RU2002158C1

RU2002158C1 - Vacuum flange joint

Info

Publication number: RU2002158C1
Authority: RU
Inventors: Анатолий Петрович Муравьев; Николай Федорович Капустин
Original assignee: Казанское предпри тие "Вакууммаш"
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1993-10-30

Abstract

Использование: в вакуумной технике Сущность изобретени , плоское дно кольцевой канавки фланца параллельно плоскости разъема фланцев. В канавке размещен круглый уплотнитель Стенки канавки выполнены наклонными Ближн к оси фланца стенка выполнена под углом 70&deg; к дну канавки , глубина и ширина которой соответственно равны 0.7 и 1,1 диаметра сечени уплотнител Стенки и дно канавки сопр жены по радиусу, равному 0.4 этого диаметра 1 ил.Usage: in vacuum technology SUMMARY OF THE INVENTION A flat bottom of an annular groove of a flange parallel to the plane of the flange connector. A round seal is placed in the groove. The walls of the groove are made inclined. Near the axis of the flange, the wall is made at an angle of 70 [deg.] to the bottom of the groove, the depth and width of which are respectively 0.7 and 1.1 of the diameter of the cross-section of the sealant. The walls and the bottom of the groove are mated in a radius equal to 0.4 of this diameter of 1 silt.

Description

Изобретение относитс к вакуумной технике и касаетс вакуумных фланцевых соединений.The invention relates to vacuum technology and relates to vacuum flange connections.

Известны конструкции фланцевых соединений , содержащие плоский фланец, фланец с кольцевой проточкой (канавкой) и размещенный в ней круглый уплотнитель, отличающиес друг от друга профилем поперечного сечени канавш, например треугольна канавка или типа ласточкина хвоста.There are known designs of flange joints comprising a flat flange, a flange with an annular groove (groove) and a circular seal located therein, differing from each other by a groove cross-sectional profile, for example a triangular groove or a dovetail type.

Недостатками таких фланцевых соединений вл ютс в первом случае больша величина натекани , вызванна большой поверхностью уплотнени , не контактирующей с поверхност ми обоих фланцев со стороны откачиваемого обьема, и сложностью монтажа, св занной с выпаданием уплотнител из канавки во врем сборки фланцевого соединени , если фланцы расположены, например, вертикально. Во втором случае - больша величина натекани , св занна с наличием больших мертвых объемов, т.е. объемов, заключенных между неконтактирующими поверхност ми уплотнител и ка- навки со стороны на канавки фланца, а также больша трудоемкость выполнени канавки.The disadvantages of such flange connections are, in the first case, a large leakage rate caused by a large seal surface that is not in contact with the surfaces of both flanges on the pumped volume side, and the mounting complexity associated with the seal falling out of the groove during assembly of the flange connection, if the flanges are located , for example, vertically. In the second case, a large leakage rate is associated with the presence of large dead volumes, i.e. the volumes enclosed between the non-contacting surfaces of the seal and the grooves on the side of the flange grooves, as well as the great complexity of the groove.

Наиболее широко распространенным на практике и близким по технической сущности к предлагаемому фланцевому соединению вл етс выбранное в качестве прототипа вакуумное фланцевое соединение с пр моугольной канавкой, содержащее плоский фланец, фланец с кольцевой канавкой с плоским дном, параллельным плоскости разъема фланцев, с пр мыми параллельными стенками, составл ющими с дном канавки угол 90°, и размещенный в канавке круглый уплотнитель 2.The most widely used in practice and close in technical essence to the proposed flange connection is a vacuum flange connection with a rectangular groove selected as a prototype, comprising a flat flange, a flange with an annular groove with a flat bottom parallel to the plane of the flange connector, with straight parallel walls constituting an angle of 90 ° with the bottom of the groove and a round seal 2 located in the groove.

