SU1399551A1

SU1399551A1 - Large-sized detachable high-pressure seal

Info

Publication number: SU1399551A1
Application number: SU864111448A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Горбачев; Борис Михайлович Громыко; Евгений Михайлович Матвеев; Анатолий Викторович Новиков
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6521
Priority date: 1986-08-18
Filing date: 1986-08-18
Publication date: 1988-05-30

Abstract

Изобретение относитс к уплотнитель- ной технике и может быть использовано дл уплотнени разъемных крупногабаритных соединений, работаюш,их в услови х повышенных перепадов давлени и температур с многократным циклом нагружени . Целью изобретени вл етс повышение надежности устройства при многоцикловом нагру- жении давлением уплотн емой среды за счет уменьшени вли ни монтажных зазоров и жесткости фланцев. В выемку 7, выполненную на фланце 2, установлена металлическа прокладка 3 в виде силового кольца 13 и упругих усов 14, 15 с разной жесткостью и буртами 16, 17, при этом жесткость уса 14 больше, чем уса 15. На силовом кольце 13 со стороны уса 15 выполнен выступ 20 преимущественно торовой формы, контактирующий с поверхностью 11 фланца 1, а с противоположной его стороны выполнен угловой скос 21. При этом наружный диаметр силового кольца 13 выполнен больше посадочного диаметра выемки 7, что обеспечивает наперед заданный радиальный нат г прокладки. 2 ил. (ЛThe invention relates to a sealing technique and can be used to seal detachable large-sized joints, when working, in conditions of increased pressure drops and temperatures with a multiple loading cycle. The aim of the invention is to increase the reliability of the device under multi-cycle loading by the pressure of a densified medium by reducing the influence of the mounting clearances and rigidity of the flanges. In the recess 7, made on the flange 2, there is a metal gasket 3 in the form of a force ring 13 and elastic whiskers 14, 15 with different stiffness and shoulders 16, 17, while the rigidity of the whisker 14 is greater than the whisker 15. On the force ring 13 from The barb 15 is made of a projection 20 of predominantly torus form, in contact with the surface 11 of the flange 1, and an angled bevel 21 is made on its opposite side. The outer diameter of the power ring 13 is larger than the seating diameter of the recess 7, which provides a predetermined radial tension of the gasket. 2 Il. (L

Description

со ;о со ел елso; about ate

фиг. 2FIG. 2

1515

Изобретение относитс к уплотнительной технике, и может быть использовано дл уплотнени разъемных крупногабаритных соединений, работающих при повышенных уровн х давлени с многократным циклом нагружении, в широком диапазоне темпера- тур, в том числе и при низких температурах , при наличии пульсации и вибронагрузок , с использованием как жидких, так и газообразных сред.The invention relates to a sealing technique, and can be used to seal detachable large-sized connections operating at elevated pressure levels with a multiple loading cycle in a wide range of temperatures, including at low temperatures, in the presence of pulsation and vibration loads, using both liquid and gaseous media.

Целью изобретени вл етс повышение 10 надежности устройства при многоцикловом нагружении давлением уплотн емой среды за счет уменьшени вли ни монтажных зазоров и жесткости фланцев.The aim of the invention is to increase the reliability of the device under multi-cycle loading by the pressure of a compact medium by reducing the influence of the mounting clearances and the rigidity of the flanges.

На фиг. 1 показан узел уплотнени , разрез; на фиг. 2 - то же, при сборке.FIG. 1 shows a seal assembly, a section; in fig. 2 - the same when assembling.

Устройство включает фланцы 1 и 2, уп- лотнительную металлическую прокладку 3 и крепежные детали 4-6. Во фланце 2 выполнена выемка 7 с цилиндрической центровочной поверхностью 8, торцовой уплотн емой поверхностью 9 и конической заходной поверхностью 10. Уплотн ема поверхность 11 фланца контактирует с поверхностью 12 фланца 2.The device includes flanges 1 and 2, a sealing metal gasket 3 and fasteners 4-6. In the flange 2, a recess 7 is made with a cylindrical centering surface 8, an end sealing surface 9 and a conical lead-in surface 10. The sealing surface 11 of the flange contacts the surface 12 of the flange 2.

