Канавочно-клиновое уплотнительное соединение

Изобретение относится к герметизации разъемных соединений. Деформация уплотнителя сопровождается локальным сдвигом поверхностных слоев уплотнителя и его сжатием на стыке двух наклонных поверхностей в зоне герметизации. Растекание уплотнителя из зоны герметизации препятствуется повышенным сжатием уплотнителя на граничных участках деформационными выступами. Величина пограничного сжатия уплотнителя может регулироваться изменением высоты деформационных выступов. Изобретение повышает надежность герметизации соединения. 3 ил.

 

Изобретение относится к сверхвысоковакуумным цельнометаллическим разъемным соединениям, эксплуатируемым в нестационарных термических условиях.

Известно конусное соединение, в котором уплотнитель размещен между наклонными герметизирующими поверхностями разъемных элементов [R. Brymner and W. Steckelmacher "Demountable vacuum seal for operation at temperatures from -188°C to 800°C", Journal of scientific instruments, 1959, June, v. 36, 278-281).

Недостатком соединения является пониженная надежность в процессе термоциклирования (обусловленной высокой чувствительности к резким изменениям температур вследствие предрасположенности к образованию разности температур между наружным и внутренним герметизирующими элементами разъемными соединений и растекания уплотнителя по протяженной зоне герметизации).

Известно канавочно-клиновое разъемное соединение, в котором уплотнитель размещен между наклонной герметизирующей поверхностью с выступом, выполненным у основания наклонной поверхности, одного из элементов и наклонной герметизирующей поверхностью канавки другого элемента соединения [Соединительные элементы вакуумных систем, Элементы фланцевых соединений с металлическим уплотнителем, ОСТ 11 868.007-74, Всесоюзный научно-исследовательский институт «Электронстандарт», 1976).

Недостатком устройства является пониженная надежность герметизации соединения при высокотемпературном термоциклировании соединения (вследствие растекания уплотнителя из зоны герметизации).

Цель изобретения - повышение надежности герметизации соединения.

Поставленная цель достигается тем, что на дне наклонной герметизирующей поверхности канавки элемента соединения выполнен деформационный выступ (запирающий уплотнитель в зоне герметизации совместно с деформационным выступом ответного элемента соединения).

Сущность описываемого изобретения поясняется графическими изображениями вариантов выполнения деформационной схемы соединения в герметичном состоянии, представленными на фиг. 1-3.

Соединение содержит элемент 1 с наклонной герметизирующей поверхностью 2, ограниченной вершиной 3 и основанием наклонной герметизирующей поверхности 4 с деформационным выступом 5, элемент 6 с канавкой, образованной наклонной герметизирующей поверхностью 7, основанием 8 и дном 9, деформационный выступ 10, уплотнитель 11, деформационные выступы 12 элемента 6, съемное кольцо 13 с деформационным выступом 5.

Герметизация соединения, показанного на фиг. 1, осуществляется при сближении элементов по вертикали следующим образом.

При сближении элементов 1, 6 наклонная клиновая поверхность 2 с деформационным выступом 5 прижимает уплотнитель 11 к наклонной герметизирующей поверхности 7 и деформационному выступу 10. Последующее сжатие уплотнителями 11 деформационными выступами 5 и 10 препятствует его перемещению по основанию 8 и дну канавки 9 и ведет к заполнению им пространства между наклонными герметизирующими поверхностями 2 и 7. Дальнейшее сближение элементов соединения 1, 6 осуществляет его герметизацию с (беззазорным) заполнением уплотнителя 11 всей поверхности наклонных герметизирующих поверхностей 2 и 7.

При термоциклировании соединения материал уплотнителя 11 остается в зоне герметизации, образованной наклонными поверхностями 2 и 7, вследствие локального прижатия уплотнителя 1 выступами 5 и 10 по границе указанной зоны.

(Вариант выполнения соединения по фиг. 1 рекомендуется для малых размеров проходных отверстий. Для повышенных проходных сечений на дне канавки возможно дополнено устанавливать съемное кольцо из стальной фольги. Указанное действие снижает радиальное перемещение уплотнителя 11 у дна канавки и позволяет компенсировать влияние неточности изготовления контактирующих с уплотнителем 11 поверхностей на степень герметичности соединения (заполнение материалом уплотнителя 11 пространства между наклонными герметизирующими поверхностями клина 2 и канавки 3 влияет на деформацию уплотнителя 11 в зоне герметизации вблизи выступов 5 и 7)).

На фиг. 2 представлен вариант выполнения соединения, в котором у наклонной герметизирующей поверхности 2 элемента 1 отсутствует деформационный выступ 5, в элементе 6 у основания канавки 8 выполнены дополнительными ограничительными выступами 12, и деформационный выступ 10 на дна канавки 9 выполнен в виде наклонной поверхности.

На фиг. 3 показан вариант выполнения соединения, в котором деформационный выступ 10 элемента 6 имеет геометрию поверхности, соответствующую наклонной клиновой герметизирующей поверхности 2 элемента 1, и деформационный выступ 5 выполнен на съемном кольце 13.

(Регулировка высоты выступа и величины деформации уплотнителя 11 важна для соединений с большими проходными сечениями (Ду 250 мм и выше), позволяя компенсировать неточности изготовления и износ герметизирующих поверхностей.)

