Уплотнение неподвижного соединения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) ) 2 А 16 3 15/О 5) ЕНИЯ 5,905,92.Бючно-ирныхКукин,л,М 18следовательскматериалов и из И.М.Домчишин й институтелийи М.И.Шти 2(088.8)орское свидетельсткл. Р 16 Л 15/02, 1990 СССР М азрез; ия его г,3 - то ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) УПЛОТНЕНИЕ НЕПОДВИЖНОГО СОЕДИНЕНИЯ(57) Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к уплотнениям неподвижных соединений, герметизирующим замкнутые объемы, Цель изобретения - по.- вышение надежности и расширение допустимого диапазона эксплуатационных условий по температуре при работе в агрессивных герметизирующих средах, В устройство введены уплотнительные элементы,Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к уплотнениям неподвижных соединений, герметизирующим замкнутые объемы машин и агрегатов с агрессивными рабочими средами, находящимися под высоким избыточным давлением,Целью изобретения является повышение надежности и расширение допустимого диапазона эксплуатационных условий по температуре при работе в агрессивных герметизируемых средах путем использования материалов с различными теплофизическими свойствами.На фиг.1 показано уплотнение, р на фиг.2 - то же, в момент нагружен давлением уплотняемой среды; на фи работоспособные при различных температурах, Уплотнение состоит из основного тороидального герметизирующего кольца 1, выполненного из резины на основе фторкаучука, установленного в проточке 2, фторопластовой защитной шайбы 3. Между шайбой 3 и кольцом 1 размещено дополнительное герметизирующее тороидальное кольцо 4 из резины на основе нитрильного каучука в контакте с шайбой 3 и уплотнительный элемент, выполненный из полимерного материала, Кольца 14,уплотнительный элемент 5 и шайба 3 контактируют с поверхностями деталей 6,7 перекрывая зазор 8 между ними. Для низких температур (до -70 С) герметизатором является элемент 5, для температур до температуры стеклования З элемента 4, герметизаторами являются кольца 4 и элемент 5, для температур выше температуры стеклования кольца 1, герметизаторами являются элемент 5 и кольца1,4, 1 з.п,ф-лы, 3 ил,же, при температуре, ниже температуры стеклования резины тороидального кольца,Уплотнение неподвижных соединений состоит из тороидального герметизирующего кольца 1, выполненного из теплоагрессивостойкой резины на основе фторкаучука, установленного в кольцевой проточке 2 с поджатием и со стороны высокого давления, фторопластовой защитной шайбы 3, расположенной в проточке 2 со стороны низкого давления, Между шайбой 3 и кольцом 1 в проточке 2 размещены уплотнительный элемент в виде тороидального кольца 4 из резины в контакт с защитной шайбой и уплотнительный элемент, выполненный из полимерного материала, пластичного вовсем температурном диапазоне эксплуатации и инертного по отношению к материалам сопряженных деталей 6 и 7 и колец 1 и4. Герметизирующие кольца 1,4 уплотнительный элемент 5 и фторопластовая шайба 3 контактируют с поверхностями уплотнительных деталей б и 7, перекрывая зазор 8 между ними, который в зоне проточки 2 имеет величину д.Объем уплотнительного элемента 5 выбирается в интервале 0,3-0,7 0 О,.где О - средний диаметр тороидальных колец; д - величина зазора между сопрягаемыми деталями в зоне кольцевой проточки. Уплотнение работает следующим образом.Перед соединением деталей 6 и 7 крепежными элементами в кольцевую проточку 2 устанавливают кольцо 1 со стороны высокого давления среды и шайбу 3 со стороны низкого давления, а между ними располагают кольцо 4 и уплотнительный элемент 5, изготовленный, например, шприцеванием, При подаче среды под давлением Р 8, среда воздействует на кольцо 1, которое перемещается в осевом направлении под действием осевой силы, пропорциональной произведению давления на площадь поперечного сечения зазора 8 между деталями 6 и 7 в зоне проточки 2, как показано на фиг,2, и создает давление на пластичный уплотнительный элемент 5 и. кольцо 4, при этом элемент 5 в результате своей высокой пластичности заполняет все макро-и микродефекты уплотняемых поверхностей деталей 6 и 