ШТУЦЕРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Настоящая полезная модель относится к уплотнительной технике, в частности к штуцерным соединениям, применяющим прокладки между уплотняющими поверхностями и может быть использовано для уплотнения например манометров, либо датчиков давления, имеющих штуцер с выступом.
Известно штуцерное соединение содержащее штуцер с наружной резьбой, имеющий на конце выступ, штуцер с плоской уплотнительной поверхностью, накидную гайку и прокладку, выполненную из мягкой меди (ГОСТ 25164-96 «Соединения приборов с внешними гидравлическими и газовыми линиями. Типы, основные параметры и размеры. Технические требования.», с.2, 3, 9). Данное штуцерное соединение обеспечивает надежное уплотнение, например, штуцера манометра и штуцера с плоской уплотнительной поверхностью с помощью прокладки и накидной гайки. Конструкция прокладки используемая в данном соединении довольно простая и ее можно изготовить на любом предприятии или заказать.
Однако основным недостатком такой прокладки является недостаточная ее долговечность. Это обосновывается тем, что уплотнение создается за счет пластической деформации прокладки.
Практически данная прокладка является одноразовой, так как гарантированного уплотнения при вторичном использовании прокладки не обеспечивается, поэтому использование прокладки повторно не рекомендуется. Кроме того, после пластической деформации такие прокладки обжимают выступ на штуцере манометра и, чтобы ее снять со штуцера приходится прикладывать значительные усилия с использованием отвертки и другого инструмента, что приводит к возможной порче штуцера манометра, в основном его уплотнительной поверхности, которую можно поцарапать в процессе снятия прокладки.
Наряду с этим, для осуществления пластической деформации прокладки и получения гарантированного уплотнения требуются значительные усилия, а это связано с необходимостью использования больших ключей, а операция по осуществлению уплотнения является довольно трудоемкой. Особенно это становится важным при осуществлении операций по поверке манометров, где приходится снимать и устанавливать большое количество манометров.
Известно фланцевое соединение трубопроводов, содержащее два фланца, крепежные элементы и прокладку на торцевых поверхностях которой выполнены кольцевые канавки, в которые установлены эластичные уплотнительные кольца, имеющие круглое поперечное сечение. (Патент Германии DE 9403963, дата публикации 16.06.1994 г.)
Данное фланцевое соединение трубопроводов обеспечивает многократное использование прокладки, значительное снижение усилий при осуществлении уплотнения и является наиболее близким техническим решением к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту и в дальнейшем рассматривается в качестве прототипа.
Однако недостатком прототипа является недостаточная надежность уплотнения штуцерных соединений имеющих штуцер с выступом, например штуцер манометра или датчика давления, штуцерных соединений расположенных горизонтально или под углом.
Недостаточная надежность уплотнения штуцерных соединений, особенно штуцера манометра, имеющего выступ, обосновывается следующим образом.
Диаметр выступа у штуцера манометра может колебаться в довольно широких пределах. В конструкции манометра диаметр указан, как не более 6 мм (в качестве примера).
При осуществлении уплотнения прокладкой имеющей внутренний диаметр менее диаметра выступа на штуцере вообще не представляется возможным.
Если внутренний диаметр прокладки взять больше диаметра выступа на штуцере манометра, то при осуществлении уплотнения необходимо каким то образом ориентировать прокладку, чтобы она не сдвинулась, в процессе уплотнения, что сделать довольно трудно, так как прокладку не видно и нет доступа к ней. Кроме того, при затяжке соединения, когда прокладка коснется уплотнительной поверхности манометра, она может сдвинуться. При сдвиге прокладки край эластичного элемента прокладки может выйти за пределы уплотнительной поверхности на штуцере и надежного уплотнения в этом случае не будет обеспечено.
Таким образом, при использовании таких прокладок для уплотнения манометров гарантированного и долговечного уплотнения не обеспечивается, что явно нельзя допустить при установке манометра, особенно в ответственных установках, где последствия от такого соединения могут быть серьезными.
Использовании таких прокладок для уплотнения штуцерных соединений, расположенного горизонтально, вообще не представляется возможным, так как прокладка под действием собственного веса всегда будет сдвинута относительно оси и эластичный элемент может выйти за пределы уплотнительной поверхности на штуцере. В результате при уплотнении эластичный элемент срезается и уплотнения не обеспечивается.
Кроме того, ширина канавки под эластичное кольцо в прототипе равна его диаметру, что приводит к тому, что при создании уплотнения эластичному кольцу нет места для деформации и оно выдавливается в зазор между уплотнительными поверхностями. При создании давления в трубопроводе эластичные уплотнительные кольца под действием давления среды еще сильнее выдавливаются в зазор между уплотнительными поверхностями, а кромки канавок подрезают кольца и тем самым выводят их из строя. И это не теоритические выкладки, а вполне реальные факты, которые наблюдаются на практике. Таким образом надежность такого соединения не достаточно высокая.
