Уплотнительное устройство многократного использования

(54)(57) МНОГОКРА жащее фл элементо дочной катент США2303114,14, опублик. 1942.ент фРГ869453,22101, 1953.УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВОНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, содер-,нцы с С-образным упругимрасположенным в посанавке фланцев, профиль поперечного сечения которого образовадугами окружностей, а концы профиля ограничены прямолинейными участками, контактирующими со стенкамиканавки, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьппения надежности уплотнения при одновременномобеспечении возможности многократных сборок, прямолинейные участкипрофиля наклонены под острыми углами не более 45 со стороны торцовойповерхности канавки к ее боковойповерхности, а со стороны боковойповерхности - навстречу ответномуфланцу, при этом сумма острых угловс углом наклона профиля составляет 90.Цель изобретения - повышение надежности уплотнения при одновременном обеспечении воэможности многократных сборок. 40 Указанная цель достигается тем, что в уплотнительном устройстве многократного использования, содержащем фланцы с С-образным упругим элементом, расположенным в посадочной канавке фланцев, профиль поперечного сечения которого образован дугами окружностей, а концы профиля ограничены прямолинейными участками, контактирующими со стенками канавки, прямолинейные участки профиля наклонены под острыми углами не более 45 со стороны торцовой поверхности канавки к ее боковой поверхности, а со стороны боковой поверхности - навстречу ответному фланцу, при этом сумма острых углов Изобретение относится к областимашиностроения, а именно к элементам уплотнительной техники.Известно уплотнительное устрой"ство, содержащее металлический упругий уплотнительный элемент С-образной формы Г 1 3.Недостатком известного устройстваявляется невозможность получениявысокой степени герметичности соединения из-за неправильного выбораформы герметизирующих поверхностей,устройство с С-образным уплотнительным элементом, профиль которогообразован дугами окружностей, концыпрофиля очерчены прямолинейными участками и параллельны сторонам носадочкой канавки 21.Недостатком известного устройства1является невозможность получениявысокой степени герметичности прилюбой величине обжатия уплотнительного элемента, которую он способенвыдержать до потери устойчивости,так как при контактировании двухплоских поверхностей контактные давления на порядок меньше, чем прилинейном контакте. Кроме того,из-за наличия радиуса в углу канав.ки, избежать который техническитрудно, герметизация по вертикаль.ной поверхности фланца зачастую непроисходит. с углом наклона профиля составляет 90На фиг. 1 показано уплотнительноеустройство до затяжки; на фиг, 2 -расположение уплотнительного элемента в посадочной канавке, где З -угол наклона средней линии профиляк горизонтальной плоскости канавкифланца, К и р - углы наклона уплотнительных участков профиля к поверхности посадочной канавки; на фиг.3 -влияние углана ширину площадокконтактирования.Уплотнительное устройство содержит верхний фланец 1, уплотнительный С-образный элемент 2 и нижнийфланец 3. Затяжка соединения осуществляется болтами 4, расположеннымипо периметру фланцев. Герметизациясоединения осуществляется по основной 5 и вспомогательной 6 кромкам,последняя для надежной герметизациидолжна быть выше радиуса закрепления расточки фланца диаметром ДК.Устройство работает следующим образом.В начальный момент до затяжкисоединения имеется зазор между фланцами, высота уплотнительного элемента Ь превышает суммарную глубинупосадочной канавки на величинуобжатия - Л . Кроме того, имеетсябоковой зазор между уплотнительнымэлементом и посадочной канавкой,так как ПО, в противном случае соединение трудно собрать.Для герметизации соединения прикладывается усилие затяжки и фланцыстягиваются до исчезновения зазорао. При этом в начальный .моментвремени происходят смещение концовуплотнения.до упора в вертикальныетенки посадочной канавки и последующее микроврезание основной 5и вспомогательной 6 кромок в стенки канавки,С точки зрения возможности повтор-, ных сборок УГлы о и б надо выполнять но возможности меньшими. Оптимальная величина углов а и 3 находится:в прямой связи с углом наклона профиля у . Чем больше угол у (он меняется от 90 до 30 ), тем меньше должны быть углы Ы и и наоборотУголможет изменяться в зависимости от радиуса кривизны профиля1143913 3уплотнения К и высоты уплотнительного элемента Ь.Для однократной герметизации лучше, чтобы Ы ++ г 7 30. В этом случае кромки, контактирующие с горизонтальной и вертикальной поверхностями фланца очень острые, и, глубоко врезаясь, надежно герметизируют стык.С точки зрения многократной гер О метизации (в условиях эксплуатации с наложением вибраций) должно быть с+ р + у( 90 или в предельномслучае о+ 3+ т = Э., т.е. о( = = р=о. 15В этом случае след на поверхности фланцев минимален, что обеспечивает наилучшую работоспособность в условиях вибраций, ударов и т,д .Минимальное усилие герметизации р при многократных сборках достигается при с++ = 90 , другие сочетания углов приводят к увеличению усилия герметизации.Это объясняется тем, что при уве личении угла ъ для сохранения определенного уровня контактных давлений, которые и определяют усилие герметизации, необходимо сохранение площадей контакта, т.е. ЧР 1 1 усРг 2 ф где 0 - средний диаметр кольцаЧ 1,гконтакта под нагрузкой(можно считать ра вными) ;1 , г - ширина кольца контакта(первоначально контакт -линейный) .Отсюда следует, что необходимовыпОлнить условие= 2 , котороеможно достичь при асАналогичное явление происходит с углом р, т.е. р(Рг . Таким образом, при у чу необходимо, чтобы выполнялись неравенства ш, С 02ф /с Р и условие о++ у=90 что обеспечивает наилучшую работоспособность уплотнительного устройства в условиях многократных пере- борок.Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности уплотнения при многократных сборках и уменьшении веса изделия благодаря уменьшению усилия гермегизации., УжгоФ ал ППП "Патент роектная. 4 4 б Мюф 2 Ас Ъ ВфЭюфР Составитель А. БельцоваТехред М.Надь Корректор С. Шекм/30 Тираж 898 .ВНИИПИ Государственного комитетаго делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб;