RU2102647C1

RU2102647C1 - Sleeve seal for tight joint

Info

Publication number: RU2102647C1
Application number: RU94040312/06A
Authority: RU
Inventors: Г.Г. Кузьмин; Н.А. Якутова
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики
Priority date: 1994-11-01
Filing date: 1994-11-01
Publication date: 1998-01-20
Also published as: RU94040312A

Abstract

FIELD: evacuation technique; seals for gas or liquid filled reservoirs and pipe lines. SUBSTANCE: sealing sleeve is made in form of solid ring manufactured from plastic elastic-flexible film or rubber sheet. In fitting the ring on joint, it is stretched radially over internal contour due to elastic- flexible deformations till sleeve takes form close to configuration of section being sealed. Proper sealing is achieved through tight faying of sleeve to surface. To obtain required tightness, the following relationships shall be satisfied:

and

, where D_r is external diameter of ring, d_r is internal diameter of ring, D_j is diameter of joint to be sealed and "b" is width of sealing band. For sealing the reservoirs containing aggressive media, rings-sleeves are made from respective aggressive-resistant plastics, for example, fluoroplastic or rubber of definite grades. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области техники, где применяются вакуумируемые, а также заполняемые газом или жидкостью (в том числе агрессивными) емкости и трубопроводы, а именно к уплотнениям. The invention relates to the field of technology, where evacuated and also filled with gas or liquid (including aggressive) containers and pipelines are used, namely, seals.

Широко известен способ герметизации емкостей и трубопроводов при помощи муфт из упругопластичных материалов, устанавливаемых на соответствующий участок (стык, повреждение, дефект материала и т.п.). При этом герметичность обеспечивается за счет плотного прилегания муфты к уплотняемой поверхности. The method of sealing containers and pipelines using couplings of elastoplastic materials installed on the corresponding section (joint, damage, material defect, etc.) is widely known. In this case, tightness is ensured due to the tight fit of the coupling to the sealing surface.

Так, известно уплотнение в виде отрезка шланга из вакуумной резины, плотно надеваемого одним концом на патрубок вакуумной камеры, а другим концом на вал, вставленный в патрубок. Такое уплотнение надежно герметизирует стыковое соединение [1]
Недостатком такого уплотнения является ограниченный диапазон внутренних диаметров вакуумного шланга (от 3 до 30 мм) при относительно толстой стенке, равной внутреннему диаметру, что существенно увеличивает габарит стыка, а также нестойкость вакуумной резины в агрессивной среде, что ограничивает его применение.So, it is known that a seal is in the form of a piece of hose made of vacuum rubber tightly worn at one end on the nozzle of the vacuum chamber and the other end on the shaft inserted into the nozzle. Such a seal reliably seals the butt joint [1]
The disadvantage of this seal is the limited range of internal diameters of the vacuum hose (from 3 to 30 mm) with a relatively thick wall equal to the inner diameter, which significantly increases the joint dimension, as well as the instability of vacuum rubber in an aggressive environment, which limits its use.

Известно также уплотнение гибкий элемент (линзовый компенсатор), выполненный в виде сильфона из вакуумной резины, в который плотно вставляются торцы стыкового соединения, что обеспечивает герметичность стыка [2]
Недостатком такого уплотнения является необходимость использования сложного технологического оборудования для изготовления сильфонов (особенно больших диаметров), а также увеличенный габарит стыка за счет большого диаметра гофров и нестойкость в агрессивной среде.Also known is a flexible element seal (lens compensator) made in the form of a bellows made of vacuum rubber, into which the ends of the butt joint are tightly inserted, which ensures the tightness of the joint [2]
The disadvantage of such a seal is the need to use sophisticated technological equipment for the manufacture of bellows (especially large diameters), as well as an increased joint dimension due to the large diameter of the corrugations and instability in an aggressive environment.

Наиболее близким по технической сущности является уплотнение в виде муфты для соединения полиэтиленовых труб [3] которое можно принять за прототип. Муфта выполнена из полиэтилена в виде полого цилиндра с внутренним буртиком. В муфту плотно вставляются торцы труб. Для более надежной герметичности применяется контактная сварка муфты с трубой. The closest in technical essence is a seal in the form of a coupling for connecting polyethylene pipes [3] which can be taken as a prototype. The coupling is made of polyethylene in the form of a hollow cylinder with an inner flange. The ends of the pipes are tightly inserted into the coupling. For more reliable tightness, contact welding of the coupling with the pipe is used.

Недостатком такого уплотнения является ограниченный диапазон диаметров соединяемых элементов (от 16 до 140 мм), невозможность обеспечения надежной герметичности сваркой в случае соединения элементов, выполненных из иного материала (стекло, метал и т.д.), а также относительно невысокая стойкость полиэтилена в агрессивной среде. The disadvantage of such a seal is the limited range of diameters of the connected elements (from 16 to 140 mm), the inability to ensure reliable tightness by welding in the case of connecting elements made of another material (glass, metal, etc.), as well as the relatively low resistance of polyethylene to aggressive environment.

Задача изобретения создание муфтового уплотнения для герметизации, позволяющего устранить указанные недостатки. The objective of the invention is the creation of a coupling seal for sealing, which eliminates these disadvantages.

