RU2129681C1

RU2129681C1 - Sealing joint

Info

Publication number: RU2129681C1
Application number: RU97101302A
Authority: RU
Inventors: А.М. Долотов
Original assignee: Орловский государственный технический университет
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 1999-04-27

Abstract

FIELD: sealing technology; valve, flange, nipple and other joints. SUBSTANCE: sealing joint includes shut-off member fitted for engagement with thin-walled envelope which is subjected to elastic deformation during contact. Surface of thin-walled envelope which is not engageable with shut-off member is provided with groove on side of its end forming section of wall working both in elastic deformation zone and in plasto-elastic deformation zone when engageable with shut-off member. EFFECT: enhanced reliability of sealing in case of change in operating conditions. 3 dwg

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике, может быть использовано, например, в клапанных, фланцевых, ниппельных и других герметичных соединениях, используемых в авиакосмической, химической, газовой и других отраслях промышленности. The invention relates to sealing equipment, can be used, for example, in valve, flange, nipple and other tight joints used in aerospace, chemical, gas and other industries.

Известна конструкция уплотнительного соединения /см. заявка Франции N 2459928 A1, кл. F 10 K 1/38, 1980 г./, содержащая запорный орган, контактирующий с тонкостенным оболочечным элементом, на торце которого с рабочей стороны выполнено утонение. В этой конструкции повышение несущей способности оболочечного элемента достигается за счет нагружения последнего не по линии, а по поверхности. При этом достигается двоякий эффект. Во-первых, нагружение оболочечного элемента по поверхности позволяет воспринимать значительно большие усилия, действующие со стороны затвора, которые могут быть связаны с динамическим характером нагружения, пульсацией давления герметизируемой среды, неисправностями в приводной системе, ошибками оператора и т.д. Во-вторых, уточнение торца оболочечного элемента создает благоприятные условия для плотного прилегания оболочечного элемента к затвору при меньших усилиях, чем при отсутствии утонения, т. к. торец с утонением более податлив, чем без него. The known design of the sealing connection / see application of France N 2459928 A1, CL F 10 K 1/38, 1980 /, containing a locking member in contact with a thin-walled shell element, at the end of which a thinning is made from the working side. In this design, an increase in the bearing capacity of the shell element is achieved by loading the latter not along the line, but along the surface. In this case, a double effect is achieved. Firstly, the loading of the shell element over the surface makes it possible to perceive significantly greater forces acting on the side of the shutter, which may be associated with the dynamic nature of loading, pressure pulsation of the pressurized medium, malfunctions in the drive system, operator errors, etc. Secondly, the refinement of the end face of the shell element creates favorable conditions for a snug fit of the shell element to the shutter with less effort than in the absence of thinning, since the end face with thinning is more pliable than without it.

Недостатком этой конструкции является чувствительность уплотнительного соединения к изменению условий эксплуатации, т.к. форма оболочечного элемента зависит от величины воспринимаемого усилия и давления герметизируемой среды. В случае изменения либо давления среды, либо усилия со стороны затвора, контакт по поверхности перейдет в контакт по линии, что связано с неизбежной деформацией оболочечного элемента, уплотнительное соединение лишится преимуществ, описанных выше. The disadvantage of this design is the sensitivity of the sealing joint to changes in operating conditions, because the shape of the shell element depends on the magnitude of the perceived effort and pressure of the medium being sealed. In the event of a change in either the pressure of the medium or the force from the shutter side, the contact along the surface will become contact along the line, which is associated with the inevitable deformation of the shell element, the sealing joint will lose the advantages described above.

Известно также уплотнительное соединение /см. книгу Кармугин Б.В., Стратиевский Г.Т., Мендельсон Д.А. Клапанные уплотнения пневмогидроагрегатов. - М.: Машиностроение, 1983 г., стр. 9, рис. 2/, принятое за прототип, представляющее собой тонкостенный оболочечный элемент, в торец которого вдавливается конический затвор. Тонкостенный оболочечный элемент, деформируясь, принимает форму затвора, обеспечивая плотное прилегание оболочечного элемента к затвору, а тем самым - герметичный стык. В процессе герметизации возможна перегрузка оболочечного элемента, что приводит к его разрушению, поэтому иногда используют ограничители деформации оболочечного элемента осевого или радиального типов. Однако, использование ограничителей связано с невозможностью компенсации износа уплотнительного стыка /оболочечный элемент изнашивается, а ограничитель практически нет/, технологическими сложностями обеспечения требуемого зазора между оболочечным элементом и ограничителем. Sealing compound / cm is also known. book Karmugin B.V., Stratievsky G.T., Mendelssohn D.A. Valve seals for pneumatic hydraulic units. - M .: Engineering, 1983, p. 9, Fig. 2 /, taken as a prototype, which is a thin-walled shell element, into the end of which a conical shutter is pressed. Thin-walled shell element, deforming, takes the form of a shutter, providing a snug fit of the shell element to the shutter, and thereby - a tight joint. During the sealing process, an overload of the shell element is possible, which leads to its destruction, therefore, sometimes deformation limiters of the shell element of axial or radial types are used. However, the use of limiters is associated with the impossibility of compensating for the wear of the sealing joint / the shell element wears out, and the limiter is practically absent /, with the technological difficulties of ensuring the required clearance between the shell element and the limiter.

