Разъемное неподвижное уплотнительное устройство

 

Изобретение может быть использовано для герметизации разъемных неподвижных соединений магистралей и трубопроводов. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и расширение области его применения. Внутрь уплотнительной прокладки 3 в виде цилиндрического кольца отходят два упругих конических уса. Прокладка 3 размещена в посадочной канавке 6, выполненной на одном из сопрягаемых по сферическойй поверхности 7 фланцев. Усы выполнены симметрично относительно плоскости, перпендикулярной оси устройства и проходящей 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, переходящей 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 поверхностями фланцев 1, 2 компенсируется их упругой деформацией при затяжке соединения. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 J 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4379014/40-29 (22) 15.02.88 (46) 15.01.90. Вюл. Р 2 (72) A.И. Горбачев, А.В. 11овиков и В.Н. Чепурнов (53) 62-762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 8 19463, кл. F 16 J 15/02, 1977. (54) РАЗЪ1пНОЕ ЫЕПОДВ1ИЦОЕ УПЛОТHHTEJIbH0E УСТРОЙСТВО (57) Изобретение может быть использовано для герметизации разъемных неподвижных соединений магистралей и трубопроводов. Цель иэобретения— повышение надежности работы устройства и расширение области его применения. Внутрь уплотиительной прокладки 3 в виде цилиндрического кольца отходят два упругих конических уса. Прокладка 3 размещена в посадочной канавке 6, выполненной ыа од„„Я0„„1536115 A 1

2 ном из сопрягаемых по сферической поверхности 7 фланцев ° Усы выполнены симметрично относительно плоскости, перпендикулярной оси устройства и проходящей 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, переходящей в кольцевой карман.

Стенка канавки 6 со стороны оси устройства выполнена в виде цилиндрической оболочки 8,контактирующей со сферической поверхностью 7 фланца 1 °

Па поверхности 7 установлен уплотнительный элемент. Образующийся зазор между сферическими поверхностями фланцев 1,2 компенсируется их упругой деформацией при затяжке соединения. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

1536! 15

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации разъемных неподвижных соединений магистралей и трубопроводов °

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и расширение области его применения за счет разгрузки прокладки от напряжений изгиба и создания дополнительного барьера уплотнения.

Иа фиг.1 показано устройство, в разрезе; на фиг.2 — сечение поса-.. дочного гнезда; на фиг.3 — сечение прокладки; на фиг.4 — положение фланцев и прокладки в сборе до загяжки; на фиг. 5,6 — варианты исполнения зоны уплотнения цилиндрической оболочки с фланцем. 20

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 уплогнительную прокладку 3, сферическая контактирующая поверхность 7 и цилиндрическая оболочка 8 ° Для подвода давления конт: рольной среды в полость гнезда 6 во !

; фланце предусмотрен канал 9, оканчи вающийся штуцером, выполненным на, внешней поверхности фланца. (Во фланце 2 выполнена сферическая уплотнительная поверхность 10, с которой взаимодействует сферическая поверхность 7, цилиндрическая оболочка, Я,а также уплотнительная прокладка 3.

В посадочном гнезде 6 выполнены 40 цилиндрическая поверхность 11, коническая уплотнительная поверхность 12 и кольцевой карман 13. Кольцевой карман 13, предназначенный для размещения цилиндрического кольца 14 прокладки 3, содержит внешнюю посадочную поверхность 15, выполненную

KcLK продолжение цилиндрической посадочной поверхности 11 посадочного гнезда, торцовую поверхность 16 ,и угловой скос 17.

Цилиндрическая оболочка 8 фланца

1 разделяет полость посадочного гнезда 6 от рабочей полости 18 устройства, содержит торовую уплотнительную поверхность 19, которая выступает над контактирующей сферической поверхностью 7 фланца 1 на наперед заданную величину.

Жесткость цилиндрической оболочки

8 и величина ее выступания над сферической поверхностью фланца (обычно

0,3...0,5 мм) выбираются из условия работоспособности и обеспечения герметичности в зоне ее взаимодействия оболочки с ответным фланцем 2 при максимальном давлении контрольной среды.

Образующийся при этом зазор между сферическими поверхностями фланцев компенсируется их упругой деформацией при затяжке соединения, а оболочка 8 дополнительно выполняет роль упругодемпферной опоры между фланцами, повышая работоспособность устройства при наличии слабых ударных нагрузок.

Для исключения смятия уплотнительной поверхности ответного фланца при сборке устройства сферическая контак" тирующая поверхность 7 фланца 1 сопряжена с цилиндрической посадочной поверхностью 11 посадочного гнезда

6 радиусом 2 .

Уплотнительная прокладка 3 содержит два упругих уса ?О, 21 равной длины, образующих в сечении симметричный V-образный профиль, на периферии которого размещено цилиндрическое кольцо 14, содержащее цилиндрическую посадочную 22, торцовую

23 поверхности и угловой скос 24.

При этом цилиндрическое кольцо 14 выполнено со смещением в сторону посадочного гнезда фланца относительно профиля усов прокладки. Для повышения технологичности угловой скос

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

На концах упругих усов прокладки выполнены уплотнигельные выступы

25, 26 с унлотнительными поверхносстями 27, 28 преимущественно торовой формы.

Прокладка может быть покрыта мягким материалом: медью, серебром, кадмием, свинцом, фторопластом и др.„ что снижает контактное давление и уменьшает момент затяжки крепежных болтов.

Устройство работает следующим образом.

