SU1702877A3

SU1702877A3 - Split fixed sealing device

Info

Publication number: SU1702877A3
Application number: SU894741003A
Authority: SU
Inventors: Генрих Анатольевич Струнгис
Original assignee: Г.А. Струнгис
Priority date: 1989-08-17
Filing date: 1989-08-17
Publication date: 1991-12-30

Abstract

Изобретение позвол ет улучшить компенсацию иесоосности и перекосов фланцев при монтаже разъемного неподвижного уплотнительногоуст-ва без взаимного перемещени фланцев. Кольцевые элементы выполнены в виде одинаковых колец, каждое из к-рых выполнено с внутренним кольцевым выступом, сопр женным конической поверхностью с одной торцовой поверхно- стью кольца и имеющим на другой торцовой поверхности тороидальный скос, выход щий на периферию кольца. Кольца расположены симметрично друг относительно друга , вставлены выступами в эластичную прокладку V-образного сечени и обращены скосами навстречу. Хомут ст нут болтами с гайками и выполнен с одной внутренней .цилиндрической и двум коническими поверхност ми , расположенными по обе стороны цилиндрической поверхности и охватывающими выполненную на наружной поверхности каждого фланца коническую поверхность. Между цилиндрической поверхностью хомута и наружной поверхностью колец установлены два полукольца с внутренним выступом, образованным двум симметрично расположенными ко- ническими по сами, и наружной цилиндрической поверхностью. Выступ полуколец расположен между кольцами, и их наружна поверхность охвачена хомутом, 2 з.п. ф-лы, 5 ил. . м ЁThe invention makes it possible to improve the compensation of the axiality and distortions of the flanges during the installation of a detachable stationary sealing unit without mutual movement of the flanges. The ring elements are made in the form of identical rings, each of which is made with an internal ring protrusion, a mating conical surface with one end surface of the ring and having a toroidal bevel on the other end surface extending to the periphery of the ring. The rings are arranged symmetrically relative to each other, inserted into the elastic gasket of the V-shaped cross section by protrusions and facing obliquely. The collar is bolted with nuts and made with one inner cylindrical and two conical surfaces located on both sides of the cylindrical surface and enclosing the conical surface formed on the outer surface of each flange. Between the cylindrical surface of the yoke and the outer surface of the rings there are two half-rings with an inner protrusion formed by two symmetrically arranged conical ones themselves, and an outer cylindrical surface. The protrusion of the semirings is located between the rings, and their outer surface is covered by a yoke, 2 Cp. f-ly, 5 ill. . m yo

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а более конкретно к уплотнени м неподвижных разъемных соединений, и предназначено дл магистралей текучей среды (преимущественно, дл молочной, ли- . воваренной и нефтехимической промышленности ) в /ex местах, где сложна обв зка трубопроводов или особенности их монтажа затрудн ют перемещение трубопроводов при их стыковке и расстыковке.The invention relates to mechanical engineering, and more specifically to seals of fixed detachable connections, and is intended for fluid lines (mainly for the dairy, food industry and petrochemical industry) in / ex places where pipelines are complex or their installation is difficult. movement of pipelines during their docking and uncoupling.

Известны прокладки V-образного сечени , содержащие тарельчатые пружины, вставленные симметрично вовнутрь прокладки .V-shaped gaskets are known that contain cup springs inserted symmetrically inside the gasket.

Известны фланцевые соединени , в которых уплотнительный элемент выполнен в виде упругой детали, стыкуемой с фланцами .Flange joints are known in which the sealing element is designed as an elastic part that fits with the flanges.

Известно разъемное неподвижное уп- лотнительное устройство с эластичной прокладкой V-образного сечени , которое позвол ет компенсировать перекосы стыкуемых фланцев на угол а. Недостатком такого устройства вл етс необходимость взаимного осевого перемещени стыкуемых фланцев дл монтажа и демонта&а это го соединени .A detachable stationary sealing device with an elastic V-section gasket is known, which makes it possible to compensate for the distortions of the joined flanges at an angle a. A disadvantage of such a device is the necessity of reciprocally axial movement of the joined flanges for mounting and dismounting & this connection.

