Устройство для уплотнения разъемных трубопроводов

Союз Севасикх ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 15,01,80 (21) 2869600/29-08с присоединением заявки -51) М.Кл.з Г 16 1. 21/ Государственный кем Итет С.С СР пе делам изобретений и открытий(43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень4 (45) Дата опубликования описания 07.11.81 АЗЪЕМНЫ 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕ ТРУБОПРОВОДОВИзобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для уплотнения разъемных трубопроводов, и может быть применено в системах пневмои гидроавтоматики.5По основному авт. св. М 647501 известно устройство для уплотнения разъемных трубопроводов, состоящее из корпуса с нагревателем, внутри которого имеется ступенчатое гнездо б 11.10Внутри гнезда имеется ниппель с эластичным уплотнительным элементом, расположенным между торцовой частью ниппеля, выполненной в виде кольцевой подвижной проставки, и подвижным кольцом, 15 взаимодействующим с силовым упругим элементом. Ниппель перемещается в осевом направлении в кожухе со сферически сопрягаемой поверхностью.Однако в,известном устройстве необхо димо применять силовые упругие элементы со значительными усилиями сжатия, что в свою очередь приводит к повышенным мощностям привода, увеличивая их массу и габариты,25Применение упругих силовых элементов со значительными усилиями сжатия вызвано спецификой работы эластичного уплотнительного элемента. Во-первых, при осевой деформации эластичного уплотнитель- ЗС ного элемента увеличение его размеров, обеспечивающих контактные напряжения на уплотняемой поверхности, происходит в основном по наружному диаметру. Поэтому возникает необходимость монтажа эластичного уплотнительного элемента с натягом по внутреннему, диаметру. При уплотнении рабочих газообразных сред повышенных давлений для обеспечения надежной герметичности, а также условий, при которых реализуется эффект самоуплотнения, требуется увеличить натяг эластичного уплотнительного элемента. Но увеличение натяга приводит .к повышению коэффициента трения материала эластичного уплотнительного элемента, что требует применения соответствующего силового упругого элемента. Кроме того, в случае использования в качестве уплотнительных элементов колец круглого сечения, широко применяемых в современной уплотнительной технике, в процессе перемещения ниппеля в гнезде возможно их перекручивание, которое ухудшает герметизацию соединения. Во-вторых, в известном устроистве эластичный уплотнительный элемент имеет неравномерно напряженное состояние, вызываемое конструктивными особенностями879123 55 60 65 устройства, а именно: деформация эластичного уплотнительного элемента осуществляется в условиях, когда одна опорная поверхность (торцовая подвигкная проставка) является неподвижной, а вторая (подвижное кольцо, взаимодействующее с силовым упругим элементом) перемещается. Это приводит к тому, что контактное напряжение эластичного уплотнительного элемента у неподвижной опоры сжимается из-за трения о внутреннюю, поверхность гнезда. В связи с тем, что при деформации эластичного уплотнительного элемента усилие трения по внутреннему диаметру будет значительно выше, чем по наружному диаметру, контактные напряжения по внутреннему диаметру эластичного уплотнительного элемента будут значительно нигке, чем по наружному (деформация эластичного уплотнительного элемента и сгкатие силового упругого элемента происходят при осевом перемещении штока по внутреннему диаметру эластичного уплотнительного элемента, тогда как его поверхность по наружному диаметру остается практически неподвижной). Неравномерно напряженное состояние эластичного уплотнительного элемента способствует появлению утечек при подаче газообразной рабочей среды и затрудняет реализацию эффекта самоуплотнения.Целью изобретения является уменьшение мощности привода, обеспечивающей надежную герметизацию соединения вслучае газообразных рабочих сред повышенных давлений,Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для уплотнения разъемных трубопроводов уплотнительный элемент выполнен в виде строенных эластичных колец круглого сечения, свободно расположенных на ниппеле, причем два кольца имеют диаметр поперечного сечения, равный глубине посадочного места, а диаметр третьего кольца, расположенного между ними, составляет менее половины их диаметра, Кроме того, крайние кольца выполнены из материала с большей твердостью, чем среднее, а отношение диаметров крайних колец к среднему составляет О,7 - 0,4. На чертеже изобрагконо предлагаемое устройство, разрез.