Недостатки фланцевого соединени с пр моугольной канавкой следующие: 1. больша величина натекани , т.е., больша величина проникновени газа в откачиваемый объем из окружающей среды и из мертвых объемов, где газ находитс в сжатом состо нии; 2. сложность монтажа (стыковки) фланцев без специальных приспособлений или предварительного приклеивани уплотнител к фланцу.The disadvantages of a flange connection with a rectangular groove are as follows: 1. a large leakage rate, i.e., a large amount of gas penetrating into the pumped volume from the environment and from dead volumes, where the gas is in a compressed state; 2. the difficulty of mounting (joining) the flanges without special devices or preliminary gluing the sealant to the flange.

Таким образом, профиль и размеры канавки должны обеспечивать максимальную поверхность контакта уплотнител с фланцами и максимальное усилие сжати в контакте , минимальные мертвые объемы и минимальную поверхность уплотнител , неконтактирующую с обоими фланцами со стороны откачиваемого объема, а также удерживать уплотнитель в канавке при любом пространственном расположении фланца,Thus, the profile and dimensions of the groove should provide the maximum contact surface of the sealant with the flanges and the maximum compression force in contact, the minimum dead volumes and the minimum seal surface that is not in contact with both flanges on the pumped volume side, and also keep the seal in the groove for any spatial arrangement of the flange ,

Целью изобретени вл етс повышение герметичности (уменьшение натекани ) и упрощение монтажа фланцевого соединени .The aim of the invention is to increase the tightness (reduce leakage) and simplify the installation of the flange connection.

Это достигаетс тем, что в вакуумном фланцевом соединении, содержащем плоский фланец, фланец с кольцевой канавкойThis is achieved in that in a vacuum flange connection comprising a flat flange, a flange with an annular groove

с плоским дном, параллельным плоскостиflat bottom parallel to plane

разъема фланцев, и пр мыми параллельными стенками, и размещенный в канавке круглый уплотнитель, стенки канавки выполнены наклонными, причем ближн кflange connector, and straight parallel walls, and a round seal located in the groove, the groove walls are made inclined, and close to

5 оси фланца стенка выполнена под углом 70° к дну канавки, глубина и ширина которой соответственно равны 0,7 d и 1,1 d, а стенки и дно канавки сопр жены по радиусу, равному 0,4 d, где d - диаметр сечени уплот0 нител .On the 5th axis of the flange, the wall is made at an angle of 70 ° to the bottom of the groove, the depth and width of which are respectively 0.7 d and 1.1 d, and the walls and bottom of the groove are conjugated along a radius of 0.4 d, where d is the cross-sectional diameter sealing thread

Така конструкци канавки позвол ет за счет наклона стенок уменьшить поверхность уплотнител , неконтактирующую с обоими фланцами со стороны откачиваемо5 го объема.This design of the groove allows, due to the inclination of the walls, to reduce the surface of the seal that is not in contact with both flanges on the side of the pumped-out volume.

Сопр жение дна канавки с ее стенками по дуге радиусом 0,4 d, r.e. радиусом с учетом допусков отклонений, практически равным радиусу сечени уплотнител , сводитThe joint of the bottom of the groove with its walls along an arc of radius 0.4 d, r.e. radius, taking into account tolerances of deviations, almost equal to the radius of the cross-section of the sealant, reduces

0 мертвые объемы к нулю вследствие близкого совпадени профилей сечений уплотнител и канавки в местах возможного образовани мертвых объемов (сопр жени дна со стенками канавки).0 dead volumes to zero due to the close coincidence of the cross-sectional profiles of the sealant and the groove in the places of possible formation of dead volumes (mating the bottom with the walls of the groove).

5 За счег этого увеличиваетс поверхность контакта уплотнител с фланцами, уменьшаетс объем канавки, а значит, увеличиваетс усилие сжати в контакте, так как площадь поперечного сечени уплотни0 тел не мен етс (уплотнитель при данном усилии сжати несжимаем), в результате снижаетс величина натекани через фланцевое соединение.5 Due to this, the contact surface of the sealant with the flanges increases, the volume of the groove decreases, and therefore, the compressive force in the contact increases, since the cross-sectional area of the sealant does not change (the sealant is incompressible at this compression force), as a result, the leakage through the flange decreases compound.

