Ущільнення фланцевого з’єднання

1 Ущільнення фланцевого з'єднання, яке містить стиковані між собою фланці у вигляді кришки та корпуса, який виконаний з розточкою, у якому встановлений ущільнювальний елемент, а кришка має циліндричні поверхні, яке відрізняється тим, що розточка корпуса включає сполучені циліндричну та конусну поверхні, а ущільнювальний елемент виконаний комбінованим і містить у собі однобічний клин та циліндр, який стикований з циліндричною і конусною поверхнями розточки корпуса та з циліндричними поверхнями кришки, при цьому клин ущільнювального елемента з конусною поверхнею розточки утворює клинове з'єднання 2 Ущільнення за п 1, яке відрізняється тим, що клин ущільнювального елемента має поверхню під кутом 15° 3 Ущільнення за п 1, яке відрізняється тим, що конусна поверхня розточки корпуса виконана під кутом 15° 4 Ущільнення за п 1, яке відрізняється тим, що між торцями конусної поверхні розточки корпуса і торцем клина ущільнювального елемента виконаний компенсуючий зазор 5 Ущільнення за п 1, яке відрізняється тим, що клин і циліндр ущільнювального елемента виконані із фторопластового матеріалу Винахід відноситься до ущільнювальної техніки і може бути використаний в конструкціях запірної трубопровідної арматури кульових фланцевих кранах, вентилях, запірних та зворотних клапанах і тд Відоме ущільнення фланцевого з'єднання за авторським свідоцтвом №962704, кл F16 Л 5/10, опубл ЗО 09 1982р містить два фланці, які фіксовані відносно один одного стяжними болтами Між поверхнями фланців, які ущільнюються, розміщена ущільнювальна прокладка з пружного матеріалу, при цьому одна з поверхонь фланців, які ущільнюються, виконана конічною з вершиною конуса, яка звернена до іншої плоскої поверхні, що ущільнюється Недоліками відомого ущільнення є ненадійність ущільнення, кільцева прокладка якого виконана з пружного твердого матеріалу, що не забезпечує герметичності між фланцями через відсутність фіксації положення фланців відносно один одного і що дає можливість зсуву прокладки та нерівномірне її обтиснення Відоме ущільнення фланцевого з'єднання деталей за авторським свідоцтвом №1339337, кл F16 Л 5/10, опубл 23 09 1987р складається з двох фланців і затиснутого між ними ущільнювального елемента, який встановлений у кільцевій виїмці однієї з деталей, що з'єднуються Кільцева виїмка виконана з поверхнею, яка охоплює і збільшує глибину виїмки зі зменшенням радіуса її розміщення, а на іншому фланці виконаний кільцевий виступ, який утворений пересічними поверхнями Поверхня кільцевого виступу, яка охоплює, контактує з ущільнювальним елементом у вигляді гумового кільця круглого поперечного перерізу, при цьому поверхня кільцевого виступу, яка охоплює, контактує з поверхнею кільцевої виїмки, яка також охоплює Недоліками відомого ущільнення є виключення герметичності та надійності конструкції в умовах великого діапазону питомих тисків і температур, що знижує ущільнюючі властивості ущільнювального елемента і його ДОВГОВІЧНІСТЬ, а також термін служби ущільнення в цілому Відоме ущільнення фланцевого з'єднання деталей, які стикуються, за авторському свідоцтвом №1427123, кл F16 Л 5/12, опубл 30 09 1988р містить фланці (наприклад, кришку та корпус) з кільцевими розточеннями, прямокутний пружний о со 47230 ущільнювальний елемент, який розташований в них і який виконаний у вигляді кільця з діаметральним надрізом з боку порожнини, яка ущільнюється, на неповну висоту кільця, при цьому на торцях елемента виконані кільцеві розточення, які розташовані нормально до площини надрізу, а арматура виконана у вигляді кілець, які розміщені у