SU985523A1

SU985523A1 - Method of securing plastic packing

Info

Publication number: SU985523A1
Application number: SU813317189A
Authority: SU
Inventors: Михаил Петрович Платонов; Вячеслав Григорьевич Мясничков; Альфред Ошерович Поляков; Анатолий Анатольевич Викторов; Владимир Семенович Пилиповский; Владимир Федорович Дробитько
Original assignee: Предприятие П/Я В-2913; Предприятие П/Я В-8103
Priority date: 1981-07-10
Filing date: 1981-07-10
Publication date: 1982-12-30

Description

Изобретение относитс к способам креплени пластмассовых изделий к металлическим детал м машин, в частности контактных торцовых уплотнителей , и может быть использовано преимущественно в затворах трубопроводной армату15ы.The invention relates to methods of fastening plastic products to metal parts of machines, in particular contact mechanical seals, and can be used mainly in valves of pipe fittings.

Известен способ состо щий в том, что пластмассовый уплотнитель, расположенный в гнезде, закрепл етс в затворе с помощью металлического кольца, накладываемого на его конусную боковую поверхность и прижимает мого винтами к телу металлической детали 1 .The known method is that the plastic seal located in the socket is secured in the gate with the help of a metal ring placed on its conical side surface and pressed with screws to the body of the metal part 1.

При этом способе необхо.цимо применение дополнительных деталей (прижимное кольцо, крепежные винты ), . что усложн ет конструкцию. Кроме того , применение прижимного кольца увеличивает диаметр запорного органа, что приводит к увеличению габарит.ов и веса затвора в целом.This method requires the use of additional parts (pressure ring, mounting screws),. which complicates the design. In addition, the use of a clamping ring increases the diameter of the valve, which leads to an increase in overall dimensions and weight of the bolt as a whole.

Известен также способ, состо щий в том, что уплотнитель размещаетс в гнезде металлической детали, одна бокова стенка которого затем при- жимаетс к уплотнителю путем вальJigвaни 2 .There is also known a method in which a seal is placed in a seat of a metal part, one side wall of which is then pressed against the seal by means of a shaft 2.

Указанный способ при минимальных габаритах и весе имегт ограничение по дис метру условного прохода.This method, with minimum dimensions and weight, has a restriction on the diameter of the conditional passage.

Способ химического фиксатора заключаетс в том, что пластмассовый уплотнитель выполн етчз в виде кольцевой манжеты с двум боковыми лепестками под 1нездо, типа ласточкин хвост. Перед посадкой уплотнител The method of chemical fixation is that the plastic seal is made in the form of an annular cuff with two side lobes underneath a nest, such as a dovetail. Before planting sealer

10 в гнездо предварительно заливаетс полужидкий химический фиксатор. После сжати лепестков и введени их в гнездо кольцо с усилием вдавливаетс в полужидкий фиксатор и последний, 10, a semi-fluid chemical fixative is pre-filled into the socket. After the petals are compressed and inserted into the socket, the ring is pressed into the semi-fluid fixative and the last,

15 растека сь по всем полост м манжеты, заполн ет весь объем гнезда, фиксиру уплотнитель и тем сагиым предохран его от выпадени 3J .15 spreading across all the cuff cavities, fills the entire volume of the socket, securing the seal and protects it from falling out 3J.

