RU2682797C1 - Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка - Google Patents
Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682797C1 RU2682797C1 RU2018120027A RU2018120027A RU2682797C1 RU 2682797 C1 RU2682797 C1 RU 2682797C1 RU 2018120027 A RU2018120027 A RU 2018120027A RU 2018120027 A RU2018120027 A RU 2018120027A RU 2682797 C1 RU2682797 C1 RU 2682797C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sealing
- gasket
- sections
- corners
- whiskers
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области уплотнительной техники для герметизации неподвижных фланцевых разъемных соединений прямоугольной или другой произвольной формы в широком диапазоне температур и давлений при многократных нагружениях и длительных сроках эксплуатации. Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка имеет два симметрично расположенных уплотнительных уса переменного профиля в сечении с уменьшением толщины в сторону уплотнительных кромок, на участках закругления углов имеет равномерно переменную увеличенную толщину и длину усов, чем на примыкающих прямолинейных участках. Технический результат состоит в получении прокладки с одинаковыми по периметру или улучшенными на участках закругления углов упругими характеристиками и значениями удельных давлений по уплотнительным кромкам, что повышает уплотняющую способность прокладки. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано во всех областях машиностроения для герметизации неподвижных фланцевых разъемных соединений прямоугольной или другой произвольной формы в широком диапазоне температур и давлений при многократных нагружениях и длительных сроках эксплуатации.
Проблемами, решаемыми настоящим изобретением, являются: улучшение уплотняющих свойств за счет повышения упругости и контактного давления на уплотнительных поверхностях на участках закругления углов прокладки прямоугольной формы.
Анализ существующего уровня техники показал следующее. Известна конструкция упругой металлической прокладки для плоских разъемных соединений по патенту №4.114.907 от 19.09.1978 г (США). Прокладка имеет центральный сердечник, состоящий из винтовой пружины, выполненной из металлической проволоки с соприкасающимися витками и в нерабочем состоянии имеет форму сплошного кольца. Центральный пружинный сердечник окружен оболочкой, имеющей сечение по форме незакрытой кривой (тора). Поперечное сечение проволоки внутренней витой пружины представляет собой круговой сегмент. Внешняя торовая оболочка может быть изготовлена как из металлов - сталь, медь, алюминий, так и из пластиков - политетрафторэтилена.
Недостатком указанной конструкции прокладки является незначительная величина упругости, сложность изготовления. В случае применения прокладки в разъемных соединениях прямоугольной формы в зонах с небольшими радиусами закругления углов прокладка имеет пониженный уровень упругости и на торовой оболочке возможно появление волнистости, рябизны.
Известна конструкция полой металлической самоуплотняющейся прокладки О-образного профиля (Уплотнения. Сборник статей. Перевод с английского инж. В.П. Харитонова под редакцией доктора технических наук В.К. Житомирского, "Машиностроение", Москва. 1964 г. УДК 62-762-20). Прокладка может иметь в плане прямоугольную или другую произвольную форму.
Отличительным признаком прокладки является то, что по внутренней поверхности прокладки расположены мелкие отверстия для подвода во внутреннюю полость рабочей среды, от давления которой создается эффект самоуплотнения. Она изготавливается из трубок нержавеющей стали сваркой концов в стык с последующим шлифованием заподлицо сварного шва. Радиус закруглений на углах прокладки прямоугольной формы не делается меньшим, чем четыре диаметра поперечного сечения прокладки.
Недостатком указанной конструкции является наличие сварного шва, пониженный уровень упругости в том числе и в зоне радиусов закругления.
В качестве прототипа взята упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка по патенту на изобретение №2617220 F16j 15/00, 2016 г. (РФ), содержащая два симметрично расположенных уплотнительных уса переменного профиля в сечении. Отличительным признаком прокладки является то, что прокладка имеет между уплотнительными усами не менее одного пояса сплошной упругой перемычки с выполнеными в ней отверстиями для подвода во внутреннюю полость рабочей среды, от давления которой создается эфект самоуплотнения.
