УПЛОТНЕНИЕ РАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК F16J15/04 

Описание патента на изобретение RU2230959C1

Изобретение относится к области техники высоких давлений и может быть использовано в узлах аппаратуры и оборудования для герметизации разъемных соединений трубопроводов, каналов, частей корпусов, соединений типа клапан-седло и т.д.

Широко известны беспрокладочные уплотнения разъемных соединений, содержащие элемент с коническим седлом, переходящим в цилиндрический канал, и запирающий элемент, находящийся в контакте с седлом. Известны запирающие элементы с рабочим концом сферической формы (см. ГОСТ 22790-89. Сборочные единицы и детали трубопроводов на Ру св. 10 до 100 МПа. Общие технические условия) в виде конуса с углом конусности большим (см. Клапан, а.с. СССР №892085, кл. F 16 K 15/06), меньшим (см. Регулирующий клапан, патент США №2297535, кл. 251-333) или равным (см. Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник под ред. А.И.Голубева и Л.А.Кондакова, М.: Машиностроение, 1986, стр. 222) углу конусности седла и др.

Недостатком известных уплотнений является недостаточно высокий уровень давлений, при котором их можно применять, недостаточные надежность и ресурс.

Задачей настоящего изобретения является расширение диапазона рабочих давлений, повышение надежности и ресурса соединений высокого давления.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, состоит в увеличении допустимых контактных напряжений, в снижении требуемых для герметизации уплотнений контактных осевых сил и в уменьшении чувствительности к перегрузкам.

Указанный результат достигается тем, что в уплотнении разъемного соединения высокого давления, содержащем элемент с коническим седлом, переходящим в цилиндрический канал, и запирающий элемент, находящийся в контакте с седлом, рабочий конец запирающего элемента образован конической поверхностью, переходящей в цилиндрический хвостовик, сопряжение конической и цилиндрической поверхностей седла выполнено в форме скругления, в зоне перехода конической поверхности рабочего конца запирающего элемента в цилиндрический хвостовик выполнена дополнительная коническая поверхность, угол конусности которой меньше угла конусности конической поверхности рабочего конца, а сопряжения которой с цилиндрическим хвостовиком и конической поверхностью выполнены в форме галтелей, скругление и галтели имеют один знак кривизны, радиус скругления седла меньше радиуса галтелей запирающего элемента, линия первоначального контакта элементов расположена на дополнительной конической поверхности запирающего элемента и скруглении седла, при этом высота дополнительной конической поверхности равна максимально возможной высоте, а радиус скругления седла - минимально возможному, при которых обеспечивается требуемое контактное напряжение и отсутствие остаточных деформаций, угол конуса запирающего элемента меньше угла конуса седла, диаметр хвостовика запирающего элемента меньше диаметра канала в седле на величины, исключающие затекание материала в зазоры.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого уплотнения.

На фиг.2 изображен узел I фиг.1 в увеличенном масштабе.

Уплотнение (фиг.1) содержит элемент 1 с коническим седлом, переходящим в цилиндрический канал, и запирающий элемент 2, рабочий конец которого образован конической поверхностью, переходящей в цилиндрический хвостовик 3. Сопряжение конической и цилиндрической поверхностей седла выполнено в форме скругления радиуса r. В зоне перехода конической поверхности рабочего конца запирающего элемента в цилиндрический хвостовик 3 выполнена дополнительная коническая поверхность 4, угол конусности α которой меньше угла конусности β конической поверхности рабочего конца (α<β), а сопряжения которой с цилиндрическим хвостовиком и конической поверхностью выполнены в форме галтелей радиуса R. Скругление и галтели имеют один знак кривизны. При этом радиус г скругления меньше радиуса R галтелей. Линия первоначального контакта элементов 1 и 2 располагается на дополнительной конической поверхности запирающего элемента и скругления седла. Высота h дополнительной конической поверхности равна максимально возможной высоте, при которой обеспечивается требуемое контактное напряжение и отсутствие остаточных деформаций. Угол конуса β запирающего элемента меньше угла γ конуса седла (β<γ), а диаметр хвостовика 3 запирающего элемента меньше диаметра d канала в седле на величины, исключающие затекание материала в зазоры. В случае, если элемент 2 выполняет в соединении функции затвора или пробки, то он выполняется с глухим каналом 5 или без такового.