цих розточеннях, а кільця, які армують, упираються в похилі стінки кільцевих каналів, які виконані у згаданих розточеннях Дану конструкцію ущільнення приймаємо за прототип Недоліками прототипу є - плоский прямокутний ущільнювальний елемент між деталями (кришкою та корпусом) вимагає великих зусиль для досягнення герметичності, великий питомий тиск (Р) зусиль, які прикладаються на елементи нарізних сполучень між деталями, які стикуються, роздавлює ущільнення і руйнує його в цілому, що виключає герметичність і знижує ущільнювальні властивості ущільнювального елемента, - нерівномірність обтиснення ущільнювального елемента через відсутність фіксованого положення фланців відносно один одного знижує ДОВГОВІЧНІСТЬ служби запірної трубопровідної арматури, - під час складання та монтажу фланцевих деталей їхні болтові з'єднання мають значну перенапругу, тобто працюють на межі МІЦНОСТІ металу і при збільшенні питомого тиску (Р) конструкція ущільнення працює на знос До основи винаходу поставлена задача розробки ущільнення фланцевого з'єднання, яке забезпечує удосконалення конструкції, підвищення її надійності та ДОВГОВІЧНОСТІ ШЛЯХОМ поліпшення умов герметичності за рахунок зняття перенапруг на болтових кріпленнях між фланцями за допомогою клинового з'єднання, яке утворене однобічним клином ущільнювального елемента з конусною поверхнею в розточенні корпуса під кутом 15°, при цьому на торці одного із фланців (кришки) виконані ВІДПОВІДНІ циліндричні поверхні, які контактують з циліндричними поверхнями ущільнювального елемента, а виконання зазору, який компенсує, дає можливість ущільнювальному елементу заповнювати зазор для забезпечення з'єднання двох фланців з нульовим зазором фіксації Вирішення поставленої задачі забезпечує ущільнення фланцевого з'єднання, яке містить стиковані між собою фланці у вигляді кришки та корпуса, який виконаний з розточенням, у якому встановлений ущільнювальний елемент, а кришка має циліндричні поверхні, за рахунок того, що розточення корпуса включає сполучені один з одним циліндричну і конусну поверхні, а ущільнювальний елемент виконаний комбінованим і містить у собі однобічний клин і циліндр, який стикований з ВІДПОВІДНОЮ циліндричною і конусною поверхнями розточення корпуса і з циліндричними поверхнями кришки, а клин ущільнювального елемента з конусною поверхнею розточення корпуса утворює клинове з'єднання Для зменшення питомого тиску зусиль і поліпшення стикування, клин ущільнювального елемента з конусною поверхнею в розточенні корпуса утворює клинове з'єднання, тому що клин має по верхню з кутом 15°, а конусна поверхня в розточенні теж виконана під кутом 15° Для забезпечення герметичності з'єднання корпуса з кришкою з нульовим зазором їхніх фланців, між торцями конусної поверхні розточення корпуса і торцем клина ущільнювального елемента виконаний зазор, який компенсує Для поліпшення умов герметичності, клин і циліндр ущільнювального елемента виконані із фторопластового матеріалу Технічний результат, що досягається при використанні винаходу - підвищені надійність і ДОВГОВІЧНІСТЬ ущільнення фланцевого з'єднання за рахунок забезпечення герметичності з'єднання між фланцями (корпусом та кришкою) за допомогою клинового з'єднання, яке утворене однобічним клином з конусною поверхнею в розточенні корпуса, - забезпечена герметичність з невеликим моментом, що крутить, на елементах кріплення в запірній арматурі, при цьому клинове з'єднання знімає перенапруги на болтових з'єднаннях, тому що питомий тиск (Р) зусиль значно менше тиску (Ро), відбитого від поверхні клина з кутом 15°, - забезпечена герметичність