Узел уплотнения Советский патент 1982 года по МПК F16J15/00 

(54) УЗЕЛ УПЛОТНЕНИЯ

Изобретение относите я к уплотнительной технике и может использовано для герметизации замкнутых по периметру крупногабаритных соединений с большим переменным зазором, например, люков, дверей, отсеков, створок, холодильных камер, испытательного оборудования в криогенной технике, авиационной, автомобильной, судостроительной и других об ластях промышленности. Известно уплотнение для-соединений с большим и переменным зазором, полое в сечении, надуваемое через штуцер, который механически закреплен в резиновой оболочке tl . Недостатком его является то, что замкнутое по сечению уплотнение невозможно изготовить большой длины, так ка периметр его ограничен размерами плит пресса или вулканизационного котла. Слабым элементом уплотне1гая является крепление штуцера, а недостатком - узкий температурный интервал работоспособности, ограниченный высокоэластическими свойствами резины. Наиболее близким к изобретений по технической сушности является полый замкнутый резиновый шланг, в котором уплотнительный элемент в виде резинотканевого шланга с внешним резиновым приливом жестко установлен в глухой паз Г23 . Однако полые резинотканевые шланги невозможно изготовить с периметром более 8 м, ввиду отсуствия вулканизационных котлов соответствугацего размера. Шланги с периметром меньше 8 м хотя и можно изготовить, но технология очень сложна, так как это конфекционная ручная Сборка и брак достигает 95%. Температурный интервал работоспособности полых шлангов зависит от свойств резины. Кроме того, закрепление резинового прилива в глухом пазу неудобно, приводит к концентрации напряжений у основания прилива, объемному сжатикг рез1шы и разрыву шланга при поперечных деформациях. Целью изобретения является расигарение диапазона применения уплотнения путем обеспечения герметизации замкнутых по периметру длинномерных соединений с большим и переменным зазором в расширенном интервале температур, превышающем область высокоэластических деформаций резины и повы шение качества изготовления уппотнительного элемента. Поставленная цель достигается тем, что узел крепления выполнен в виде прижимной втулки с заплечиками, закрепленной в корпусе, и планок со скосом, образующим с прижимной втулкой паз, а уплотнительный элемент вьшолнен в ви де переменной по сечению тогациной полосы: в середине в 1,2-1,5 раза меньше, чем в местах контакта с.планками, и в 2,5-3 раза меньше, чем на концах, вьшолнеиных с гранями под углом 1О15 - в местах контакта с прижимной втулкой. Другое вьпюлнение предусматривает вьшолнение средства для поджатия в виде перфорированной по периферии стальной полосы, размещенной в внутренней полости уплотнительного элемента. Кроме того, трехслойная резинотканевая полоса может быть выполнена на основе трикотажной ткани, расположенной между слоями резины на оснрве силикон вого каучука с одной стороны и бутилкауЧ ка г- с другой стороны. На фиг. 1 изображен узел уплотнения в разрезе; на фиг. 2 - уплотнительный элемент до установки в узел; на фиг. 3 вариант вьшолнения узла уплотнения; на фиг. 4 - пружина до установки в узе Узел уплотнения состоит из уплотнительного элемента 1, переменной по сечению толщины, в середине 2 в 1,2-1,5 раза меньше, чем в местах контакта с планками 3, и в 2,5-3 раза меньше, чем на койцах 4, вьшолненных с граням 5под углом d.lO-15 , прижимной втулки 6 с заплечиками 7, шпилек 8, планок со скосом 9,корпуса 10 узла, пружинь 11, вьшолненной в виде стальной полосы, перфорированной по периферии 12, крьпики 13; внутренней прлости.14. . Уплотнительный элемент 1 вьшолнен в виде трехслойной резинотканевой полосы на основе трикотажной ткани 15, котора расположена между слоями резины на ос нове силиконового каучука 16с одной 9 стороны и бутилкаучука 17 - с другой стороны. В пpижшvIнoй втулке вьшолнены отверстия 18. Со стороны граней 5, которая при установке в узел становится внутренней, трикотажная ткань 15, например, типа фенилор, промазана клеем на основе бутилкаучука, газопроницаемость которого минимальна, с противоположной стороны - обложена резиной на основе силиконового каучука, наиболее тепломорозостойкого & среде, воздуха. Приготовленную таким образом трехслойную резиноткане У полосу формуют и вулканизуют впередвижку в прямой прессформе практически любой длины, в том числе и загнутые по периметру участки в соответствующей прессформе, замыкание по периметру также проводят в прямой прессформе. При установке в узел уплотнительного элемента 1 его изгибают по сечению и гранями 5 образован угол fb 90-100, по которому эти грани 5 свободно поджаты изнутри уплотнительного элемента прижимной втулкой 6 с заплечиками 7. Прижимная втулка 6 закреплена к корпусу 10 узла шпильками 8, а через отверстия 18 осуществляется подача теплого воздуха при пониженных температурах окружающей среды и наоборот - холодного воздуха при повьпденных температурах во внутреннюю полость 14, образованную уплотнительным элементом 1, концы 4 которого поджаты снаружи планками с скосом ,9, обр1эзукщими с прижимной втулкой 6 паз. Причем объем паза больше объема утолщений на концах 4, т.