Шарнирное соединение трубопроводов высокого давления

 

Сущность изобретения: криволинейные уплотнительные поверхности каждого фланца выполнены ступенчатыми, образованными двумя концентричными сферами, внутренняя у проточного тракта заглублена 2 по отношению к внешней. Линзовый уплотнитель со сферическими выпуклыми поверхностями выполнен с выступающими из его основания и направленными в сторону проточной части под углом друг к другу упругими усами, кольцом жесткости между ними и радиальными каналами отвода утечек над усами, выходящими на наружную поверхность уплотнителя. Усы взаимодействуют с внутренними сферами фланцев, образуя первый барьер уплотнения, сферические поверхности уплотнителя - с наружными сферами, образуя второй барьер уплотнения . Поверхности уплотнителя выполнены эквидистантно наружным сферам. Внутренние сферы заглублены по отношению к внешним сферам на величину от 0 до 3 мм. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. ел

СОЮЗ COBETCVÈX сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (я) F 16 L 23/036, 27/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

»Г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4947946/29 (22) 24.06.91 (46) 07.05.93. Бюл. М 17 (71) Конструкторское бюро энергетического машиностроения (72) Б,М.Громыко. А.И.Горбачев, Е,М.Ìàòâåев, Ю.В.Митюков и А,В.Новиков (56) Биргер И.А, и Иосилевич Г.Б. Резьбовые и фланцевые соединения, М.: Машиностроение, 1990, с. 305, рис. 10,10. (54) ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Сущность изобретения: криволинейные уплотнительные поверхности каждого фланца выполнены ступенчатыми, образованными двумя концентричными сферами, внутренняя у проточного тракта заглублена

Изобретение относится к уплотнительной технике, а более конкретно к уплотнениям неподвижных разъемных соединений магистралей, допускающих при сборке угловые перекосы осей стыкуемых фланцев (например, шарнирные. сферические и др.).

Цель изобретения — достижение надежной герметизации соединения с относительно нежесткими фланцами и уплотнителем при давлении до 60 МПа и с обеспечением повторного использования деталей соединения.

Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что предлагаемое устройство по сравнению с

„„SU„„1813963 Al по отношению к внешней. Линзовый уплотнитель со сферическими выпуклыми поверхностями выполнен с выступающими из его основания и направленными в сторону проточной части под углом друг к другу упругими усами, кольцом жесткости между ними и радиальными каналами отвода утечек над усами, выходящими на наружную поверхность уплотнителя. Усы взаимодействуют с внутренними сферами фланцев, образуя первый барьер уплотнения, сферические поверхности уплотнителя — с наружными сферами, образуя второй барьер уплотнения. Поверхности уплотнителя выполнены эквидистантно наружным сферам, Внутренние сферы заглублены по отношению к внешним сферам на величину от 0 до 3 мм.

1 з,п. ф-лы, 4 ил, (л) известным имеет следующие отличитель- 0 ные признаки. (3ь

Уплотнительные поверхности фланцев выполнены ступенчатыми, образованнымц двумя концентричными сферами, из кото. рых внутренняя, у проточного тракта, за глублена по отношению к внешней. а

Линзовый уплотнитель снабжен выступающими из его основания И направленными в сторону проточной части, под углом друг к другу, упругими усами с размещенными между ними кольцом жесткости.

Поверхности линзового уплотнители и контактирующие с ними поверхности фланцев выполнены эквидистантными и сферическими.

1813963

Линзовый уплотнитель выполнен двухбарьерным с раздельными каналами отвода утечек между ними.

Конструкция предлагаемого шарнирного разъемного соединения представлена на фиг. 1...4, где на фиг, 1 представлено соединение; собранное с осесимметричным расположением фланцев; на фиг. 2 металлический уплотнитель; на фиг. 3 — соединение, собранное с угловым перекосом осей фланцев; на фиг. 4 — соедийение, собранное со смещением осей фланцев друг относительно друга.

Разъемное соединение состоит из фланцев 1, 2, металлического уплотнителя 3, крепежных болтов 4 со сферическими головками и сферических шайб 5.

