Узел уплотнения неподвижных соединений регулирующей трубопроводной арматуры

 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в арматуре тепловых и атомных электростанций, а также химических и других производств. Узел уплотнения неподвижных соединений регулирующей трубопроводной арматуры содержит уплотнительный элемент, расположенный между крышкой и корпусом арматуры. При этом узел снабжен фиксирующим кольцом, а уплотнительный элемент выполнен в виде спирально навитой прокладки, кольцо установлено внутри корпуса на стыке корпуса и крышки напротив уплотнительного элемента с возможностью предотвращения деформации прокладки в радиальном направлении к его оси, при этом кольцо зафиксировано относительно корпуса. Применение заявленного узла уплотнения обеспечивает повышение надежности работы узла уплотнения неподвижных соединений при одновременном обеспечении высокой степени герметичности. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в арматуре тепловых и атомных электростанций, а также химических и других производств, а именно в конструкциях узлов уплотнения неподвижных соединений регулирующей трубопроводной арматуры.

Известен узел уплотнения с мягкой набивкой (см. книгу А.А. Кондакова "Уплотнения гидравлических систем", М., Машиностроение, 1972 г.). Этот узел уплотнения представляет собой кольцо прямоугольного сечения из эластичного материала, изготовляемого из пенькового, асбестового или иного шнура или порошково-волокнистой массы, содержащей графит, асбест, слюду, тальк и другие компоненты.

Недостатком такового узла уплотнения является недостаточная термостойкость, износостойкость и герметичность.

Для обеспечения высокой герметичности узлов уплотнения в практике изготовления арматуры высоких параметров применяют различные типы уплотнений, в том числе спирально навитые прокладки, которые существенно повышают герметичность соединения неподвижных соединений, однако в процессе установки и затягивания неподвижных соединений прокладки деформируются в радиальном направлении внутрь прокладки.

Наиболее близким к заявленному предложению относится узел уплотнения неподвижных соединений регулирующей трубопроводной арматуры, содержащий уплотнительный элемент, расположенный между крышкой и корпусом арматуры (см. Терминологический словарь "Машиностроение", под редакцией д.т.н. М.К. Ускова и др., М., Машиностроение, с. 522, 1995).

Недостатком этого узла уплотнения является недостаточная надежность герметизации, большая площадь контакта и повышенные контактные нагрузки.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение срока службы при одновременном повышении надежности работы узла уплотнения неподвижных соединений.

Для достижения поставленного технического результата узел уплотнения неподвижных соединений регулирующей трубопроводной арматуры, содержащий уплотнительный элемент, расположенный между крышкой и корпусом арматуры, он снабжен фиксирующим кольцом, а уплотнительный элемент выполнен в виде спирально навитой прокладки, кольцо установлено внутри корпуса на стыке корпуса и крышки напротив уплотнительного элемента с возможностью предотвращения деформации прокладки в радиальном направлении к его оси, при этом кольцо зафиксировано относительно корпуса.

Возможны и другие варианты выполнения изобретения, согласно которым необходимо, чтобы: - кольцо было бы зафиксировано относительно корпуса посредством установки кольца с натягом, при этом необходимо, чтобы фиксирующее кольцо имело бы в сечении форму прямоугольника со скошенным углом и наклонную поверхность на наружной стороне кольца для установки его с натягом в корпусе; - кольцо было бы выполнено с ребрами жесткости, расположенными на внутренней стороне кольца; - в корпусе и/или в крышке с внутренней стороны в зоне расположения уплотнения выполнен кольцевой паз, в котором расположено фиксирующее кольцо с возможностью его удержания относительно уплотнительного элемента.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для предотвращения деформации прокладки и изменения геометрических размеров в направлении к оси прокладки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 представлен разрез узла уплотнения: слева - до затяжки; на фиг. 2 - фрагмент узла уплотнения после затяжки; на фиг.3 - фрагмент узла уплотнения после затяжки в случае выполнения на корпусе и крышке кольцевых пазов.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.

Узел уплотнения неподвижных соединений регулирующей трубопроводной арматуры содержит уплотнительный элемент 1 (фиг.1, 2, 3), расположенный между крышкой 2 и корпусом 3 арматуры.

Уплотнительный элемент 1 выполнен в виде спирально навитой прокладки, а на стыке корпуса 3 и крышки 2 напротив прокладки установлено с натягом кольцо 4 повышенной жесткости в радиальном направлении, исключающее деформацию прокладки в радиальном направлении к его оси.