чh

оabout

юYu

00 х| VI00 x | VI

ыs

Цель изобретени -улучшение компенсации несоосности и перекосов стыкуемых фланцев. . . .The purpose of the invention is to improve the compensation of misalignment and distortions of the joined flanges. . . .

Цель изобретени достигаетс тем, что. устройство имеет два фланца, эластичную прокладку V-образиого сечени , соедин емый болтами и гайками хомут из двух половин с-участками конических, поверхностей и внутреннюю цилиндрическую поверхность, а также содержит два кольца, имеющие тороидальные скосы и внутренние кольцевые1 выступы, которые вставлены этими выступами в V-образную эластичную прокладку, кольца в своей внутренней части могут содержать торцовый кольцевой бурт. Кроме того, устройство содержит два установленных между кольцами и хомутом полукольца с внутренними кольцевыми выступами, образованными двум симметричными коническими по сами, и наружной цилиндрической поверхностью, которой они центрируютс по внутренней цилиндриче- соки поверхности хомута. .The purpose of the invention is achieved by the fact that. the device has two flanges, an elastic V-shaped gasket, a collar of two halves connected with bolts and nuts with conical sections, surfaces and an inner cylindrical surface, and also contains two rings with toroidal bevels and internal annular 1 protrusions that are inserted by these projections in a V-shaped elastic gasket, the rings in their inner parts may contain an end ring collar. In addition, the device contains two half-rings installed between the rings and the yoke with internal annular projections formed by two symmetrical conical on their own, and the external cylindrical surface with which they are centered along the internal cylindrical surface of the yoke. .

На фиг. 1 представлено неподвижное разъемное уплотнительное устройство, вид по оси; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство, собранное с перекосом стыкуемых, фланцев; на фиг. 4 - то же, собранное с несоосностью фланцев; на фиг. 5 --.схема разложени сил, возникающих при зат жке стыка. На представленных фиг. 1-4 прин ты следующие обозначени : 1 и 2 - фланцы стыкуемых трубопроводов; 3 - эластична уплотнительна прокладка V-образнрго сечени ; 4 и 5 - уп- лотнительные поверхности фланцев 1 и 2; б и 18 кольца, симметрично вставленные в прокладку 3 и имеющие тороидальные скосы 7 и 19, плоские торцы 29 и 30, внутренние кольцевые выступы 27 и 28, а также торцовые кольцевые выступы 8 и 20; 9 и 21 - полукольца, которые имеют внутренний кольцевой выступ 10, образованный двум симметричными коническими по сами 11 и 22, расположенными между собой (в сечении ) под углом а; хомут, состо щий из двух половин 12 и 23, ст нутых болтами 13 и гайками 17, при этом хомут имеет участки конических поверхностей 14 и 24, взаимодействующих с ответными коническими по- верхност ми 15 и 16 на стыкуемых фланцах 1 и 2 и внутреннюю цилиндрическую поверхность 25, взаимодействующую с ответной наружной цилиндрической поверхностью 26 полуколец 9 и 21. Поверхности 14 и 24 образуют между собой (в сечении) угол /.FIG. 1 shows a fixed detachable sealing device, an axial view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 - device assembled with a skew of butt joints, flanges; in fig. 4 - the same, assembled with the misalignment of the flanges; in fig. 5. - Scheme of decomposition of forces arising during tightening of the joint. In FIG. 1-4, the following designations are accepted: 1 and 2 — flanges of joined pipelines; 3 - V-shaped elastic gasket; 4 and 5 - sealing surfaces of flanges 1 and 2; b and 18 rings symmetrically inserted into the gasket 3 and having toroidal bevels 7 and 19, flat ends 29 and 30, internal annular projections 27 and 28, as well as end annular projections 8 and 20; 9 and 21 - semirings, which have an inner annular protrusion 10 formed by two symmetrical conical 11 and 22 themselves, located among themselves (in cross section) at an angle a; a collar consisting of two halves 12 and 23, bolted 13 and nuts 17, while the collar has sections of conical surfaces 14 and 24 interacting with counter conical surfaces 15 and 16 on the mating flanges 1 and 2 and the inner cylindrical a surface 25 interacting with a reciprocal outer cylindrical surface 26 of half-rings 9 and 21. Surfaces 14 and 24 form an angle with each other (in section).