Уплотнительные поверхности в каждой из фланцев 1, 2 выполнены ступенчатыми и образованы двумя концентричными сферами 6, 7 и 8, 9, причем поверхности 7 и 9 заглублены относительно поверхностей 6 и

8 на величину от 0 до 3 мм.

Металлическйй уплотнитель вы йолней в виде линзового кольца 10. со сферическими уплотнительными поверхностями 11, 12, сформированными эквидистантно соответствующим наружным поверхностям 6 и 8 фланцев 1, 2,, .ИЗ основания линзового кольца 10 выступают упругие усы 13; 14; направленные внутрь уплотнителя (в сторону проточного тракта) под углом друг к другу. Между упру. гими усами размещено кольцо жесткости 23 (как продолжение линзового кольца), внутренний диамеТр которого ограничен проходным сечением трубопровода, На концах упругих усов сформированы уплотнительные выступы 15, 16 с торовыми уплотнитель ными поверхностями 17, 18. На наружной поверхности уплотнителя выполнен кольцевой бурт 19, ограничивающий относительный разворот фланцев и уплотнителя при сборке соединения.В теле линзового уплотнителя, над упругими усами, выполнены раздельные дренажные: каналы отвода утечек, разделяющие уплотнитель на два барьера уплотнения, первый иэ которых образован упругими усами, второй уплотнительными поверхностями 11, 12. Каналы выполнены в виде пересекающихся отверстий 20, 21. (Место пересечения отверстия 22 с отверстием, выполненным аналогично отверстию 21, условно не показано). Дренажные каналы выходят на наружную поверхность уплотнителя и оканчиваются штуцерами (ус.. ловно не показаны).

Уплотнитель изготавливается из высокопрочного материала, например сталь, бронза БрБ2, никелевый сплав и др.

Размер Н уплотнителя выбирается из условия создания требуемого контактного давления в зоне уплотнения при осевом обжатии усов до посадки фланцев на поверхности 11, 12 уплотнителя.

Для снижения осевого усилия обжатия

"0 уплотнитель покрыт мягким материалом: медь, серебро, свинец, фторопласт и др, При сборке соединения уплотнитель 3 устанавливается в один из фланцев 1, 2 и при необходимости фиксируется соответст15 вующим технологическим приспособлением (условно не показано). Затем пристыковывается другой фланец и выявляется наличие перекоса или смещение осей фланцев друг относительно друга.

20 . При осесимметричном расположении фланцев производится затяжка соединения на заданную величину момент-затяжки болтов 4 по общепринятой технологии. Первоначально в контакт с фланцами по поверхностям 7, 9 входят уплотнительные выступы 15, 16 упругих усов 13; 14 уплотнителя и по мере затяжки болтов производит. ся их поджатие (с изгибом усов) до посадки фланцев 1, 2 поверхностями 6, 8 на поверх- .

30 ности 11, 12 уплотнителя. При этом на уплотнительных поверхностях 17, 18 создается требуемое контактное давление, при кото ром мягкое покрытие гарантировано заполняет микройеровности поверхностей 7; 9

35 фланцев. При дальнейшей затяжке болтов создается требуемое контактное давление и на поверхностях 11, 12 уплотнителя, также, обеспечивающее надежное заполнение покрытием микронеровностей на поверхно40 стях 6, 8 фланцев, Сборка соединения с поворотом осей стыкуемых фланцев на угол + <Р осуществляется за счет поворота фланцев в разные стороны относительно уплотнителя, Сборка соединения при несовпадении осей стыкуемых фланцев на величину д осуществляется за счет поворота фланцев в одну и ту же сторону относительно уплотнителя, В обоих случаях поворот фланца 1 происходит вокруг центра Оъ а фланца 2 вокруг центра Oz, причем центры О> и Oz лежат на оси ОэОэ уплотнителя 3.