циліндра ущільнювального елемента з корпусом та кришкою за рахунок стикування циліндричних поверхонь з ВІДПОВІДНИМИ циліндричними поверхнями корпуса та кришки, - відсутній перекіс з'єднання між фланцями, тому що встановлюється нульовий зазор між ними, що забезпечується наявністю зазору, який компенсує і який заповнюється самим же ущільнювальним елементом під час силових впливів на болтове з'єднання Ущільнення фланцевого з'єднання, яке заявляється, пояснюється нижчеподаним описом і кресленнями, де Фіг 1 - ущільнення фланцевого з'єднання, Фіг 2 - фрагмент деталі (корпуса) з розточенням, Фіг 3 - вид ущільнювального елемента, Фіг 4 - фрагмент деталі (кришки), Фіг 5 - винесення / по фіг 2 За винаходом, ущільнення фланцевого з'єднання в ущільнювальній техніці, переважно в запірній трубопровідній арматурі (кульовий кран, вентиль, запірний та зворотний клапани і т д ) містить стиковані між собою два фланці у вигляді кришки 1 і корпуса 2, які стягнуті за допомогою болтів 3 з гайкою 4 (див фіг 1) Корпус 2 виконується з розточенням, а між кришкою 1 і корпусом 2 установлюється комбінований фторопластовий ущільнювальний елемент, який представляє собою однобічний клин 5 з поверхнею під кутом 15° і циліндр 6, які розташовані у розточенні, яке виконано у корпусі 2 (див фіг1, фіг 2, фігЗ) Клин 5 та циліндр 6 забезпечують герметичне з'єднання між кришкою 1 та корпусом 2 стосовно зовнішнього середовища Фторопластовий клин 5 та циліндр 6 знімають перенапругу на болтовому з'єднанні (на болті 3 і гайці 4] У розточенні на торці корпуса 2 виконується відповідна поверхні клина 5 конусна поверхня 7 47230 під кутом 15 , ВІДПОВІДНО до якої виконується циліндрична поверхня 8 (див фіг 2, фіг 5) Між торцями конусної поверхні 7 розточення корпуса 2 та торцем клина 5 ущільнювального елемента виконується зазор 9, який компенсує і який заповнюється під час складання фланцевих деталей матеріалом самого ж ущільнювального елемента при силових впливах від болта 3 з гайкою 4 (фіг 1) Поверхня клина 5 стикується з конусною поверхнею 7 у розточенні корпуса 2, утворюючи клинове з'єднання, а на торці кришки 1 виконуються циліндричні поверхні 10 і 11 Циліндрична поверхня 11 кришки 1 контактує з циліндричною поверхнею 12 корпуса 2 і циліндричною поверхнею 13 ущільнювального елемента, замикаючи тим самим ущільнювальний елемент, при цьому циліндрична поверхня 10 кришки 1 контактує з циліндричною поверхнею 8 корпуса 2 (див фіг 2, фіг 3, фіг 4) Торець 14 кришки 1 контактує з торцевою поверхнею 15 ущільнювального елемента, натискаючи тим самим на ущільнювальний елемент, в цілому до утворення нульового зазору між фланцями (кришкою 1 і корпусом 2) Робота ущільнення фланцевого з'єднання здійснюється в такий спосіб Кпин 5, циліндр 6 і циліндричні поверхні 13 і 15 ущільнювального елемента для створення герметичності між кришкою 1 та корпусом 2 не вимагають великих зусиль Механічні зусилля від на болта 3 і гайки 4 між кришкою 7 і корпусом 2 прикладаються з питомим тиском Р, а в клиновому з'єднанні зусилля, які відбиті від конусних поверхонь клина 5 та розточення корпуса 2, збільшуються до тиску Ро Таким чином, Ро>Р, що поліпшує герметичність ущільнення фланцевого з'єднання будь-якої запірної трубопровідної арматури Ущільнення фланцевого з'єднання, що заявляється, дозволяє - підвищити термін служби конструкції під час експлуатації і забезпечити и герметичність, - виготовити запірну трубопровідну арматуру в будь-якому виконанні пробкові та кульові крани, вентилі, запірні і зворотні клапани, засувки і т д Фіг.4 іг5 Фіг 1 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71