Сборка устройства осуществл етс следующим образом.The assembly of the device is as follows.

В исходном положении фланцы 1 и 2 занимают положение, обеспечивающееIn the initial position, the flanges 1 and 2 occupy a position that provides

возможность установки сбоку (в направлени , перпендикул рном оси устройства) эластичной уплотнитель юй прокладки 3 с вставленными в нее двум кольцами 6 и 18.the ability to install on the side (in the direction perpendicular to the axis of the device) an elastic sealing gasket 3 with two rings 6 and 18 inserted into it.

При установке прокладки 3 с кольцами 6 и 18 между фланцами 1 и 2. прокладка 3 свободно скользит по уплотнительным поверх- ност м 4 и 5 стыкуемых фланцев 1 и 2. Затем вставл ютс полукольца 9 и 21 (два полукольца ) и на их наружную цилиндрическую поверхность 26 устанавливаетс хомут, состо щий из двух половин 12 и 23. При ст гивании половинок хомута 12 и 23 болтами 13 и гайками 17 происходит,обжатие внутренней цилиндрической поверхностью 25 хомута полуколец 9 и 21 с уменьшением их диаметральных размеров, при зтом полукольца своими коническими поверхност ми 11 и 22 воздействуют на тороидальные.When installing the gasket 3 with rings 6 and 18 between the flanges 1 and 2. The gasket 3 slides freely on the sealing surfaces 4 and 5 of the flanges 1 and 2 being joined. Then, half rings 9 and 21 (two half rings) are inserted and on their outer cylindrical the surface 26 is fixed to a collar consisting of two halves 12 and 23. When the collar halves 12 and 23 are tightened with bolts 13 and nuts 17, the inner ring 25 of the collar of the semirings 9 and 21 decreases in compression, with the semicircle being conical surfaces 11 and 22 affect toroidal.

скосы 7 и 19 и обеспечивают перемещение колец 6 и 18 в осевом направлении до упора торцами 29 и 30 в уплотнительные поверхности 4 и 5 фланцев 1 и 2, прижима кра прокладки 3 к этим уплотнительным поверхност м своими внутренними кольцевыми выступами 27 и 28, при этом кольцевыми торцовыми буртами 8 и 20 создаетс необходимое дл обеспечени герметичности обжатие эластичной прокладки 3 в осевомbevels 7 and 19 and provide axial movement of the rings 6 and 18 up to the stop by the ends 29 and 30 in the sealing surfaces 4 and 5 of the flanges 1 and 2, pressing the edge of the gasket 3 to these sealing surfaces with their internal annular protrusions 27 and 28, while annular end shoulders 8 and 20 create the necessary compression, to ensure tightness, of the elastic gasket 3 in the axial

направлении. Это видно из приведенной схемы разложени сил, возникающих при зат жке половинок хомута 12 и 23 болтами (см. фиг. 5).direction. This can be seen from the above scheme of the decomposition of forces arising from tightening the halves of the collar 12 and 23 with bolts (see Fig. 5).

