Разъемное неподвижное уплотнительное устройство

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации разъемных неподвижных соединений магистралей и трубопроводовЦелью изобретения является повышение надежности работы устройства и расширение области его применения за счет разгрузки прокладки от напряжений изгиба и создания дополнительного барьера уплотнения.Иа Фиг.1 показано устройство, в разрезе; на Фиг.2 - сечение поса- дочного гнезда; на фиг.3 - сечение прокладки; на Фиг.4 - положение фланцев и прокладки в сЬоре до затяжки; на фиг, 5,6 - варианты исполнения зоны уплотнения цилиндрической оболочки с Фланцем, 20Устройство включает Фланцы 1,2, металлическую уплотнительную прокладку 3, крепежные болты 4 со сферическими головками и сферические шайбы 5. Во фланце 1 выполнены посадоч ное гнездо 6 под уплогнительную прокладку 3, сферическая контактирующая поверхность 7 и цилиндрическая оболочка 8Для подвода давления конт рольной среды в полость гнезда 6 во ; фланце предусмотрен канал 9, оканчи вающийся штуцером, выполненным на внешней поверхности фланца. ) Во фланце 2 выполнена сферическаяуплотнительная поверхность 10, с ко"торой взаимодействует сферическая поверхность 7, цилиндрическая оболочка,Я,а также уплотнительная прокладка 3,В посадочном гнезде 6 выполненыцилиндрическая поверхность 11, коническая уплотнительная поверхность 12и кольцевой карман 13. Кольцевойкарман 13, предназначенный для размещения цилиндрического кольца 14прокладки 3, содержит внешнюю посадочную поверхность 15, выполненнуюкак продолжение цилиндрической посадочной поверхности 11 посадочного гнезда, торцовую поверхность 16,и угловой скос 17,50Цилиндрическая оболочка 8 фланца1 разделяет полость посадочного гнезда 6 от рабочей полости 18 устройства, содержит торовую уплотнительнуюповерхность 19, которая выступаетнад контактирующей сферической поверхностью 7 Фланца 1 на наперед заданную величину,Жесткость цилиндрической оболочки8 и величина ее выступания над сферической поверхностью фланца (обычно0,30,6 мм) выбираются из условияработоспособности и обеспечения герметичности в зоне ее взаимодействияоболочки с ответным Фланцем 2 примаксимальном давлении контрольнойсреды,Образующийся при этом зазор междусферическими поверхностями фланцевкомпенсируется их упругой деформациейпри затяжке соединения, а оболочка 8дополнительно выполняет роль упругодемпферной опоры между фланцами, повышая работоспособность устройствапри наличии слабых ударных нагрузок.Для исключения смятия уплотнительной поверхности ответного фланца присборке устройства сферическая контак"тирующая поверхность 7 фланца 1 сопряжена с цилиндрической посадочнойповерхностью 11 посадочного гнезда6 радиусом 2,Уплотнительная прокладка 3 содержит два упругих уса 20, 21 равнойдлины, образующих в сечении симметричный Ч-образный профиль, на периферии которого размещено цилиндри"ческое кольцо 14, содержащее цилиндрическую посадочную 22, торцовую23 поверхности и угловой скос 24.При этом цилиндрическое кольцо 14выполнено со смещением в сторонупосадочного гнезда Фланца относительно профиля усов прокладки. Для повышения технологичности угловой скос24 прокладки выполнен эквидистантноугловому скосу 17 кольцевого кармана 13 посадочного гнезда б фланца 1.На концах упругих усов прокладкивыполнены уплотнигельные выступы25, 26 с унлотнительными поверхносстями 27, 28 преимущественно торовойформы.Прокладка может быть покрыта мягким материалом: медью, сереЬром, кадмием, свинцом, фторопластом и др.что снижает контактное давление иуменьшает момент затяжки крепежныхЬолтов.Устройство работает следующимобразом.При сборке устройства уплотнительная прокладка 3 устанавливается в посадочное гнездо 6 фланца 1 до упораее уплотнительной поверхности 28выступа 26 упругого уса 20 в коничес 1536115 610 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кую уплотнительную поверхность 12 посадочного гнезда 6 и центрйруется посадочной поверхностью 22 цилиндрического кольца 14 по посадочной поверхности 11 и поверхности 15 кольцевого кармана 13 посадочного гнезда. фланец 2 устанавливается до упора уплотнительной поверхности 10 в уплотнительную поверхность 27 выступа25 упругого уса 21 прокладки 3. При этом между уплотнительной сферической поверхностью 10 фланца 2 и уплотнительной торовой поверхностью 19 цилиндрической оболочки 8 фланца 1 обеспечивается гарантированный зазор 1, равный заданной величине обжатия упругих усов прокладки для обеспечения требуемого из условия герметичности контактного давления на их уплотнительных поверхностях 26, 27. При затяжке крепежных болтов 5 происходит заданное обжатие упругих усов прокладки без нагружения ее цилиндрического кольца изгибными на- пряжениями, а уплотнительная поверхность 10 фланца 2 доводится до упора с поверхностью 19 цилиндрической оболочки 8, при этом между сферическими поверхностями 7 и 10 фланцев 1 и 2 обеспечивается гарантированный зазор 12. При окончательной затяжке болтов частично за счет упругого раз. - ворота фланцев относительно цилиндри-ческой оболо"ки 8 и частично за счет упругого сжатия самой оболочки поверхности 6 и 10 фланцев 1 и 2 доводятся до упора, а в зоне контакта уплотнительных поверхностей 19 и 10 создается требуемое для обеспечения герметичности контактное давление, В собранном устройстве между торцовыми поверхностями 16, 23 и угловыми скосами 17, 24 кольцевого кармана и прокладки обеспечиваются гарантированные зазоры 1 , 1 .