RU2030662C1

RU2030662C1 - Device for tightening butt between two cylindrical parts

Info

Publication number: RU2030662C1
Authority: RU
Inventors: М.Ю. Чайков; В.П. Луговой
Original assignee: Уральский электромеханический завод
Priority date: 1992-08-18
Filing date: 1992-08-18
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: flat elastomeric ring spacer is interposed between face surfaces of the parts. The outer cylindrical surface of one of the parts has a ring groove whose height is less than its depth. The spacer is mounted in the groove by the outer cylindrical surfaces. The sealed faces of the parts are conical. The outer cone is made up as the part provided with the spacer. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к вакуумной технике, в частности к уплотнениям элементов разъемных вакуумных камер, и может быть использовано в различных областях машиностроительной и приборостроительной техники. The invention relates to vacuum equipment, in particular to seals of elements of detachable vacuum chambers, and can be used in various fields of engineering and instrumentation.

Известно устройство для уплотнения стыка двух цилиндрических деталей с помощью плоской кольцевой эластомерной прокладки, устанавливаемой на торце одной из стыкуемых деталей. A device for sealing the joint of two cylindrical parts using a flat annular elastomeric gasket installed on the end of one of the joined parts.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности установки прокладки таким образом, чтобы исключить ее возможное смещение при соединении уплотняемых деталей. The disadvantage of this device is the inability to install the gasket in such a way as to exclude its possible displacement when connecting the sealed parts.

Известно также устройство для герметизации деталей по торцу с помощью плоской кольцевой прокладки, которая удерживается от выпадания из канавки металлическим кольцом, прижимающим ее по внутреннему краю торцовой поверхности. It is also known a device for sealing parts at the end using a flat annular gasket, which is kept from falling out of the groove by a metal ring, pressing it along the inner edge of the end surface.

Недостатком данного устройства является необходимость введения в конструкцию крепежных деталей, удерживающих прокладку в канавке. The disadvantage of this device is the necessity of introducing into the design fasteners that hold the gasket in the groove.

Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет установки прокладки без дополнительных деталей. The aim of the invention is to increase the reliability of the device by installing gaskets without additional details.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для герметизации стыка двух цилиндрических деталей, содержащем плоскую эластомерную кольцевую прокладку, установленную между торцовыми поверхностями деталей, на наружной цилиндрической поверхности одной из уплотняемых деталей выполнена кольцевая канавка высотой менее ее глубины, прокладка в канавке установлена своей внешней цилиндрической поверхностью, уплотняемые торцы деталей выполнены коническими, а наружный конус выполнен на детали, в которой установлена прокладка, причем
d₂ = (0,7 - 1,0)˙D₂
S = (1,05 - 1,35)˙h, где d₂ - наружный диаметр прокладки;
D₂ - наружный диаметр канавки;
S - толщина прокладки;
h - высота канавки.This goal is achieved by the fact that in the device for sealing the junction of two cylindrical parts containing a flat elastomeric ring gasket installed between the end surfaces of the parts, an annular groove is made on the outer cylindrical surface of one of the sealed parts with a height less than its depth, the gasket in the groove is installed with its outer cylindrical the surface, the sealed ends of the parts are made conical, and the outer cone is made on the part in which the gasket is installed, and
d ₂ = (0.7 - 1.0) ˙ D ₂
S = (1.05 - 1.35) ˙h, where d ₂ is the outer diameter of the gasket;
D ₂ is the outer diameter of the groove;
S is the thickness of the gasket;
h is the height of the groove.

Отличием данного устройства является установка плоской прокладки в канавку, выполненную не на торце, а на внешней цилиндрической поверхности детали. Размещение прокладки в такой канавке и на торцовой поверхности детали позволяет исключить крепеж и при этом обеспечить надежное герметизирование торцового стыка двух деталей. The difference between this device is the installation of a flat gasket in a groove made not on the end but on the outer cylindrical surface of the part. Placing the gasket in such a groove and on the end surface of the part allows to exclude fasteners and at the same time ensure reliable sealing of the end joint of the two parts.

На фиг. 1 показана плоская кольцевая прокладка с обозначением ее поверхностей; на фиг.2 - устройство для герметизации стыка двух цилиндрических деталей. In FIG. 1 shows a flat ring gasket with a designation of its surfaces; figure 2 is a device for sealing the junction of two cylindrical parts.

Устройство включает эластомерную кольцевую прокладку 1, установленную между торцовыми поверхностями стыкуемых деталей 2 и 3. В детали 2, которая имеет торцовую поверхность 4 в виде внешнего конуса, на наружной цилиндрической поверхности 5 выполнена кольцевая канавка 6. Внешней цилиндрической поверхностью 7 прокладка 1 размещена в канавке 6, а торцовой поверхностью 8 - на поверхности 4 детали 2. The device includes an elastomeric annular gasket 1 installed between the end surfaces of the abutting parts 2 and 3. In the part 2, which has an end surface 4 in the form of an external cone, an annular groove 6 is made on the outer cylindrical surface 5. The outer 1 cylindrical surface 7 is provided with a gasket 1 in the groove 6, and end surface 8 - on the surface 4 of part 2.

