SU1511502A1 - Уплотнительное устройство дл наружного давлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к уплотнительной технике и может быть использовано дл  герметизации разъемных соединений при действии наружного по отношению к рабочей полости давлени . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности устройства в услови х вибрационных и ударных нагрузок, перепадов температур и упрощение монтажа за счет повышени  герметичности и снижени  допусков на сопр гаемые детали. Внутренн   стенка кольцевой посадочной канавки под уплотнительный элемент выполнена в сечении в форме тангенсоиды. При этом ширина B канавки на заданном уровне определ етс  из выражени  B=δ/2+ARCTG[TGδ/2(4H/H_K-1)], где H - координата точек профил  по глубине канавки

δ - размах тангенсоиды

H_K - суммарна  глубина посадочных канавок. Профиль поперечного сечени  уплотнительного элемента образован выпуклыми дугами окружностей. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к уплотни- тельной технике и может быть использовано дл  герметизации соединений при действии наружного по отношению к рабочей полости давлени .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности устройства в услови х вибрационных и ударных нагрузок, переходов температур и упрощение монтажа за счет повьшени  герметичности и снижени  допусков на сопр гаемые детали .

На фиг. 1 представлено устройство, разрез; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1, на фиг. 3 и 4 - устройство в процессе сборки.

В канавке, образованной корпусом 1 и пробкой 2, размещен уплотнительный

элемент 3, профиль которого образован вьтуклыми дугами окружностей. Профиль поперечного сечени  внутренней стенки посадочной канавки выполнен в форме тангенсоиды, размах которой равен величине посадочного зазора (или больше величины зазора в пределах допусков на| изготовление деталей), а Ш1фина b ка- ,навки определ етс  из вьфажени  ;.

: b -f + arctgCtS-f-C- ; - t).

;где h - координата точек профил 

по глубине канавкиJ . - размах тангенсоиды (разность между максимальной и минимальной шириной канавки)J

h - суммарна  глубина посадочных канавок.

Сборка соединени  происходит следующим образом.

В начальный момент з плонительный элемент 1 устанавливаетс  в посадочную канавку свободно с зазором Л,,. Радиус кривизны сечени  в этом случае равен R. При сближении соедин емых поверхностей под действием усили  зат жки Q, уплотнительньй элемент 1 скользит конца ми профил  по внутрен- неп стенке канавки до упора в дно канавки 2. Между фланцами при этом остаетс  монтажный зазор Л

4м h, К

где h.

20

25

- высота уплотнени ; hj - суммарна  глубина посадочных канавок.

Кривизна сечени  при этом не мен етс  (равна R)) .

При дальнейшем приложении усили  начинает мен тьс  кривизна сечени , и при полной зат жке (Дм 0) за счет сшт упругости элемента возникают контактные давлени , на концах профил , герметизирующие стыки. 30

Радиус кривизны R при этом меньше радиуса R.

За счет постепенного увеличени  диаметра канавки посадочный зазор И полностью выбираетс  (uf, 0). При 35 подаче наружного давлени  большего, чем внутреннее (Р Рд ) , контактные давлени  возрастают, что приводит к увеличению степени герметичности.

.40

При действии эксплуатационных на- грузок (вибрацийв диапазоне5-5000 Гц).; вьшадов температур в диапазоне -269г , ударных нагрузок до 1000 д монтажное крепление о слабевает и по- 45 ма канавки задаетс  вьфажением

В случае полной выборки поса го зазора монтажное усилие идет создание контактных давлений и ходуетс  на излишнюю деформацию нени  .

Наличие вертикальных участко вол ет наиболее правильно (без косов) установить уплотнительны мент в посадочной канавке еще д ложени  монтажных нагрузок, соз благопри тные услови  герметиза на конечном этапе сборки (посто во углов между уплотнением и ка

Самьщ существенный переход о шего диаметра к большему (80%) ществл етс  в средней части сеч по глубине канавки, когда уплот ный элемент практически не нагр осевым усилием..

Все это создает благопри тны лови  герметизации на конечной дии сборки.

