Герметичное резьбовое соединение

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТВЛЬСТВУ

<1870777 (61) Дополнительное к авт. сеид- ву (22) Заявлено 1007,78 (21) 2640172/25-27 (53)М. Кл.з с присоединением заявки ЙУ

j (23) Приоритет

F 16 В 7/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.1081,бюллетень )49 З7

Дата опубликования описания 07. 10 ° 81 (53) УДК 621.882.5 (088 ° 8) (72) Автор. изобретения

П.Пз Сергиенко (7() заявитель (54) ГЕРМЕТИЧНОЕ РЕЭЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Изобретение относится к соединениям емкостей и труб высокого давле:ния;.например в бурильных трубах и колоннах, а также емкостях газа и жидкости, в баллонах высокого давления.

Известно герметичное резьбовое соединение деталей, между которыми на входе в резьбу размещен уплотнительный элемент (1) . . Однако это соединение не обеспечивает защиты резьбы от избыточного внутреннего давления, уплотнение расположено между расходящимися под дав лением поверхностями и соединение тз является несамоуплотняющнмся.

Целью изобретения является защита соединения от внутрнреэьбового давления и обеспечение самоуплотнения. 2О

Это достигается тем, что в герметичном реэьбовом соединении деталей, преимущественно емкостей и труб высокого давления, между которыми на входе в резьбу размещен уплотнительный элемент, на торце охватываемой детали выполнен кольцевой выступ, а на охватывающей ее детали выполнена ответная кольцевая канавка, при этом уплотнительный элемент размещен меж- 30 ду внутренней стороной выступа и внутренней стенкой канавки.

На чертеже показано герметичное резьбовое соединение двух деталей 1 и 2, на входе в резьбу между которыми размещен уплотнительный элемент 3.

На детали 1 выцолнена кольцевая канавка, а на торце детали 2 выполнен выступ 4, входящих в кольцевую канавку.

Во время нагружения резьбы на рабочие грани витков резъбового зацепления действуют силы, составляющие некоторый угол с гранъю витка. Обоз качаются эти силы через Г (1-порядковый номер витка реэъбового зацепле ния) и разлогаются на силы R, па- раллельные граням витков, а силы Т; нормалъные к граням.

Радиальная (нормальная) составляю- щая иэ уравнения равновесия

ЕУ 0 будет

Н =- Р, сов *+ Т; щп g где о в угол наклона рабочей грани витка.

Если коэффициент трения на реэъбе обозначить через r, то В Т r, тогда

Й=- г7 е4>в*+ Т. sin с1, .

870? 77

1 < г 51 и* + сОЪ « -) откуда N (1)

51 и 3. — г C05dОсевая составляющая сил взаимодействия S из условия равновесия

Е X = О будет

Из выражений (1) и (2) получится зависимость между радиальными составляющими И сил взаимодействия витков

1 Ф и аксиальными составляющимися iн,(,-v cos*

N =5

oosd. «SincL

Силы S„ из условия равновесия могут быть вйражены через растягивающую силу Qo . Таким образом получается, что действующие в произвольном направлении силы приводят к возникновению сил, направленных перпендикулярно оси резьбового соединения и распирающих надрезьбовой участок соединения подобно нормальному (радиальному) давлению. Кроме того, горизонтальные составляющие S (направленные параллельно оси резьбового соединения) соз дают относительно срединной поверхности надрезьбового (охватывающего) участка моменты также стремящиеся отогнуть резьбовой участок.

Когда взаимное расхождение свернутых деталеи достигает величины глубины нарезки, то происходит перескакивание витков одной детали 1 через витки другой детали 2. В данной же конструкции это явление используется для защиты резьбового соединения от внутрирезьбовых давлений. Достигается это расположением уплотнительного элемента 3 на входе в резьбу между сходящимися поверхностями. Подрезьбовой участок имеет круговой выступ, а надрезьбовой участок имеет круговую проточку для выступа подрезьбового участка. Между внутренней поверхностью кругового выступа подрезьбового участка и внутренней поверхностью проточки надрезьбового участка расположен уплотнительный элемент. Такое расположение уплотнительного элемента решает задачу защиты резьбы от внутрирезьбовых давлений, что повышает прочность соединения и обеспечивает эффект самоуплотнения соединения.

При действии давления P внутри о оболочки на резьбовой участок приходится осевая сила Q = Л а Р 1

t5

55 где а — радиус. Эта сила дает радиальные распирающие на резьбу давления

Qq gincL-ò" со9* =ПППБ. С.Э +г51П (К аналогичному эффекту приводит действие на безрезьбовую оболочку внутреннего давления Р и действие на резьбовую часть проникающего в резьбовые

К о зазоры внутреннего давления P

aoo k 0 или воздействия давления на смазку в резьбовых зазорах. Из-за радиального отгиба надрезьбовой участок внутренней поверхностью своей круговой канавки прижимается к. внутренней поверхности надрезьбового участка. Эти две поверхности являются сходящимися, т.е. с Р расО тет усилие их сжатия. Поэтому целесообразным представляется расположение уплотнительного элемента между ними.

Такое расположение уплотнительного элемента защищает резьбу от проникания туда давления, Это увеличивает прочность и жесткость соединения (КЪ = О), предотвращает коррозию резьбы, ее подгар или размыв.

Расположение уплотнительной прокладки между сходящимися поверхностями делает герметичное соединение самоуплотняющимся, а расположение уплотнения на входе резьбы обеспечивает защиту резьбы от внутрирезьбовых давлений.

Защита резьбы от внутрирезьбовых давлений (КЪ = О) повышает прочность и жесткость резьбового соединения, облегчает его разборку.

Формула изобретения

Герметичное резьбовое соединение деталей, преимущественно емкостей и труб высокого давления, между которыми на входе в резьбу размещен уплотнительный элемент, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью защиты соединения от внутрирезьбового давления и обеспечения самоуплотнения, на торце охватываемой детали выполнен кольцевой выступ, а на охватывающей ее детали выполнена ответная кольцевая канавка, при этом уплотнительный элемент размещен между внутренней стороной выступа и внутренней стенкой канавки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Орлов П.И ° Основы конструирования, Книга 3. Машиностроение .

M., 1977, с. 147, рис. 327 У 111 (прототип).

870777

Заказ 8384/2

Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л, Комарова .

Редактор П. Горькова Техред A.Ñàâêà Корректор Г. Назарова