Уплотнение работает следующим образом.

При сжатии элементов 1 и 2 осевым усилием зона контакта поверхностей уплотнения постепенно расширяется по мере роста усилия, охватывая всю поверхность дополнительного конуса 4, галтелей и переходя на конические поверхности. При этом поверхности деформируются в пределах упругости материалов. Напряжения в зоне контакта уплотняющих поверхностей имеют максимальное значение по линии первоначального контакта элементов и уменьшаются к периферии зоны контакта. Материал в зоне максимальных напряжений находится в условиях, близких к условиям всестороннего сжатия, и поэтому пластические деформации могут отсутствовать при напряжениях, больших пределов текучести использованных материалов. Эти контактные напряжения определяют уровень допустимых давлений Р (см. фиг.1) рабочей среды.

Использование изобретения позволяет существенно поднять допустимые контактные напряжения, понизить требуемые для герметизации уплотнения контактные осевые силы, снизить чувствительность к перегрузкам и, следовательно, расширить диапазон рабочих давлений, повысить надежность и ресурс.

Похожие патенты RU2230959C1

название год авторы номер документа
УПЛОТНЕНИЕ РАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ 2002
  • Куршин А.П.
  • Баранов А.А.
RU2230958C1
СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ 2008
  • Кадеров Шамиль Хайдярьевич
  • Кадеров Хайдярь Кадерович
RU2386888C1
УПЛОТНЕНИЕ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖУЩЕГОСЯ ШТОКА 2005
  • Конышев Дмитрий Владимирович
  • Душкин Николай Алексеевич
  • Зубикова Надежда Геннадьевна
RU2289050C1
КЛАПАН 2007
  • Малина Петр Васильевич
  • Смаков Артур Жанович
RU2326279C1
КЛАПАН ОБРАТНЫЙ ОСЕСИММЕТРИЧНЫЙ С ВЕРХНИМ РАЗЪЕМОМ 2011
  • Бокач Евгений Николаевич
RU2509246C2
КЛАПАН ОБРАТНЫЙ С ОСЕВЫМ НАПРАВЛЕНИЕМ ПОТОКА 2005
  • Агамагомедов Зухрабек Гасанбекович
  • Бокач Евгений Николаевич
  • Нефедцев Валерий Петрович
  • Шунаев Валерий Николаевич
RU2313713C2
ГЕРМЕТИЧНОЕ РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ ОБСАДНЫХ ТРУБ 2013
  • Рытиков Андрей Сергеевич
  • Егель Елена Артуровна
  • Лычков Виталий Павлович
RU2536730C1
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНО-ПОДПИТОЧНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КЛАПАН МОДУЛЬНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ДЛЯ ВСТРОЕННОГО МОНТАЖА И ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ 2005
  • Редько Павел Григорьевич
  • Амбарников Анатолий Васильевич
  • Таркаев Сергей Викторович
  • Чечевичкин Владимир Александрович
  • Чугунов Адольф Сергеевич
  • Нахамкес Константин Викторович
  • Крячков Юрий Васильевич
RU2283449C1
ЗАПОРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ КЛАПАНА И СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ЗАПОРНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ КЛАПАНА 1996
  • Эберхард Шеффель
  • Петер Ланд
  • Йозеф Зайдель
RU2162542C2
ВИНТ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГЛАДКИХ ИЛИ РЕЗЬБОВЫХ ОТВЕРСТИЙ 1991
  • Херманн Гроссберндт[De]
  • Гюнтер Кречмер[De]
  • Хорст Клеес[De]
  • Али Гювен[Tr]
RU2042056C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 230 959 C1