Кольцо 4 имеет в сечении форму прямоугольника со скошенным углом и образует наклонную поверхность 5 на наружной стороне кольца 4, при этом наклонная поверхность 5 расположена напротив корпуса 3 для установки его с натягом в корпусе.

На фиг.3 изображен вариант выполнения узла уплотнения, согласно которому в корпусе 3 и в крышке 2 с внутренней стороны в зоне расположения уплотнительного элемента 1 выполнен кольцевой паз 7 и 8 соответственно на корпусе 3 и крышке 2. В кольцевых пазах 7 и 8 размещено фиксирующее кольцо 4 с возможностью его удержания относительно уплотнительного элемента 1, такое положение фиксирующего кольца предотвращает деформацию прокладки в радиальном направлении к его оси.

Для повышения надежности фиксации прокладки кольцо 4 выполнено с ребрами 6 жесткости, расположенными на внутренней его стороне.

Уплотнительный узел работает следующим образом.

В случае установки фиксирующего кольца 4 с натягом, последнее предварительно перед затяжкой устанавливают в корпусе 3 под натягом, фиксируя его тем самым напротив расположения уплотнительного элемента 1. После установки уплотнительного элемента в корпусе 3 размещают в корпусе 3 крышку 2. При затяжке под усилием крышка 2 сжимает уплотнительный элемент 1 на величину, соответствующую конструкции спирально навитой прокладки. Прокладка с трех сторон ограничена соответственно стенками корпуса 3 и крышки 2, при этом предварительно установленное под натягом в корпусе 3 кольцо 4, прижатое к внутренней поверхности прокладки, исключает выпирание ее частей в направление к оси прокладки при сжатии прокладки до рабочего состояния. Такое положение спирально навитой прокладки обеспечивает максимальную степень герметизации соединения за счет плотного прилегания витков спирали друг к другу и сторон прокладки к соответствующим стенкам корпуса 3 и крышки 2.

В случае выполнения кольцевых пазов 7 и 8, в которых расположено фиксирующее кольцо 4 с возможностью его фиксации относительно уплотнительного элемента 1, исключение деформации прокладки в радиальном направлении к его оси происходит аналогично описанному выше взаимодействию фиксирующего кольца с внутренней стороной прокладки.

Наличие ребер жесткости 6 существенно повышает надежность фиксации прокладки в радиальном направлении, а также снижает металлоемкость арматуры.

Форма поперечного сечения кольца 4 обеспечивает удобство установки кольца 4 под натягом в процессе монтажа арматуры.

По сравнению с прототипом заявленный узел уплотнения позволяет увеличить герметичность уплотнения на 20-30%.

Применение колец 4, их расположение и форма выполнения позволяет увеличить надежность и ресурс узла, что уменьшает периодичность обслуживания уплотнительного элемента и снижает затраты на ремонт и обслуживание, повышает степень герметизации за счет увеличения величины сжатия уплотнительного элемента, выполненного в виде спирально навитой прокладки.

Применение заявленного узла уплотнения обеспечивает более компактное выполнение узла в целом с соответствующей экономией конструкционных материалов.

Изобретение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость", поскольку ее реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций.

Формула изобретения

1. Узел уплотнения неподвижных соединений регулирующей трубопроводной арматуры, содержащий уплотнительный элемент, расположенный между крышкой и корпусом арматуры, отличающийся тем, что он снабжен фиксирующим кольцом, а уплотнительный элемент выполнен в виде спирально навитой прокладки, кольцо установлено внутри корпуса на стыке корпуса и крышки напротив уплотнительного элемента с возможностью предотвращения деформации прокладки в радиальном направлении к его оси, при этом кольцо зафиксировано относительно корпуса.

2. Узел уплотнения по п. 1, отличающийся тем, что кольцо зафиксировано относительно корпуса посредством установки кольца с натягом.

3. Узел уплотнения по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе и/или в крышке в зоне расположения уплотнительного элемента выполнен кольцевой паз, в котором расположено кольцо с возможностью его фиксации относительно уплотнительного элемента.

4. Узел уплотнения по п. 1, отличающийся тем, что кольцо выполнено с ребрами жесткости, расположенными на внутренней стороне кольца.

5. Узел уплотнения по п. 2, отличающийся тем, что кольцо имеет в сечении форму прямоугольника со скошенным углом и наклонную поверхность на наружной стороне кольца для установки его с натягом в корпусе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3