SU1536115A1 - Разъемное неподвижное уплотнительное устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  герметизации разъемных неподвижных соединений магистралей и трубопроводов. Цель изобретени  - повышение надежности работы устройства и расширение области его применени . Внутрь уплотнительной прокладки 3 в виде цилиндрического кольца отход т два упругих конических уса. Прокладка 3 размещена в посадочной канавке 6, выполненной на одном из сопр гаемых по сферическойй поверхности 7 фланцев. Усы выполнены симметрично относительно плоскости, перпендикул рной оси устройства и проход щей через канавку 6. Кольцо смещено в сторону канавки 6 с образованием дополнительного выступа, размещенного в последней. Поверхность канавки 6 взаимодействует с кольцом и выполнена цилиндрической, переход щей в кольцевой карман. Стенка канавки 6 со стороны оси устройства выполнена в виде цилиндрической оболочки 8, контактирующей со сферической поверхностью 7 фланца 1. На поверхности 7 установлен уплотнительный элемент. Образующий зазор между сферическими поверхност ми фланцев 1, 2 компенсируетс  их упругой деформацией при зат жке соединени . 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

1

(21)437У014/40-29

(22)15.02.83

(Д6) 1b.01.yt). Бюл. № 2

(72) Л.И. Горбачев, А.В. Новиков

и В.Н. Чепурнов

(53)62-762 (088.3)

(Ь6) Авторское свидетельство СССР № 81У463, кл. F 16 J 15/02, 1977.

(54)РАЗЪЕМНОЕ НЕПОДВИЖНОЕ У11ЛОТ- НИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

(57) Изобретение может быть использовано дл  герметизации разьемногх неподвижных соединений магистралей и трубопроводов. Цель изобретени  - повышение надежности работы устройства и расширение области его применени . Внутрь уплотнительной прокладки 3 в виде цилиндрического кольца отход т два упругих конических уса. Прокладка 3 размещена в посадочной канавке 6, выполненной на одном из сопр гаемых по сферической поверхности 7 фланцев. Усы выполнены симметрично относительно плоскости , перпендикул рной оси устройства и проход щей через канавку 6. Кольцо смещено в сторону канавки 6 с образованием дополнительного выступа , размещенного в последней. Поверхность канавки 6 взаимодействует с кольцом и выполнена цилиндрической , переход щей в кольцевой карман. Стенка канавки 6 со стороны оси уст- оойства выполнена в виде цилиндрической оболочки 8,контактирующей со сферической поверхностью 7 фланца 1. Па поверхности 7 установлен уплотни- тельный элемент. Образующийс  зазор между сферическими поверхност ми фланцев 1,2 компенсируетс  их упругой деформацией при зат жке соединени . 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

о Ј

сл

ел

со

о

СП

Изобретение относитс  к уплотни- тельной технике и может быть использовано дл  герметизации разъемных неподвижных соединений магистралей и трубопроводов.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы устройства и расширение обласуи его применени  за сче.т разгрузки прокладки от напр жений изгиба и создани  дополнительного барьера уплотнени .

На фиг.1 показано устройство, в разрезе; на фиг.2 - сечение поса-. дочного гнезда; на фиг.З - сечение прокладки; на фиг.А - положение фланцев и прокладки в сборе до зат жки; на фиг. 5,6 - варианты исполнени  зоны уплотнени  цилиндрической оболочки с фланцем.

Устройство включает фланцы 1,2, металлическую уплотнительную прокладку 3, крепежные болты 4 со сферическими головками и сферические шайбы 5. Во фланце 1 выполнены посадочное гнездо 6 под уплотнительную прокладку 3, сферическа  контактирующа  поверхность 7 и цилиндрическа  оболочка 8. Дл  подвода давлени  контрольной среды в полость гнезда 6 во фланце предусмотрен канал 9, оканчивающийс  штуцером, выполненным на

внешней поверхности фланца.

i

Во фланце 2 выполнена сферическа  уплотнительна  поверхность 10, с которой взаимодействует сферическа  поверхность 7, цилиндрическа  оболочка 8,а также уплотнительна  прокладка 3.

В посадочном гнезде 6 выполнены цилиндрическа  поверхность 11, коническа  уплотнительна  поверхность 12 и кольцевой карман 13. Кольцевой карман 13, предназначенный дл  размещени  цилиндрического кольца 14 прокладки 3, содержит внешнюю посадочную поверхность 15, выполненную как продолжение цилиндрической посадочной поверхности 11 посадочного гнезда, торцовую поверхность 16 и угловой скос 17.