Устройство позвол ет фиксировать то положение фланцев, какое они занимали перед монтажем уплотнени в пределах допускаемых конструкцией перекосов и несоосностей и при условии обеспечени дл The device allows fixing the position of the flanges, which they occupied before mounting the seal, within the limits of the distortions and misalignments allowed by the design and provided that

каждого типоразмера (Dy) своего конкретного рассто ни между стыкуемыми фланцами . (по оси фланцев), т.е. в процессе стыковки не происходит деформации стыкуемых магистралей ввиду наличи пакета деталей 3,each size (Dy) of its specific distance between the joined flanges. (along the axis of the flanges), i.e. during the docking process, there is no deformation of the joined main lines due to the presence of a package of parts 3,

6 и 18, способного перемещатьс вдоль поверхностей 4 и 5 под воздействием деталей 12,23 и 9, 21, имеющих поверхности с углами а и /5, с которыми контактируют детали 1, 2 и 6, 18.6 and 18, capable of moving along surfaces 4 and 5 under the influence of parts 12,23 and 9, 21, having surfaces with angles a and 5, with which parts 1, 2 and 6, 18 contact.

В случае несоосности стыкуемых фланцев компенсаци происходит следующим образом: половинки хомута своими коническими поверхност ми 14 и 24 фиксируютс по смещенным коническим поверхност мIn the case of misalignment of the flanges to be joined, compensation takes place as follows: the halves of the clamp with their conical surfaces 14 and 24 are fixed on the displaced conical surfaces

15 и 16 (см. фиг. 4), полукольца 9 и 21, цент- риру сь своей наружной поверхностью 26 по внутренней поверхности 25 хомута, определ ют положение пакета деталей 3, 6 и 18, перемеща их/своими коническими поверх- между угшотнительнымм поверхност ми 4 и 5 фланцев 1 и 2, как показано на фиг. 4.15 and 16 (see Fig. 4), half-rings 9 and 21, centered on its outer surface 26 along the inner surface 25 of the collar, determine the position of the package of parts 3, 6 and 18, moving them / their conical surfaces between them. the surfaces 4 and 5 of the flanges 1 and 2, as shown in FIG. four.

При наличии перекосов стыкуемых фланцев, как показано на фиг. 3, компенсаци происходит следующим образом: половинки хомута 12 и 23 своими коническими поверхност ми 14 и 24 фиксируютс по коническим поверхност м 15 и 16 фланцев 1 и 2, при этом ось хомута смещаетс относительно осей стыкуемых фланцев в сторону большего зазора между фланцами, вместе с хомутом смещаютс оба полукольца 9 и 21, сцентрированные своими наружными поверхност ми 26 по внутренней поверхности 25 хомута, и перемещают своими коническими поверхност ми 11 и 22 пакет деталей б, 18 и 3 в ту же сторону, что и хомут, на величину смещени хомута п люс на величи- .ну, необходимую дл обеспечени взаимного контакта деталей: фланцев 1 и 2, колец б и 18 и полуколец 9 и 21. Чем меньше угол а, тем больше смещение оси детали 3, чем больше угол а, тем меньше это смещение, Дл обеспечени надежного обжати прокладки 3 кольцами 6 и 18 выгоден малый угол, как это вствует из приведенной на фиг. 5 схемы разложени сил, Но при малом угле а вследствие большого смещени прокладки 3 в сторону, перпендикул рную оси стыка, проточна часть с одной стороны загромождаетс выступающей прокладкой, а с.другой стороны, диаметрально противоположной , получаетс карман, который может засор тьс и плохо промыватьс , что может быть важно дл некоторых магистралей, например в молочной промышленности, поэтому , учитыва , что в практике применени ст жных хомутов прин ты углы / 40...50° как оптимальные с конструктивной точки зрени , а также то, что при угле а 40...50° получаетс достаточное усилие обжатие прокладки 3 с одной стороны и приемлемое смещение прокладки 3 с другой стороны: (в опытном образце дл Dy 80 мм смещение прокладки 2 мм при перекосе 1°30 и полна герметичность до давлени 20 атм), то наиболее выгодное соотношение углов а и/ это If there are distortions of the flanges to be joined, as shown in FIG. 3, the compensation takes place as follows: the halves of the collar 12 and 23 with their conical surfaces 14 and 24 are fixed on the conical surfaces 15 and 16 of the flanges 1 and 2, while the axis of the collar is displaced relative to the axes of the joined flanges towards the larger clearance between the flanges, along with the clamp halves both half rings 9 and 21, centered with their outer surfaces 26 along the inner surface 25 of the clamp, and move their conical surfaces 11 and 22 a package of parts b, 18 and 3 in the same direction as the clamp by Luce and the value required to ensure the mutual contact of parts: flanges 1 and 2, rings b and 18 and half rings 9 and 21. The smaller the angle a, the greater the displacement of the axis of the part 3, the larger the angle a, the smaller this displacement, In order to ensure reliable shrinking of the gasket 3 by the rings 6 and 18, a small angle is advantageous, as is evident from the one shown in FIG. 5 of the force decomposition scheme. But with a small angle, and due to the large displacement of the gasket 3 to the side perpendicular to the axis of the joint, the flow part on one side is cluttered with a protruding gasket, and on the other side, diametrically opposite, a pocket is obtained that can become clogged and bad be washed out, which may be important for some highways, for example in the dairy industry, therefore, taking into account that in the practice of using clamping clamps, angles / 40 ... 50 ° are considered optimal from a constructive point of view, as well as At the left 40 ... 50 ° a sufficient force is obtained to compress the gasket 3 on the one hand and an acceptable displacement of the gasket 3 on the other hand: (in the prototype for Dy 80 mm the gasket displacement is 2 mm at a misalignment of 1 ° 30 and full tightness to a pressure of 20 atm ), then the most favorable ratio of angles a and / is