Перемычка, соединяющая уплотнительные усы, при обжатии прокладки в замке разъемного соединения требует дополнительного усилия для ее деформации, следовательно, удельное давление по уплотнительным поверхностям прокладки увеличивается и повышается ее герметизирующая способность. Недостатком указанной конструкции следует признать ограниченные возможности повышения упругости уплотнения, вызванные конструктивными особенностями прокладки прямоугольной формы. В зонах радиусов закруглений углов прокладки с перемычкой величина упругой деформации из-за большой кривизны становится меньше чем на прямолинейных участках. Целью изобретения является повышение уплотняющих свойств прокладки.
Техническая задача, решаемая использованием настоящего изобретения, состоит в разработке конструкции прокладки в которой на участках закругления углов значения удельных давлений и упругой деформации были бы не хуже, чем на прямолинейных участках.
Указанная цель достигается тем, что в техническом решении, прокладка на участках закругления выполнена с равномерно переменной увеличенной толщиной и длиной усов, чем на примыкающих прямолинейных участках.
Участки закругления углов с измененной геометрией поперечного сечения прокладки могут быть по наружному или внутреннему контурам прокладки.
Прокладка с увеличенной толщиной и длиной усов при обжатии в замке разъемного соединения в зонах закругления углов требует дополнительного усилия для ее деформации, следовательно, удельное давление по уплотнительным поверхностям прокладки увеличивается и повышается ее герметизирующая способность. Величины удельного давления и упругой деформации в зонах закругления углов не менее чем значения упругой деформации прокладки на прямолинейных участках обеспечивается наличием в этих зонах увеличенной толщины и длины усов. При такой конструкции прокладки повышаются ее уплотняющиеся свойства. Эти свойства прокладки являются жизненно важными для успешной работы фланцев с малогабаритными размерами замков под прокладку, расчитанных на полетный вес в космической и авиационной технике.
Предлагаемое изобретение имеет новизну и изобретательский уровень.
Таким образом, на чертеже (фиг.1) показан общий вид прямоугольной прокладки. Прокладка состоит из упругих усов 1, 2 на прямолинейных участках, 3, 4 на участках закругления углов, уплотнительных кромок 5, 6, перемычки 7 на прямолинейных участках и на участках закругления углов. Участки закругления углов выполнены с одинаково переменной увеличенной толщиной и длиной усов 3, 4, чем на примыкающих прямолинейных участках. Участки закругления углов могут быть по наружнему или внутреннему контуру прокладки. Конструкция прокладки выполнена из высокопрочной нержавеющей стали с использованием аддитивной технологии.
Прокладка работает следующим образом:
- при обжатии прокладки в замке разъемного соединения происходит одновременно деформация упругих усов 1, 2 на прямолинейных участках и усов 3, 4 в зонах закругления углов прокладки;
- на контактной поверхности уплотнительных кромок 5, 6 от усилия затяжки создаются герметизирующие удельные давления;
- уплотняемая среда поступает во внутреннюю полость прокладки, создавая эффект самоуплотнения от давления рабочей среды.
Упругие усы 3, 4 с равномерно увеличенной толщиной и длиной на участках закругления обладают упругой деформацией и удельными давлениями не менее чем на прямоугольных участках прокладки.
Расчетно-конструкторские исследования показали, что заявленная конструкция прокладки прямоугольной формы, например, с поперечным сечением 5×6 мм с усами переменного профиля в сечении и толщиной перемычки 1,2 мм при осевом натяге 0,6 мм из стали ЭК-61 на закруглениях углов с наружным радиусом 12,5 мм имеет значения удельного давления по уплотнительным кромкам на 30% меньше, чем на прямолинейных участках.
При равномерной увеличенной до 25% толщине и длине усов на закруглениях значения удельного давления и упругой деформации увеличиваются до значения на прямолинейных участках.
Расчет проведен методом конечных элементов (МКЭ) с использованием программного комплекса MSC.Patran/MSC.Marc.
Таким образом, использование изобретения позволит получить прокладку с повышенными уплотняющими свойствами.
