SU1756700A1

SU1756700A1 - Sealing device for spherical joint of large-size unit

Info

Publication number: SU1756700A1
Application number: SU904854627A
Authority: SU
Inventors: Борис Михайлович Громыко; Евгений Михайлович Матвеев; Юрий Васильевич Митюков; Игорь Александрович Михалев; Иван Денисович Постников; Юрий Назарович Ткаченко
Original assignee: Конструкторское бюро энергетического машиностроения
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1990-07-27
Publication date: 1992-08-23

Abstract

Сущность изобретени : прокладка выполнена в виде двух симметрично расположенных, направленных под углом один к другому и соединенных кольцевой перегородкой упругих элементов. Уплотнительные поверхности элементов выполнены со стороны взаимодействующей с ними уплотн емой сферической поверхности одним радиусом эквидистантно последней, а со стороны гнезда торообразными. Поверхность гнезда выполнена конической, образующа конуса к-рой параллельна в сечении касательной к сферической поверхности, проведенной в месте пересечени ее с нормалью, проведенной из середины дна гнезда. Бокова поверхность гнезда со стороны внешней среды выполнена перпендикул рно дну гнезда, со стороны полости агрегата - цилиндрической . В месте пересечени боковой поверхности с дном выполнена кольцева проточка. Прокладка установлена с предварительным нат гом по уплотн емой поверхности и взаимодействием торообрззными уплотнительными поверхност ми с кольцевой проточкой и поверхно- стью в месте пересечени боковой поверхности с дном. 2 ил. ел СThe invention: the gasket is made in the form of two symmetrically arranged, directed at an angle to one another and connected by an annular partition of elastic elements. The sealing surfaces of the elements are made on the side of the sealing spherical surface interacting with them with one radius equidistantly the last, and on the side of the socket toroidal. The surface of the nest is made conical, forming a cone which is parallel in cross section tangent to a spherical surface drawn at its intersection with the normal drawn from the middle of the bottom of the nest. The lateral surface of the nest on the side of the external environment is perpendicular to the bottom of the nest, on the side of the cavity of the unit - cylindrical. An annular groove is made at the intersection of the side surface with the bottom. The gasket is installed with a preload on the sealing surface and the interaction of the toroidal sealing surfaces with the annular groove and the surface at the intersection of the side surface with the bottom. 2 Il. ate with

Description

Изобретение относитс к уплотнитель- ной технике и может быть использовано дл уплотнений фланцевых и штуцеро-ст жных разъемных соединений крупногабаритных гидропневмоагрегатов.The invention relates to a sealing technique and can be used for sealing flange and choke detachable joints of large hydropneumatic units.

Цель изобретени - обеспечение надежности контрол работоспособности устройства без опрессивки полости агрегата за счет раздельной проверки каждого из барьеров на герметичность путем подачи рабочего давлени в полость гнезда и определени утечек по первому барьеру со стороны полости агрегата, а по второму-со стороны внешней среды.The purpose of the invention is to ensure reliability of monitoring the device’s performance without crimping the cavity of the unit by separately checking each of the barriers for leak tightness by supplying the working pressure to the cavity of the socket and determining leaks from the first barrier from the side of the cavity, and the second from the external environment.

Изобретение по сн етс чертежами, где на фиг, 1 показано устройство в разрезе; на фиг. 2 - узел А на фиг. 1.The invention is illustrated in the drawings, where FIG. 1 shows a sectional device; in fig. 2 — node A in FIG. one.

Устройство состоит из фланцев 1 и 2, контактирующих между собой по сферическим поверхност м 3 и 4. Во фланце 1 предусмотрено посадочное гнездо 5 под установку прокладки б, состо щей из упругих элементов 7 и 8, соединенных между собой кольцевой перемычкой 9, в которой выполнены перепускные отверсти 10. Упругие элементы 7 и 8 с одной стороны имеют уплотнительные поверхности 11 и 12, выполненные единым радиусом эквидистантно сферической поверхности 4, а с другойThe device consists of flanges 1 and 2, which are in contact with each other on spherical surfaces 3 and 4. In flange 1 there is a landing nest 5 for installation of gasket b, consisting of elastic elements 7 and 8, interconnected by an annular bridge 9, in which bypass holes 10. Elastic elements 7 and 8 on one side have sealing surfaces 11 and 12, made with a single radius of an equidistant spherical surface 4, and on the other

чh

СЛSL

о чoh h

о оoh oh

уплотнительные поверхности 13 и 14, имеющие горообразную форму, взаимодействующие с поверхност ми гнезда 5.sealing surfaces 13 and 14, having a mountain shape, interacting with the surfaces of the socket 5.

Поверхность 15 дна гнезда 5 выполнена конической, образующа конуса в сечении параллельна касательной к сферической поверхности , проведенной в месте пересече- нкГ ее с нормалью, проведенной из середины дна гнезда 5. Одна бокова поверхность 16 гнезда 5 выполнена перпендикул рно к ее дну 15, а друга поверхность 17 цилиндрической, причем в месте ее пересечени с дном 15 выполнена кольцева канавка 18. Прокладка 6 установлена в распор, при этом один упругий элемент 8 установлен в кольцевую проточку 18.The surface 15 of the bottom of the nest 5 is made conical, forming a cone in cross section parallel to the tangent to the spherical surface, held at the intersection of it with the normal, drawn from the middle of the bottom of the nest 5. One lateral surface 16 of the nest 5 is made perpendicular to its bottom 15, and another surface 17 is cylindrical, and in the place of its intersection with the bottom 15 there is an annular groove 18. A gasket 6 is installed in thrust, with one elastic element 8 installed in an annular groove 18.