Применение предлагаемого устройства позвол ет осуществл ть быструю замену выработавшего ресурс уплотнительного кольца или замену агрегата в гидросистеме, не развод трубопроводы, т.е. не прибега к демонтажу сложных разветвлений трубопроводов . Наличие торцовых выступов на кольцах обеспечивает увеличение удельного давлени в местах уплотнени эластич- ной прокладки по уплотнительным поверхност м стыкуемых фланцев и, какThe use of the proposed device allows for the quick replacement of the o-ring that has become durable or the replacement of the unit in the hydraulic system, not the piping, i.e. did not resort to the dismantling of complex branching pipelines. The presence of end protrusions on the rings provides an increase in the specific pressure at the places of compaction of the elastic gasket over the sealing surfaces of the joined flanges and, as

следствие, улучшение герметичности стыка или уменьшение усили зат жки болтов и гаек.a consequence, improved tightness of the joint or reduced tightening of bolts and nuts.

Claims

1. Removable stationary sealing device containing an elastic gasket V-shaped,

located between the flat sealing surfaces of two abutting flanges, two annular elements inserted into an elastic V-shaped gasket, a collar characterized in that

that, in order to improve the compensation of misalignment and distortions of the flanges during the assembly of the joint without mutual movement of the flanges, the ring members are made in the form of identical rings, each of which

made with an internal annular protrusion mated with a conical surface with one end surface of the ring and located in one plane with the other end surface of the ring, on

which has a toroidal bevel extending to the periphery of the ring, with the rings arranged symmetrically relative to each other, inserted by internal annular projections into the elastic

the V-shaped gasket is facing towards the toroidal bevels, and the clamp is bolted with nuts and made with one internal cylindrical surface and two conical surfaces,

located on each side of the cylindrical surface and covering the conical surface formed on the outer surface of each flange, and between the cylindrical surface of the yoke and the outer surface of the rings there are two half rings with an inner protrusion formed by two symmetrically arranged conical on their own, and an outer cylindrical surface the half-rings are located between the rings and are in contact with toroidal bevels, and the outer cylindrical surface half rings covered by a yoke.

2. The device according to claim 1, that is, so that the angle between the generators of the conical surfaces of the flanges is equal to the angle between the generators of the conical surfaces of the inner protrusion of the semirings.

3. A device according to claim 1, wherein the inner ring projection of the rings on the side facing the nearby protrusion is provided with an end ring collar.

22

Phie. one

Aa

6 .15 8

Schig.Z

Schig4