Закон изменени  ширины канав глубине выбран следующим образо

В системе координат у f(x)

ма канавки задаетс  вьфажением

Вьшолнение внутренней стенки канавки в форме тангенсоиды с размахом, равным посадочному зазору , позвол ет плавно и полностью выбрать посадочный зазор.

Плавньй переход, характерньй дл  тангенсоиды, необходим дл  монотонного изменени  объемных напр жений : ( во всех сечени х уплотнени , так как скачкообразный ;1арактер изменени  G может привести к нежелательным эффектам , сопровождающим импульсное нагружение. Это возможно в том случае, если угол поворота касательной к кривой в точке контакта мен етс  плавно. Кроме того, соединение вертикальных участков необходимо обеспечить по кратчайшему рассто нию.

В случае полной выборки посадочного зазора монтажное усилие идет на создание контактных давлений и не расходуетс  на излишнюю деформацию уплотнени  .

Наличие вертикальных участков позвол ет наиболее правильно (без перекосов ) установить уплотнительный элемент в посадочной канавке еще до приложени  монтажных нагрузок, создает ; благопри тные услови  герметизации на конечном этапе сборки (посто нство углов между уплотнением и канавкой)

Самьщ существенный переход от меньшего диаметра к большему (80%) осуществл етс  в средней части сечени  по глубине канавки, когда уплотнительный элемент практически не нагружен осевым усилием..

Все это создает благопри тные услови  герметизации на конечной стадии сборки.

Закон изменени  ширины канавки по глубине выбран следующим образом.

В системе координат у f(x) фор

 вл етс  зазор между фланцами. В этом случае уплотнительньй элемент подобно пружине отслеживает возникающий зазор между фланцами. Вследствие-того, что величина возникающего зазора много 0 меньше величины монтажного зазора м а также вследствии наличи  пропорциональной зависимости на контакте между монтажными нагрузками и фактической площадью контакта -при упругом под-дз жиме контактные давлени  остаютс  пос- то нными, что обеспечивает высокую работоспособность в течение длительного времени.

+ arctg(--- - х„).

. У Ув

Из Геометрических соображений у При этом должны вьшолн тьс  граничсГ

- тные услови ;при х

hs. при Xi, - у.

, О - у О и сГ.

2 Z

Запишем систему уравнё ний:

О

+ arctg(-X);

Г -|- + arctg(

iu -j 2n

.),

f-cr--- г

° 2

h, 2n

arctgCr- 2

f a --- в

ё 2

Ьк

tg

.L.

sL

4tg

Получаем

Г 2

л

Axtg-T-л

arctg( - tg-f-)

Обознача  у лЬ и х у, получим b ч- arctgftg-f-C J.. -1).

511502 ф

ормула изобретени  Уплотнительное устройство дл  наружного давлени , содержащее размещенный в замкнутых посадочных канавках ушютнительный элемент, профиль поперечного сечени  которого образован выпуклыми дугами окружностей, о т- личающеес  тем, что, с целью

Q повышени  надежности устройства в ус- ;лови х вибрационных и ударных нагрузок , перепадов температур и упрощени  монтажа, профиль поперечного сечени  внутренней стенки канавки выполнен в

)5 ;форме тангенсоиды, а ширина b канавки юпоепел етс  из выражени 

b -f arctgftg-f (- - 1)J ,

20 где

2 сГ размах тангенсоиды,

координата точек профил  по

глубине канавки ,

суммарна  глубина посадочных

канавок.

ш

сриг.2

(риеЛ

Claims (1)

1. 'Формула и Уплотнительное ружного давления, щенный в замкнутых посадочных канавках уплотнительный элемент, профиль поперечного сечения которого образован выпуклыми дугами окружностей, о тличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства в условиях вибрационных и ударных нагрузок, перепадов температур и упрощения монтажа, профиль поперечного сечения внутренней стенки канавки выполнен в форме тангенсоиды, а ширина b канавки (опоеделяется из выражения , Г <Tz4h .а _b = --- + _arctg^g-_-(--- - 1)J ,

   Обозначая у «дЬ и х = у, получим где b = -j- + arctg ftg-i-(“'·· - 1)].

   - размах тангенсоиды,'

   - координата точек профиля по глубине канавки',

   - суммарная глубина посадочных канавок.