Изобретение относится к способам крепления пластмассовых изделий к металлическим деталям машин, в частности контактных торцовых уплотнителей, и может быть использовано преимущественно в затворах трубопроводной арматуры.

Известен способ, состоящий в том, что пластмассовый уплотнитель, расположенный в гнезде, закрепляется в затворе с помощью металлического кольца, накладываемого на его конусную боковую поверхность и прижимае-. мого винтами к телу металлической детали (1) .

При этом способе необходимо применение-дополнительных деталей (прижимное кольцо, крепежные винти ), что усложняет конструкцию. Кроме того, применение прижимного кольца увеличивает диаметр запорного органа, что приводит к увеличению габаритов и веса затвора в целом.

Известен также способ, состоящий в том, что уплотнитель размещается в гнезде металлической детали, одна боковая стенка которого затем при- . жимается к уплотннтелю путем вальдевания (21 .

Указанный способ при минимальных габаритах и весе имеет ограничение по диаметру ус човного прохода. .Спосое химического фиксатора заключается в том, что пластмассовый уплотнитель выполняется в виде кольцевок манжеты с двумя боковыми лепестками под гнездо, типа "ласточкин хвост". Перед посадкой уплотнителя в гнездо предварительно заливается полужндкий химический фиксатор. После сжатия лепестков и введения их в гнездо кольцо с усилием вдавливается в полужидкий фиксатор и последний, растекаясь по всем полостям манжеты, заполняет весь объем гнезда, фиксируя уплотнитель и тем самым предохраняя его от выпадения (3) .

Однако способ может быть применен лишь в арматуре, используемой для неагрессивных сред.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ крепления пластмассового уплотнителя в гнезде металлической детали, содержащий стадии предварительного деформирования под давлением заготовки уплотнителя, имеющей припуск по ширине, и окончательного деформирования заготовки в гнезде детали (4).

985523

Указанный способ крепления имеет ограничение по температурному диапазону эксплуатации уплотнителя.

Цель изобретения вЂ” повышение надежности и работоспособности уплотнителя за счет йовышения верхнего предела рабочих температур уплотнителя.

Указанная цель достигается тем, что применяют заготовку, имеющую в плоскости сечения, содержащей ось симметрии, форму, аналогичную форме 10 гнезда, предварительное деформирование производят приложением давления к большему основанию заготовки при температуре сохранения вынужденных высокоэластических деформаций, вводят 15 предварительно деформированную заготовку в гнездо металлической детали большим до деформирования основанием, а стадию окончательного деформирования выполняют нагреванием металлической 20 детали со вставленной в нее деформированной заготовкой уплотнителя при температуре релаксации вынужденных высокоэластических деформаций пласт--массового материала уплотнителя. 25

На фиг.1 показан начальный этап способа; на фиг.2 вЂ” промежуточный этап, на фиг.3 вЂ” конечный этап.

Предварительное деформирование осуществляют в устройстве, схема 30 которого показана на чертеже (для упрощения изображения заготовка уплотнителя показана в виде пробки}. Заготовка 1 уплотнителя размещена в нижней трапецеидальной части обоймы 2 35 (фиг.1), имеющей форму, подобную форме заготовки 1. Заготовка 1 толкателем 3 через эластичный буфер 4 перемещается в верхнюю цилиндрическую часть обоймы 5 (фиг.2) при температу-4О ре сохранения вынужденной высокоэластической деформации пластмассового материала уплотнителя. Заготовка 1 уплотнителя после предварительного деформирования перемещается толкателем 6 из цилиндрической обоймы 5 в гнездо металлической детали 7 тем основанием, которое до деформирования являлось большим (фиг.3).

Стадия окончательного деформирования осуществляется нагреванием металлической детали 7 со вставленной в нее предварительно деформированной заготовкой 1 уплотнителя. При нагреве происходит релаксация вынужденной эластической деформации, вслед55 ствие чего заготовка 1 уплотнителяр стремясь принять свою первоначальную форму, заполняет гнездо металлической детали 7. Припуск первоначальных габаритов заготовки 1 уплотнителя 60 по сравнению с габаритами гнезда приводит к появлению результирующей силы, направленной радиально, которая удерживает уплотнитель в гнезде 7 металлической детали. Релаксация вынужден-.g5 ной высокоэластической деформации при повышении температуры эксплуатации не окажет влияния на изменение формы уплотнителя.

Изменение формы уплотнителя контролируется по постоянству его выступающей части.

В качестве материала для пластмассовых уплотнителей могут быть использованы например, фторопласт-40,. фторопласт-4, фторопласт-3 и другие термопластичные полимеры.

Пример 1. Берут кольцевую заготовку уплотнителя иэ фторопласта-40 трапецеидального сечения в плоскости, содержащей ось симметрии, с диаметрами меньшего основания 64,5 и 53,5 мм, конусностью 10 и высотой

4,0 ьм. Заготовка иэ фторопласта-40 предназначена для гнезда типа

"ласточкин хвост" металлической детали с,циаметрами входного отверстия

64,0 и 54,0 мм, конусностью 5 и высотой 4 мм. Заготовку помещают в нижнюю трапецеидальную часть обоймы, форма которой подобна форме заготовки. Предварительно деформируют эаготовк: продавливанием ее в верхнюю цилиндрическую часть обоймы путем подачи снизу давления 30 МПа на большее основание о при 20 С. Предварительно деформированная заготовка имеет диаметры 64,0 и 54,0 мм, конусность равную нулю и высоту 4,7 мм. После этого предварительно деформированную заготовку большим до деформирования основанием вводят в гнездо заготовки металлической детали. При этом большее до предварительного деформирования основание соприкасается с днищем гнезда металлической детали..Окончательное деформирование пластмассового уплотнителя осуществляют нагреванием металлической детали при 140 С (температуре релаксации вынужденной высокоэластической деформации фторопласта-40) в те-. чение 4 ч.