Технический результат достигается тем, что муфта для уплотнения выполняется в виде кольца, вырезанного из цельной упругопластичной пластмассовой пленки или листа резины, что обеспечивает сплошность детали (без стыков). В случае применения уплотнения в агрессивной среде используется пленка из агрессивностойкой пластмассы, например фторопласта, или лист резины соответствующей марки. The technical result is achieved by the fact that the coupling for sealing is made in the form of a ring cut from a solid elastoplastic plastic film or rubber sheet, which ensures the integrity of the part (without joints). If the seal is used in an aggressive environment, an aggressive plastic film, such as fluoroplastic, or a rubber sheet of the corresponding brand is used.

Такая муфта-кольцо предварительно растягивается радиально по внутреннему контуру за счет упругопластических деформаций до формы, близкой к конфигурации уплотняемого соединения, и устанавливается на соответствующий участок. При этом кольцо трансформируется в трубчатую муфту, охватывающую уплотняемый стык (участок). Герметизация обеспечивается за счет плотного прилегания муфты к уплотняемой поверхности, практически не увеличивая габарит стыка (уплотняемого участка). Such a ring coupling is preliminarily stretched radially along the inner contour due to elastoplastic deformations to a shape close to the configuration of the joint being sealed, and is mounted on the corresponding section. In this case, the ring is transformed into a tubular sleeve covering the sealed joint (section). Sealing is ensured due to the tight fit of the coupling to the sealing surface, practically without increasing the size of the joint (sealing area).

Для обеспечения необходимого натяга в соединении муфты с поверхностью наружный диаметр кольца должен быть несколько меньше диаметра уплотняемого сосуда (стыка)

При большей или меньшей величине этого отношения возможно соответственно неплотное прилегание муфты к поверхности либо нарушение ее целостности при растяжении. На практике герметизация обеспечивается при

где D_к внешний диаметр кольца,
d_к внутренний диаметр кольца,
D_с диаметр уплотняемого стыка,
b ширина пояса уплотнения.To ensure the necessary interference in the coupling of the coupling with the surface, the outer diameter of the ring should be slightly less than the diameter of the vessel being sealed (joint)

With a larger or smaller value of this ratio, a loose fit of the coupling to the surface or a violation of its integrity under tension is possible. In practice, sealing is provided when

where D is _the outer diameter of the ring,
d _{to the} inner diameter of the ring,
D _{with the} diameter of the sealed joint,
b width of the seal belt.

Для более надежной герметизации уплотнение накладывается в несколько слоев, а для обеспечения необходимой прочности дополнительно устанавливается силовой бандаж. For more reliable sealing, the seal is superimposed in several layers, and to ensure the necessary strength, an additional power bandage is installed.

Таким образом осуществлена герметизация оптического лазерного фототропного затвора, состоящего из двух стеклянных подложек-дисков диаметром 200 мм с зазором между ними 1 мм, заполненного химически агрессивной рабочей жидкостью. Thus, an optical laser phototropic shutter was sealed, consisting of two glass disk substrates with a diameter of 200 mm with a gap of 1 mm between them, filled with a chemically aggressive working fluid.

На фиг. 1 изображено муфтовое уплотнение, на фиг. 2 стык муфтового уплотнения. In FIG. 1 shows a sleeve seal; FIG. 2 joint coupling seal.

Муфта-кольцо было изготовлено из фторопластовой пленки толщиной 0,1 мм. Края муфты для более надежной герметизации прижимались к цилиндрической поверхности подложек резиновыми кольцами-бандажами. The coupling ring was made of a fluoroplastic film 0.1 mm thick. The edges of the coupling for more reliable sealing were pressed against the cylindrical surface of the substrates with rubber rings-bandages.

Герметизация стыков (повреждений, дефектов материала) сосудов и трубопроводов при помощи муфт в виде колец, вырезанных из сплошной упругопластичной пластмассовой пленки или листа резины, устанавливаемых с натягом на соответствующий участок, позволяет исключить использование уплотнений, требующих специального технологического оборудования для изготовления, что упрощает и удешевляет выполнение уплотнения, особенно для сосудов большого диаметра. Sealing the joints (damages, defects of the material) of vessels and pipelines using couplings in the form of rings cut from a continuous elastoplastic plastic film or rubber sheet installed with an interference fit on the corresponding section, eliminates the use of seals that require special technological equipment for manufacturing, which simplifies and reduces the cost of compaction, especially for vessels of large diameter.

Муфтовое уплотнение, выполненное в виде простого элемента кольца, вырезанного из сплошной упругопластичной пластмассовой пленки или листа резины, позволяет герметизировать сосуды (трубопроводы) в самом широком диапазоне диаметров с минимальными затратами. Такое уплотнение позволяет выполнять герметизацию емкостей и трубопроводов как вакуумируемых, так и заполняемых жидкостью или газом, в том числе агрессивными, что обеспечивается выбором соответствующих пленок из агрессивностойких материалов, при этом габариты стыка (сосуда) увеличиваются весьма незначительно. A sleeve seal made in the form of a simple ring element cut from a continuous elastoplastic plastic film or rubber sheet allows you to seal vessels (pipelines) in the widest range of diameters with minimal cost. Such a seal allows the sealing of containers and pipelines both evacuated and filled with liquid or gas, including aggressive ones, which is ensured by the selection of appropriate films from aggressive materials, while the dimensions of the joint (vessel) increase very slightly.

Claims

A sleeve seal for sealing the joint of parts made of an elastoplastic material, characterized in that the sleeve is made in the form of a ring of film material, the outer diameter of which corresponds to ≈ 0.9 D _c , and the width b of the seal belt is determined from the ratio

where D _{to the} outer diameter of the ring;
d _{to the} inner diameter of the ring;
D _{c the} diameter of the sealed joint.