Уплотнительное устройство многократного использования Советский патент 1985 года по МПК F16J15/02 

« Изобретение относится к области машиностроения, а именно к элементам уплотнительной техники. Известно уплотнительное устройство, содержащее металлический упру гий уплотнительньй элемент С-образ ной формы Cl 3 Недостатком известного устройст является невозможность получения высокой степени герметичности соединения из-за неправильного выбора формы герметизирующих поверхностей (плоскость - плоскость, плоскость тор) , Известно также уплотнительное ,устройство с С-образным уплотнительным элементом, профиль которого образован дугами окружностей, концы профиля очерчены прямолинейными уча стками и параллельны сторонам посадочной канавки С2. Недостатком известного устройств является невозможность получения высокой степени герметичности при любой величине обжатия уплотнитель ного элемента, которую он способен выдержать до потери устойчивости, так как при контактировании двух плоских поверхностей контактные да ления на порядок меньше, чем при линейном контакте. Кроме того, из-за наличия радиуса в углу канав ки, избежать которьй технически трудно, герметизация по вертикаль- ной поверхности фланца зачастую не происходит. Цель изобретения - пойьшение на; дежности уплотнения при одновременном обеспечении возможности многократных сборок. Указанная цель достигается тем, что в уплотнительном устройстве многократного использования, содержащем фланщ) с С-образным упругим элементом, расположенным в посадочной канавке фланцев, профиль поперечного сечения которого образован дугами окружностей, а концы профиля ограничены прямолинейными участками контактирующими со стенками канавки, прямолинейные участки профиля наклонены под острыми углами не более 45 со стороны торцовой поверхности канавки к ее боковой поверхности, а со стороны боковой поверхности - навстречу ответнрму фланцу, при этом сумма острых углов . 2 с углом наклона профиля составляет 90. На фиг. 1 показано уплотнительное устройство до затяжки; на фиг. 2 расположение уплотнительного элемента в посадочной канавке, где -уугол наклона средней линии профиля к горизонтальной плоскости канавки фланца, d. к ft углы наклона уплотнительных участков профиля к поверхности посадочной канавки; на фиг.З влияние угла у на ширину площадок контактирования. Уплотнительное устройство содержит верхний фланец 1, уплотнительный С-образньй элемент 2 и нижний фланец 3. Затяжка соединения осзществляется болтами 4, расположенными по периметру фланцев. Герметизация соединения осуществляется по основной 5 и вспомогательной 6 кромкам, последняя для надежной герметизации должна быть выше радиуса закрепления расточки фланца диаметром ДК. Устройство работает следующим образом. В начальный момент до затяжки соединения имеется зазор между фланцами, высота уплотнительного элемента h превьшает суммарную глубину посадочной канавки на величину обжатия - Л . Кроме того, имеется боковой зазор между уплотнительным элементом и посадочной канавкой, так как Dj, D в противном случае соединение трудно собрать. Для герметизаций соединения прикладьшается усилие затяжки и фланцы стягиваются до исчезновения зазора Л. При этом в начальный момент времени происходят смещение концов уплотнения до упора в вертикальные стенки посадочной канавки и последующее микроврезание основной 5 и вспомогательной 6 кромок в стенки канавки. С точки зрения возможности повтор7 ных сборок УГЛЫ d и /э надо выполнять по возможности меньшими. Оптимальная величина углов о(. и /3 находится :в прямой связи с углом наклона профиля у. Чем больще угол у(он меняется от 90 до 30 ), тем меньше должны быть углы об и /Э , и наоборот. Угол 1г может изменяться в зави.1V. . симости от радиуса кривизны профиля :уплотнения R и высоты уплотнительного элемента h. Для однократной герметизации лучше, чтобы oL+ /Ь +у7790,В этом случае кромки, контактирующие с горизонтальной и вертикальной поверхностями фланца очень острые, и, глубоко врезаясь, надежно герметизируют стык. С точки зрения многократной герметизации (в условиях эксплуатации с наложением вибраций) должно быть d+ ft + -jr в предельном случае d + Ь + f у, т.е. dL /i 0. В этом случае след на поверхности фланцев минимален, что обеспечивает наилучшую работоспособность в условиях вибраций ,ударов и т.д. Минимальное усилие герметизации при многократных сборках достигается при fb + у 90°, другие сочетания углов приводят к увеличению усилия герметизации. Это объясняется тем, что при уве личении угла для сохранения опре деленного уровня контактных давлени которые и определяют усилие гермети зации, необходимо сохранение площадей контакта, т.е. 13 И D ср 2 средний диаметр кольца контакта под нагрузкой (можно считать равными); ширина кольца контакта (первоначально контакт линейный). Отсюда следует, что необходимо выпблнить условие 1, Е, которое можно достичь при ot . I Аналогичное явление происходит с углом р,, т.е. . Таким образом, при необходимо, чтобы вьшолнялись неравенства о, j /S /5 и условие d + у + У 90° что обеспечивает наилучшую работоспособность уплотнительного устройства в условиях многократных переборок. Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в повьшенин надежности уплотнения при многократных сборах и уменьшении веса изделия благодаря уменьшению усюшя герметизации.

/J/i

/

,4

Фиг.З

УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО МНОГОКРАТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, содержащее фланцы с С образным упругим элементом, расположенным в посадочной канавке фланцев, профиль поперечного сечения которого образован дугами окружностей, а концы профиля ограничены прямолинейными участками, контактирующими со стеиками канавки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения при одновременном обеспечении возможности многократных сборок, прямолинейные участки профиля наклонены под острыми углами не более 45 со стороны торцовой поверхности канавки к ее боковой поверхности, а со стороны боковой поверхности - навстречу ответному фланцу, при этом сумма острых углов с углом наклона профиля составляет 90°.