Уплотнительна прокладка 3 содержит силовое кольцо 13, с двух сторон которого расположены упругие усы 14 и 15, содержащие бурты 16 И 17 с уплотнительными поверхност ми 18 и 19 торовой формы. На силовом кольце 13 со стороны уса 15 выполнен упорный выступ 20 с уплотнительной поверхностью 21 преимущественно торовой формы, а с другой стороны кольца 13 на его периферии расположен угловой скос 22, который вл етс продолжением боковой поверхности уса 14, выполненной эквидистантно конической заходной поверхпрокладки при ее сжатии. Прокладка изготавливаетс из высокопрочных сталей и сплавов и покрываетс м гким металлом (золото, серебро, медь, кадмий и др.) или фторопластом в зависимости от температурных условий работы устройства. При сборке устройства уплотнительна прокладка 3 устанавливаетс в выемку фланца 2 до упора углового скоса 22 в заходную поверхность 10. При зат жке крепежных деталей 4-6 уплотн ема поверхность. 11 фланца 1 первоначально входит в контакт с уплотн емой поверхностью 19 уса 15, затем после его обжати поверхность 11 входит в контакт с упорной поверхностью 21 выступа 20 и за счет перемещени углового скоса 22 по конической заходной поверхности 10 прокладки , упруго сжима сь в радиальном направлении , заходит в выемку, перемещаетс в ней до упора поверхности 18 уса 14 с поверхностью 9 выемки, обеспечива при этом заданный радиальный нат г.Sealing gasket 3 contains a power ring 13, on both sides of which elastic whiskers 14 and 15 are located, containing flanges 16 And 17 with sealing surfaces 18 and 19 of the torus form. On the force ring 13 on the side of the barb 15, a thrust ledge 20 is made with the sealing surface 21 of predominantly torus shape, and on the other side of the ring 13 on its periphery there is an angled bevel 22, which is a continuation of the side surface of the barb 14, which is made equidistantly tapered compression. The gasket is made of high-strength steels and alloys and coated with soft metal (gold, silver, copper, cadmium, etc.) or fluoroplastic, depending on the temperature conditions of the device. When assembling the device, a gasket 3 is installed in the recess of the flange 2 up to the stop of the angular bevel 22 in the lead-in surface 10. When the fasteners 4-6 are tightened, the sealing surface is sealed. 11 of the flange 1 initially comes into contact with the sealing surface 19 of the bar 15, then after it has been compressed, the surface 11 comes into contact with the stop surface 21 of the protrusion 20 and due to the movement of the angular bevel 22 along the conical approach surface 10 of the gasket, elastically compressing in the radial direction enters the recess, moves in it up to the stop surface 18 of the stud 14 with the surface 9 of the recess, while providing the specified radial tension.

При окончательной зат жке соединени фланцев 1 и 2 до упора контактирующих поверхностей 11 и 12 за счет усили на поджатие упругого уса 14 происходит обжатие поверхностей 18 и 21 с обеспечением 25 необходимого контактного давлени . При подаче давлени уплотн емой среды контактное давление на уплотн емых поверхност х усов прокладки возрастает от действи эффекта са.моуплотнени , а сама прокладка, предварительно сжата в радиальном направлении при сборке, разгружаетс за счет раст жени фланца. При этом смещение уплотнительной поверхности 18 прокладки относительно поверхности 9 выемки 7 практически не происходит, что имело бы место при установке прокладки в выемку с гаран20At the final tightening of the connection of the flanges 1 and 2 up to the stop of the contacting surfaces 11 and 12, due to the force on the compression of the elastic bar 14, the surfaces 18 and 21 are compressed to provide 25 of the necessary contact pressure. When the pressure of the compacted medium is applied, the contact pressure on the sealing surfaces of the gasket lips increases due to the effect of self-sealing, and the gasket, previously compressed in the radial direction during assembly, is discharged due to expansion of the flange. In this case, the displacement of the sealing surface 18 of the gasket relative to the surface 9 of the recess 7 practically does not occur, which would have occurred when installing the gasket into the recess of the guarantee20

30thirty

ности 10 выемки 7. При этом поверхность 19 тированным радиальным зазором, поэтому бурта 17 выступает над уплотнительной по- его вли ние на герметичность сводитс до ми- верхностью 21 выступа 20 на величину осе- нимума.10 grooves 7. In this case, the surface 19 is radiated with a gap, therefore the collar 17 protrudes above the sealing, and its influence on tightness is reduced to the surface 21 of the protrusion 20 by the axial dimension.

вого нат га, определ емого из услови обес-Поверхность 21 выступа 20 прокладкиsurface tension, determined from the conditions of the surface of the 21 protrusion 20 of the gasket

печени необходимого контактного давлени выполн ет роль дополнительного барьера уп- на уплотнительной поверхности 19, а жест- 40 лотнени и способствует повышению степени герметичности устройства.the liver of the required contact pressure acts as an additional barrier for the upap sealing surface 19, and stiffening and contributes to an increase in the degree of tightness of the device.

