Прокладка фланцевого соединения Советский патент 1983 года по МПК F16J15/08 

(54) ПРОКЛАДКА ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения фланцевых разъемов аппаратов и труезопроводов.

Известна прокладка, выполненная в виде толстостенного металлического кольца полого сечения, внутренняя полость которого соединена с высоким давлением через радиальный канал iT.

Недостаток этого устройства состоит в том, что величина деформации предварительного затяга будет небольшой и возникновение разности линейных размеров при температурной качке приведет к появлению течи.

Наноолее близкой по техническбй сущности и достигаемому результату является прокладка фланцевого разъема, состоящая из полого металлического тонкостенного кольца, наружная поверхность которого покрыта-мягким металлом, а внутренняя полость соединена с высоким давлением радиальными отверстиями 2.

Однако такие прокладки не применяют в основном из-за трудности обработки канавки под прокладку по большому диаметру около 4-х метров с точностью 0,025 мм. Такая точность обработки связана с тем, что давление

на уплотнительной поверхности относительно невелико.

Если применить тонкостенную трубку, коэффициент усиления будет не больше К 1,3-1,5, т.е. самоуплотняющее воздействие невелико. В идеальном случае желательно, чтобы величина предварительного з атяга была довольно значительна (около 4% высоты

10 прокладки), а коэффициент усиления не менее К 5-6. Для обычных кольцевых прокладок, выполненных из трубки с круглым сечением, такое требование невыполнимо.

15

Целью изобретения является увеличение надежности и удешевление фланцевого соединения.

Указанная цель достигается тем, что прокладка в поперечном сечении

20 выполнена в виде эллипса или овала, близкого к эллипсу, причем большая ось эллипса перпендикулярна к опорной поверхности фланцев, а радиальные отверстия выполнены со стороны низко25го -давления.

На чертеже изображена предлагаемая прокладка.

Прокладка 1 установлена в кольцевой канавке 2 между фланцами 3 и 4,

30 зазор 5 между которыми равен приблизительно 4% высоты прокладки 1. Вну ренняя полость прокладки 1 соединен с атмосферой радиальными отверстиям В сечении прокладка выполнена в вид эллипса с полуосями а и Ь. В рабочем положении фланцы 3 и 4 затягивают до соприкосновения, полностью выбирая зазор 5. При этом про кладка упруго деформируется, так что большая ось эллипса уменьшается на величину зазора 5, а малая ось соотватственно возрастает на величину, определяемую из условия неизменности длины эллипса. Внутри эллипса прокла ки давление остается равным атмосфер ному, благодаря радиальным отвёр стиям б. Давление внутри аппарата, воздейству на прокладку как на арку, стремится сжать ее по малой оси эялипса, что создает усилие, воздейстйующее на(фланцы, т.е. самоуплотне ние прокладки. Давление на уплотнительной поверхности можно определить .из следующей , формулы: где Рц - давление на уплотнительной поверхности,Р(,р - Давление средыJ - давление, создаваемое пру жинящим воздействием прокладки ; К - коэффициент усиления; t - гаириыа кольцевой поверхности уплотнения; а - большая полуось, эллипса в сжатом состоянии, Ь - малая полуось эллипса в сжатом состоянии. Как видно из формулы, имеется некоторая свобода выбора. Давление на уплотнительной поверхности Рд можно ПОВЫСИТЬ как за счет увеличения абсо лютных размеров эллипса, так и за счет увеличения отношения полуосей Таким образом, можно поэллипсадобрать оптимальные размеры эллипса, обеспечивающие как значительную деформацию при затяге, так и высокий коэффициент усиления при заданной жесткости, определяющей пружинящее воздействие Р„ прокладки при затяжке фланцевого разъема. Жесткость прокладки и коэффициент усиления возрастают с увеличением отношения полуосей 2, т.е. при увеличении эксbцентрисит.ета эллипса. Это позволяет достичь высоких значений давления на уплотнительной поверхности Рц за счет чего снизить точность изготовления. Технико-экономическая эффективность изобретения состоит в удешевлении фланцевого райъема за счет снижения точности изготовления и увеличения его надежности. Формула изобретения Прокладка фланцевого соединения, состоящая из полого металлического тонкостенного кольца с радиальными отверстиями,, наружная поверхность которого покрыта мягким металлом, отличающаяся тем, что, с целью увеличения надежности и- удешевления Фланцевого соединения,прокладка в поперечном сечении выполнена в виде эллипса или овала, близкого к эллипсу, причем большая ось эллипса перпендикулярна к опорной поверхности фланцев, а радиальные отверстия выполнены со стороны низкого давления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Уплотнения. Под ред. Житомирского В. К. М., Машиностроение, 1964,с. 291, табл. 1, фиг. 2. 2.Макаров Г. В. Уплотнительные устройства. М.-Л., Машиностроение, 1965,с. 170-171 (прототип).