Во фланце 1 выполнены дренажные каналы 19, соедин ющие полость гнезда 5 с индикатором негерметичности или с внешней средой. На сферической поверхности 3 фланца 1 предусмотрены продольные риски 20 и 21, обеспечивающие надежный контроль герметичности уплотнительного устройства как по 1-му, так и по 2-му барьерам уплотнени .The flange 1 has drainage channels 19 connecting the cavity of the socket 5 with an indicator of leakage or with the external environment. On the spherical surface 3 of the flange 1, longitudinal risks 20 and 21 are provided, which ensure reliable monitoring of the tightness of the sealing device both on the 1st and on the 2nd seal barriers.

Уплотнительное устройство работает следующим образом.The sealing device operates as follows.

Прокладка 6 устанавливаетс в гнездо 5 с гарантированными радиальными зазорами и выступает над сферической поверхностью 3 фланца 1 на величину, определ емую в каждом конкретном случае расчетным путем в зависимости от требуемой величины конкретного давлени на уплотнительных поверхност х 11, 12, 13 и 14, При этом уп- лотнительна поверхность 14 за счет деформации упругого элемента 8 входит в кольцевую проточку 15, что обеспечивает надежное взаимодействие в распоре прокладки 6 с гнездом 5. Глубина кольцевой проточки 15 выполн етс в пределах 0,2...0,5 мм. Конкретное значение глубины выбираетс с учетом напр женно-деформированного состо ни упругих элементов прокладки при заданных услови х эксплуатации из услови обеспечени надежного взаимодействи прокладки 6 с гнездом 5 при требуемых запасах прочности . Кроме этого, дл надежного взаимодействи уплотнительной поверхности 14 с коническими поверхност ми кольцевой проточки 18 радиус торовой поверхности 14 выполнен больше радиуса сопр жени этих конических поверхностей.The gasket 6 is installed in the socket 5 with guaranteed radial clearances and protrudes above the spherical surface 3 of the flange 1 by an amount determined in each particular case by calculation depending on the required value of a specific pressure on the sealing surfaces 11, 12, 13 and 14, the sealing surface 14 due to the deformation of the elastic element 8 enters the annular groove 15, which ensures reliable interaction in the thrust of the gasket 6 with the nest 5. The depth of the annular groove 15 is in the range of 0.2 ... 0, 5 mm. The specific depth value is chosen taking into account the stress-strain state of the elastic elements of the gasket under the specified operating conditions from the condition of ensuring reliable interaction of the gasket 6 with the nest 5 with the required safety factors. In addition, for reliable interaction of the sealing surface 14 with the conical surfaces of the annular groove 18, the radius of the torus surface 14 is made larger than the interface radius of these conical surfaces.

После зат жки соединени в местах контакта уплотнительных поверхностей 11. 12,13,14 обжатой прокладки б с поверхностью 4 фланца 2 и поверхност ми гнезда 5 обеспечиваетс необходима дл достижени герметичности величина контактного давлени .After tightening the connection, at the points of contact of the sealing surfaces 11. 12,13,14 of the crimped gasket b with the surface 4 of the flange 2 and the surfaces of the socket 5, the contact pressure is required to achieve tightness.

При опрессовке уплотнительного устройства путем подачи давлени газа, превышающего рабочее давление в агрегате, в полость гнезда 5 через каналы 19 провер етс раздельно герметичность как по упругому элементу -7 (2-й барьер уплотнени ) со стороны внешней среды, так и по упругомуWhen pressing the sealing device by supplying gas pressure exceeding the working pressure in the unit, the cavity 5 through channels 19 is checked separately for tightness both by the elastic element -7 (2nd sealing barrier) from the external side and by elastic

элементу 8 (1-й барьер уплотнени ) со стороны полости агрегата.element 8 (1st seal barrier) from the side of the cavity of the unit.

При эксплуатации агрегата уплотни- тельное устройство работает как двухбарь- ерное, что существенно повышает егоWhen operating the unit, the sealing device works as a two-barrier device, which significantly increases its

надежность. При этом обеспечиваетс возможность непрерывного диагностировани утечки через уплотнительные поверхности 12 и 14 с ее отводом через отверсти 10 и каналы 19.reliability. In this case, it is possible to continuously diagnose leakage through the sealing surfaces 12 and 14 with its drainage through the holes 10 and the channels 19.

Claims

Claims of the invention / Sealing device of a spherical joint of a large-sized aggregate, containing flanges with spherical

mating surfaces, one of which has a landing nest with drainage channels and a metal double-barrier gasket with overflow openings between the barriers

sealing, characterized in that, in order to ensure reliability of monitoring the device’s operability without marking the cavity of the unit, the gasket is made in the form of two symmetrically arranged, directed at an angle to one another and connected by an annular partition of elastic elements, the sealing surfaces of which are made on the side interacting with with them, a spherical surface being compacted with one radius equidistantly the last, and on the side of the toroid-shaped one, the surface of the bottom of the nest is made conical, whose cone is parallel to

the cross section of the tangent to the spherical surface drawn at its intersection with the normal drawn from the middle of the bottom of the nest, the lateral surface of the nest from the external environment is perpendicular to the bottom of the nest and from the cavity

the unit is cylindrical, while in the place of its intersection with the bottom of the socket there is an annular groove; the gasket is installed with a preliminary tension along the sealing surface and the interaction of toroidal sealing surfaces with the annular groove and the surface at the intersection of the lateral surface of the socket with the bottom

15

// 7 5 I P15 P 4

Phia.1

20

eleven

TO