Целью данной полезной модели является повышение надежности уплотнения и расширение эксплуатационных возможностей.
Для достижения этой цели в известном штуцерном соединении содержащем штуцер с наружной резьбой, имеющий на конце выступ, приемный штуцер с плоской уплотнительной поверхностью, накидную гайку и прокладку, на торцевых поверхностях которой выполнены кольцевые канавки, в которые установлены эластичные уплотнительные кольца, имеющие круглое поперечное сечение, внутренний диаметр прокладки выполнен равным диаметру выступа штуцера, при этом ширина каждой кольцевой канавки равна ширине деформированного эластичного кольца и составляет порядка (1,3-1,4) диаметра поперечного сечения кольца, а глубина составляет порядка (0,7-0,8) диаметра поперечного сечения кольца.
Выполнение внутреннего диаметра прокладки равным диаметру выступа штуцера, позволяет повысить надежность уплотнения за счет того, что прокладка всегда четко зафиксирована от перемещения и тем самым, полностью исключается попадание эластичных уплотнительных колец прокладки мимо уплотнительных поверхностей штуцера даже если штуцерное соединение расположено под углом или горизонтально.
Выполнение ширины каждой кольцевой канавки равной ширине деформированного эластичного кольца порядка (1,3-1,4) диаметра поперечного сечения кольца, и глубины порядка (0,7-0,8) диаметра поперечного сечения кольца позволяет обеспечить надежное и гарантированное уплотнение за счет деформирования эластичного кольца в канавке без выдавливании эластичного кольца в зазор между уплотнительными поверхностями.
Таким образом, представленное штуцерное соединение обеспечивает повышение надежности уплотнения и расширение его эксплуатационных возможностей.
На фиг.1 изображено штуцерное соединение.
На фиг.2 изображена прокладка штуцерного соединения в разрезе.
1
2
3
3
Штуцерное соединение содержит штуцер 1 с наружной резьбой, имеющий на конце выступ 2, приемный штуцер 3 с плоской уплотнительной поверхностью, накидную гайку 4 и прокладку 5 на торцевых поверхностях которой выполнены кольцевые канавки 7 и 8, в которые установлены эластичные уплотнительные кольца 6 имеющие круглое поперечное сечение. Внутренний диаметр прокладки 5 (d) равен диаметру выступа 2 (d). Ширина (В), каждой из указанных кольцевых канавок 7 и 8, равна ширине деформированного эластичного кольца и составляет порядка (1,3-1,4) диаметра поперечного сечения (d) одного из эластичных колец, а глубина (Н), каждой из этих же кольцевых канавок составляет порядка (0,7÷0,8) диаметра (d) одного из эластичных колец. Эластичные кольца 6 удерживаются в канавках за счет упругой деформации колец и, как показывает опыт эксплуатации таких прокладок, самопроизвольное выпадания эластичных колец из канавок не происходит, а для того чтобы сменить эластичное кольцо необходимо пользоваться пинцетом.
Конкретные размеры эластичных колец и канавок под них представлены в ГОСТ9833-73 «Кольца резиновые уплотнительные круглого сечения для гидравлических и пневматических устройств». Конструкция и размеры.
Целесообразно, чтобы указанная прокладка была выполнено, или из нержавеющей стали, или из медь содержащего сплава, например, из бронзы, или из латуни, из твердой пластмассы, например, из капролона-В. Это обеспечит высокую коррозионную стойкость прокладки и достаточно высокую ее жесткость, что, в свою очередь, обеспечит высокую надежность уплотнения в целом.
Уплотнение с использованием данной прокладки осуществляется следующим образом.
1
2
При уплотнении штуцерного соединения, например манометра, прокладка 5 своим внутренним диаметром (d) одевается на диаметр (d) выступа 2 штуцера 1, при этом на торцевых поверхностях прокладки 5 расположены эластичные уплотнительные кольца 6, уложенные в кольцевые канавки 7 и 8, и все это устанавливается на приемный штуцер 3, имеющий плоскую уплотнительную поверхность, с помощью накидной гайки 4 производится притягивание уплотнительной поверхности штуцера манометра к уплотнительной поверхности приемного штуцера, при этом происходит сдавливание эластичных колец с обеих сторон прокладки и, тем самым, обеспечивается надежное уплотнение, за счет того, что прокладка гарантирована от смещения.
3
3
Кроме того выполнение ширины каждой кольцевой канавки (В) равной ширине деформированного эластичного кольца порядка (1,3-1,4) диаметра (d) поперечного сечения кольца, и глубины (Н) порядка (0,7-0,8) диаметра (d) позволяет обеспечить надежное и гарантированное уплотнение, за счет деформирования эластичного кольца в канавке без выдавливании его в зазор между уплотнительными поверхностями и исключения подрезания колец.