В некоторых случаях для ограничения деформации оболочечного элемента используют ужесточающий бурт, но при этом с повышением несущей способности оболочечного элемента происходит его ужесточение, поэтому для обеспечения герметичного стыка необходимо прикладывать значительно большие усилия. In some cases, to tighten the deformation of the shell element, a tightening collar is used, but at the same time, with increasing the bearing capacity of the shell element, it is toughened, therefore, to ensure a tight joint, much greater efforts must be applied.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении надежности уплотнительного соединения при возможном изменении условий эксплуатации. The problem to which the invention is directed, is to increase the reliability of the sealing connection with a possible change in operating conditions.

Технический результат достигается тем, что в уплотнительном соединении, содержащем запорный орган, установленный с возможностью взаимодействия с тонкостенной оболочкой, упругодеформирующейся при их контакте, согласно изобретению на неконтактирующей с запорным органом поверхности тонкостенной оболочки со стороны торца выполнена выборка с образованием участка стенки, работающего при взаимодействии с запорным органом как в упругой, так и в упругопластической зоне деформации. The technical result is achieved by the fact that in the sealing connection containing a locking member installed with the possibility of interaction with a thin-walled shell, elastically deforming upon their contact, according to the invention, a sample is made on the surface of the thin-walled shell non-contacting with the locking member from the end side, with the formation of a wall portion that interacts with a locking organ in both elastic and elastoplastic deformation zones.

В данном устройстве изначально профиль утоненного торца не связан с формой затвора, он формируется в ходе нагружения. При изменении условий эксплуатации /герметизирующего усилия или давления среды/ в предлагаемой конструкции уплотнительного соединения происходит изменение ширины уплотнительной поверхности, что принципиально не изменяет характер нагружения тонкостенной оболочки, переход от контакта по поверхности к контакту по линии не происходит /разумеется, при соблюдении определенного диапазона изменения условий эксплуатации/. In this device, initially the profile of the thinned end is not associated with the shape of the shutter, it is formed during loading. When changing the operating conditions / sealing force or pressure of the medium / in the proposed design of the sealing joint, the width of the sealing surface changes, which does not fundamentally change the nature of the loading of the thin-walled shell, the transition from contact over the surface to the contact along the line does not occur / of course, subject to a certain range of changes operating conditions.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена конструкция уплотнительного соединения, на фиг. 2 показан момент контакта запорного органа с тонкостенной оболочкой в начале нагружения, на фиг. 3 показан контакт запорного органа с тонкостенной оболочкой в нагруженном состоянии. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the design of the sealing joint, FIG. 2 shows the moment of contact of the closure member with a thin-walled shell at the beginning of loading; FIG. 3 shows the contact of the locking member with a thin-walled shell in a loaded state.

Уплотнительное соединение состоит из тонкостенной оболочки 1 и запорного органа 2. Со стороны торца тонкостенной оболочки выполнена выборка, образующая утонченную часть стенки 3. The sealing connection consists of a thin-walled shell 1 and a locking member 2. From the side of the end of the thin-walled shell, a sample is made forming a thinned part of the wall 3.

Уплотнительное соединение работает следующим образом. После касания запорным органом 2 тонкостенной оболочки 1 последняя своей утонченной частью 3 плотно прилегает к поверхности запорного органа 2, образуя контакт по поверхности. Sealing connection works as follows. After the locking body 2 touches the thin-walled shell 1, the latter, with its refined part 3, fits snugly against the surface of the locking body 2, forming contact over the surface.

При изменении условий эксплуатации тонкостенная оболочка 2 деформируется, а утонченный конец 3 обеспечивает контакт по поверхности. Варьируя размеры утонченного торца 3, добиваются его работы как в упругой, так и в упругопластической зоне, изменяют допускаемый диапазон условий эксплуатации
Предлагаемая конструкция уплотнительного соединения не чувствительна к перекосам при посадке затвора, т.к. утоненный торец легко принимает овальную форму. Уплотнительное соединение не нуждается в приработке, т.к. требуемый контакт по поверхности формируется сразу в ходе первого нагружения.When changing operating conditions, the thin-walled shell 2 is deformed, and the thinned end 3 provides contact over the surface. By varying the dimensions of the refined end 3, they achieve its work both in the elastic and in the elastoplastic zone, change the allowable range of operating conditions
The proposed design of the sealing joint is not sensitive to distortions when landing the shutter, because the thinned end face easily takes an oval shape. The sealing joint does not need to be run-in, as the required surface contact is formed immediately during the first loading.

Claims

A sealing compound containing a locking member installed with the possibility of interaction with a thin-walled shell that elastically deforms upon contact, characterized in that a sample is made on the surface of the thin-walled shell not in contact with the locking member from the end side, with the formation of a wall section that interacts with the locking member as in the elastic as well as in the elastoplastic deformation zone.