Уплотнение неподвижного разъемного соединения

 

Сущность изобретения: металлическая С-образная прокладка размещена б посадочном гнезде с прогибом в сторону внутренней полости с уплотняемой средой под давлением, Посадочное гнездо образовано двумя цилиндрическими посадочными поверхностями , поверхностью, параллельной плоскости разъема; и конической поверхностью с фаской с наклоном в сторону внутренней полости. Прокладка выполнена равнопрочного сечения и установлена в гнездо с упором в противоположные углы гнезда. Угол наклона профиля прокладки и плоскости разъема 15-25°. 3 ил.

Ы 1798570 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э F 16 J 15/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) . P*""" и г -.а," "»,", " 4

ОП ИСАН И Е И ЗОБ РЕТЕ Н И Я, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

\»

Изобретение относится к уплотнениям дочными диаметрами D и б плоскостью параэъемныхсоединений;а болееконкретнок раллельной к плоскости разъема АД для уплотнениям неподвижных разъемных сое- обеспечения свободного прогиба прокладдинений, работающих при высоких давле- ки и конической поверхностью БВ с фаской ниях, плюсовыхикриогенкыхтемпературах .. ЦГ. Койическая поверхность GB образует Я и, может быть, испольэОвановотРаслЯх про" гол г (150) а с ло кос ью аз мышленности, связанных с высокими дав- .. "2. лениями жидкостей и газов..: . . С целью обеСпечения гарантированного

Целью изобретения является повыше- - прогиба в сторону действия высокого давление надежности герметиэацйи неподвижно- ния радиусы эакругленйя в т.т. А и Ei выполго разъемного соединения с деталями, нены равными R=0,5+0,2. контактирующими по торцам, например, контактирующих фланцевых соединений,: В гнездо установлена равнопрочная по

На фиг.1 показано уплотнение в сборе, сечению С-образйая прокладка 3 с прогиразрез; на фиг.2 — расчетная схема для оп- бом во внутрь под.углом прямой АБ к плоределейия упругой деформации прокладки; . скости разъема у рад с контактом в т.А на фиг.3 — график зависимости относитель- . ной упругой деформации прокладки в осе- и Б, т.к, прокладка установленная под углом вом напРавлении s зависимости От Угла, <- " (10-150) выво ачивается и наклона профиля прокладки к плоскости И. ИЩ сила обжатия прокладки падает до нуля. Заразъема Лу=ф), где Ь y " (см. ниже). д

У пас Яг рад. т.е, 2 гарантирует прокладку от

Детали соединения 1 и 2 при сопряжении образуют гнездо, образованное двумя вывоРачиваййЯ, позтомУ с целью макси цилиндрическими поверхностями с паса- мального использования эффекта наклона

1 (21) 4843143/29 (22) 27.06.90 (46) 28.02.93. Бюл. N. 8 . (71) Самарский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72)Ф.В.Еделькин (56) Авторское свидетельство СССР

М 1143913, кл. F 16 J 15/02, 1982. (54) УПЛОТНЕНИЕ НЕПОДВИЖНОГО

РАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ (57) Сущность изобретения. металлическая

С-образная прокладка размещена s. noca2 дочном гнезде с прогибом в сторону внутренней полости с уплотняемой средой под давлением, Посадочное гнездо образовано двумя цилиндрическими посадочными по верхностями, поверхностью, параллельной плоскости разъема, и конической поверхностью с фаской с наклоном в сторону внутренней полости, Прокладка выполнена равнопрочного сечения И установлена в гнездо с упором в противоположные углы гйезда. Угол наклона профиля прокладки и плоскости разъема 15.-25 . 3 ил, 1798570 прокладки, выбран угол y = рад с допул ском Лу= рад, т.е; y= -@-.рад л 5л (20 5 ).

Уплотнение работает следующим образом. Под действием внутреннего давления рабочей среды уплотняющие поверхности в т,А и Б перемещаются в осевом и радиальном направлениях, а герметичность сохраняется за счет уменьшения прогиба прокладки из-за.ее упругой деформации и распора прокладки под действием внутреннего давления. т.е; эффекта самоуплотнения, а также эа счет радиальных деформаций деталей соединения.

В случае возникновения прогиба прокладки в обратную сторону препятствием служит коническая поверхность БВ, поверхность АД выполнена плоской с целью обес-. печения свободного прогиба прокладки в сторону действия внутреннего давления при затяжке соединения.

Преимущества предлагаемого уплотнения перед прототипом и аналогом подтверждаются также расчетами. Расчетная схема для определения упругой деформации прокладки для прототипа приведена на фиг,2. Упругая .деформация определяется по интегралу Мора (MMi:+ йи1 + MNi+M1hi )ds

Et EF EFR где М и N — изгибающий момент и поперечная сила основной. системы (фиг,2а);

М1 и Й1 — то же для единичной системы (фиг.26):

Š— модуль упругости материала прокладки;

1 — момент инерции сечения прокладки;

S — длина дуги.

После подстановки in интегрирования получим

Д ((о „2 +

2q R s0 3

4 о

+зосоз зо)+ X г Ь

48R

x(5 sin so — 2 s ) j.

Для предлагаемого решения упругая деформация в осевом направлении при y = 15-25О ду

Лу = — У =(3,8 — 2,4}д . sin y .Для конической прокладки M =- М1 = 0 и интеграл Мора примет вид с 1

ЕГ

При одинаковых значениях Ь, д иу

Йу =2ду.

Сила обжатия прокладки для предлагаемого решения (фиг.1)

q = qisin y=(0,26 — 0,42)q, где ц — сила обжатия прокладки для прототипа, qi, = (1,5-2)q, . где ц — сила обжатия конической прокладки.

Изменение упругой деформации С-об15 разной прокладки в зависимости от угла на5 клона к плоскости разьема приведено на фиг,3, откуда видно, что наибольшее значение упругой деформации достигает при

13л

y = рад (13 ). но в этом случае не иск20 лючено выворачивание прокладки, поэтому угол наклона будет с запасом, исключающем выворачивание, т.е, y = -г2 рад (15 ), но л точное изготовление прокладки под таким углом невозможно, поэтому необходим технологический допуск. принимаемый в данном случае - 8(10 ) рад, т.е, принимаем о л Бл

30 y = T2- рад(15-25О).

Предлагаемое решение по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: герметичность обеспечивается при перемещении фланцев в месте уплотнения в 2-3

35 раза больше; сила обжатия прокладки в 2,54 раза меньше, чем для прототипа..

Формула изобретейия

Уплотнение неподвижного разъемного соединения с контактом по торцевым по40 верхностям деталей, содержащее металлическую С-образную йрокладку, размещенную в посадочном гнезде с прогибом в сторону внутренней полости с уплот- няемой средой под давлением, о т л и ч а ю45 щ е е с я тем, что посадочное гнездо образовано двумя цилиндрическими посадочными поверхностями, поверхностью, параллельной плоскости разъема и конической поверхностью с фаской с наклоном в сторону

50 внутренней полости, прокладка выполнена равнопрочного сечения и установлена в посадочное гнездо с упором в противоположные углы гнезда, при этом угол наклона профиля прокладки и плоскости разьема

55 15-25О.

1798570 4 Å Ð

М 2.

Составитель Ф. Еделькин

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М. Самборская

Редактор Н. Коляда

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

Заказ 762 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5