Способ изготовления уплотнителей

 

Союз Советских

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлено 23.03. 77 (21) 246624)!25-08 (5!)М. Кл. с присоединеийеее заявки М 2181840/08

F )6 J 15/32

Гоеудврстюныб квиитет

СССР ао делаи изебрвтенкй и открытн)) (23) Приоритет

Опубликовано 23.,10.81. Бюллетень М 39 (53) УДК 62-762 (088.8) Дата опубликования описания 25,10.81 (72) Авторы изобретения

В. С. Балашков, В, Я. Елизаров Н. С.

В. Ф. Тимофеева, В.- П. Чамлай, Н. А.

А. В. Шептухнн и В. Т. Юшкин (71) Заявитель (547 СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УПЛОТНИТЕЛЕИ

Изобретение относится к технике уплотнения разъемных подвижных соединений в оборудовании, работающем при повышенных температурах, и может быть использовано при проектировании и эксплуатации химических производств, 5 тепловых и атомных электрических станций е

Известен способ изготовления уплотнителей, по которому заготовки подвергают пластической деформации при ком- 1О наткой температуре в направлениях,противоположных направлению действия уплотняющих усилий,до величины остаточной деформации 1-20X,а затем иэготав ливают уплотняющие детали заданных размеров t, ) ), Изготовленные по известному способу уплотнители не снижают эффективности уплотнения за весь цикл длительной эксплуатации при высоких температурах, так как, благодаря эффекту эластичной памяти, в уплотнителях при нагревании создаются усилия возврата в исходное состояние, которые компенсируют усадочные явления и сохраняют герметичность на высоком уровне. Однако для уплотнителей с конической кольцевой уплотняющей частью такой равномерной возвратной прижим не позволяет использовать в достаточной степени свойства эластичной кромки, что снижает эффективность уплотнения, и в конечном счете, его ресурс, Цель изобретения — повышение ресур« са работы уплотнителя.

Поставленная цель достигается тем,. что в известном способе изготовления уплотнителей,включающем пластическую деформацию заготовки и механическую обработку, перед механической обработкой в размер коническую часть заготов« ки выворачивают осевым усилием.

Достижение поставленной цели обеспечивается тем, что осевое выворачи Ъ У ванне создает в заготовке пластические деформации и придает ей новую форму обратной конической втулки. Де875147

20 таль, изготовленная из вывернутой заготовки, при нагревании стремится занять первоначальную додеформацион-. ную форму, что создает дополнительное усилие прижима эластичных кромок к уплотняемым поверхностям на наружной и внутренней трубе, при этом происходит полная компенсация потери уплотнения из-за усадки материала и релаксации начального упругого натяга.

Прижимные усилия, создаваемые за счет эффекта памяти материала или эффекта эластичной памяти, могут быть значительна увеличены, если одновременно с выворачиванием производить деформацию таким образом, чтобы внутренний диаметр. заготовки увеличивался, а наружный — уменьшался. Тогда при обратном разворачивании в нагретом состоянии одновременно будет происходить увеличение большого основания и уменьшение малого, что создает дополнительное увеличение прижимного усилия и повышение эффекта герметизации. Регулируя соотношение д5 додерформационных и последеформационных размеров оснований уплотнителя, можно добиться любой заданной величины рабочего натяга. Поскольку это выражается по поверхности наружной трубы, то в ряде случаев целесообразно ограничиваться уменьшением диаметра большого основания, оставив меньшее основание без изменения, При деформации диаметров заготовок надо иметь в виду, что черезмерное по35 вышение прижимного усилия может привести к разрушению самого уплотнителя. Поэтому для многих материалов практически приемлемые остаточные де40 формации должны укладываться в пределы 1-20 .

Предлагаемый способ применим для многих металлов и сплавов, а также для, полимерных материалов различного состава.

Способ изготовления уплотнителей с конической уплотняющей частью апробирован на узле уплотнения типа трубка в трубе, которое испытано в лабораториях и промышленных условиях.Результаты испытаний приведены в прилагаемом примере, Пример: Уплотняющне детали изготовляли по предлагаемому способу из фторпластов: Ф-40 П 95-82-72;

Ф-4 ТУ 6 -05-810-71;

Ф-4ИБ ТУ-6-05-1447-71, 4

Деформирование заготовок производи-, лось на машине типа УМИ-50 в специальных струбцинах или прессформах. Затем на токарном станке вытачивали конические заготовки по чертежам беэ изменения допусков, На фиг . 1 изображена схема деформирования конической заготовки без изменения диаметров оснований, где 1 заготовка до выворачивания, а 2 — вывернутая заготовка. При выворачивании наружная коническая поверхность 3 становится внутренней, а внутренняя 4 наружной.