При сборке устройства уплотнительная прокладка 3 устанавливается в посадочное гнездо 6 фланца 1 до упора ее уплотнительной поверхности 28 выступа 26 упругого уса 20 в коничес1536115

55 кую уплотнительную поверхность 12 посадочного гнезда 6 и центрйруется посадочной поверхностью 22 цилиндрического кольца 14 по посадочной поверхности 11 и поверхности 15 кольцевого кармана 13 посадочного гнезда.

Фланец 2 устанавливается до упора уплотнительной поверхности 10 в уплотнительную поверхность 27 выступа

25 упругого уса 21 прокладки 3. При этом между уплотнительной сферической поверхностью 10 фланца 2 и уплотнительной торовой поверхностью 19 цилиндрической оболочки 8 фланца 1 обеспечивается гарантированный зазор 1, равный заданной величине обжатия упругих усов прокладки для обеспечения требуемого из условия герметичности контактного давления на их уплотнительных поверхностях 26, 27. При затяжке крепежных болтов 5 происходит заданное обжатие упругих усов прокладки без нагружения ее цилиндрического кольца изгибными на-

I пряжениями, а уплотнительная поверхность 10 фланца 2 доводится до упора с поверхностью 19 цилиндрической оболочки 8, при этом между сферическими поверхностями 7 и 10 фланцев 1 и 2 обеспечивается гарантированный зазор 1 . При окончательной затяжке болтов частично за счет упругого раз.— ворота фланцев относительно цилиндриI ческой оболо- -ки 8 и частично за счет упругого сжатия самой оболочки поверхности 6 и 10 фланцев 1 и 2 доводятся до упора, а в зоне контакта уплотнительных поверхностей 19 и 10 создается требуемое для обеспечения герметичности контактное давление. В собранном устройстве между торцовыми поверхностями 16, 23 и угловыми скосами 17, 24 кольцевого кармана и прокладки обеспечиваются гарантированные зазоры 1 », 1 .

Для контроля работоспособности уплотнительной прокладки, например по степени герметичности ее усов, через каналы 8 подается давление контрольной среды под прокладку и по стыку фланцев фиксируется величина утечки любым существующим методом, При этом исключается нагружение рабочей полости

18 устройства давлением среды, так как она надежно изолирована от полости под уплотнительной прокладкой герметичным взаимодействием цилиндрической оболочки S с уплотнительной поверхностью 10 фланца 2. При работе устройства, особенно при наличии динамических ударных нагрузок, цилиндрическая оболочка 8 дополнительно выполняет роль демпфирующей опоры, а герметичное ее взаимодействие с фланцем 2 обеспечивает дополнительный барьер уплотнения. Жесткость упругих усов прокладки и величина их обжатия, а также жесткость цилиндрической .оболочки выбираются с учетом их работоспособности на рабочих параметрах.

Величина l выбирается расчетным путем из условия обеспечения требуемого для заданной герметичности контактного давления в зоне уплотнения при упругой деформации фланцев и самой оболочки от затяжки соединения до соприкосновения поверхностей 7 и

10, фланцев 1 и 2 (обычно 0,3...

0,6 мм).

Величина радиуса R, уплотнительной поверхности 13 цилиндрической оболочки 8 фланца 1 выбирается таким образом, чтобы при заданной степени герметичности и величине затяжки стыка не происходило повреждение уплотнительных поверхностей в зоне контакта данной оболочки с поверхностью огветного фланца.

Радиус Е сопряжения сферической контактирующей поверхности 7 фланца

1 с посадочной поверхностью 11 гнезда выполняется в пределах 0,3. ° .0,5 мм, что достаточно для исключения замятия поверхности ответного фланца.

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

Таким образом, симметричное нагружение упругих усов прокладки, выполненных равной длины, в совокупности с исключением нагружения ее цилиндрического кольца напряжениями изгиба повышает упругую податливость усов, сохраняет работоспособ1536115 ность прокладки при больших раскрытиях стыка фланцев, а следовательно, расширяет диапазон рабочих давлений. Обеспечение возможности авто5 номного контроля работоспособности прокладки без нагружения давлением уплотняемой среды рабочей полости устройства придает ему качественно новые характеристики, поскольку позволяет его использование в целом ряде технических объектов, где для указанной операции нагружение внутренних полостей технологически неоправданно или вообще затруднено. формула изобретения

1. Разъемное неподвижное уплотнительное устройство, содержащее уплотнительную прокладку в виде цилиндрического кольца с отходящими or него внутрь прокладки двумя упругими коническими усами с кольцевой канавкой между ними и уплотнительными буртами, контактирующими с уплотняемыми Q5 поверхностями, размещенную в посадочной канавке, выполненной на одном из сопрягаемых по сферической поверхности фланцев, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и расширения области его применения, упругие усы выполнены симметрично относительно плоскости, перпендикулярной оси устройства и проходящей через кольцевую канавку, цилиндрическое кольцо смещено в сторону посадочной канавки с образованием дополнительного выступа, размещенного в последней, при этом поверхность посадочной канавки, взаимодействующая с. цилиндрическим кольцом, выполнена цилиндрической, переходящей в кольцевой карман, а стенка посадочной канавки со стороны оси устройства выполнена в виде цилиндрической оболочки, контактирующей со сферической поверхностью фланца.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что на контактирующей поверхности цилиндрической оболочки установлен дополнительный уплотнительный элемент.

1536 115

22 14

26

27

Фиа,б

Составитель А. Бельцова

Редактор О. Спесивых Техред JI.Cåðäþêîâà Корректор Т. Палий

Заказ 96 Тираж 562 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101