Способ сборки затвора с полимерным уплотнителем для криогенной арматуры Советский патент 1992 года по МПК F16K1/46 

Изобретение относится к общему и химическому машиностроению и может быть использовано при сборке затворов криогенной арматуры.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 изображен затвор арматуры, разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 (в увеличенном масштабе); на фиг 3 - запорный орган с гнездом; на фиг. 4 - уплотнитель из полимерного материала.

Затвор арматуры содержит запорный орган 1 с гнездом 2, в котором закреплен кольцеобразный уплотнитель 3 из полимерного материала, например поликарбоната или фторопласта, и седло 4.

Полимерный уплотнитель 3 при сборке и во всем диапазоне рабочих температур не должен испытывать напряжений растяжения и сдвига, для чего уплотнитель 3 выполняется с диаметрами Di,2. большими, чем сопрягаемые диаметры di,2 гнезда 2, которые связаны следующим соотношением:

-(210 ...270) «5+ 1.

01,2

где 210...270 - коэффициент;

OS - интегральный коэффициент линейного расширения полимерного материала уплотнителя в диапазоне температур 77...273К;.

Di,2 - соответственно наружный и внутренний диаметры кольцеобразного уплотнителя,

di,2 - соответственно наружный и внутренний диаметры гн,езда под уплотнитель,

Указанное соотношение позволяет при сборке затвора согласно способу обеспечить величину упругой деформации ЕО о уплотнителя 3, компенсирующей разницу в величинах усадки материалов уплотнителя 3 и запорного органа 1 и обеспечивающей напряжения сжатия во всем диапазоне рабочих температур.

Кроме того, поскольку конструкции полимерного уплотнителя 3 и гнезда 1 должны обеспечивать одинаковые или близкие давления между уплотнителем 3 и дном гнезда

2с одной стороны, и между уплотнителем 3 и седлом 4, площадь основания уплотнителя 3, контактирующая с дном гнезда 2 Рк.г.. равна или меньше площади контакта уплотнителя 3 с седлом 4 FK.C., т.е. .

f к.г. FK.C. или

РК.Г. yt dcpr Bf, FK.C. Jt dcpc BC,

где Br и Be - соответственно ширина контакта уплотнителя 3 с дном гнезда 2 и седлом 4;

Ьф.г., dcp.c. - средний диаметр зоны контакта уплотнителя 3 с дном гнезда 2 в запорном органе 1 и с седлом 4.

Способ сборки затвора арматуры реализован следующим образом.

Подготовленный к сборке уплотнитель

3охлаждается в ванне с жидким азотом, а запорный орган 1, имеющий комнатную температуру, устанавливается на плиту пресса. Охлажденный уплотнитель 3 извлекается из азотной ванны, устанавливается в гнездо 2 запорного органа 1 и запрессовывается усилием Q,-равным максимальному рабочему усилию бмакс, действующему на запорный орган 1 при работе в составе арматуры со стороны привода и рабочей среды. Собранный таким образом запорный орган 1 остается под прессом, нагруженным этим усилием Омакс до отогрева. Это время обычно составляет мин. Цель выдержки полимерного уплотнителя 3 под ; ействием усилия 0 0макс до отогрева - обеспечить максимально возможные пластические деформации в контакте уплотнителя 3 с дном гнезда 2 запорного органа 1 с тем, чтобы по-возможности исключить его просадку в процессе работы и обеспечить наиболее

благоприятные условия герметизации в гнезде 2 запорного органа 1, Затем уплотнитель 3 фиксируется в запорном органе 1 любым из известных способов, например,

завальцОвкой наружного (внутреннего) края гнезда, гайкой, пружинным кольцом и т.д. Назначение фиксации - создание дополнительных гарантий от выпадения уплотнителя 3 в случае непредвиденных

обстоятельств: нарушение технологии сборки, разрушение полимерного уплотнителя 3 из-за дефектов в материале и т.п.

Способ конкретно реализован при сборке затворов с уплотнителем из поликарбоната.

Элементы конструкции затвора, например Ду 200, имели следующие размеры: уплотнитель 3-наружный диаметр Di 234,5 мм, внутренний ,8 мм, гнездо 2 запорного органа 1 - мм и мм, что соответствует указанному соотношению диаметров.

Уплотнитель 3 охлаждался отдельно от запорного органа 1 в ванне с жидким азотом

до температуры - 196°С, охлажденный уплотнитель 3 извлекался из азотной ванны, устанавливался в гнездо 2 запорного органа и запрессовывался в нем усилием т. Собранный таким образом запорный орган

1 оставался под прессом под указанным усилием в течение 5 мин до отогрева. Затем уплотнитель 3 дополнительно фиксировался в запорном органе 1 завальцовкой.

Способ сборки полимерного уплотнителя позволяет исключить возможность появления в нем напряжений растяжения и сдвига, приводящих к разрушению уплотнителя, повысить качество герметизации уплотнителя в заделг.е и тем самым

обеспечить надежную и долг оизчную работу затвора.

Формула изобретения

Способ сборки затвора полимерным уплотнителем для криогенной арматуры, включающий установку уплотнителя в гнездо запорного органа, взаимодействующего с седлом, охлаждение уплотн.ителя в жидком азоте с последующим отогревом и фиксацию его на запорном органе, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения надежности, охлаждение уплотнителя, площадь контакта основания которого с дном

гнезда запорного органа равна или меньше площади контакта уплотнителя с седлом, производят перед установкой его в гнездо запорного органа при комнатной температуре последнего, после чего к уплотнителю прикладывают осевое усилие, равное мак5, 171271916

симально действующему на затвор ют под этим усилием до отогрева уплотнитев рабочем состоянии, и выдержива- ля.

Изобретение относится к общему и химическому машиностроению и может быть использовано при сборке затворов криогенной арматуры. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности затворапри работе на криогенных температурах. Затвор арматуры содержит запорный орган 1, имеющий гнездо 2 под уплотнитель 3. выполненный из полимерного материала. Диаметры гнезда 2 под уплотнитель 3 выполнены меньшими, чем диаметры уплртни- теля 3, и связан определенным соотношением, а площадь основания уплотнителя 3, контактирующая с дном гнезда 2, равна или меньше площади контакта уплотнителя 3 с седлом 4. Конструктивное выполнение затвора в сочетании со способом сборки, заключающийся в том, что осуществляютза- холаживание уплотнителя 3 -перед сборкой в жидком азоте и последующую после установки в гнездо 2 выдержку уплотнителя 3 до отогрева под усилием, равным или большим максимально действующего на затвор в рабочем состоянии, исключает появление в уплотнителе 3 напряжений растяжения и сдвига и обеспечивает герметичность контакта уплотнителя 3 с дном гнезда 2. 4 ил.СОс

иг:2

teJ

А ii

(Риг.