МЕХАНИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ ПРОКЛАДОК ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ
MECHANICAL MEANS FOR FIXING SEALING GASKETS OF FLANGE CONNECTION

Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано для герметизации фланцевых соединений промышленных трубопроводов, в частности тепловой и ядерной энергетике, а также в химической и нефтегазовой промышленности.
Известно механическое средство для крепления уплотнительных прокладок фланцевого соединения, содержащее радиально направляющую планку и состоящее из двух кольцевых частей, соединенных между собой с образованием полости для фиксации кольцевой кромки уплотнительной прокладки [патент №2371620 RU, МПК F16J 15/02, опубл. 27.10.2009].
Недостатками этого устройства является большой расход металла и неудобство монтажа, вызванное необходимостью применения дополнительных средств для закрепления уплотнительной прокладки в полости, а также возможность повреждения поверхности прокладки.
Наиболее близким к заявляемому является механическое средство для крепления уплотнительных прокладок фланцевого соединения, содержащее в качестве удерживающего элемента жесткую металлическую кольцевую часть и прочно соединенные с ней несколько радиально расходящихся лапок, загнутых на фланец [DE 2738244, опубл. 01.03.1979]. Лапки могут быть выполнены как единое целое с жесткой металлической кольцевой частью или приварены к ней. В первом случае имеет место большой отход металла, а во втором случае в кольцевой металлической части при приварке лапок возникают термические напряжения, которые приводят к нарушению плоскостности уплотнительной прокладки, восстановление которой ведет к повышению себестоимости изготовления механического средства. Кроме того, известное средство не универсально, оно может быть использовано для закрепления прокладки на фланце только строго определенного размера.
Задачей настоящего изобретения является создание недорогого и удобного в использовании механического средства для крепления уплотнительных прокладок фланцевого соединения, надежно удерживающих прокладки на фланцах любого размера и конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что в механическом средстве для крепления уплотнительных прокладок фланцевого соединения, содержащем удерживающий элемент и лапку, закрепленную внешним концом на фланце, имеющем отверстия под шпильки, согласно изобретению каждая лапка выполнена в виде пружинной полосы, внешний конец которой закреплен внутри отверстия под шпильку с образованием вогнутой дуги, опирающейся в цилиндрическую стенку отверстия, и снабжена отдельным удерживающим элементом, контактирующим с прокладкой.
Для фиксации прокладок на гладких фланцах или фланцах с соединительным выступом удерживающий элемент может быть выполнен в виде гребенки, подвижно закрепленной на внутреннем конце пружинной полосы, например, заклепкой.
Для фланцев «выступ-впадина», «шип-паз», «замок» и подобных удерживающий элемент может быть выполнен в виде фигурного загиба пружинной полосы с выштампованным «язычком» охватывающей торец прокладки.
Механическое средство в виде отдельных лапок, снабженных удерживающими элементами и представляющих собой пружинные полосы, которые фиксируются в отверстиях под шпильку за счет упругости дуги, просто в изготовлении, легко монтируется и надежно фиксирует прокладку любой конструкции на фланцах разных типоразмеров.
Пружинная полоса благодаря упругости дуги надежно удерживается в отверстии под шпильку, а ее большая длина гарантирует фиксацию прокладки с большим разбросом диаметральных размеров.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено заявляемое механическое средство, установленное на фланцевом соединении, вид сверху; на фиг. 2 - общий вид фланцевого соединения с заявляемыми механическими средствами, на фиг. 3 - механическое средство с удерживающим элементом в виде гребенки, установленное в отверстии фланца, продольный разрез; на фиг. 4 - механическое средство с удерживающим элементом в виде фигурного загиба с выштампованным «язычком», установленное в отверстии фланца, продольный разрез.