Наклон ближней к оси фланца стенкиTilt of the wall closest to the axis of the flange

5 образует выступ внутри канавки, за который удерживаетс уплотнитель, устанавливаемые в канавку с небольшим нат гом, и тем самым предотвращаетс выпадение уплотнители из канавки при любом пространст0 венном расположении фланца, что и5 forms a protrusion inside the groove by which the seal is held, which are installed in the groove with a slight tension, and this prevents the seals from falling out of the groove for any spatial arrangement of the flange, which

упрощает монтаж фланцевого соединени ,simplifies flange mounting,

Прин та глубина канавки, равна 0,7 dAccepted groove depth 0.7 d

(диаметра сечени уплотнител )определена(diameter of a section of a sealant) is defined

из ТУ 38.1051833-88 как среднеарифмети5 ческое значение, округленное до дес тых долей.from TU 38.1051833-88 as an arithmetic mean value rounded to tenths.

Величина угла наклона стенки 70° вытекает из услови максимального зацеплени уплотнител при прин той глубине (0,7 d) канавки и минимальном наклоне стенки.The angle of inclination of the wall of 70 ° follows from the condition of maximum engagement of the sealant at an accepted depth (0.7 d) of the groove and minimum inclination of the wall.

Ширина канавки (кратчайшее рассто ние между стенками) определ етс из услови равенства площадей сечени уплотнител и канавки и составл ет 1,1 d.The width of the groove (the shortest distance between the walls) is determined from the condition that the sealing areas of the seal and the groove are equal and is 1.1 d.

На чертеже представлено вакуумное фланцевое соединение в разрезе.The drawing shows a vacuum flange connection in section.

Фланцевое соединение содержит плоский фланец 1, фланец 2 с канавкой 3, в которую установлен уплотнитель 4, Стенка 5 канавки, ближн к оси фланца и параллельна стенке б, наклонена ко дну 7 канавки под углом 70°. Участки 8 и 9 сопр жени стенок с дном канавки выполнены по радиусу , равному 0,4 d. Глубина канавки составл ет 0,7 d, а ширина 1,1 d.The flange connection includes a flat flange 1, a flange 2 with a groove 3, in which the seal 4 is installed, the groove wall 5, which is close to the axis of the flange and parallel to the wall b, is inclined to the bottom 7 of the groove at an angle of 70 °. The mating portions 8 and 9 of the walls with the bottom of the groove are made in a radius of 0.4 d. The groove depth is 0.7 d and the width 1.1 d.

Уплотнитель 4 устанавливаетс в канавку 3 с небольшим нат гом, поэтому силыThe seal 4 is installed in the groove 3 with a slight tension, so the forces

Claims

The claims

A VACUUM FLANGE CONNECTION comprising a flat flange, a flange with an annular groove with a flat bottom parallel to the plane of the flange connector, and with straight parallel walls and a circular seal located in the groove,

the elasticity of the sealant holds it in a depression formed by the wall 5, the mating portion 9 and the bottom 7, preventing the sealant from falling out at any spatial arrangement of the flange. This simplifies the installation of the flange joint. When compressed, the seal is deformed, snug against the surfaces of the flanges, not forming measured volumes. From here and

10 the maximum contact surface of the seal with the flanges and the maximum compressive force in contact, which increases the tightness of the joint.

15 (56) A. Roth. Vacuum seals. M .: Energy, 1971, p. 227-228. In the same place, with. 224.

characterized in that the walls of the groove are made oblique, and the wall closest to the axis of the flange is made at an angle of 70 to the bottom of the groove, the depth and width of which are respectively 0.7d and 1.1d, the walls and the bottom of the groove are radially conjugated - 25 su equal to 0.4d, where d is the diameter of the cross section of the sealant.

/ S