При подаче давления уплотняемой среды на рабочем режиме контактное давление в зоне уплотнения упругих усов возрастает за счет эффекта самоуплотнения, а дополнительное поджатие поверхностей 11, 12 уплотнителя к поверхностям 6, 8 фланцев обеспечивается эа счет радиального растя1813963 жения кольца уплотнителя под действую- чеискателем ПТИ вЂ” 7 при подаче давления щим перепадом давления. гелиево-воздушной смеси 10 кгс/см ); мате2, Использование предлагаемого устрой- риал уплотнителя высокопрочная нержавества позволило; 5 ющая сталь, герметизирующее покрытие на существенно повысить надежность гер- уплотнителе — медносеребряное. метизации высоконагруженного соединения, в том числе при угловых перекосах и Формула изобретения смещении осей фланцев; обеспечить равномерность и стабиль- 10 1. Шарнирное соединение трубопровоность контактного взаимодействия уплот- дов высокого давления, содержащее фланнителясфланцамикакпо1-му,так ипо2-му цы с криволинейными уплотнительными барьерам уплотнения; .. поверхностями, крепежные детали и линзовый уплотнитель со сферическими выпуклыуменьшить толщину фланцев и вес сое- 15 ми поверхностями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, динения (что обеспечивается за счет эффек- что уплотнительные поверхности каждого та самоуплотнения упругих усов 1-ro из фланцев выполнены ступенчатыми, обрабарьера и радиальной деформацией уплот- зованными двумя концентричными сферанителя в целом под действием высокого - ми, из которых внутренняя, у проточного давления); - ...::, - 20 тракта, заглублена по отношению к внеш ней, а уплотнитель выполнен с выступающи. обеспечить возможность повторного- ми из его основания и направленными в использования деталей соединения;:. .,Сторону проточной части под углом друг к упростить контроль герметичности и ра- другу упругими усами, кольцо. жесткости ботоспособности соединения. " . --" 25 между ними, и раздельными каналами отвоТаким образом совокупность перечис- да утечек над упругими усами, вйходящими ленных выше отличительных признаков: на наружную поверхность уплотнителя; при предлагаемогоустройстваобеспечйваетрес- этом упругие усы взаимодействуют с внутализацию поставленной в заявке цели, - -ренними сферами фланцев, образуя первый

В настоящее время разъемйое соедине -:30 . барьер уплотнения, а сферические поверхние по предлагаемой конструкции находйт - -:,: ности линзового уплотнителя — с наружныся в Стадии автономных испытаний" ми сферами фланцев,.образуя второй опытного образца. . . ::.:.-. .."" барьер уплотнения, причем поверхности

Характеристика опытного образца: про -, линзового уплотнителя выполнены эквидиходное сечение-ay=150 М; давление среды, 35 стантно наружным сферическим поверхно600 кгс/см; достигнутая герметичность по " стям фланцев, 2, 1-му барьеру уплотнения (по упругим усам) - : 2. Соединение no n, 1, о тл и ч а ю щ e e-и лмкиртст 6 се тем. то внутренние сферь фпвнцев вес . У . РУ . глублены по.отношению к внешним сферам

5 . яре " ртот контролвгелиев те- 40-нв величину от лдо мм. с м

1813963

О, Риг.4

Составитель Б,Громыко

Техред М,Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор

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

Заказ 1821 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Шарнирное соединение трубопроводов высокого давления Шарнирное соединение трубопроводов высокого давления Шарнирное соединение трубопроводов высокого давления Шарнирное соединение трубопроводов высокого давления 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано для передачи текущей среды (пар, нефтепродукты и т.д.) по трубопроводам между плавучими средствами и береговыми причалами

Изобретение относится к машиностроению , а именно к понпрогным и раднально-шарнирным соединениям трубопроводов, и может быть использовано преимущественно при транспортировании рабочего тела между генератором гидравлической (пневматической ) анергии и тфиемнигом гидравлической (пневматической) через несообщающиеся полости шарнирного узла в замкнутых гидропневм - системах, где необходим попорот сопряженных деталей на yi on до 360 в-одной - трех плоскостях (шасси, грыпо изменяемой геометрии и т.д.)

Изобретение относится к авиационной промышленности и может использоваться в трубопроводных коммуникациях силовых установок и летательных аппаратов, работающих при высоких температурах и вибрационных нагрузках

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в гидравлических и пневматических системах для транспортировки жидких и газообразных сред

Изобретение относится к пневматическим и гидравлическим системам высокого давления

Изобретение относится к соединениям труб для транспортировки нефтехимических текучих сред, газов и сжиженных газов
Наверх