Заявляемое механическое средство содержит лапку, выполненную в виде пружинной полосы 1 из упругого тонколистового металла, например, нагортованной нержавеющей стали, пружинной стали типа 65Г и т.д. (фиг. 1, 3, 4). Внешний конец 2 полосы 1 размещен внутри отверстия 3 под шпильку с образованием вогнутой дуги 4, при этом полоса 1 упруго опирается в цилиндрическую стенку отверстия 3 (фиг. 3, 4). Длина, ширина и толщина полосы 1 выбирается в зависимости от диаметра отверстия 3. Для снижения расходов на изготовление эти параметры, как правило, унифицируются для широкого ряда типоразмеров фланцев. На внутреннем конце 8 полосы 1 расположен удерживающий элемент. Для гладких фланцев или фланцев с соединительным выступом в качестве удерживающего элемента может быть использована подвижно закрепленная гребенка 7, зубчики 6 которой располагаются поочередно сверху и снизу по внешнему краю уплотнительной прокладки 5 (фиг. 1, 3). Подвижность гребенки 7 относительно пружинной полосы 1 обеспечивается клепочным соединением. Благодаря подвижности гребенки 7 исключается выворачивание пружинной полосы 1 и выпадение прокладки 5 из гребенки 7 на вертикальных фланцах с боковыми механическими средствами. Для фланцев «выступ-впадина», «шип-паз», «замок» и фланцев других конструкций, имеющих проточку под прокладку 5, удерживающий элемент может быть выполнен в виде фигурного загиба 9 пружинной полосы 1 с выштампованным «язычком» 10, который охватывает внешний торец прокладки 5 (фиг. 4). При этом «язычок» 10 на 0,5-1,0 мм перекрывает край поверхности прокладки 5, не давая ей выпасть, а фигурный загиб 9 пружинной полосы 1 упруго сжимает и прижимает прокладку 5 к поверхности фланца 11.
Механическое средство в виде упругой полосы 1 устанавливается с образованием вогнутой дуги 4 в отверстии под шпильку 3 с рабочей стороны фланца 11, таким образом, чтобы удерживающий элемент 7 или 9 контактировал с внешним диаметром уплотнительной прокладки 5. Благодаря вогнутой дуге 4 механическое средство надежно удерживается в отверстии 3 под шпильку.
Монтаж механического средства в зависимости от типа фланцев осуществляется в следующей последовательности:
- для гладких фланцев или фланцев с соединительным выступом пружинная полоса 1 механического средства с подвижно закрепленной гребенкой 7 по месту изгибается под углом примерно 90° по внутреннему концу 8 на расстоянии на 1-3 мм, превышающем расстояние от внешнего края прокладки 5 до внутреннего края отверстия 3 под шпильку. Точка отсчета - впадины гребенки 7. При этом незначительные отклонения размера загиба нивелируются упругостью дуги 4 механического средства. Затем внешний конец 2 полосы 1 сгибается дугой и вставляется в отверстие 3 под шпильку. Аналогичным образом устанавливается необходимое количество механических средств в другие отверстия под шпильки, после чего размещают прокладку 5 и защелкивают ее в гребенку 7 каждого механического средства, как показано на фиг. 3;
- для фланцев «выступ-впадина», «шип-паз», «замок» и подобных пружинная полоса 1 механического средства с фигурным загибом 9 и выштампованным «язычком» 10 также изгибается под углом примерно 90° по внутреннему концу 8 и вставляется в отверстие под шпильку 3 описанным выше способом. Затем прокладка 5 вставляется во впадину либо паз и с легким нажимом защелкивается поочередно в фигурный загиб 9 каждого механического средства, как показано на фиг. 4.
В зависимости от диаметра прокладки 5 можно устанавливать по окружности три и более механических средства, равномерно распределив их по периметру фланца (фиг. 2), для обеспечения надежного удержания и центрирования прокладки.
Таким образом, заявляемое механическое средство для фиксации прокладок на фланцах крепится в отверстии для шпилек и не связано с прокладкой, что существенно облегчает процесс крепления последней и повышает качество монтажа. Во время сборки фланцевого соединения установка и затяжка шпилек в местах расположения фиксаторов производится в последнюю очередь, при этом тонкая упругая полоса лапок не препятствует установке шпилек, поскольку под нажимом шпильки дуга лапки распрямляется, а большие зазоры гарантируют свободное размещение шпильки в отверстии. После монтажа механическое средство остается во фланцевом соединении на весь срок службы, при этом не теряет своих свойств и может быть использовано повторно. Кроме того, заявляемое механическое средство отличается простотой изготовления.