Claims (1)
- Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка для уплотнения неподвижных фланцевых разъемных соединений прямоугольной или другой произвольной формы, имеющая два симметрично расположенных уплотнительных уса переменного профиля в сечении с уменьшением толщины в сторону уплотнительных кромок, соединенных перемычкой, отличающаяся тем, что прокладка на участках закругления углов по наружному или внутреннему контуру выполнена с равномерно переменной увеличенной толщиной и длиной усов, чем на примыкающих прямолинейных участках.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120027A RU2682797C1 (ru) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120027A RU2682797C1 (ru) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2682797C1 true RU2682797C1 (ru) | 2019-03-21 |
Family
ID=65858632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018120027A RU2682797C1 (ru) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2682797C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4114907A (en) * | 1976-09-09 | 1978-09-19 | Commissariat A L'energie Atomique | Resilient metal gasket |
| SU922373A1 (ru) * | 1980-09-15 | 1982-04-23 | Предприятие П/Я Р-6521 | Упруга самоуплотн юща с металлическа прокладка |
| SU1037003A1 (ru) * | 1982-04-14 | 1983-08-23 | Предприятие П/Я Р-6521 | Упруга самоуплотн юща с металлическа прокладка |
| RU94659U1 (ru) * | 2009-10-21 | 2010-05-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Металлическая прокладка к-образной формы |
| RU2617220C1 (ru) * | 2016-05-11 | 2017-04-24 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка |
-
2018
- 2018-05-30 RU RU2018120027A patent/RU2682797C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4114907A (en) * | 1976-09-09 | 1978-09-19 | Commissariat A L'energie Atomique | Resilient metal gasket |
| SU922373A1 (ru) * | 1980-09-15 | 1982-04-23 | Предприятие П/Я Р-6521 | Упруга самоуплотн юща с металлическа прокладка |
| SU1037003A1 (ru) * | 1982-04-14 | 1983-08-23 | Предприятие П/Я Р-6521 | Упруга самоуплотн юща с металлическа прокладка |
| RU94659U1 (ru) * | 2009-10-21 | 2010-05-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Металлическая прокладка к-образной формы |
| RU2617220C1 (ru) * | 2016-05-11 | 2017-04-24 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2482362C2 (ru) | Плоская гребенчатая уплотнительная прокладка с двусторонними накладками для герметизации разъемных фланцевых соединений | |
| JP5365484B2 (ja) | ガスケット及び密封構造 | |
| US8757634B2 (en) | Metallic flat gasket | |
| CN103062541B (zh) | 一种鱼骨斜齿形金属垫片 | |
| US6131915A (en) | Seal | |
| US4706971A (en) | Seal ring for piston rods with partings | |
| KR960003784A (ko) | 튜브용 인-라인 필터 | |
| GB2291143A (en) | Inprovements relating to metallic seal rings | |
| US2475834A (en) | Flexible pipe joint | |
| CN201884647U (zh) | 一种金属包覆垫片 | |
| JP2011094667A (ja) | ガスケット及び密封構造 | |
| KR20160053951A (ko) | 코팅이 없는 실린더 헤드 개스켓 | |
| US4114905A (en) | Seal ring comprising a hollow deformable metal element | |
| RU2682797C1 (ru) | Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка | |
| US20100301567A1 (en) | Welded metal seal | |
| US6619668B1 (en) | Static metal gasket and method of manufacturing it | |
| CN201884649U (zh) | 一种带有双固定环的金属缠绕式垫片 | |
| RU2489633C1 (ru) | Уплотнение разъемного соединения | |
| RU2617220C1 (ru) | Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка | |
| CN201884642U (zh) | 一种带有单固定环的金属缠绕式垫片 | |
| CN206513825U (zh) | 一种竖波型缠绕垫片 | |
| CN109268167A (zh) | 密封垫 | |
| GB2221000A (en) | Improvements relating to metallic sealing rings and their manufacture | |
| GB2190154A (en) | Metallic sealing ring | |
| RU158926U1 (ru) | Уплотнительная волновая прокладка с вторичным уплотнением силур 099 |