Уплотнение разъемного соединения Советский патент 1991 года по МПК F16J15/02 

Изобретение относится к уплотнитель- ной технике и может быть использовано для уплотнений разьемных соединений, в частности крупногабаритных трубопроводов криогенных систем.

Целью изобретения является повышение надежности уплотнения крупногабаритных разъемных соединений криогенных систем.

На фиг. 1 представлено уплотнение, разрез; на фиг.2 - уплотнительный элемент, разрез..

Уплотнительный элемент 1 размещен в посадочном гнезде 2, образованном уплот- нительными поверхностями 3 и 4.

Уплотнительный элемент 1 выполнен в виде рессорного кольцевого элемента - шайбы 5, изготовленной из специальной стали, обладающей высокой морозостойкостью и хорошими упругими свойствами. Покрытие состоит из двух эластичных оболочек б и 7, охватывающих шайбу 5. Торцовые поверхности шайбы 5 образованы выпуклыми 8 и 9 и коническими 10 и 11 поверхностями, сопряженными по средней линии сечения так, чтоу кромок 12 и 13 касательные к выпуклым поверхностям перпендикулярны боковым цилиндрическим поверхностям шайбы 5. Размер Б сечения шайбы 5 в осевом направлении у средней линии шайбы 5 является максимальным и уменьшается по мере приближения к кромкам 12 и 13. Толщина оболочек 6 и 7 выбирается возможно меньшей и не должна превышать 10% ширины шайбы 5 в реальном направлении. Минимальная толщина определяется технологией ее изготовления: при обрезинивании шайбы 5 - 0,2 - 0,3 мм, при выполнении

болочек 6, 7 в виде накладных элементов - ,5 - 0,7 мм. Расстояние В между поверхнотями уплотняемых деталей должно бьт- еньше суммарной высоты Б шайбы 5 и олщины оболочек 6 и 7,

При сборке уплотнения кромки 14 и 15 болочек 6 и 7 соприкасаются с уплотни- ельными поверхностями 4 и 3. При увеличении нагрузки происходит смятие оболочки и упругая деформация шайбы 5, сечение шайбы 5 поворачивается и расстояние между нагруженными участками, измеренное в радиальном направлении (размер А), уменьшается, таким образом жесткость шайбы 5 увеличивается с ростом ее деформации. Максимальный поворот сечения зависит от наклона конического участка 10 или 11 торцовой поверхности шайбы 5. С ростом наклона конических участков 10 и 11 возрастает диапазон допустимых упругих деформаций шайбы 5 и снижается ее жесткость. В связи с этим существует область оптимальных значений наклона а в пределах 3-10°. Давление рабочей среды независимо от направления перепада давления способствует перераспределению нагрузки между опорными участками шайбы 5. Если при отсутствии перепада давления эги нагрузки равны осевой силе, приложенной куплотне- нию, то при наличии перепада давления на одной из опор нагрузка возрастает, а на другой - снижается. Изменение значения нагрузки практически пропорционально размеру А. Таким образом, уменьшение размера А при деформации шайбы 5 приводит не только к росту жесткости уплотнения, но и к повышению допустимых начении перепада рабочего давления.

При понижении температуры температурная деформация оболочек приводит к снижению контактных нагрузок, а следовательно, герметизирующей способности. Упругие перемещения шайбы 5 при сборке уп- лотнительного узла компенсируют эти деформации, для чего их значения должны

быть не ниже 180-200 мкм.

Таким образом, конструкция шайбы 5 обеспечивает перепоннную жесткость, ее значение устанавливается в соответствии с жесткостью эластичного покрытия, увеличивающейся по мере возрастания его деформации. Эти жесткостные характеристики уплотнительных элементов обеспечивают поддержание напряжений на уплотнительных поверхностях при низких температуpax, лежащих ниже температуры стеклования эластичного материала, что способствует повышению надежности герметизации.

Формула изобретения

Уплотнение разъемного соединения, содержащее уплотнительный элемент, размещенный в посадочном гнезде, образованном уплотняемыми поверхностями, выполненный в виде кольцевого рессорного элемента с эластичным покрытием, с выпуклыми участками на противоположных концах торцовых поверхностей, контактирующими с уплотняемыми поверхностями, и боковыми цилиндрическими поверхностями. отличающееся тем, что, с целью повышения надежности упрощения крупногабаритных соединений криогенных систем, выпуклые участки торцовых поверхностей уплотнительного элемента

выполнены переходящими в средней части сечения в конические участки, а с другой стороны ограничены участками, касательные к которым перпендикулярны боковым поверхностям уплотнительного элемента,

0 при этом высота посадочного гнезда меньше высоты уплотнительного элемента.

сри.{

Изобретение м.б. использовано в уплотнениях разъемных соединений крупногабаритных трубопроводов криогенных систем. . Цель изобретения-повышение надежности уплотнения. Уплотнительный элемент размещен в посадочном гнезде, образованном уплотняемыми поверхностями. Элемент выполнен в виде кольцевого рессорного элемента - шайбы с эластичным покрытием с выпуклыми участками на противоположных концах торцовых поверхностей, контактирующими с уплотняемыми поверхностями, и боковыми цилиндрическими поверхностями. Выпуклые участки выполнены переходящими в средней части сечения в конические участки, а с другой стороны ограничены участками, касательные к к-рым перпендикулярны боковым поверхностям элемента. Высота гнезда меньше высоты элемента. Жесткостные характеристики элементов обеспечивают поддержание напряжений на уплотнительных поверхностях при низких т-рах. 2 ил. сл

12

5 1 11

фие.г