САМОУПЛОТНЯЮЩЕЕСЯ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к устройствам уплотнения.
Известно самоуплотняющееся устройство по патенту RU №2036363, опубликовано 27.05.1995 г., МПК F16J 15/02. Устройство содержит уплотняемые детали, образующие кольцевую полость, уплотняющий материал и нажимное кольцо. Уплотняющий материал набит в кольцевую полость с образованием уплотняющего кольца и замкнут нажимным кольцом с возможностью автоматического сжатия за счет давления среды внутри уплотняемой полости.
Устройство отличается высокой трудоемкостью сборки и замены уплотняющего материала. Оно плохо приспособлено для полевых условий и изделий больших размеров.
В качестве прототипа принято самоуплотняющееся устройство по патенту на полезную модель RU 99571, опубликовано 20.11.2010 г., МПК F16J 15/48. Устройство содержит уплотняемые детали, образующие кольцевую полость, в которой установлены уплотняющее кольцо и нажимное кольцо с возможностью их автоматического сжатия за счет давления среды внутри уплотняемой полости. Нажимное кольцо выполнено с посадочной поверхностью под уплотняющее кольцо. Нажимное и уплотняющее кольца и образуют сменную сборочную единицу - автоуплотнение, которое устанавливают в кольцевую полость по уплотняющим кромкам.
Недостаток устройства заключаются в том, что в изделиях больших размеров эффект самоуплотнения не проявляется при низких и нарастающих давлениях уплотняемой среды, когда сил давления недостаточно для перемещения автоуплотнения в рабочее положение.
Изобретение решает задачу обеспечения самоуплотнения в изделиях больших размеров при низких и нарастающих давлениях.
Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении надежности уплотнения.
Предлагаемое самоуплотняющееся устройство содержит уплотняемые детали, образующие кольцевую полость. В кольцевой полости установлены уплотняющие кольца и нажимное кольцо с возможностью их автоматического сжатия за счет давления среды внутри уплотняемой полости. Для достижения результата в кольцевой полости установлен сепаратор в виде кольца фасонного сечения с местами под посадку уплотняющих колец и посадку сепаратора в кольцевую полость. Сепаратор и уплотняющие кольца образуют сменную сборочную единицу и установлены в кольцевой полости так, что, по меньшей мере, одно уплотняющее кольцо сжато при сборке уплотняемыми деталями и уплотняет полость при малых и нарастающих давлениях.
Предлагаемое самоуплотняющееся устройство применяется с различными исполнениями кольцевой полости, сепаратора и уплотняющих колец:
Предлагаемое самоуплотняющееся устройство, отличающееся тем, что кольцевая полость выполнена трапециидального сечения с конической поверхностью. Сепаратор и, по меньшей мере, одно уплотняющее кольцо выполнено с коническими поверхностями под посадку в коническую поверхность кольцевой полости. Коническое сопряжение поверхности кольцевой полости с поверхностями сепаратора и уплотнительных колец усиливает сжатие уплотняющих колец в радиальном направлении.
Предлагаемое самоуплотняющееся устройство, отличающееся тем, что сепаратор и, по меньшей мере, одно уплотняющее кольцо выполнено с коническими поверхностями под посадку уплотняющих колец в сепаратор. Коническое сопряжение поверхностей сепаратора и уплотняющих колец усиливает сжатие уплотняющих колец в радиальном направлении.
Предлагаемое самоуплотняющееся устройство, отличающееся тем, что сепаратор и, по меньшей мере, одно уплотняющее кольцо выполнены L-образного сечения. Кроме того, обеспечена посадка одного уплотняющего кольца в отверстие сепаратора, а сепаратора в отверстие второго уплотняющего кольца по наружным цилиндрическим поверхностям меньшего диаметра. Способ улучшает технологичность сборки уплотнения.
Самоуплотняющееся устройство, отличающееся тем, что кромки уплотняющих колец укреплены металлической лентой. Лента сохраняет рабочие кромки колец от разрушения при монтаже и переборках уплотнения.
Самоуплотняющееся устройство надежно работает на всем интервале изменения давления уплотняемой среды.