Для контроля работоспособности уплотнительной прокладки, например по степени герметичности ее усов, через каналы 8 подается давление контрольной среды под прокладку и по стыку фланцев фиксируется величина утечки любым существующим методом, При этом исключается нагружение рабочей полости 18 устройства давлением среды, так как она надежно изолирована от полости под уплотнительной прокладкой герметичным взаимодействием цилиндрической оболочки 8 с уплотнительной поверхностью 10 фланца 2, При работеустройства, особенно при наличии динамических ударных нагрузок, цилиндрическая оболочка 8 дополнительновыполняет роль демпфирующей опоры, агерметичное ее взаимодействие с фланцем 2 обеспечивает дополнительныйбарьер уплотнения. Жесткость упругих усов прокладки и величина их обжатия,а также жесткость цилиндрической .оболочки выбираются с учетом их работоспособности на рабочих параметрах.Величина 1 выбирается расчетным путем из условия обеспечения требуемого для заданной герметичности контактного давления в зоне уплотнения при упругой деформации фланцев и самой оболочки от затяжки соединения до соприкосновения поверхностей 7 и 10, Фланцев 1 и 2 (обычно 0,30,6 мм),Величина радиуса И, уплотнительной поверхности 13 цилиндрической оболочки 8 фланца 1 выбирается таким образом, чтобы при заданной степени герметичности и величине затяжки стыка не происходило повреждение уплотнительных поверхностей в зоне контакта данной оболочки с поверхностью ответного фланца.Радиус Е сопряжения сферической контактирующей поверхности 7 фланца 1 с посадочной поверхностью 11 гнезда выполняется в пределах 0,3.0,5 мм, что достаточно для исключения замятия поверхности ответного фланца.Защита контактирующей поверхности оболочки 8 от повреждения возможна путем установки в специально выполненную на конце оболочки проточку тонкостенной обечайки 29 из мягкого материала, например меди, алюминия, кадмия и др, Обечайка закреплена развальцовкой, пайкой, посадкой на клей или другими способами. А также возможна установка резинового или фторопластового кольца и нанесение покрытия на контактирующую зону цилиндрической оболочки медь, серебро,. кадмий, фторопласт и др,).Таким образом, симметричное нагружение упругих усов прокладки, выполненных равной длины, в совокупности с исключением нагружения ее цилиндрического кольца напряжениями изгиба повышает упругую податливость усов, сохраняет работоспособ 1536115ность прокладки при больших раскрытиях стыка фланцев, а следовательно, расширяет диапазон рабочих давлений, Обеспечение возможности авто 5 номного контроля работоспособности прокладки без нагружения давлением уплотняемой среды рабочей полости устройства придает ему качественно новые характеристики, поскольку позволяет его использование в целом ряде технических объектов, где для указанной операции нагружение внутренних полостей технологически неоправданно или вообще затруднено. Ф о р м у л а изобретения1. Разъемное неподвижное уплотнительное устройство, содержащееуплотнительную прокладку в виде цилиндрического кольца с отходящими от него внутрь прокладки двумя упругими коническими усами с кольцевой канавкой между ними и уплотнительными буртами, контактирующими с уплотняемыми 55 поверхностями, размещенную в посадочной канавке, выполненной на одном из сопрягаемых по сферической поверхности фланцев, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и расширения области его применения, упругие усы выполнены симметрично относительно плоскости, перпендикулярной оси устройства и проходящей через кольцевую канавку, цилиндрическое кольцо смещено в сторону посадочной канавки с образованием дополнительного выступа, размещенного в последней, при этом поверхность посадочной канавки, взаимодействующая с. цилиндрическим кольцом, выполнена цилиндрической, переходящей в кольцевой карман, а стенка посадочной канавки со стороны оси устройства выполнена в виде цилиндрической оболочки, контактирующей со сферической поверхностью фланца.2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что на контактирующей поверхности цилиндрической оболочки установлен дополнительный уплотнительный элемент.153 б 115 22 ц. гг 27 иг Составитель А, Бельцовапесивых Техред Л,Сердюкова Корректор Т. Палий Редактор Заказ 9 Тираж 5 Подписно КНТ СС осударственного 113035, ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Про 20 26 Фиг.в омитета по изобретениям и открытиям просква, Ж, Раушская наб д. 4/5