Фланцевое соединение Советский патент 1986 года по МПК F16L23/16 

Изобретение относится к герметичным соединениям трубопроводов, а именно к соединениям двух стыкуемых элементов 5 и может быть использовано в любой отрасли машиностроения, преимущественно в изделиях, требующих обеспечения электроизоляции между частями трубопроводов и повышенной надежности в сложных условиях, в частности при воздействии циклических температур, высоких температур и давлений, особенно при работе в агрессивной уплотняемой среде и др.

Цель изобретения - обеспечение надежности электроизоляции и герметичности соединения особенно при воздействии на него циклических температур, достигается за счет выполнения диэлектрического уплотнения комбинированным.

На фиг. представлено фланцевое соединение, разрезу на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Фланцевое соединение состоит из двух стыкуемых элементов (, наконечников ) 1 и 2, диэлектрического уплотнения 3, установленного в месте выполнения прямоугольного лабиринтового зазора 4, образованного выступом 5 на одном и впадиной 6 на другом элементе.

Крепежные элементы, шпильки 7 и гайки 8, стягивающие кольца фланцев 9 и металлические прокладки 10 элект роизолированы от стыкуемых элементов . и 2 через диэлектрические прокладк 11, Диэлектрическое уплотнение 3 состоит из двух диэлектрических прокладок 12 и расположенного между ними металлического кольца эллипсного сечения 13

Электроизоляция соединения достигается за счет установки диэлектрического уплотнения 3 между сходящимися поверхностями элементов 1и2, а также электроизоляцией шпилек 7 и гаек 8 от кхэлец фланцев с помощью диэлектрических прокладок 12„

При установке соединения в магистраль путь протекания электрического тока возможен или через тело диэлектрического уплотнения 3 или по поверхности фланцев через крепежные элементы, изолируемые от них диэлектрическими прокладками. Последние выполнены из материалов с большим удельным электрическим сопротивлением, поэтому по каждому из указанных путей протекания тока электрическое

03314

сопротивление достигает значительных величин.

Герметичность соединения обеспечивается установкой диэлектрического

5 уплотнения 3 в месте выполнения прямоугольного лабиринтного зазора 4, образованного выступом 5 на одном и впадиной 6 на другом элементе.и обжатием этого уплотнения крепежныO ми элементами.

Металлическое кольцо 13 выполнено с сечением в виде эллипса, что позволяет уменьшить усилия затяжки шпилек 7 для обеспечения герметиза-

15 ции соединения.

Предлагаемое комбинированное уплотнение за счет установки прокладок 12 между металлическим кольцом 13 и стыкуемыми элементами 1 и 2

20 позволяет повысить надежность и герметичность соединения по сравнению со случаем, когда устанавливалась бы плоская диэлектрическая проюгадка. В последнем случае требуется значи-

25 тельная толщина прокладки и возможно выдавливание ее из лабиринтового зазора, а также необходимы большие усилия для обжатия прокладки.

При работе фланцев в динамических

3Q условиях, когда имеет место практически резкое изменение температуры агрессивной уп.потняемой. среды, элементы фланцевого соединения находятся в разных температурных условиях, а следовательно, имеют разное термическое расширение деталей.

Герметичность и электроизоляция соединения в этих условиях обеспечивается выбором материалов для элементов фланцев с различными коэффициентами термического расширения и компоновкой деталей фланцевого соединения.

С ростом температуры среды разогрев стыкуемых элементов происходит значительно быстрее, чем крепежных элементов, причем в конечном стационарном режиме температура последних устанавливается ниже. Из-за разного термического расширения этих элементов происходит самоуплотнение рассматриваемого соединения. При этом возникают дополнительные напряжения растяжения на шпильки, ко- торые учитываются при выборе материала шпилек. Возникающие в этом случае давления сжатия на диэлектрическую прокладку не превышают предельно допустимых значений.

35

40

50

55

В случае уменьшения температуры уплотняемой среды охлаждение стыкуемых элементов происходит значительно быстрее, чем шпилек. Но тал как материал шпилек выбран с коэффициен том линейного расширения меньше, чем у материала фланцев, то герметичность соединения сохранена этом случае.

и в

Так как в обоих случаях диэлектрические прокладки не подвергнуты разрушению, то электроизоляция соединения также обеспечивается.

Т

tOOQOOQOo4 5й5ййй

Фиг. г

РОуХХХХ М

f2