Однако способ может быть применен However, the method can be applied

20 лишь в арматуре, используемой дл неагрессивных сред.20 only in fittings used for non-aggressive media.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ креплени пластмассового уплот25 нител в гнезде металлической детали , содержащий стадии предварительного деформировани под давлением заготовки уплотнител , имеющей припуск по ширине, и окончательного деформи30 ровани заготовки в гнезде детали 4. Указанный спороб креплени имеет ограничение по температурному диапазону эксплуатации уплотнител . Цель изобретени - повышение надежности и работоспособности уплотни тел за счет hoвышeни верхнего предела рабочих температур уплотнител . Указанна цель достигаетс тем, то примен ют заготовку, имеющую в плоскости сечени , содержащей ось симметрии, форму, аналогичную форме гнезда, предварительное деформирование производ т приложением давлени к большему основанию заготовки при т пературе сохранени вынужденных высо коэластических деформаций, ввод т предварительно деформированную загот ку в гнездо металлической детали бол шим до деформировани основанием, а стадию окончательного деформировани выполн ют нагреванием металлической детали со вставленной в нее деформир ванной заготовкой уплотнител при температуре релаксации вынужденных высокоэластических деформаций пластмассового материала уплотнител . На фиг.1 показан -начальный этап способаj на фиг.2 - промежуточный этап; на фиг.З - конечный этап. Предварительное деформирование осуществл ют в устройстве, схема которого показана на чертеже (дл упрощени изображени заготовка упло нител показана в виде пробки). Заго товка 1 уплотнител размещена в нижней трапецеидальной части обоймы 2 (фиг.1), имеющей форму, подобную фор ме заготовки 1. Заготовка 1 толкателем 3 через эластичный буфер 4 перемещаетс в верхнюю цилиндрическую часть обоймы 5 ( фиг; 2 ) при температу ре сохранени вынужденной высокоэлас тической деформации пластмассового материала уплотнител . Заготовка 1 уплотнител после предварительного деформировани перемещаетс толкателем б из цилиндрической обоймы 5 в гнездо металлической детали 7 тем ос нованием, которое до деформировани вл лось большим (фиг.З). Стади окончательного деформировани осуществл етс нагреванием металлической детали 7 со вставленной в нее предварительно деформированной заготовкой 1 .уплотнител . При нагреве происходит релаксаци вынужденной эластической деформации, всле ствие чего заготовка 1 уплотнител ; стрем сь прин ть свою первоначальную форму, заполн ет гнездо металлической детали 7. Припуск первоначальных габаритов заготовки 1 уплотнител по сравнению с габаритами гнезда при водит к по влению р«эзультирующей сил направленной радиально, котора удер йсивает уплотнитель в гнезде 7 металлической летали. Релаксаци вынужден ной высокоэластической деформации при повышении температуры эксплуатации не окажет вли ни на изменение формы уплотнител . Изменение формы уплотнител контролируетс по посто нству его выступающей части. В качестве материала дл пластмассовых уплотнителей могут быть использованы например , фторопласт 40, фто- , ропласт-4, фторопласт-3 и другие термопластичные полимеры. Пример 1. Берут кольцевую заготовку уплотнител из фторопласта- 4 О трапецеидального сечени в плоскости , содержащей ось симметрии, с диаметрами меньшего основани 64,5 и 53,5 мм, конусностью 10° и высотой 4,0 мм. Заготовка из фторопласта-4О предназначена дл гнезда типа ласточкин хвост металлической детали с диаметрами входного отверсти 64,0 и 54,0 мм, конусностью высотой 4 мм. Заготовку помещают в нижнюю трапецеидальную часть обоймы, форма которой подобна форме заготовки. Предварительно деформируют заготовку продавливанием ее в верхнюю цилиндрическую часть обоймы путем подачи снизу давлени 30 МПа на большее основание при . Предварительно деформированна заготовка имеет диаметры 64,0 и 54,0.мм, конусность равную нулю и высоту 4,7 мм. После этого предварительно деформированную заготовку большим до деформировани основанием ввод т в гнездо заготовки металлической детали. При этом большее до предварительного деформировани основание соприкасаетс с днищем гнезда металлической детали..