Изготовленную пластмассо-металлическую деталь прогревают последовательно при 100 (15 мин в воде}, 150 (2 ч на воздухе ) и 200 С (2 ч на воздухе ) и контролируют высоту выступающей части уплотнителя.

Пример 2. Опыт проводят по примеру 1, но в качестве материала используют фторопласт-3, стадию окончательного деформированйя осуществляют при 120 С в течение 6 ч. Изготовленную пластмассо-металлическую деталь прогревают последовательно при

100 (15 мин), 150 (2 ч ) и 210 С (2 ч) и контролируют высоту выступающей части уплотнителя.

Hp и м е р 3. Опыт проводят по примеру 1, но в качестве материала используют фторопласт-4, а стадию окончательного деформирования

985523

Значения высот выступающей части уплотнителя, мм

Материал уплотнителя

При1 Фторопласт-40

2 Фторопласт-3

3 Фторопласт-4

4 Фторопласт-40

5 " Фторопласт-3

6 Фторопласт-4

0,50 0,50 0,55

0,55

0,53

0,50 0,50

О,"0

0,50 0,50 0,50

0,50

1,85

0,55 1,25 1,70

0,50 0,80 1,20

1,65

0,54 0,80 1,00

0,50

Формула изобретения осуществляют при 150 !C в течение 6 ч.

Контролируют изменение высоты -выступающей части пластмассового уплотнителя при хранении при комнатной температуре в течение 6 мес.

Пример 4 (контрольный), Берут кольцевую цилиндрическую! заготовку уплотнителя из фторопласта-40. с диаметрами 66,3 и 53,5 ым, высотой 4 мм, предназначенную для гнезда типа "ласточкин хвост" металлической детали клапана с условным проходом D< 50.

Заготовку помещают в устройство.

Предварительно деформируют заготовку продавливанием ее в основание кольцевого паза переменного сечения путем подачи давления 30 МПа на толкатель при 20 С. Предварительно деформированную заготовку тем же поступательным движением толкателя перемещают в гнездо металлической детали и производят окончательное ее деформирование подачей давления 130 МПа при 20 С.

Изготовленную пластмассо-металлическую деталь прогревают последовательно при 100 (15 мин в воде), 150 (2 ч на воздухе) и 200 С (2 ч на воздухе) и контролируют высоту выступающей части уплотнителя.

Пример 5 (контрольный). Опыт проводят по примеру 4, но в качестве

Способ крепления пластмассового уплотнителя в гнезде металлической детали, содержащий стадии предварительного деформирования под давлением заготовки уплотнителя, имеющей припуск по ширине, и окончательного деформирования заготовки в гнезде детали, отличающийся тем,. что, с целью повышения надежности и работоспособности уплотнителя эа счет повышения верхнего предела рабочих темпера ур уплотнителя, применяют заготовку, имеющую в плоскости материала используют фторопласт-3, стадию окончательного деформирования осуществляют при давлении 200 МПа.

Изготовленную пластмассо-металлическую деталь прогревают последовательно при 100,(15 мин в воде), 150 (2 ч на воздухе)и 210оС (2 ч на воздухе) и контролируют высоту выступающей части уплотнителя.

Пример 6 (контрольный) . Опыт

10 проводят по примеру 4, но в качеств материала используют фторопласт-4, стадию окончательного деформирования осуществляют при давлении 100 МПа.

Контролируют изменение высоты выступающей части уплотнителя при хранении при комнатной .температуре. !

Результаты измерений приведены в таблице.

Из таблицы видно, что у уплотнителей, закрепленных. предлагаемым спосооом (примеры 1-3), практически не изменяется высота выступающей части, в то время, как у уплотните25 лей, закрепленных по известному методу (примеры 4-6), высота выступающей части. увеличивается на 100-300% °

Это свидетельствует о воэможности эксплуатации пластмассо-металлических деталей, изготовленных по предлагаемому способу крепления, при более высоких температурах. сечения, содержащей ocr симметрии, форму, аналогичную форме гнезда, предварительное деформирование производят приложением давления к большему основанию заготовки при температуре сохранения вынужденных. высокозластических деформаций, вводят предварительно деформированную заготовку в гнездо металлической детали боль60 шим до деформирования основанием, а стадию окончательного деформирования выполняют нагреванием металлической детали со вставленной в нее деформированной заготовкой уплотни65 теля при температуре релаксации вы985523

Составитель M. Кольцова

Редактор В. Петраш Техред А.Бабинец Корректор Н. Король

Заказ 10 34 56 Тираж 990 . 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, нужденной высокоэластической деформации пластмассового материала уплотнителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 2828238, кл. F 16 К 1/226, 1980.

2. Патент Австрии 9 339107, кл. F16 К 1/226,,1977.

3. Патент CluA 9 4034959, кл. F 16 К 3/02, 1977.

4. Технология крепления уплотнительных колец из фторопласта-4 в затворах трубопроводной аппаратуры.

РТМ 26-07-.162-73.