Цилиндрическа  оболочка 8 фланца 1 раздел ет полость посадочного гнезда 6 от рабочей полости 18 устройства , содержит торовую уплотнительную поверхность 19, котора  выступает над контактирующей сферической поверхностью 7 фланца 1 на наперед заданную величину.

Жесткость цилиндрической оболочки 8 и неличина ее выступани  над сферической поверхностью фланца (обычно

0,3...О,6 мм) выбираютс  из услови  работоспособности и обеспечени  герметичности в зоне ее взаимодействи  оболочки с ответным фланцем 2 при максимальном давлении контрольной

среды.

Образующийс  при этом зазор между сферическими поверхност ми фланцев компенсируетс  их упругой деформацией при зат жке соединени , а оболочка 8

5 дополнительно выполн ет роль упруго- демпферной опоры между фланцами, повыша  работоспособность устройства при наличии слабых ударных нагрузок. Дл  исключени  см ти  уплотнитель0 нои поверхности ответного фланца при сборке устройства сферическа  контактирующа  поверхность 7 фланца 1 сопр жена с цилиндрической посадочной поверхностью 11 посадочного гнезда

5 6 радиусом II2.

Уплотнительна  прокладка 3 содержит два упругих уса 20, 21 равной длины, образующих в сечении симметричный V-образный профиль, на периQ ферии которого раз мещено цилиндрическое кольцо 14, содержащее цилиндрическую посадочную 22, торцовую

23поверхности и угловой скос 24. При этом цилиндрическое кольцо 14 выполнено со смещением в сторону посадочного гнезда фланца относительно профил  усов прокладки. Дл  повышени  технологичности угловой скос

24прокладки выполнен эквидистантно 0 угловому скосу 17 кольцевого кармана 13 посадочного гнезда 6 фланца 1.

На концах упругих усов прокладки выполнены уплотиительные выступы 25, 26 с уплотнительными поверхнос- 5 ст ми 27, 28 преимущественно торовой формы.

Прокладка может быть покрыта м гким материалом: медью, серебром, кадмием , свинцом, фторопластом и др., .« что снижает контактное давление и уменьшает момент зат жки крепежных болтов.

Устройство работает следующим образом.

При сборке устройства уплотнитбль- на  прокладка 3 устанавливаетс  в посадочное гнездо 6 фланца 1 до упора ее ушю нительной поверхности 23 выступа 26 упругого уса 20 в коничес5

5

кую ушютнительную поверхность 12 посадочного гнезда 6 и центрируетс  посадочной поверхностью 22 цилиндрического кольца 14 по посадочной поверхности 11 и поверхности 15 кольцевого кармана 13 посадочного гнезда. Фланец 2 устанавливаетс  до упора уплотнительной поверхности 10 в уп- лотнительную поверхность 27 выступа 25 упругого уса 21 прокладки 3. При этом между уплотнительной сферическо поверхностью 10 фланца 2 и уплотнительной торовой поверхностью 19 цилиндрической оболочки 8 фланца 1 обеспечиваетс  гарантированный зазор 1, , равный заданной величине обжати  упругих усов прокладки дл  обеспечени  требуемого из услови  герметичности контактного давлени  на их уплотнительных поверхност х 26 27. При зат жке крепежных болтов 5 происходит заданное обжатие упругих усов прокладки без нагружени  ее цилиндрического кольца изгибными на- пр жени ми, а уплотнительна  поверхность 10 фланца 2 доводитс  до упора с поверхностью 19 цилиндрической оболочки 8, при этом между сферическими поверхност ми 7 и 10 фланцев 1 и 2 обеспечиваетс  гарантированный зазор з- При окончательной заг жке болтов члстично за гчет упругого разворота фланцев относительно цилиндрической оболочки 8 и частично за счет упругого сжати  самой оболочки поверхности 6 и 10 фланцев 1 и 2 довод тс  до упора, а в зоне контакта уп- лотннтельных поверхностей 19 и 10 создаетс  требуемое дл  обеспечени  герметичности контактное давление. В собранном устройстве между торцовыми поверхност ми 16, 23 и углоными скосами 17, 24 кольцевого кармана и прокладки обеспечиваютс  гарантированные зазоры 1, 4.

Дл  контрол  работоспособности уплотнительной прокладки, например по степени герметичности ее усов, через

каналы Ь лодтетси давление контрольной среды под прокладку и по стыку фланцев фиксируетс  величина утечки любым существующим методом. При этом исключаетс  нагружеиие рабочей полост 18 устройства давлением среды, так как она надежно изолирована о т полос ти под уплотнительной прокладкой гер- метичным взаимодействием цилиндрической оболочки S с уплотни тельной по

5361

tn й $ 20 25 30 . -

35

45

и 50

55

156

верхностью 10 фланца 2. При работе устройства, особенно при наличии динамических ударных нагрузок, цилиндрическа  оболочка 8 дополнительно выполн ет роль демпфирующей опоры, а герметичное ее взаимодействие с фланцем 2 обеспечивает дополнительный барьер уплотнени . Жесткость упругих усов прокладки и величина их обжати , а также жесткость цилиндрической оболочки выбираютс  с учетом их работоспособности на рабочих параметрах.

Величина li выбираетс  расчетным путем из услови  обеспечени  требуемого дл  заданной герметичности контактного давлени  в зоне уплотнени  при упругой деформации фланцев и самой оболочки от зат жки соединени  до соприкосновени  поверхностен 7 и 10, фланцев 1 и 2 (обычно 0,3... О,6 мм).

Величина радиуса К, уплотнительной поверхности 13 цилиндрической оболочки 8 фланца 1 выбираетс  таким образом , чтобы при заданной степени герметичности и величине зат жки стыка не происходило повреждение уплотнительных поверхностей в зоне контакта данной оболочки с поверхностью ответного фланца.

Радиус 11 .J сопр жени  сферической контактирующей поверхности 7 фланца 1 с посадочной поверхностью 11 гнезда выполн етс  в пределах 0,3...О,5 мм, что достаточно дл  исключени  зам ти  поверхности ответного фланца.

Защита контактирующей поверхности оболочки 8 от повреждени  возможна путем установки в специально выполненную на конце оболочки проточку тонкостенной обечайки 29 из м гкого материала, например меди, алюмини , кадми  и др. Обечайка закреплена развальцовкой, пайкой, посадкой на клей или другими способами . А также возможна установка резинового или фторопластового кольца и нанесение покрыти  на контактирующую зону цилиндрической оболочки (медь, серебро, кадмий, фторопласт и др.) .

Таким образом, симметричное наг- ружение упругих усов прокладки, выполненных равной длины, в совокупности с исключением нагружени  ее цилиндрического кольца напр жени ми изгиба повышает упругую податливость усов, сохран ет работоспособность прокладки при больших раскрыти х стыка фланцев, а следовательно , расшир ет диапазон рабочих давлений . Обеспечение возможности автономного контрол  работоспособности прокладки без нагружени  давлением уплотн емой среды рабочей полости устройства придает ему качественно новые характеристики, поскольку позвол ет его использование в целом р де технических объектов, где дл  указанной операции нагружение внутренних полостей технологически неоправданно или вообще затруднено.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Разъемное неподвижное уплотни- тельное устройство, содержащее уплотнительную прокладку в виде цилиндрического кольца с отход щими от него внутрь прокладки двум  упругими коническими усами с кольцевой канавкой между ними и уплотнительными буртами , контактирующими с уплотн емыми поверхност ми, размещенную в посадочной канавке, выполненной на одном

   15

   фиг. 2

   0

   5

   0

   $

   из сопр гаемых по сферической поверхности фланцев, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы устройства и расширени  области его применени , упругие усы выполнены симметрично относительно плоскости, перпендикул рной оси устройства и проход щей через кольцевую канавку, цилиндрическое кольцо смещено в сторону посадочной канавки с образованием дополнительного выступа, размещенного в последней, при этом поверхность посадочной канавки, взаимодействующа  с цилиндрическим кольцом, выполнена цилиндрической, переход щей в кольцевой карман, а стенка посадочной канавки со стороны оси устройства выполнена в виде цилиндрической оболочки , контактирующей со сферической поверхностью фланца.
2. 2. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что на контактирующей поверхности цилиндрической оболочки установлен дополнительный уплотнительный элемент.

   17

   IS

   Фиг.З

   Фиг. 5

   f 2

   Фиг.Ј

   Фи.г.6