Разъемное неподвижное уплотнительное устройство Советский патент 1989 года по МПК F16J15/00 

Изобретение относится к уплотнительной технике, а более конкретно к уплотнениям неподвижных разъемных соединений повышенной надежности, имеющим два барьера уплотнения.

Цель изобретения - повышение надежности и герметичности устройства за счет снижения напряженного состояния усов вто- ()()1 о барьера уплотнения и регламентации их поджатия к уплотнительным поверхнос- им фланцев.

На фиг. 1 показано разъемное устройство, разрез; на фиг. 2 - уилотнительная прокладка, разрез; на фиг. 3 узел 1 на фиг 2.

Устройство состоит из фланцев 1 и 2 двух- барьерной уплотнительной прокладки 3, уста- навливаемой в посадочное место между фланцами, имеющими торцовые уплотнительные поверхности, а также крепежных дета- :1ей 4-6. В одном из фланцев выполнены дренажные каналы 7, заканчивающиеся щту- церами 8 Прокладка 3 своей наружной поверхностью центрируется по поверхности 9 фланца 1. По этой поверхности фланец 2 центрируется относительно фланца 1.

Уплотнительная прокладка 3 (фиг. 2) имеет два барьера уплотнения, соединен- ные через кольцевую перегородку и опорное кольцо, и вьпю;1нена симметричной относительно вертикальной оси своего сечения. Первый барьер уплотнения содержит упругие усы 10 с уп.ютнительными поверхностями 11, а второй барьер - упругие усы 12, каждый из которькх плавно сопря- же1) с тонкостенной н, 1астиной 13. При это.м образуется профиль заданной упругости, pel ламентирую1ций требуемое контактное давление на уплотнительных поверхностях 14 за счет выполнения высоты пластин 13 U1C длины проекции усов 12 на вертикальную ось симметрии прокладки на раз.мер а. Причем голщина б пластины 13 меньше и.ти равна макси.мальной толщине в упругого уса 12. Пластины 13 кольцевой пере- городки жестко соединены между собой по периферии опорного кольца 15 с торцовыми поверхностями 16, ограничивающими обжатие усов 10 и 12. В кольце 15 вы- |)о.)нены перепускные отверстия 17. предназначенные для отвода утечки после перво- го барьера уплотнения и выравнивания при iioM давления перед вторы.м барьером, а также д.чя контроля утечки после первого барьера при эксплуатации устройства и гид- ропневмоиспытанля усов второго барьера в цеховых условиях.

Осевой размер посадочного места под прокладку определяется размерами контактирующих поверхностей фланцев 1 и 2. Центровка фланцев I и 2 друг относительно друга исключает возможность гговреж- дения уплотнительных поверхностей про- к.мадки 3.

Уплотнительное устройство работает следующим образом.

В процессе затяжки соединения вначале обжимаются усы 10 первого барьера уплотнения, выполненные более .длинными и

с большим выступанием относительно поверхностей 16 опорного кольца 15. а затем обжимаются усы 12 второго барьера уплотнения, создавая необходимое для обеспечения герметичности начальное контактное давление на уплотнительных повер.хностях. при этом величины обжатия усов 10 и 12 выбраны из условия их работы в упругой области, причем обжатие усов 12 выбирается с учетом упругости пластин 13.

При подаче рабочего давления в устройство контактное давление на уплотнительных поверхностях 10 первого барьера уплотнения возрастает за счет эффекта самоуплотнения. При этом соотношения длины и толщины усов 10 выбраны такими, чтобы эффект самоуплотнения работал и в случае раскрытия стыка на определенную величину. Например, при длине уса 5-6 мм и его толщине 0,8-1,0 мм, в случае выполне- )(ия прокладки из высокопрочной стали с гер метизирующим покрытием или из бронзы, прошедшей упрочняющую термообработку, герметичность устройства сохраняется при величине раскрытия стыка 0,3--0,4 мм, т. е. устройство при достаточно жестких фланцах обеспечивает работоспособность при рабочих давлениях до 1000 кгс/см.

В случае утечки через первый барьер уплотнения и при повышении давления в межбарьерной полости возрастает контактное давление на уплотнительных поверхностях усов 12 также за счет эффекта самоуплотнения.

Контроль герметичности усов 10 первого ба)ье)а уплотнения производится через отверстия 17 и дренажные каналы 7 при подаче давления во внутрь устройства. Контроль герметичности второго барьера уплотнения производится по стыку контак- тируюших поверхностей фланцев 1 и 2 при одновременной подаче давления во внутрь устройства и в дренажные каналы 7.

Формула изобретения

Разъемное неподвижное уплогнительное устройство с упругой самоуплотняющейся металлической прокладкой, включающее фланцы и прокладку с двумя барьерами уплотнения, усы которых соединены через кольцевую перегородку и опорное кольцо, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и герметичности устройства за счет снижения напряженного состояния усов второго барьера уплотнения и регламентации их поджатия к уплотнительным поверхностям фланцев, кольцевая перегородка выполнена в виде двух жестко связанных между собой по периферии опорного кольца тонкостенных кольцевь 1х пластин, к-чждия из которых плавно сопряжена с прилегающим усом второго барьера уплотиеиия, при этом толщииа пластины ие превышает максимальной ;талщины уса,

а высота меньше длины его проекции на вертикальную плоскость симметрии прокладки.

Изобретение относится к уплотнительной технике и позволяет повысить надежность и герметичность устройства. В уплотнительном устройстве использована упругая металлическая самоуплотняющаяся прокладка. За счет увеличения упругости элементов 2-го барьера уплотнения и оптимизации их размеров, а также размеров усов 1-го барьера уплотнения устройство обеспечивает надежную работу крупногабаритных разъемных соединений магистралей высокого давления, в том числе при их многоцикловом нагружении. Устройство содержит фланцы, образующие посадочное место под прокладку, в которой кольцевая перегородка между барьерами уплотнения выполнена в виде двух жестко связанных между собой тонкостенных кольцевых пластин 13, каждая из которых плавно сопряжена с прилегающим усом 12 второго барьера уплотнения и образует профиль требуемой упругости. Усы 10 первого барьера уплотнения оптимизированы по длине и толщине с учетом располагаемых размеров посадочного места и требуемой величины контактного давления на уплотнительных поверхностях. 3 ил.

Фиг.1