Крупногабаритное разъмное уплотнительное устройство высокого давления

 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения разъемных крупногабаритных соединений, работаюш,их в условиях повышенных перепадов давления и температур с многократным циклом нагружения. Целью изобретения является повышение надежности устройства при многоцикловом нагружении давлением уплотняемой среды за счет уменьшения влияния монтажных зазоров и жесткости фланцев. В выемку 7, выполненную на фланце 2, установлена металлическая прокладка 3 в виде силового кольца 13 и упругих усов 14, 15 с разной жесткостью и буртами 16, 17, при этом жесткость уса 14 больше, чем уса 15. На силовом кольце 13 со стороны уса 15 выполнен выступ 20 преимущественно торовой формы, контактирующий с поверхностью 11 фланца 1, а с противоположной его стороны выполнен угловой скос 21. При этом наружный диаметр силового кольца 13 выполнен больше посадочного диаметра выемки 7, что обеспечивает наперед заданный радиальный натяг прокладки. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1399551

< ц 4 F 16 J 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4111448/40-08 (22) 18.08.86 (46) 30,05.88. Бюл. № 20 (72) А. И. Горбачев, Б. М. Громыко, E. М. Матвеев и А. В. Новиков (53) 62-762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1268851, кл. F 16 J 15/02, 1985. (54) КРУПНОГАБАРИТНОЕ РАЗЪЕМНОЕ

УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения разъемных крупногабаритных соединений, работающих в условиях повышенных перепадов давления и температур с многократным циклом нагружения. Целью изобретения является повышение надежности устройства при многоцикловом нагружении давлением уплотняемой среды за счет уменьшения влияния монтажных зазоров и жесткости фланцев. В выемку 7, выполненную на фланце 2, установлена металлическая прокладка 3 в виде силового кольца 13 и упругих усов 14, 15 с разной жесткостью и буртами 16, 17, при этом жесткость уса 14 больше, чем уса 15. На силовом кольце 13 со стороны уса 15 выполнен выступ 20 преимущественно торовой формы, контактирующий с поверхностью 11 фланца 1, а с противоположной его стороны выполнен угловой скос 21. При этом наружный диаметр силового кольца 13 выполнен больше посадочного диаметра выемки 7, что обеспечивает наперед заданный радиальный натяг прокладки. 2 ил.

1399551

Формула изобретения

Изобретение относится к уплотнительной технике, и может быть использовано для уплотнения разъемных крупногабаритных соединений, работающих при повышенных уровнях давления с многократным циклом нагружения, в широком диапазоне температур, в том числе и при низких температурах, при наличии пульсации и вибронагрузок, с использованием как жидких, так и газообразных сред.

Целью изобретения является повышение надежности устройства при многоцикловом нагружении давлением уплотняемой среды за счет уменьшения влияния монтажных зазоров и жесткости фланцев.

На фиг. 1 показан узел уплотнения, разрез; на фиг. 2 — то же, при сборке.

Устройство включает фланцы 1 и 2, уплотнительную металлическую прокладку 3 и крепежные детали 4 — 6. Во фланце 2 выполнена выемка 7 с цилиндрической центровочной поверхностью 8, торцовой уплотняемой поверхностью 9 и конической заходной поверхностью 10. Уплотняемая поверхность

1l фланца контактирует с поверхностью 12 фланца 2.

Уплотнительная прокладка 3 содержит силовое кольцо !3, с двух сторон которого расположены упругие усы 14 и 15, содержащие бурты 16 и 17 с уплотнительными поверхностями 18 и 19 торовой формы.

На силовом кольце 13 со стороны уса 15 выполнен упорный выступ 20 с уплотнительной поверхностью 21 преимущественно торовой формы, а с другой стороны кольца 13 на его периферии расположен угловой скос

22, который является продолжением боковой поверхности уса 14, выполненной эквидистантно конической заходной поверхности 10 выемки 7. При этом поверхность 19 бурта 17 выступает над уплотнительной поверхностью 21 выступа 20 на величину осевого натяга, определяемого из условия обеспечения необходимого контактного давления на уплотнительной поверхности 19, а жесткость уса 14 больше, чем у уса 15.