Окончательное деформирование пластмассового уплотнител осуществл ют нагреванием металлической детали при 140°С (температуре релаксации вынужденной высокоэластической деформации фторопласта-40) в те-, чение . Изготовленную пластмассо-металлическую деталь прогревают последовательно при 100 (15 мин в воде), 150 (2 ч на воздухе) и 200 С (2 ч на воздухе) и контролируют высоту выступающей части уплотнител . Пример 2. Опыт провод т по примеру 1, но в качестве материала используют фторопласт-3, стадию окончательного деформировани Осуществл ют при 120с в течение 6 ч. Изготовленную пластмассо-металлическую деталь прогревают-последовательно при 100 (15 -мин), 150 (2 ч ) и 210°С (2 ч) и контролируют высоту выступающей уплотнител . Пример 3, Опыт провод т по примеру i, но-в качестве материала используют фторопласт-4, а стадию окончательного деформировани The closest in technical essence to the present invention is a method of attaching a plastic seal 25 of the thread in a nest of a metal part, comprising the steps of pre-deforming the seals of the sealer having an allowance in width under pressure and finally deforming the preform in the part's nest 4. The specified fastening is limited in temperature range of operation of the seal. The purpose of the invention is to increase the reliability and performance of the body seal due to the elevation of the upper limit of the working temperatures of the seal. This goal is achieved by applying a blank that has a shape similar to the slot in the section plane containing the axis of symmetry, pre-deformed by applying pressure to a larger base of the blank while preserving forced elastic strains in the nest of the metal part with a large one before deformation by the base, and the stage of final deformation is performed by heating the metal part with the deforming element inserted into it bath sealer billet at the temperature of relaxation of forced elasticity of deformation of the plastic material sealant. Figure 1 shows the initial stage of the method j in figure 2 - an intermediate stage; on fig.Z - the final stage. Pre-deformation is carried out in a device whose scheme is shown in the drawing (to simplify the image, the blank blank is shown in the form of a plug). The preform 1 of the compactor is placed in the lower trapezoidal part of the sleeve 2 (Fig. 1), having a shape similar to that of the workpiece 1. The preform 1 by the pusher 3 through the elastic buffer 4 moves into the upper cylindrical part of the sleeve 5 (Fig; 2) at the storage temperature forced elastomeric deformation of the plastic material of the seal. After the pre-deformation, the compactor blank 1 is moved by the pusher b from the cylindrical holder 5 to the seat of the metal part 7 by the base that was large before the deformation (FIG. 3). The final deforming step is carried out by heating the metal part 7 with the pre-deformed preform 1 sealer inserted into it. When heated, the relaxation of forced elastic deformation occurs, resulting in the preform 1 of the compactor; striving to take its original form fills the nest of the metal part 7. The allowance of the initial dimensions of the workpiece 1 of the seal as compared with the dimensions of the nest leads to the appearance of a radially directed radial force that retains the seal in the socket 7 of the metal flew. Relaxation of a forced, highly elastic deformation with an increase in the operating temperature will not affect the change in the shape of the compactor. The change in the shape of the compactor is controlled by the constancy of its protruding part. As a material for plastic seals, for example, fluoroplastic 40, fluorine, roplast-4, fluoroplast-3 and other thermoplastic polymers can be used. Example 1. An annular seal billet of fluoroplastic-4 O trapezoidal section is taken in the plane containing the axis of symmetry, with diameters of the smaller base 64.5 and 53.5 mm, taper of 10 ° and height of 4.0 mm. Fluoroplastic-4O billet is designed for the dovetail-type socket of a metal part with inlet aperture diameters 64.0 and 54.0 mm, with a taper height of 4 mm. The workpiece is placed in the lower trapezoidal part of the holder, the shape of which is similar to the form of the workpiece. Pre-deform the workpiece by forcing it into the upper cylindrical part of the holder by applying a pressure of 30 MPa to the larger base at bottom. The pre-deformed billet has diameters of 64.0 and 54.0 mm, a taper of zero and a height of 4.7 mm. Thereafter, the pre-deformed billet is introduced into the billet socket of the metal part into the billet slot before the base is deformed. In this case, the larger, before the pre-deformation, the base contacts the bottom of the metal part socket. The final deformation of the plastic sealant is carried out by heating the metal part at 140 ° C (the temperature of relaxation of the forced elastomeric deformation of the fluoroplastic-40). The manufactured plastic-metal part is heated successively at 100 (15 minutes in water), 150 (2 hours in air) and 200 C (2 hours in air) and the height of the protruding part of the compactor is controlled. Example 2. The experiment is carried out as in Example 1, but fluoroplast-3 is used as the material, the stage of final deformation is carried out at 120 s for 6 h. The plastic-metal part is heated-sequentially at 100 (15-min), 150 (2 h) and 210 ° C (2 h) and control the height of the protruding seal. Example 3 The test was carried out as in example i, but fluoroplast-4 was used as the material, and the final deformation stage

