Герметичное разъемное соединение емкости Советский патент 1992 года по МПК F16J13/02 

Изобретение относится к технике высоких давлений, в частности к аппаратост- роению, и может быть использовано в машиностроении, где применяются емкости, работающие под давлением, и является усовершенствованием.известного устройства по авт. св. N 1430652.

Известно герметическое разъемное соединение емкости, содержащее кольцевой ступенчатый паз, образованный крышкой и корпусом емкости, и размещенные в нем уплотнительный элемент из пластического метапла и нагружающий узел, состоящий из эластичного кольца и ступенчатого нажимного кольца, взаимодействующего своим торцом с меньшей площадью сечения с уп- лотнительным элементом, а торцом с большой площадью сечения - с эластичным кольцом.

Недостатком такого соединения является низкая надежность, поскольку в процессе эксплуатации в случае больших (1000 мм и более) уплотнительных диаметров эластичное кольцо обеспечивает надежную герметизацию при давлениях менее 20 МПа, а уплотнительный элемент из пластичного металла герметизи0угёт со1дй ненйе при давлениях свыше 30 МПа, так как для перекрытия зазоров между корпусом, уплотнительным элементом из пластического металла и крышкой необходимо, чтобы расширение сечения уплотнительного элемента превзошло сумму исходных сборочных зазоров между ними, которая при наличии давления в полости дополнительно увеличивается за счет расширения корпуса и прогиба крышки. Расширение же уплотнительного элемента происходит лишь за счет пуассонова эффекта поперечных деформаций, при этом относительное расширение сечения равно его относительному укорочению, умноженному на коэффициент Пуассона, меньший 0,5.

Следовательно, при 20 МПа уплотнительный элемент из пластического металла расширится не настолько, чтобы перекрыть

со

с

VI ел

ел ел

ю

зазоры. В результате области герметичности эластичного кольца и уплотнительного элемента из пластического металла не имеют общих точек и при исчерпании герметичности эластичного кольца неминуемо разуплотнение соединения, Следовательно, при герметичности соединения, обеспечиваемом только эластичным кольцом, значительно снижается диапазон рабочих давлений.

Целью изобретения является повышение надежности путем расширения диапазона давлений в соединениях.

Поставленная цель достигается тем, что герметическое разъемное соединение емкости по авт. св. № 1430652, содержащее-коль- цевой ступенчатый паз, .образованный крышкой и корпусом емкости, и размещенные в нем уплотнительный элемент из пластического металла и нагружающий узел, состоящий из эластичного кольца и ступенчатого нажимного кольца, взаимодействующего своим торцем с меньшей площадью сечения с уплотнительным элементом, а торцом с большей площадью сечения с эластичным кольцом, согласно изобретению, поперечное сечение кольцевого паза в зоне размещения уплотнительного элемента выполнено сужающимся в сторону наружной поверхности крышки, а уплотнительный элемент установлен в пазу с возможностью осевого перемещения

Кроме того, поперечное сечение уплотнительного элемента выполнено сужающимся в сторону наружной поверхности крышки; поперечное сечение уплотнительного элемента может быть выполнено круглым.

На чертеже показано герметичное разъемное соединение емкости, разрез.

Герметичное разъемное соединение емкости содержит образованный крышкой 1 и корпусом 2 емкости кольцевой ступенчатый паз 3, s котором размещены уплотнительный элемент 4, выполненный из трех частей пластического металла, и нагружающий узел, состоящий из эластичного кольца 5 и ступенчатого нажимного кольца 6. Кольцо взаимодействует своим торцом, имеющим меньшую площадь сечения, с уплотнительным элементом 4, а торцом большей площади сечения - с эластичным кольцом 5. Поперечное сечение уплотнительного элемента 4 из пластичного металла и сопряженного с ним участка кольцевого паза 3 выполнены сужающимися в сторону наружной поверхности крышки 1 Поперечное сечение уплотнительного элемента 4 может быть выполнено круглым.

Герметичное разъемное соединение емкости работает следующим образом

Под действием рабочего давления до 20 МПа надежную герметизацию емкости

обеспечивает эластичное кольцо 5 Уплотнительный элемент 4 под действием давления перемещается в сужающем пазе 3 в сторону торца крышки 1 и, перекрывая все зазоры, обеспечивает герметизацию емко0 сти. Области герметичности уплотнительнот го элемента 4 из пластичного металла и эластичного кольца 5 накладываются друг на друга, т.е. имеют общие точки, так как эластичное кольцо 5 герметизирует при дав5 лении до 20 МПа, а уплотнительный элемент 4 - при давлении 10 МПа и выше.

Таким образом, герметизация емкости обеспечивается сначала эластичным кольцом 5, затем уплотнительным элементом 4,

0 что расширяет диапазон рабочих давлений в сравнении с прототипом на 20%, т.к. предел давления, при котором уплотнительный элемент 4 обеспечивает герметичность емкости, составляет порядка 100 МПа

5Уплотнительный элемент 4 из пластичного металла круглого поперечного сечения контактирует с боковыми поверхностями сужающегося кольцевого паза 3 первоначально по двум окружностям, а с повышением

0 давления - по двум узким поверхностям, близким к коническим В результате контак тные давления по поверхностям сопряжения значительно больше, чем контактные давления, возникающие при использовании

5 уплотнительного элемента 4, боковые поверхности которого сопряжены с боковыми поверхностями сужающегося паза 3. и многократно превышают раоочее давление, чтсг обеспечивает надежную работу как уплот0 нительного элемента 4 при давлениях 5 МПа и выше, так и всего соединения. Формула изобретения

1.Герметичнбе разъемное соединение емкости по авт. св. № 1430652, отличаю5 щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем расширения диапазона давлений в соединении, поперечное сечение кольцевого паза в зоне размещения уплотнительного элемента выполнено

0 сужающимся в сторону наружной поверхности крышки, а уплотнительный элемент установлен в пазу с возможностью осевого перемещения.

2.Соединение поп.1,отличающее- 5 с я тем, что поперечное сечение уплотнительного элемента выполнено сужающимся в сторону наружной поверхности крышки

3.Соединениепоп.1,отличающее- с я тем, что поперечное сечение уплотнительного элемента выполнено круглым

4. Соединение поп,1 отличающее- с я тем, что, с целью улучшения условий сборки соединения, уплотнительный элемент выполнен составным из трех и более частей.

Использование: изобретение относится к технике высоких давлений и может быть использовано в машиностроении при проектировании устройств, обеспечивающих герметичность разъемов емкостей, работающих под давлением. Цель изобретения - повышение надежности путем расширения диапазона давлений в соединении. Сущность изобретения: поперечное сечение уп- лотнительного элемента 4 и кольцевого паза 3 в зоне размещения элемента 4 выполнены сужающимися в сторону наружной поверхности крышки 1, а элемент 4 установлен в пазу 3 с возможностью осевого перемещения, что обеспечивает герметизацию емкости сначала эластичным кольцом 5, а затем элементом 4. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.