Разъемное неподвижное уплотнитель-HOE уСТРОйСТВО Советский патент 1981 года по МПК F16J15/02 

(54) РАЗЪЕМНОЕ НЕПОДВИЖНОЕ УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно - к уплотнениям неподвижных разъемных соединений. Известны уплотнительные устройства разъемных соединений со сферическими рабочими поверхностями Сопрягаемых деталей, которые обеспечивают герметичность соединения при сборке их в повернутом друг относительно друга положении на угол до 3,5°, включающие два фланца со сферическими поверхностями, опорную шайбу, уплотнительную прокладку, болты со сферической головкой и сферические шайбы 1. Данные соединения нельзя применять в магистралях с проходным сечением более 38 мм (ограничения обусловлены зависимостью прочности и устойчивости опорной шайбы от величины проходного сечения); при каждой переборке соединения требуется замена уплотнительной прокладки, так как она является пластически деформируемой. К тому же эти соединения не обеспечивают герметичности соединения при давлениях более 250 кГс/см 2 в диапазоне температур от -200 до +.600°С. Целью изобретения является создание разъемного неподвижного уплотнительного устройства со сферическими сопрягаемыми поверхностями, обеспечивающего герметичность магистралей с проходными сечениями более 40 мм при повернутых друг, относительно друга частях соединения на угол до 4° в интервале температур от -200 до +600°С при высоких давлениях и многократных сбор ках и разборках без замены уплотнительной прокладки. Это достигается тем, 1что в одном из фланцев выполнено посадочное место для уплотнительной прокладки, включающее в себя коническую опорную и цилиндрическую посадочную поверхности, уплотнительная прокладка выполнена в виде цилиндрического кольца с двумя коническими упругими усами разной длины, при этом на более длинном усе со стороны смежной поверхности второго фланца выполнено два уплотнительных бурта, один из которых, расположенный ближе к концу уса, выступает больше, чем второй, относительно смежной поверхности второго фланца, на втором усе выполнен один уплотнительный бурт, а длина посадочной поверхности цилиндрического кольца меньше длины цилиндрической поверхности посадочного места фланца.

На фиг. 1 изображено неподвижное уплотнительное устройство;, на фиг. 2 - уплотнительная прокладка в разрезе; на фиг. 3посадочное место для установки уплотнительной прокладки.

Устройство состоит из фланцев 1 и 2, уплотнительной прокладки 3, стяжных болтов 4, сферических шайб 5.

Уплотнительная прокладка 3 состоит из цилиндрического кольца 6 с посадочной поверхностью Л и двух конических упругих усов 7 и 8, при этом длина уса 8 больше длины уса 7.

На коническом упругом усе, выполненном с углом конусности оЦ, имеется один уплотнительный бурт 9 с поверхностью А, а на усе 8 - два уплотнительных бурта 10 и 11 с поверхностями Б и В соответственно, причем поверхность В выступает относительно сопрягаемой поверхности фланца 2 соединения (см. фиг. 1) на величину аз (определяемую величиной- упругой деформации уса 8) больше поверхности Б.

Поверхности А, Б и В уплотнительных буртов выполнены коническими, но могут быть и любой другой формы.

Для noBbiDjeHHHгерметизирующих

свойств поверхности уплотнительных буртов покрыты фторопластом или мягким металлом, например, серебром, медью, кадмием.

На фиг. 3 показано посадочное место под прокладку, выполненное во фланце 1 соединения (см. фиг. 1). Оно имеет цилиндрическую посадочную поверхность Г и опорную коническую поверхность Д с углом конусности oLj,, большим угла конусности оц прокладки.

УплотнителЬное устройство работает следующим образом.

При зтяжке болтов 4 сферическая поверхность Е фланца 2 входит в контакт с поверхностью В уплотнительного бурта 11 упругого уса 8 прокладки и перемещает прокладку до соприкосновения поверхности А уплотнительного бурта 9 упругого уса 7 с опорной конической поверхностью Д посадочного места фланца 1. При этом для устранения перекоса прокладки относительно посадочного места последняя своей поса: дочной поверхностью Л центрируется по посадочной поверхности Г уплотнительного места.

В процессе затяжки в первую очередь деформируется более д аинный конический упругий ус 8, так как он обладает большей податливостью, до тех лор пока поверхность Е не войдет в контакт с поверхностью Б уплотнительного бурта 10; затем деформируется упругий ус 7. Затяжка болтов заканчивается после обеспечения взаимного плотного прилегания поверхностей Е и Ж фланцев 1 и 2; при этом предусмотрено обеспечение зазора..а между поверхностью И упругого уса 7 прокладки и поверхностью Д посадочного места, так как размер It, аб,

С целью исключения заклинивания прокладки в посадочном месте предусмотрены зазоры А и 8,7.

Необходимое контактное давленне по поверхностям уплотнительных буртов обеспечивается выбором жесткости упругих усов прокладки и их натягов -в соединении.

испытания опытных образцов предложенного уплотнительного устройства показали; что оно обеспечивает герметичность соединения до бООкГс/см при опрессовке воздухом при температуре 20°С и до 310кГс/см (ограничено имеющимся давлением на испытательном стенде) при опрессовке гелием при температуре -196°С. При этом герметичность обеспечивалась как при .соосном расположении фланцев 1 и 2, так и при их взаимном повороте на угол до 4° с многократной переборкой (до четырех раз) соединения без замены прокладки.

Формула изобретения

Разъемное неподвижное уплотнительное устройство, состоящее из. уплотнительной прокладки, включающей центральную часть и два кольцевых упругих элемента с выступами, двух фланцев со сферическими поверхностями, в одном из которых размещена уплотнительная прокладка, отличающееся тем, что, с целью обечпечения герметичности в интервале температур от -200 до Ч-600°С при высоких давлениях и многократных сборках и .разборках без замены уплотнительной прокладки, один из фланцев выполнен с конической опорной и цилиндрической посадочной поверхностью под уплотнительную прокладку, а последняя выполнена в внде цилиндрического кольца с двумя коническими упругими усами разной длины, при этом на более длинном усе со стороны смежной поверхности второго фланца выполнено два уплотнительных бурта, один из которых, расположенный ближе к концу уса, выступает больше, чем второй, относительно смежной поверхности второго фланца, на втором усе выполнен один уплотнительный бурт, а длина посадочной поверхности цилиндрического кольца меньше длины цилиндрической посадочной поверхности.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Нормаль , 1957.