Во всех вариантах выполнения соединения для конечного герметичного состояния соединения важным является заполнение материалом уплотнителя 11 без зазоров всего пространства, расположенного между наклонными герметизирующими поверхностями 2, 7 и ограниченного с обеих сторон деформационными выступами 5 и 10 элементов 1, 6.

При выборе конструкции устройства возможна комбинация из отдельных элементов. Например, для больших проходных сечений допустимо использование съемного кольца 13 с деформационным выступом 5, показанных на фиг. 3, применительно к соединению, представленному на фиг. 1.

По сравнению с прототипом, преимущества предлагаемого устройства состоят в повышении надежности герметизации устройства вследствие исключения свободного объема у дна канавки, снижении усилия герметизации и общих габаритов соединения вследствие уменьшения площади зоны герметизации.

Описываемое устройство способно с наивысшей степенью герметизации осуществить стыковку и сохранять плотность соединения.

Устройство может применяться в других областях ответственного назначения (например, в ядерных и термоядерных реакторах, судостроении).

Канавочно-клиновое уплотнительное разъемное соединение, содержащее элемент с одной наклонной герметизирующей поверхностью с деформационным выступом у основания наклонной герметизирующей поверхности, канавку, образованную наклонной герметизирующей поверхностью и дном другого элемента, и уплотнитель, размещенный между наклонными герметизирующими поверхностями, при этом на дне наклонной герметизирующей поверхности канавки выполнен деформационный выступ.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области арматуростроения и предназначена в качестве металлического уплотнения для обеспечения герметичности в шаровых кранах. Металлическое уплотнение (50) для клапанов (10) шарового (30) типа содержит кольцевой корпус (51) и кольцевой выступ (52) с передней поверхностью (52a) для относительного контакта с поверхностью шара (30).

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено в качестве клапанного узла для перекрытия проходного потока среды. Клапанный узел включает корпус клапана, седло (11, 12) клапана, расположенное во внутренней камере корпуса клапана, и пробку (2) клапана, выполненную с возможностью перемещения относительно седла (11, 12) клапана.

Группа изобретений относится к трубопроводной арматуре, в частности к предохранительной, и предназначена в качестве устройства для выравнивания давления. Сборка штока для клапана содержит шток, втулку, вертикальную опору, задающую щель, уплотняющую поверхность, окружающую щель, гнездо с клиновидной поверхностью гнезда и множество каналов прохождения потока текучей среды.

Изобретение относится к области уплотнительной техники и предназначено для герметичного перекрытия запорной пары клапана, в частности распределительного клапана.

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для использования в пневмоклапанах для резкой отсечки потока рабочей среды с большой ударной нагрузкой.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для использовано в трубопроводах высокого давления. .

Изобретение относится к медицинской технике. .

Изобретение относится к уплотнительным устройствам для фланцевых торцевых соединений и, в частности, к турбинам авиационных двигателей и газотурбинным установкам, работающим как в нормальных условиях, так и в условиях высоких температур, где поверхности узлов конструкции прогреваются до температуры более 1000°С.

Группа изобретений относится к уплотнительным устройствам для неподвижных фланцевых торцевых соединений. Уплотнительное металлическое пружинящее кольцо имеет в поперечном сечении U-образный профиль, уплотнение стыка осуществляется по ненаклоненной сплошной стенке профиля.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит блок цилиндров, чугунную втулку (1) цилиндра, чугунную крышку (2) цилиндра, стальную прокладку (3) газового стыка между втулкой (1) и крышкой (2) цилиндра, скрепленные при помощи силовых шпилек крепления цилиндрового комплекта к блоку цилиндров.

Изобретение относится к уплотнению разъемного соединения. .

Изобретение относится к уплотнительное технике. .

Изобретение относится к прокладкам головки цилиндров. .

Изобретение относится к уплотнительным устройствам для неподвижных фланцевых торцевых соединений и может быть использовано в пневмосистемах для стыковки воздуховодов в различных областях техники, в том числе авиационной, работающих как в нормальных условиях, так и в условиях высоких температур.

Изобретение относится к уплотнительной технике. .

Изобретение относится к уплотнению крышки сосуда. .

Группа изобретений относится к уплотнительной системе, в частности, для промышленных предохранительных клапанов, более конкретно, для промышленных шаровых клапанов двойного действия. Уплотнительная система содержит эластомерный элемент (500) и термопластичный элемент (600). Эластомерный уплотнительный элемент (500) удерживают в гнезде (400) только с помощью термопластичного элемента (600) и особой формы гнезда (400) упомянутых элементов, находящихся в седле (200). Периметр уплотнительного элемента (500) находится в контакте только с термопластичным элементом (600) и с внутренними краями гнезда (400). Гнездо (400) содержит первое гнездо (405), имеющее, по существу, прямоугольное сечение, открытое спереди и предназначенное для приема термопластичного элемента (600). Первый скругленный участок (404) гнезда соединяет первое гнездо (405) с, по существу, нижним краем (403). Второй скругленный участок (402) гнезда соединяет нижний край (403) с конечным участком (401), направление которого образует острый угол с направлением нижнего участка (403). Имеется шаровой клапан, содержащий упомянутую уплотнительную систему. Группа изобретений направлена на повышение срока службы уплотнительной системы за счет стабилизации положения уплотнительного элемента (500). 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх