Уплотнение фланцевого соединения Советский патент 1982 года по МПК F16J15/10 

1

Изобретение относится к устройствам для герметичного фланцевого соединения трубопроводов, сосудов и может быть использовано в химической, электровакуумной и других отраслях промышленности.

Известны уплотнения, которые используют эффект теплового расширения деталей уплотнения с целью обеспечения герметичности в широком диапазоне температур l.

Однако в таких устройствах необходимы большие усилия затяжки с целью врезания в уплотняющую прокладку или с,целью деформации упругого элемента. Кроме того, при больших перепадах температуры в деталях уплотнения возникают значительные усилия, связанные с тем, что сопрягаемые детали имеют различные коэффициенты линейного расширения, которые приводят к пластической деформации прокладки и после- i дующей разгерметизации уплотнения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является фланцевое уплотнение, содержащее уплотняекые поверхJ ности, между которыми размещена уплотняющая прокладка из упругого материала с возможностью регулирования степени прижатия к уплотняемым поверхностям L2 J.

10 Существенным недостатком устройства является то, что при изменении температуры в результате разных коэффициентов линейного расширения, коэффициенты линейного расширения стали

15 и фторопласта, наиболее распространенные материалы, применяемые для фланцевых соединений, отличны на порядок, между прокладкой и кольцевой втулкой возникают термонапряжения, которые

20 приводят к пластической деформации. последней, что .в свою очередь при изменении температуры может привести к разгерметизации уплотнения. 396 Цель изобретения - предотвращение пластической деформации уплотнения, что при термоциклировании приводит к разгерметизации уплотнения или появлению зазора между уплотняющей прокладкой и уплотняемыми повер(:ностями в результате изменения температуры уплотнения. Поставленная цель достигается тем, что, по меньшей мере, одна из уплотняемых поверхностей выполнена конической с вершиной конуса, обращенной в сторону к другой уплотняемой поверхности. На фиг. 1 изображено фланцевое . уплотнение, разрез; на фиг. 2 - схема расчета траектории перемещения точки уплотнения при изменении температуры; на фиг 3 -.случай, когда , образованный уплотняемому прверхностями, больше расчетного угла с на фиг, - случай, когда угол меньше расчетного угла с . Устройство представляет собой два фланца 1 и 2, фиксируемые друг относи .тельно друга стяжными болтами 3« упло няемые поверхности которых в месте установки уплотняющей прокладки k образуют УГОЛ ciУстройство работает следующим образом. При температуре Т, кординаты точки А (точка касания уплотнения и упло няемой поверхности HO,DC,, а при изменении температуры на дТ в результате теплового расширения тела уплотняющей прокладки она переместится в точку А с координатами Н, D. (термо деформацию уплотняемых фланцев мы не рассматриваем, так как их коэффициент линейного расширения, как правило на порядок ниже), где Н - координаты то ки касания уплотнения и уплотняемой поверхности в осевом направлении; D координаты точки касания уплотнения и уплотняемой поверхности в радиальном направлении. Угол, образованный траекторией пе ремещения точки и одной из уплотняемых поверхностей рассчитывается по формуле Hp-Ht 2.tWo4 oy+- &t)3 Dc,-Dt TSo-Bo Ootut) . 2Но arctg Но е И и D координаты точки А при температуре Т ; Н, и D. -координаты точки А при изменении температуры на At; коэффициент линейного расширения прокладки; изменение температуры прокладки. Возможно три варианта выполнения лов, образованных уплотняемыми порхностями. Вариант 1. oi d arctg Термодеформация уплотнения вради-; ьном направлении равна АО 4Р, в осевом - ДН, в то время, как ометрия уплотняемых поверхностей зволяет деформироваться уплотнению величину 3)|(. Bf , I - -- -i-Vf В результате стеснения деформации уплотняющей прокладке возникают астические деформации, которые при рмоциклировании уплотнения приводят потере герметичности. Вариант 2. / . 2Нс, Угол oL cL arctg случае термодеформация уптнения АН меньше, чемйН (изменее геометрии уплотнения) что привот к образованию зазора L ДН -АН потере герметичности. Следовательно, только при выполнении уплотняемых поверхностей со скосами, которые образуют угол of arctg термодеформация уплотнения не вызывает ни появление пластической деформации, ни образование зазоров при изменении температуры уплотнения. Предлагаемое уплотнение может быть успешно применено для уплотнения фланцевых соединений различного диаметра во всем температурном диапазоне работы уплотняющей прокладки, там где ограничены усилия взаимодействия уплотняющей прокладки и уплотняемых фланцев для повышения надежности уплотнения. Формула изобретения Уплотнение фланцевого соединения, между уплотняемыми поверхностями ко торого размещена уплотняющая проклад ка из упругого материала с возможностью регулирования степени прижатия к уплотняемым поверхностям, отличающееся тем, что, с целью предотвращения пластической деформации уплотнения и обеспечения герметич ности соединения в широком диапазоне 9 температур, по меньшей мере одна из уплотняемых поверхностей выполнена конической с вершиной конуса, обращенной в сторону другой уплотняемой поверхности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. F 16 J 15/08, 1968. 2,Авторское свидетельство СССР , кл. F 16 J IS/Oi, 1973 (прототип).