Уплотнение фланцевого соединения

.Л, Каплинский и В.К. Самарин 2) Авторы изобретен титут проблем прочности АН УкраинскойР 1) Заявите) УПЛОТНЕНИЕ ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ Изобретение отн тся к устроист Фланцевого сов, сосудов ив химической, гих от аслях вам для герметичногоединения трубопроводожет быть использованоэлектровакуумной и дру Р промышленности.Известны уплотнения, которые используют эффект теплового расширения деталей уплотнения с целью обеспечения герметичности в широком диапазонетемператур 1.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 возника ют значительные усилия, связанные с тем, что сопрягаемые детали имеют различные коэффициенты линейного расширения, которые приводят к пластической деформации прокладки и последующей разгерметизации уплотнения,МНаиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является фланцевое уплонение, содержащее уплотняемые поверхности, между которыми размещена уплотняющая прокладка из упругого материала с ооэможностьж регулированиястепени прижатия к уплотняемым поверхностям 2.1 О Существенным недостатком устройства является то, что при изменении температуры в результате разных коэФфициентов линейного расширения, коэффициенты линейного расширения стали и и фторопласта, наиболее распространенные материалы, применяемые для фланцевых соединений, отличны на порядок,между прокладкой и кольцевой втулкойвозникают термонапрявения, которыеприводят к пластической деФормации,последней, что .в свою очередь прщ изменении температуры может привести кразгерметизации уплотнения.Ы 4 оо4 Но откуда А= гс.ЬО,55 3 96270Цель изобретения - предотвращениепластической деформации уплотнения,что при термоциклировании приводитк разгерметизации уплотнения или появлению зазора между уплотняющей прокладкой и уплотняемыми поверхностямив результате изменения температурыуплотнения.Поставленная цель достигается тем,что, по меньшей мере, одна из уплатняемых поверхностей выполнена конической с вершиной конуса, обращеннойв сторону к другой уплотняемой поверхности,На фиг. 1 изображено фланцевое . 15уплотнение, разрез; на Фиг. 2 - схема расчета траектории перемещения точки уплотнения при изменении темпера"туры; на Фиг. 3 - случай, когда угол,образованный уплотняемому поверкнос" 20тями, больше расчетного углана фиг. ч - случай, когда угол меньшерасчетного угла ц .Устройство представляет собой дваФланца 1 и 2, фиксируемые друг относи.25,тельно друга стяжными болтами 3, уплат.няемые поверхности которых в местеустановки уплотняющей прокладки 4 образуют угол о.Устройство работает следующим об- З 0разом.При температуре То кординаты точки Аточка касания уплотнения и уплотняемой поверхности) Нц,ОО, а при изменении температуры на ьТ в результате теплового расширения тела уплотняющей прокладки она переместится вточку А с координатами Нс, О (термодеформацию уплотняемых фланцев мы нерассматриваем, так как их коэффициент 10линейного расширения, как правило напорядок ниже), где Н - координаты точки касания уплотнения и уплотняемойповерхности в осевом направлении; Окоординаты точки касания уплотненияи уплотняемой поверхности в радиальном направлении,Угол, образованный траекторией перемещения точки и одной из уплотняемых поверхностей рассчитывается по50формулеИ( - Н2.Нр-(йо (+см) 3э-Ъь 2 О -В( (4+с дФ) где Н и О - координаты точки й притемпературе Тр;Н и Окоординаты точки А приизменении температурына ьс;р - коэффициент линейногорасширения прокладки,дй - изменение температурыпрокладки,Возможно три варианта выполненияуглов, образованных уплотняемыми поверхностяии.Вариант 1.Угол р ) о = агсйдОоТермодеформация уплотнения вради-,альном направлении равнаОр - дОа в осевом - д Н, в то время, какгеометрия уплотняемых поверхностейпозволяет деформироваться уплотнениюна величинуЭо- Ю Эс - И йНсИВ результате стеснения деформациив уплотняющей прокладке возникаютпластические деформации, которые притермоциклировании уплотнения приводятк потере герметичности.Вариант 2,.В этом случае термодефармация уплотнения ЬН меньше, чем аН (изменение геометрии уплотнения), что приводит к образованию зазора= ьН -ьН и потере герметичности.Следовательно, только при выполнении уплотняемых поверхностей со скосами, которые образуют угол2 НОс = агсСуО,термодеформация уплотнения не вызывает ни появление пластической деформации, ни образование зазоров при изменении температуры уплотнения,Предлагаемое уплотнение может бытьуспешно применено для уплотнения фланцевых соединений различнаго диаметраво всем температурном диапазоне работы уплотняющей прокладки, там гдеограничены усилия взаимодействияуплотняющей прокладки и уплотняемыхФланцев для повышения надежностиуплотнения,5 962704 ЬФормула изобретения температур, по меньшей мере одна изуплотняемых поверхностей выполненаУплотнениеФланцевого соединения, конической с вершиной конуса, обрамежду уплотняемыми поверхностями ко- щенной в сторону другой уплотняемои торого размещена уплотняющая проклад . поверхности.ка из упругого материала с возможнос- Источники инйормации, тью регулирования степени прижатия принятые во внимание при экспертизе к уплотняемым поверхностям, о т л и, Авторское свидетельство СССР ч а о щ е е с я тем, что, с целью Р 270414, кл. Е 163 15/08, 1968. предотвращения пластической деФорма- В2. Авторское свидетельство СССР ции уплотнения и обеспечения герметич- У 499428, кл. Г 16 3 15/04, 1973 ности соединения в широком диапазоне (прототип).7 /57 Р 99 одписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 11035 Москва НРаушская наб. д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4