На фиг.1, 2, 3 показано предлагаемое самоуплотняющееся устройство. На фиг.4, 5, 6 - предлагаемое самоуплотняющееся устройство, в котором кольцевая полость выполнена с конической поверхностью, а сепаратор и уплотняющие кольца выполнены с коническими поверхностями под посадку в коническую поверхность кольцевой полости. На фиг.7, 8, 9 - предлагаемое самоуплотняющееся устройство, в котором сепаратор и уплотняющие кольца выполнены с коническими поверхностями под посадку уплотняющих колец в сепаратор. На фиг.10, 11, 12 - предлагаемое самоуплотняющееся устройство, в котором сепаратор и уплотняющие кольца выполнены L-образного сечения. На фиг.13, 14 - показаны предлагаемые самоуплотняющиеся устройства, в которых кромки уплотняющих колец укреплены металлической лентой.
Предлагаемое самоуплотняющееся устройство, см. фиг.1, 2, 3, содержит уплотняемые детали 1, 2, образующие кольцевую полость, и замыкающие полукольца 3. В кольцевой полости установлены уплотняющие кольца 4, 5, 6 и нажимное кольцо 7 с возможностью их автоматического сжатия за счет давления среды внутри уплотняемой полости. Для достижения результата в кольцевой полости установлен сепаратор 8 в виде кольца фасонного сечения с местами под посадку уплотняющих колец и посадку сепаратора в кольцевую полость. Сепаратор и уплотняющие кольца образуют сменную сборочную единицу. Последнее установлено в кольцевой полости так, что, по меньшей мере, одно уплотняющее кольцо сжато при сборке уплотняемыми деталями и уплотняет полость при малых и нарастающих давлениях.
На фиг.1 показано самоуплотняющееся устройство в состоянии сборки. Уплотняемые детали 1, 2 разведены, полукольца 3 разомкнуты, уплотняющие кольца 4, 5, 6, нажимное кольцо 7 и сепаратор 8 установлены в кольцевой полости. Уплотняющие кольца предварительно сжаты в радиальном направлении. Давление уплотняемой среды отсутствует.
На фиг.2 показано самоуплотняющееся устройство в собранном состоянии. Уплотняемые детали 1, 2 стянуты и замкнуты полукольцами 3. Уплотняющие кольца 5, 6 сжаты при сборке в радиальном и торцовом направлении. Давление уплотняемой среды отсутствует.
При повышении давления уплотнение обеспечивают сжатые при сборке уплотняющие кольца 5, 6. При дальнейшем повышении давления нажимное кольцо 7 смещается, сжимает уплотняющее кольцо 4 и усиливает сжатие уплотняющих колец 5, 6, чем обеспечивает самоуплотнение фланцевого соединения при номинальном давлении уплотняемой среды.
На фиг.3 показано самоуплотняющееся устройство в рабочем состоянии при номинальном давлении уплотняемой среды. Уплотняемые детали 1, 2 стянуты и замкнуты полукольцами 3. Уплотняющие кольца 4, 5, 6 сжаты в нажимным кольцом 7.
Пример самоуплотняющегося устройства, в котором кольцевая полость выполнена с конической поверхностью, а сепаратор 8 и уплотняющие кольца 4, 5 выполнены с коническими поверхностями под посадку в коническую поверхность кольцевой полости, см. фиг.4, 5, 6.
На фиг.4 показано самоуплотняющееся устройство в состоянии сборки. Уплотняемые детали 1, 2 разведены, полукольца 3 разомкнуты, уплотняющие кольца 4, 5, 6, нажимное кольцо 7 и сепаратор 8 установлены в кольцевой полости. Уплотняющие кольца 5, 6 сжаты при сборке в радиальном направлении. Давление уплотняемой среды отсутствует.
На фиг.5 показано самоуплотняющееся устройство в собранном состоянии. Уплотняемые детали 1, 2 стянуты и замкнуты полукольцами 3. Уплотняющие кольца 5, 6 сжаты при сборке в радиальном и торцовом направлении. Давление уплотняемой среды отсутствует.
При повышении давления уплотнение обеспечивают сжатые при сборке уплотняющие кольца 5, 6. При дальнейшем повышении давления нажимное кольцо 7 смещается, сжимает уплотняющее кольцо 4 и усиливает сжатие уплотняющих колец 5, 6, чем обеспечивает самоуплотнение при номинальном давлении уплотняемой среды.
На фиг.6 показано самоуплотняющееся устройство в рабочем состоянии при номинальном давлении уплотняемой среды. Уплотняемые детали 1, 2 стянуты и замкнуты полукольцами 3. Уплотняющие кольца 4, 5, 6 сжаты нажимным кольцом 7.
Пример самоуплотняющегося устройства, в котором сепаратор и уплотняющие кольца выполнены с коническими поверхностями под посадку уплотняющих колец в сепаратор, см. фиг.7, 8, 9.
На фиг.7 показано самоуплотняющееся устройство в состоянии предварительной сборки. Уплотняемые детали 1, 2 разведены, полукольца 3 разомкнуты, уплотняющие кольца 4, 5, нажимное кольцо 7 и сепаратор 8 установлены в кольцевой полости. Уплотняющие кольца предварительно сжаты в радиальном направлении. Давление уплотняемой среды отсутствует.
На фиг.8 показано самоуплотняющееся устройство в собранном состоянии. Уплотняемые детали 1, 2 стянуты и замкнуты полукольцами 3. Уплотняющие кольца 4, 5 предварительно сжаты в торцовом и радиальном направлениях. Давление уплотняемой среды отсутствует.
При повышении давления уплотнение обеспечивают сжатые при сборке уплотняющие кольца 4, 5. При дальнейшем повышении давления нажимное кольцо 7 смещается и усиливает сжатие уплотняющих колец 4, 5, чем обеспечивает самоуплотнение фланцевого соединения при номинальном давлении уплотняемой среды.
На фиг.9 показано самоуплотняющееся устройство в рабочем состоянии при номинальном давлении уплотняемой среды. Уплотняемые детали 1, 2 стянуты и замкнуты полукольцами 3. Уплотняющие кольца 4, 5 сжаты нажимным кольцом 7.
Пример самоуплотняющегося устройства, в котором сепаратор и уплотняющие кольца выполнены L-образного сечения, см. фиг.10, 11, 12.
На фиг.10 показано самоуплотняющееся устройство в состоянии сборки. Фланцы 1, 2 разведены, полукольца 3 разомкнуты, уплотняющие кольца 4, 5, нажимное кольцо 7 и сепаратор 8 установлены в кольцевой полости. Уплотняющие кольца предварительно сжаты в радиальном направлении. Давление уплотняемой среды отсутствует.
На фиг.11 показано самоуплотняющееся устройство в собранном состоянии. Фланцы 1, 2 стянуты и замкнуты полукольцами 3. Уплотняющие кольца 4, 5 сжаты в радиальном и торцовом направлении. Давление уплотняемой среды отсутствует.
При повышении давления уплотнение обеспечивают сжатые при сборке уплотняющие кольца 4, 5. При дальнейшем повышении давления нажимное кольцо 7 смещается и усиливает сжатие уплотняющих колец 4, 5, чем обеспечивает самоуплотнение фланцевого соединения при номинальном давлении уплотняемой среды.
На фиг.12 показано самоуплотняющееся устройство в рабочем состоянии при номинальном давлении уплотняемой среды. Фланцы 1, 2 стянуты и замкнуты полукольцами 3. Уплотняющие кольца 4, 5 сжаты нажимным кольцом 7.
Примеры самоуплотняющихся устройств, в которых кромки уплотняющих колец 4, 5 укреплены металлической лентой 9, показаны на фиг.13, 14.
Промышленная применимость предлагаемой полезной модели подтверждена испытаниями. Самоуплотняющиеся устройства прошли стендовые и полевые испытания на изделиях с размерами до 1,5 м по уплотняемым поверхностям. Предлагаемая полезная модель позволяет повысить надежность уплотнений резервуаров и трубопроводов высокого давления.