е. нет объемного сжатия резины, которое и приводит к разрыву при значительных скоростях изменения температурь:. При этом с учетом допусков на уплотнительный элемент 1, прижимную втулку 6 и планки 9 поджатие составляет 0-1О%, т.е. закрепление утолщений 4 уплотнительного элемента 1 в nasiy свободно не только По монтажу (без усилий), но и по условиям деформаций при поджатии, что исклю чает концентрацию напряжений в этом месте. За счет переменной толщины резинотканевой полосы жесткость уплотнительHOix элемента в узле переменна и увеличивается с увеличением поджатия. При тошцине по сечению резинотканевой полосы в местах контакта с планками 3 менее, чем 1,2 толщины ее в середине 2 разница в жесткости несущественна, при соотношении более 1,5 . жесткость основания уплотнения значительно возрастает, что нежелательно, так как увеличивает необходимое усилие при пождатии крышки 13. Утолшения на концах 4 в 2 раза больше, чем в местах . контакта с планками 3. При соотношении утолщений на концах 4 к толщине середи ны 2 полосы менее 2,5 площадь граней 5 недостаточна, для поджатия их прижим нойвтулкой 6, при соотношении более 3-х - нецелесообразна, так лсак герметичность практически не меняется, а габариты узла увеличиваются. Таким образом, приведенные соотношения обеспечивают надежность уплотнен по утолщениям 4 и оптимальную форму уплотнительного элемента 1 - тороидаль ную, при которой величина уплотняемшЬ зазора максимальна, а габариты узла минимальны, при этом вся конструкция равнопрочна, ,что исключает концентрацию напряжений (это очень важно при по ниженных температурах). Подругому варианту внутрь герметивируемойпопости.образованнойуппотнительным элементом 1, вставлена пружина 11, вьшолненная в виде перфорированной по периферии 12 стальной полосы. Неперфорированная часть расположена посередине стальной полосы и вьшолнена шириной 2-4 мм, тощина полосы - 0,3-0,5 мм, ширина перфорации Ъ 2 4-5 мм. При установке уплотнительного элемента 1 в узел стальная полоса вставле на во внутреннюю полость и изогнута по форме внутренней поверхности уплотнительного элемента 1. При загибе уплотнительного элемента по периметру перфорация на пружине, L1 предотвращает потерю ее устойчивости и образование складок. Приведенные соотношения размеров перфорации на пружине 11 обеспечивают минимально необходимое контактное давление уплотнитепьному элементу 1 при его установке в узел, достаточное здя его герметизации и не превьпдающее допустимых условий по сжатию крышки 13. Жесткость пружины 11 постоянна, так как на упругие свойства стали температура практически не оказывает влияния. Узел уплотнения работает следующим образом. При закрывании крьппки 13 уплотнительный элемент 1, состоящий из трех слоев 15-17 изгибается по середине 2 больше, чем в местах контакта с планками 3 и под действием воздуха, подаБаемого через отверстия в прижимной втулке 6 во внутреннюю полость 14, например, от резинотканевой емкости с поддерживак редукционным клапаном шим в герметизируемой полости 14 пoc тоянное давление, создаваемое при действии на нее механического устройства, или, по другому варианту, под действием пружины 11 с перфорацией 12, упруго прижат к контактной поверхности крышки 13, что и обеспечивает надежную герме- пизшию соединения. Крепление уплотнительного элемента 1 по концам 4 с гранями 5 осуществлено при помощи заплечиков 7 прижимной втупки 6, закрепленнйй Изнутри к корпусу 10 шпильками 8, а снаружи - планками с скосом 9, образующими с прижимной втулкой 6 паз. Технико-экономическая эффективность предлагаемого уплотнения состоит в обеспечении. герметизации длинномерных соединений с большим И переменным зазором, в том числе с учетом допуска на технологию обработки сопрягаемых поверхностей большого размера, а также с учетом изменения зазора в процессе работы в результате действия термодеформационных и силовых факторов. Температурный интервал работоспособности уплотнений расширен за пределы области высоко- эластических деформаций резины от 4-50 до 90°. Формула изобретения 1. Узел уплотнения, содержащий кор- . пус, крьпику, полый уплотнительный из трехслойной резиноткани, средство для его поджатия и узел крепления в корпусе, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона применения, узел .крепления выполнен в виде прижимной втулки с заплечиками, закрепленной в корпусе, и планок со , образующим с прижимной втулкой паз, а уплотнительный элемент выполнен в виде переменной по сечению толшиной полосы, в середине в 1,2-1,5 раза меньше, чем в местах контакта с планками, ив 2,5-3 раза меньше, чем на концах, выполненных с гранями под углом 10-15 в местах контакта с рижимной втулкой. 2. Узел ПОП.1, отлич ающи йс я тем, что средство для поджатия выолнено в виде перфорированной по периерии стальной полосы, размещенной в

внутренней полсюти уплотнительного элемента.

/3

Источ)нки 1гафорктации, принятые во внимание при экспертизе

./