7, в том числе в зоне их контакта с ответными поверхностями тороидальных колец 1 и 4, обеспечивая при этом полное перекрытие микроканалов в зоне контакта и высокую герметичность по всем контактным поверхностям уплотнения,При высоких температурах среды порядка 200-250 С основным герметизатором является герметизирующее кольцо 1, выполненное из резины на основе теплоагрессивостойкого каучука, При низких температурах, когда кольца 1 и 4 застеклованы, происходит утечка среды через его контактную поверхность кольца 1 с деталями 6 и 7, основным герметизатором является пластичный уплотнительный элемент 5, поджимаемый через кольцо 1, уплотняемой средой, при этом агрессивные среды при низких температурах не оказывают разрушающего воздействия на уплотнительный элемент 5. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В том случае, когда кольцо 4 не застекловано, оно является дополнительным герметизатором к элементу 5, что повышает надежность уплотнения, Схема механизма работы уплотнения в этом случае показана на фиг.З, где застеклованное кольцо 1 под действием высокого давления среды Рв непосредственно действует на незастеклованное кольцо 4, деформируя его в осевом направлении по диаметру вращения центра круга О, при этом кольцо 4 деформируется в радиальном направлении и выталкивает в зону контакта застекленного кольца 1 с деталями 6 и 7 пластичный элемент 5, что перекрывает макро-и микроканалы в зоне контакта застеклованного кольца 1 с деталями 6 и 7, предотвращая контактную негерметичность.При высоких температурах (порядка 250 С), когда возможно из-за температурного расширения фторопластовой шайбы 3 появление зазора, кольцо 4 предотвращает вытеснение пластичного элемента 5 в зазор и таким образом основное герметизирующее кольцо 1 позволяет обеспечивать высокую надежность герметизации при высоких температурах, при этом функцию герметизации выполняют все три герметизирующих элемента.Таким образам, для низких температур (до -70 С) герметизатором является элемент 5, для температур до температуры стеклования кольца 4, герметизаторами являются кольцо 4, элемент 5, для температур выше температуры стеклования кольца 1, герметизаторами являются элемент 5 и кольца 1,4.Формула изобретения 1. Уплотнение неподвижного соединения, содержащее размещенные в кольцевой проточке одной из сопрягаемых деталей основное тороидальное герметизирующее кольцо из резины, установленное со стороны уплотняемой полости с герметизируемой средой, находящейся под высоким избыточным давлением, защитную шайбу из фторопласта, установленную со стороны низкого давления и уплотнительный элемент, контактирующий с тороидальным кольцом и сопрягаемыми деталями и выполненный из полимерного материала, пластичного во всем температурном диапазоне эксплуатации и инертного по отношению к соприкасающимся с ним деталям конструкции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения допустимого диапазона эксплуатационных условий по температуре при работе вагрессивных герметизируемых средах, оно снабжено дополнительным герметизирую1733782 Н щим тороидальным кольцом, размещенным в кольцевой проточке между защитной шайбой и уплотнительным элементом из полимерного материала, а обьем последнего 5 выбран в интервале 0,3-0,7 Од, где О -гсредний диаметр тороидальных колец; д - величина зазора между сопрягаемыми деталями в зоне кольцевой проточки, при этом дополнительное тороидальное кольцо вы полнено из резины, температура стеклования которой ниже температуры стеклования резины тороидального кольца, расположенного со стороны уплотняемой полости. 2. Уплотнение по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения работоспособности уплотнения в температурном диапазоне(250 К) С при работе в условиях высокого давления до 40 МПа в агрессивных герметизируемых средах, основное тороидальное кольцо выполнено из резины на основе фторкаучука, дополнительное тороидальное кольцо выполнено из резины на основе нитрильного каучука, а уплотнительный элемент выполнен из силоксанового каучука.и ГКНТ СССР Заказ 1655 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина