический результат:

- фланцевое соединение можно использовать как при высоких давлениях (до 150 бар) так и в условиях высокого вакуума (до 1·10^-5 мбар).

- простота конструкции при высокой надежности в указанных условиях.

Для решения указанной задачи и достижения технического результата заявляется фланцевый разъем, включающий два фланца, один из которых частично охватывает другой фланец по цилиндрической поверхности, между фланцами установлены две прокладки из эластичного материала с различными внутренними диаметрами, в котором согласно заявляемой полезной модели на контактной кольцевой поверхности наружного фланца выполнена канавка, в которой установлена прокладка большего диаметра, а на внутренней цилиндрической поверхности наружного фланца выполнена канавка, в которой установлена прокладка меньшего диаметра.

Выполнение кольцевой канавки на торцевой поверхности одного из фланцев и размещение между фланцами уплотнительной резиновой прокладки большего диаметра позволяет соединению работать при вакуумных давлениях. Фланцы стягиваются между собой либо с помощью хомута, либо с помощью болтов.

При вакуумировании происходит деформирование резиновой прокладки за счет сжатия, что обеспечивает работоспособность соединения. Наличие канавки на торцевой поверхности наружного фланца обеспечивает однозначную установку прокладки и позволяет избежать ее замятия при сборке фланцевого разъема, что также повышает его надежность. Кроме того, при такой конструкции отпадает необходимость в использовании центрирующего кольца (как у соединения-аналога), что приводит к упрощению конструкции.

Уплотнение внешнего и внутреннего фланца в области сопряжения цилиндрических поверхностей необходимо для обеспечения герметичности соединения при высоких давлениях. Наличие канавки на внутренней цилиндрической поверхности наружного фланца позволяет избежать смещения прокладки при сборке и разборке соединения. Наличие резиновой прокладки меньшего диаметра в канавке, выполненной на внутренней цилиндрической поверхности наружного фланца, позволяет соединению оставаться работоспособным при давлениях до 150 бар. Так же наличие канавки препятствует выдавливанию прокладки при возрастании давления внутри соединения, в результате чего соединение остается работоспособным при высоких давлениях.

На чертеже приведена схема заявляемого соединения. Соединение состоит из внутреннего фланца 1, внешнего фланца 2. На фланцах присутствуют отверстия 3 под болтовое соединение (не показано). На торцевой поверхности внешнего фланца 2 выполнена канавка 4 для установки прокладки большего диаметра 5. На внутренней цилиндрической поверхности внешнего фланца 2 выполнена канавка 6 для установки прокладки меньшего диаметра 7.

Предлагаемое соединение работает следующим образом. В канавки 6 и 4, выполненные на внешнем фланце 2, устанавливаются резиновые прокладки 5 и 7 соответственно. После установки прокладок внутренний фланец 1 вдвигается до упора во внешний фланец 2. Оба фланца стягиваются между собой через отверстия 3 болтами (не показаны). При вакуумировании коммуникаций происходит раздавливание прокладки 5, за счет чего соединение остается работоспособным при высоком вакууме. При повышении давления в коммуникациях может происходить отжатие одного фланца от другого, при этом прокладка 5 может не обеспечивать достаточную степень герметичности. В этом случае наличие прокладки 7 позволяет сохранить работоспособность соединения за счет ее сжатия между внутренним фланцем 1 и канавкой 6.

Заявляемый фланцевый разъем используется в газовакуумных коммуникациях и может применяться как при работе с вакуумом до 1·10^-5 мбар, так и при работе с избыточным давлением до 150 бар.

Была проведена опытная проверка фланцевого разъема, которая показала его герметичность при вакууме до 1·10^-5 мбар и при избыточном давлении до 150 бар.

Claims (1)

1. Фланцевый разъем, включающий два фланца, один из которых частично охватывает другой фланец по цилиндрической поверхности, между фланцами установлены две прокладки разного диаметра, отличающийся тем, что на контактной кольцевой поверхности наружного фланца выполнена канавка, в которой установлена прокладка большего диаметра, а на внутренней цилиндрической поверхности наружного фланца выполнена канавка, в которой установлена прокладка меньшего диаметра.

   

Images