Устройство состоит из корпуса 1 с нагревателем 2, внутри которого имеется ступенчатое гнездо 3, в котором установлен ниппель 4 с тремя эластичными кольцами круглого сечения, Кольца 5 и б имеют диаметр поперечного сечения, равный глубине посадочного места, и наружный диаметр в сборе на ниппеле, не превышающий внутреннего диаметра гнезда, а диаметр кольца 7 составляет менее половины их диаметра, Кольца расположены между торцовой 10 15 20 25 30 35 40 45 50 частью ,ниппеля 3, выполненной в виде кольцевой подвижной проставки 8, и подвижным кольцом 9, взаимодействующим с силовым упругим элементом 10.Ниппель 3 перемещается в осевом направлении в кожухе 11.Устройство работает следующим образом. При соединении трубопроводов в области низких температур после захода ниппеля 4 в гнездо 3 кольцевая подвижная проставка 8 доходйт до упора в гнезде 3 и прекращает свое движение, При дальнейшем перемещении ниппеля 4 в осевом направлении происходит сжатие силового упругого элемента 10 через подвижное кольцо 9 до заданной величины с последующей фиксацией положения ниппеля 4 относительно гнезда 3.Сжатый силовой упругий элемент 10 через подвижное кольцо 9 нагружает эластичные кольца 5 - 7 с постоянным усилием, достаточным для их деформа ии и уплотнения соединения при температуре, при которой происходит восстановление эластичных свойств материала уплотнительных колец 5 - 7, При этом исключается перекручивание эластичных уплотнительных колец в результате их взаимодействия. После жесткой фиксации положения ниппеля 4 относительно гнезда 3 включается нагреватель 2 и производится нагрев зоны уплотнения до температуры, необходимой для восстановления эластичности колец 5 - 7. По мере восстановления эластичных свойств материалаколец 5 - 7 в процессв нагрева под действием силового упругого элемента 10 происходит деформация колец 5 и б, которые в свою очередь способствуют деформации кольца 7, При этом кольца 5 и б, обжимая кольцо 7 по наружному диаметру, способствуют его прижатию к поверхности ниппеля 4, а кольцо 7, выполняя роль клина для колец 5 и б, способствует их прижатию к внутренней,поверхности гнезда, Кожух 11 служит для защиты уплотнительных колец 5 - ,7 в процессе хранения и транспортировки и способствует центровке ниппеля 4 при его заходе в гнездо 3. Применение колец 5 и б из материала с большей твердостью, чем у кольца 7, приводит к большему обжатию кольца 7, что способствует повышению герметизации по внутреннему диаметру кольца 7.Использование предлагаемого устройства позволит снизить необходимые для надежной герметизации усилия сжатия силового упругого элемента и соответственно снизить мощность привода, уменьшить его массу и габариты, что имеет большое практическое значение при использовании устройства в системах автоматики.879123 Формула изобретения Составитель Л. Хлудоваедактор М. Кузнецова Техред Л. Степанова Корректор И. Осиновска Заказ 1291/1004 Изд.544 НПО Поиск Государственного комитет113035, Москва, ЖТираж 1007СССР по делам изобретений Раушская наб., д. 4/5 одписное открытий п, Харьк. фил. пред. Г 1 атенг 1. Устройство для уплотнения разъемных трубопроводов по авт. св.647501, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения, уплотнительный элемент свободно установлен на ниппеле и выполнен в виде строенных эластичных колец круглого сечения, причем крайние кольца имеют диаметр поперечного сечения, равный ширине подвижного кольца, а диаметр сечения кольца, расположенного между ними, меньше половины ди а метр а каждого из них.2. Устройство по и, 1, о тл и ч а ю щеес ятем, что крайние кольца выполнены из ма териала с большей твердостью, чем среднее.3. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что отношение диаметров крайних колец к среднему составляет 0,7 - 0,4.Источник информации, принятый во 10 внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР647501, кл. Р 16 1- 21/04, 1977.