Перед установкой прокладку 1 выворачивают и, слегка растягивая с целью уменьшения толщины, заводят внешней цилиндрической поверхностью 7 в кольцевую канавку 6, выполненную на детали 2. Плотно установленная в канавку прокладка 1 под действием упругих сил, пытаясь принять прежнюю форму, прижимается к торцевой поверхности 4 детали 2. К противоположной торцовой стороне прокладки 1 стыкуется вторая соединяемая деталь 3. Таким образом, в результате надежной установки прокладки 1 в канавке 6 и размещения ее между торцами обеспечивается герметизация стыка двух цилиндрических деталей. Before installation, the gasket 1 is turned out and, slightly stretched in order to reduce the thickness, is inserted with the outer cylindrical surface 7 into an annular groove 6 made on the part 2. The gasket 1, which is tightly installed in the groove, is pressed against the end surface 4 under the action of elastic forces, trying to take its previous shape parts 2. A second connected part 3 is joined to the opposite end face of the gasket 1. Thus, as a result of the reliable installation of the gasket 1 in the groove 6 and its placement between the ends, sealing is ensured the junction of two cylindrical parts.

Для установки эластомерной кольцевой прокладки в канавке одной из уплотняемых деталей с требуемой надежностью, а также для обеспечения требуемой герметизации стыка, т.е. ровному и полному размещению прокладки на торцовой уплотняемой поверхности детали, необходимо обеспечить правильное сочетание размеров прокладки и канавки. Во-первых, высота канавки должна быть на 5-35% меньше толщины устанавливаемой прокладки в зависимости от жесткости материала прокладки, т. е. S = =(1,06-1,35)˙h. Во-вторых, глубина канавки должна быть более ее высоты, т.е. больше толщины прокладки. Сжатие прокладки в осевом направлении за счет выполнения высоты канавки по размеру, меньшей, чем толщина прокладки, а также достаточная глубина канавки позволяют с требуемой степенью надежности удерживать кольцевую прокладку в канавке одной из стыкуемых деталей за счет сил упругости эластомерной прокладки. To install an elastomeric ring gasket in the groove of one of the parts to be sealed with the required reliability, as well as to provide the required joint sealing, i.e. the equal and full placement of the gasket on the end sealing surface of the part, it is necessary to ensure the correct combination of the dimensions of the gasket and grooves. Firstly, the height of the groove should be 5-35% less than the thickness of the installed gasket, depending on the rigidity of the gasket material, i.e., S = (1.06-1.35) ˙h. Secondly, the depth of the groove should be greater than its height, i.e. more gasket thickness. Compression of the gasket in the axial direction due to the groove height being smaller than the thickness of the gasket, as well as the sufficient depth of the groove, allow the ring gasket to be held in the groove of one of the joined parts with the required degree of reliability due to the elastic forces of the elastomeric gasket.

В-третьих, наружный диаметр прокладки выбирается примерно равным d₂ = (0,7-1,0)˙D₂ наружному диаметру канавки. Чем жестче материал применяемой прокладки, тем ближе эти диаметры друг к другу. В-четвертых, внутренний диаметр прокладки определяется размерами торцовой поверхности детали и расстоянием от прокладки до торца. Выбирается он исходя из конструктивных соображений: какую часть поверхности должна накрыть прокладка, чтобы обеспечить предъявляемые требования к конструкции уплотняемого узла. Так, например, если торец детали, на котором закреплена прокладка, широкий, а торец другой уплотняемой детали узкий, то ширина кольцевой прокладки рассчитывается исходя из ширины торца узкой детали. При этом для определения внутреннего диаметра кольцевой прокладки следует учесть длину цилиндрического участка детали от канавки до торцовой поверхности и размеры внутреннего диаметра другой уплотняемой детали.Thirdly, the outer diameter of the gasket is chosen to be approximately equal to d ₂ = (0.7-1.0) ˙ D _{2 the} outer diameter of the groove. The stiffer the gasket material used, the closer these diameters are to each other. Fourth, the inner diameter of the gasket is determined by the dimensions of the end surface of the part and the distance from the gasket to the end. It is selected on the basis of design considerations: what part of the surface the gasket should cover to meet the requirements for the design of the sealed assembly. So, for example, if the end face of the part on which the gasket is mounted is wide, and the end face of the other sealing part is narrow, then the width of the annular gasket is calculated based on the width of the end face of the narrow part. In this case, to determine the inner diameter of the annular gasket, it is necessary to take into account the length of the cylindrical section of the part from the groove to the end surface and the dimensions of the inner diameter of the other sealed part.