Реферат патента 2004 года УПЛОТНЕНИЕ РАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области техники высоких давлений и может быть использовано в узлах аппаратуры и оборудования для герметизации разъемных соединений трубопроводов, каналов частей корпусов соединений типа клапан-седло и т.д. Уплотнение содержит элемент с коническим седлом, переходящим в цилиндрический канал, и запирающий элемент, находящийся в контакте с седлом. Рабочий конец запирающего элемента образован конической поверхностью, переходящей в цилиндрический хвостовик, сопряжение конической и цилиндрической поверхностей седла выполнено в форме скругления, в зоне перехода конической поверхности рабочего конца запирающего элемента в цилиндрический хвостовик выполнена дополнительная коническая поверхность, угол конусности которой меньше угла конусности конической поверхности рабочего конца, а сопряжения ее с цилиндрическим хвостовиком и конической поверхностью выполнены в форме галтелей. Скругление и галтели имеют один знак кривизны, радиус скругления седла меньше радиуса галтелей запирающего элемента, линия первоначального контакта элементов располагается на дополнительной конической поверхности запирающего элемента и скруглении седла. Высота дополнительной конической поверхности равна максимально возможной высоте, а радиус скругления седла – минимально возможному, при которых обеспечивается требуемое контактное напряжение и отсутствие остаточных деформаций, угол конуса запирающего элемента меньше угла конуса седла, диаметр хвостовика запирающего элемента меньше диаметра канала в седле на величины, исключающие затекание материала в зазоры. Изобретение обеспечивает расширение диапазона рабочих давлений, повышение надежности и ресурса за счет увеличения допустимых контактных напряжений, снижения требуемых для герметизации уплотнений осевых сил и чувствительности к перегрузкам. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 230 959 C1

Уплотнение разъемного соединения высокого давления, содержащее элемент с коническим седлом, переходящим в цилиндрический канал, и запирающий элемент, находящийся в контакте с седлом, отличающееся тем, что рабочий конец запирающего элемента образован конической поверхностью, переходящей в цилиндрический хвостовик, сопряжение конической и цилиндрической поверхностей седла выполнено в форме скругления, в зоне перехода конической поверхности рабочего конца запирающего элемента в цилиндрический хвостовик выполнена дополнительная коническая поверхность, угол конусности которой меньше угла конусности конической поверхности рабочего конца, а ее сопряжения с цилиндрическим хвостовиком и конической поверхностью выполнены в форме галтелей, скругление и галтели имеют один знак кривизны, радиус скругления седла меньше радиуса галтелей запирающего элемента, линия первоначального контакта элементов расположена на дополнительной конической поверхности запирающего элемента и скругление седла, угол конуса запирающего элемента меньше угла конуса седла, диаметр хвостовика запирающего элемента меньше диаметра канала в седле, при этом высота дополнительной конической поверхности, радиус скругления седла, разность углов конусов запирающего элемента и седла, а также разность диаметров хвостовика и канала в седле выбраны таким образом, что при нагружении уплотнения обеспечиваются контактные напряжения, достаточные для герметизации соединения и исключения возможности затекания материала деталей в зазоры.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2230959C1

Устройство для регулирования напряжения электрической цепи 1927
  • Гуков П.Н.
SU22790A1
Соединение трубопроводов 1982
  • Кудрявцев Сергей Леонидович
SU1020679A1
Соединение трубопроводов 1985
  • Кудрявцев Сергей Леонидович
  • Кудрявцев Леонид Сергеевич
SU1404744A1
Способ получения 15 ,16 метиленстероидов 1972
  • Рудольф Вихерт
  • Херманн Штейнбек
SU466654A3
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 230 959 C1

Авторы

Куршин А.П.

Канищев Б.Э.

Даты

2004-06-20Публикация

2002-09-25Подача