На фиг, 2 показана схема деформирования конической заготовки выворачиванием с одновременным изменением диаметров оснований, При этом, после выворачивания 1 2 1 2

На фиг. 3 показана коническая прокладка, изготовленная из деформиро. ванной заготовки 2, где имеются две уплотняющне поверхности: внутренняя

5 с кромкой 6 и наружная 7 с кромкой

8.

На фиг. 4 изображена схема создания уплотняющих усилий конической прокладкой, изготовленной из заготовки, деформированной выворачиванием без изменения диаметров, в соедине нии труба в трубе. При нагревании возникают усилия, которые стремятся вывернуть прокладку назад в додеформированное положение заготовки. Поскольку поверхность 9 внутренней трубы и поверхность 10 наружной трубы препятствуют этому возврату, кромки

6 и 8 создают усилия прижима Р, и Р, На фиг. 5 показана схема создания уплотняющих усилий конической прокладкой, изготовленной из заготовки, деформированной выворачиванием с одновременным увеличением диаметра меньшего основания и уменьшением диаметра большего -основания. Возврат к додеформационным диаметрам заготовок создает дополнительные усилия Р>и Р4 поверхностями 5 и 7, повышающие эффект герметизации.

Нспытания конических прокладок показали, что они сохраняют вывернутую форму при нагреве до 40-50 С.При более высоких температурах прокладки в свободном состоянии (снятые с труб) начинают медленно возвращаться к додеформационной форме и размерам.

I, 1Ф .

25, ;,=;;:с, 5 8751

На фиг, 6 — показана схема графической зависимости изменения диаметров конической прокладки где кривая

II обозначает измененйе диаметра большого основания, кривая 12 — изменение диаметра меньшего основания.

Несколько комплектов конических прокладок из Ф-40 П испытывали на стенде при температуре до 200 С и о давлении до 19 кгс/см в узле уплот- t0 иения труба в трубе. При этом в комплекте из четырех прокладок трех создавали начальный зазор по внутренней и наружной поверхностям до 1,0 мм.

На фиг, 7 показано как начальный зазор 13 по внутренней поверхности и зазор 14 по наружной поверхности был компенсирован перемещением кро.мок 6 и 8 с возникновением уплотняющих усилий Р и Р .

Несколько соединений типа труба в трубе с прокладками иэ Ф-40П,изготовленными. по предлагаемому способу, испытывали на термоциклирование: нагрев до 200 С вЂ” охлаждение о о до 20 С. После 70 циклов испытания, что соответствует примерно пяти годам эксплуатации, снятые с труб прокладки сохраняли способность обратного выворачивания к форме и размерам, близким додеформированным.

Таким образом, усйлия, создаваемые эффектом эластической памяти, оказываются стойкими и не релаксируют прй длительных нагревах. При многоцикловых испытаниях растрескивания фторопластовых прокладок не наблюдалось.

Описание явления самогерметизации прокладок, изготовленных по предлагаемому способу, позволяет получить йоложительный эффект в тепловой и . атомной энергетике, химической промышленности, обуславливаемый следующими факторами:

47 а) повышение герметичности н надежности уплотнений дает снижение потерь продуктов и уменьшение загрязнения окружающей среды; б) увеличение ресурса уплотнений в 3-5 раз в значительной степени снижает ремонтные затраты, экономический эффект составит SO 0 тыс.руб. в год; в), снижаются требования к точности изготовления прокладок, т.е. упрощается механическая обработка; может быть облегчена сборка соединения за счет изменения допусков с уменьшением начального натяга; д)уменьшением начального натяга можно полностью исключить растрескивание уплотняющих деталей, Таким образом, трудозатраты на дополнительную операцию выворачивания и несколько более высокий расход фторопластов, связанный с изготовлением промежуточной конической заготовки, в значительной степени перекрывается положительным эффектом.

Формула изобретения

Способ изготовления уплотнителей с конической кольцевой уплотняющей частью, включающнй пластическую дефорv мацию заготовки и механическую обработку, о т.л и .ч а ю шийся тем, что, с целью -повышения ресурса работы уплотнителей, перед механической обработкой в размер коническую часть заготовки выворачивают осевым усилием.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2181840/25-08, кл. Р 16 3 15/32, 1975.

875I47 р. к

Ъ ф

Ър

Щ

Ь д

Составитель В. Елизаров

Редактор В. Лазаренко Техред А.Бабинец Корректор А. Ференц

Заказ 9297/62 Тираж )009 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I)3035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Л А Л, 2

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород,ул.Проектная,4