осуществл ют при ISO-C в течение 6ч Контролируют изменение высоты -высту-пающей части пластмассового уплотнител при хранении при комнатной температуре в течение б мес.carried out at ISO-C for 6 hours. The change in the height of the high-extruding part of the plastic seal is monitored when stored at room temperature for six months.

Пример 4 , (контрольный). Берут кольцевую цилиндрическую заготовку , уплотнител из фторопласта-40. с диаметрами 66,3 и 53,5 мм, высотой 4 мм, предназначенную дл гнезда типа ласточкин хвост металлической детали клапана с условным проходом Dy 50.Example 4, (control). An annular cylindrical billet, fluoroplast-40 sealer is taken. with diameters of 66.3 and 53.5 mm, height 4 mm, intended for the dovetail type of the metal part of the valve with the conditional passage Dy 50.

Заготовку помещают в устройство. Предварительно деформируют заготовку продавливанием ее в основание кольцевого паза переменного сечени путем подачи давлени 30 МПа на толкатель при 20°С. Предварительно деформированную заготовку тем же поступательным движением толкател перемещают В гнездо металлической детали и производ т окончательное ее деформирование подачей давлени 130МПа при 20°С.The blank is placed in the device. Pre-deform the workpiece by forcing it into the base of the annular groove of variable cross section by applying a pressure of 30 MPa to the pusher at 20 ° C. The pre-deformed billet with the same translational movement of the pusher is moved To the nest of the metal part and its final deformation is carried out by applying a pressure of 130 MPa at 20 ° C.

Изготовленную пластмассо-металлическую деталь прогревают последовательно при 100 (15 мин в воде), 150 (2 ч на воздухе) и 200с (2 ч на воздухе) и контролируют высоту выступающей части уплотнител .The manufactured plastic-metal part is heated sequentially at 100 (15 minutes in water), 150 (2 hours in air) and 200s (2 hours in air) and control the height of the protruding part of the compactor.

Пример 5 (контрольный). Опы провод т по примеру 4, но в качествеExample 5 (control). The tests are carried out according to Example 4, but as

материала используют фторопласт-3, стадию окончательного деформировани осуществл ют при давлении 200 МПа.Fluoroplast-3 is used for the material; the stage of final deformation is carried out at a pressure of 200 MPa.

Изготовленную пластмассо-металлическую деталь прогревают последовательно при 100 ,(15 мин в воде),Manufactured plastic-metal part is heated sequentially at 100, (15 min in water),

150 (2 ч на воздухе)и 210С (2 ч на воздухе) и контролируют высоту выступающей части уплотнител .150 (2 hours in air) and 210C (2 hours in air) and control the height of the protruding part of the seal.

Пример 6 (контрольный). Опыт провод т по примеру 4, но в качество материала используют фторопласт-4, стсщию окончательною деформировани осуществл ют при давлении 100 МПа.Example 6 (control). The experiment was carried out according to Example 4, but fluoroplast-4 was used as a material, and the final deformation was carried out at a pressure of 100 MPa.

Контролируют изменение высоты выступающей части уплотнител при хранении при комнатной температуре.Control the change in the height of the protruding part of the seal when stored at room temperature.

Результаты измерений приведены в таблице.The measurement results are shown in the table.

Из таблицы видно, что у уплотнителей , закрепленных.предлагаемым способом (примеры 1-3) , практически не измен етс высота выступаи цей части, в то врем , как у уплотнителей , закрепленных по известному методу (.примеры 4-6) , высота выступающей частиувеличиваетс на 100-300%. Это свидетельствует о возможности эксплуатации пластмассо-металлических деталей, изготовленных по предлагаемому способу креплени , при более высоких температурах.The table shows that the seals fixed by the proposed method (examples 1-3) practically do not change the height of the protrusion of the part, while the seals fixed by the known method (. Examples 4-6), the height of the protruding parts increased by 100-300%. This indicates the possibility of operating plastic-metal parts manufactured by the proposed method of fastening at higher temperatures.

Claims

Invention Formula

A method of attaching a plastic seal to a nest of a metal part, comprising the steps of pre-deforming a sealer bore having an allowance in width under pressure and final deformation of the billet in a part nest, characterized in that, in order to increase the reliability and serviceability of the seal by increasing the upper limit of the seal temperature , apply zagots}, having in the plane

0, 53

0.50 0.50 0.50

1, 65

0.54 0.80 1.00

sections containing an axis of symmetry, a shape similar to the shape of a nest, pre-deformed by applying pressure to a larger base of the workpiece at a temperature for maintaining forced, highly elastic deformations, introduce a pre-deformed preform into the metal part's nest large before deforming the base, and the final deformation stage is performed by heating a metal part with a preformed sealant inserted into it at the relaxation temperature rubbery seal plastic material deformation. Sources of information taken into account in the examination5 1. Patent of Germany No. 2828238, cl. F 16 K 1/226 / 1980. 2, Austrian Patent No. 339107, cl. F 16 K 1/226, 1977. 3. U.S. Patent No. 4,034,959, CL. F 16 K 3/02, 1977. 4. Techniques for fastening PTFE-4 sealing rings in the valves of pipeline equipment, RTM 26-07-162- 73.

1

Fig-3

FIG. 2