При сбросе давлени система прокладка-посадочное место возвращаетс в исходное положение, при этом на уплотнитель- ных поверхност х 18, 19, 21 прокладки за счетWhen the pressure is released, the gasket-seat system returns to its original position, while on the sealing surfaces 18, 19, 21 gaskets due to

4545

кость уса 14 больше, чем у уса 15.14 bone more than 15

Это обусловлено тем, что за счет обжати уса 15 обеспечиваетс требуемое контактное давление не только на поверхности 18, но и на поверхности 21. Поджатие усов 14 и 15 прокладки осуществл етс за счет осевого нат га, определ емого разностью осевых размеров прокладки между поверхност ми 18 и 19 и размером выемки между поверхност ми 9 и 12 в собранном устройстве.This is due to the fact that due to the compression of the barb 15, the required contact pressure is provided not only on the surface 18, but also on the surface 21. Compression of the whiskers 14 and 15 of the gasket is carried out by axial tension determined by the difference in axial dimensions of the gasket between surfaces 18 and 19 and the size of the notch between surfaces 9 and 12 in the assembled device.

Наружный диаметр d силового кольца 13 прокладки 3 выполнен больше диаметра центровочной поверхности 8 выемки, например , на удвоенную величину радиального нат га прокладки, который выбран равным радиальной деформации фланца под деист- 55 вием давлени . При этом максимальна величина радиального нат га выбираетс из услови сохранени устойчивости сечени The outer diameter d of the power ring 13 of the gasket 3 is made larger than the diameter of the centering surface 8 of the notch, for example, by a double value of the radial tension of the gasket, which is chosen equal to the radial deformation of the flange under pressure. In this case, the maximum value of the radial tension is chosen from the condition of maintaining the stability of the cross section

5050

упругости усов 14 и 15 сохран етс необходимое контактное давление дл обеспечени герметичности при последующих циклах нагружени давлением рабочей среды.The elasticity of the whiskers 14 and 15 maintains the necessary contact pressure to ensure tightness during subsequent loading cycles with the pressure of the working medium.

Таким образом, при многократных нагру- жени х давлением наличие дополнительной уплотнительной поверхности 21 прокладки повышает ресурс работы устройства.Thus, in case of repeated pressure loads, the presence of an additional sealing surface 21 of the gasket increases the service life of the device.

Claims

Invention Formula

A large-sized detachable high-pressure sealing device containing flanges, one of which has

0

gaskets when it is compressed. The gasket is made of high-strength steels and alloys and coated with soft metal (gold, silver, copper, cadmium, etc.) or fluoroplastic, depending on the temperature conditions of the device. When assembling the device, a gasket 3 is installed in the recess of the flange 2 up to the stop of the angular bevel 22 in the lead-in surface 10. When the fasteners 4-6 are tightened, the sealing surface is sealed. 11 of the flange 1 initially comes into contact with the sealing surface 19 of the bar 15, then after it has been compressed, the surface 11 comes into contact with the stop surface 21 of the protrusion 20 and due to the movement of the angular bevel 22 along the conical approach surface 10 of the gasket, elastically compressing in the radial direction enters the recess, moves in it up to the stop surface 18 of the stud 14 with the surface 9 of the recess, while providing the specified radial tension.

At the final tightening of the connection of the flanges 1 and 2 up to the stop of the contacting surfaces 11 and 12, due to the force on the compression of the elastic bar 14, the surfaces 18 and 21 are compressed to provide 5 the necessary contact pressure. When the pressure of the compacted medium is applied, the contact pressure on the sealing surfaces of the gasket lips increases due to the effect of self-sealing, and the gasket, previously compressed in the radial direction during assembly, is discharged due to expansion of the flange. In this case, the displacement of the sealing surface 18 of the gasket relative to the surface 9 of the recess 7 practically does not occur, which would have occurred if the gasket was installed in the recess with guarantee

0

When the pressure is released, the gasket-seat system returns to its original position, while on the sealing surfaces 18, 19, 21 gaskets due to

The elasticity of the whiskers 14 and 15 maintains the necessary contact pressure to ensure tightness during subsequent loading cycles with the pressure of the working medium.

Thus, in case of repeated pressure loads, the presence of an additional sealing surface 21 of the gasket increases the service life of the device.

Invention Formula

A large-sized detachable high-pressure sealing device containing flanges, one of which has a notch with a bore diameter for a metal gasket in the form of a power ring with elastic whiskers, which, in order to increase the reliability of the device under multi-cycle loading, the pressure being compacted environment, the outer dam of the power ring of the gasket is made larger than the diameter of the recess, and the elastic mustache from the side of the recess is made with rigidity greater than the rigidity of the other bar and is coupled with si The radius of concentric circles on the outer ring, at the same time, from the side of the counter flange on the power ring, a protrusion of mainly toroidal shape is made in contact with the counter flange.

figure 1