Установлено, что чем эластичнее и тоньше прокладка и чем ближе расположена канавка к торцу, тем плотнее к нему прижимается прокладка, тем меньший угол наклона торцовой поверхности может быть выполнен на детали. It was established that the more flexible and thinner the gasket and the closer the groove is to the end, the denser the gasket is pressed against it, the smaller the angle of inclination of the end surface can be made on the part.

Была опробована установка прокладки не только на положительных от 0 до 70^о, но и на отрицательных углах торцовой поверхности детали. В последнем случае установленная прокладка не прижималась к торцу, а зависала над ним, располагаясь перпендикулярно к цилиндрической поверхности детали. Несмотря на это, при соединении деталей на малых отрицательных углах наклона (до -10^о) обеспечивалась надежная герметизация стыка двух деталей. Все соотношения размеров прокладки и деталей были доказаны многочисленными экспериментами.Has been tried installing gaskets are not only positive from 0 to ^70, but also on negative corners of the end surface of the part. In the latter case, the installed gasket was not pressed against the end face, but hung above it, perpendicular to the cylindrical surface of the part. Despite this, when connecting parts on the small negative angles (up to ^-10 °), providing a reliable seal the joint between two components. All aspect ratio gaskets and parts have been proven by numerous experiments.

Надежная установка прокладки, простота стыковки деталей, легкость и быстрота замены прокладки в случае ее износа на новую позволяет применять данное устройство, например, при проверках на герметичность деталей типа стакан, имеющих замкнутый объем. Проверяемая деталь 3 с коническим торцом устанавливается на ответную коническую торцовую поверхность сопрягаемой детали приспособления. Эластичная прокладка 1 расположена между ними и установлена внешней цилиндрической поверхностью 7 в кольцевой канавке 6. Во внутренней полости деталей создается разряжение. Для оценки герметичности с внешней стороны, т.е. со стороны области высокого давления, происходит обдув проверяемой детали 3 контрольным газом, например гелием. Reliable installation of the gasket, ease of joining of parts, ease and speed of replacing the gasket if it is worn out with a new one, allows this device to be used, for example, when checking for tightness of glass-type parts having a closed volume. The tested part 3 with a conical end is mounted on the mating conical end surface of the mating part of the device. An elastic gasket 1 is located between them and is installed by the outer cylindrical surface 7 in the annular groove 6. A vacuum is created in the internal cavity of the parts. To assess tightness from the outside, i.e. from the side of the high pressure region, there is a blowing of the tested part 3 with a control gas, for example helium.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении прокладка простейшей конфигурации, располагаясь между торцами герметизируемых деталей, быстро и надежно устанавливается в канавке на внешней цилиндрической поверхности одной из стыкуемых деталей. Уплотняемый торец детали, в котором имеется канавка, выполнен в виде наружного конуса. При этом плоская кольцевая прокладка успешно выполняет свои функции без дополнительного крепежа и в относительно широком диапазоне углов наклона торцов стыкуемых деталей. Thus, in the proposed technical solution, a gasket of the simplest configuration, located between the ends of the parts to be sealed, is quickly and reliably installed in the groove on the outer cylindrical surface of one of the joined parts. The sealed end face of the part, in which there is a groove, is made in the form of an outer cone. In this case, a flat ring gasket successfully performs its functions without additional fasteners and in a relatively wide range of angles of inclination of the ends of the joined parts.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в упрощении конструкции устройства путем изменения способа установки плоской эластомерной прокладки в кольцевой канавке. The technical and economic advantage of the proposed device compared to the prototype is to simplify the design of the device by changing the method of installing a flat elastomeric gasket in an annular groove.

Опытный образец предлагаемого устройства ПМ40-80 был изготовлен и опробован в установке, предназначенной для проверки герметичности обтекателей, представляющих собой металлические колпаки со скошенными под углом 45 и 10^о торцовыми кромками. Использование такого устройства позволяет быстро и надежно проверять герметичность подобных деталей различного диаметра и с различным углом наклона торцовых кромок за счет простой без крепежных деталей установки прокладки и плотного ровного ее размещения на рабочей поверхности детали.The prototype of the proposed device PM40-80 was fabricated and tested in a plant intended for leak testing of fairings, which are metal caps beveled at 45 and 10 ^{on the} end caps edges. The use of such a device allows you to quickly and reliably check the tightness of such parts of various diameters and with different angles of inclination of the end edges due to the installation of a gasket that is simple without fasteners and its tight even placement on the work surface of the part.

Claims

DEVICE FOR SEALING THE JOINT OF TWO CYLINDER PARTS containing a flat elastomeric ring gasket installed between the end surfaces of the parts, characterized in that an annular groove is made on the outer cylindrical surface of one of the sealing parts less than its depth, in which the gasket is installed with its outer cylindrical surface the parts are conical, and the outer cone is made on the part in which the gasket is installed, while
d ₂ = (0.7 ^° C 1.0) · D ₂ ,
s = (1.05 ^o C 1.35) h
where d ₂ is the outer diameter of the gasket;
D ₂ is the outer diameter of the groove;
s is the thickness of the gasket;
h is the height of the groove.