Это обусловлено тем, что за счет обжатия уса 15 обеспечивается требуемое контактное давление не только на поверхности 18, но и на поверхности 21. Поджатие усов 14 и 15 прокладки осуществляется за счет осевого натяга, определяемого разностью осевых размеров прокладки между поверхностями 18 и 19 и размером выемки между поверхностями 9 и 12 в собранном устройстве.

Наружный диаметр di силового кольца 13 прокладки 3 выполнен больше диаметра dz центровочной поверхности 8 выемки, например, на удвоенную величину радиального натяга прокладки, который выбран равным радиальной деформации фланца под действием давления. При этом максимальная величина радиального натяга выбирается из условия сохранения устойчивости сечения

10 l5

55 прокладки при ее сжатии. Прокладка изготавливается из высокопрочных сталей и сплавов и покрывается мягким металлом (золото, серебро, медь, кадмий и др.) или фторопластом в зависимости от температурных условий работы устройства. При сборке устройства уплотнительная прокладка 3 устанавливается в выемку фланца 2 до упора углового скоса 22 в заходную поверхность 10. При затяжке крепежных деталей 4 — 6 уплотняемая поверхность 11 фланца 1 первоначально входит в контакт с уплотняемой поверхностью 19 уса 15, затем после его обжатия поверхность 11 входит в контакт с упорной поверхностью 21 выступа

20 и за счет перемещения углового скоса 22 по конической заходной поверхности 10 прокладки, упруго сжимаясь в радиальном направлении, заходит в выемку, перемещается в ней до упора поверхности 18 уса 14 с поверхностьк> 9 выемки, обеспечивая при этом заданный радиальный натяг.

При окончательной затяжке соединения фланцев 1 и 2 до упора контактирующих поверхностей 11 и 12 за счет усилия на поджатие упругого уса 14 происходит обжатие поверхностей 18 и 21 с обеспечением необходимого контактного давления. При подаче давления уплотняемой среды контактное давление на уплотняемых поверхностях усов прокладки возрастает от действия эффекта самоуплотнения, а сама прокладка, предварительно сжатая в радиальном направлении при сборке, разгружается за счет растяжения фланца. При этом смещение уплотнительной поверхности 18 прокладки относительно поверхности 9 выемки 7 практически не происходит, что имело бы место при установке прокладки в выемку с гарантированным радиальным зазором, поэтому его влияние на герметичность сводится до минимума.

Поверхность 21 выступа 20 прокладки выполняет роль дополнительного барьера уплотнения и способствует повышению степени герметичности устройства.

При сбросе давления система прокладка — посадочное место возвращается в исходное положение, при этом на уплотнительных поверхностях 18, 19, 21 прокладки за счет упругости усов 14 и 15 сохраняется необходимое контактное давление для обеспечения герметичности при последующих циклах нагружения давлением рабочей среды.

Таким образом, при многократных нагружениях давлением наличие дополнительной уплотнительной поверхности 21 прокладки повышает ресурс работы устройства.

Крупногабаритное разъемное уплотнительное устройство высокого давления, содержащее фланцы, в одном из которых вы1399551

Составитель А. Бельцова

Редактор Т. Лазоренко Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 23! 8/39 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 полнена выемка с посадочным диаметром под металлическую прокладку в виде силового кольца с упругими усами, отличаюи4ееся тем, что, с целью повышения надежности устройства при многоцикловом нагружении давлением уплотняемой среды, наружный диаметр силового кольца прокладки выполнен больше посадочного диаметра выем4 ки, а упругий ус со стороны выемки выполнен с жесткостью большей, чем жесткость другого уса, и сопряжен с силовым кольцом радиусами концентрических окружностей, при этом со стороны ответного фланца на силовом копьце выполнен выступ преимущественно торовой формы, контактирующий с ответным фланцем.