УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ МАНЖЕТА

Полезная модель относится к уплотнительной технике и может быть использована для уплотнения крышек промышленных автоклавов и других аналогичных изделий.
Известна уплотнительная манжета для герметизации сосудов, работающих под давлением, содержащая прямоугольную цельную опорную часть и рабочую часть, выполненную из двух стенок с утолщениями на концах в виде уплотнительных губ, образующих при смыкании полость (патент США №4161320, МПК F16J 15/32, публ. 1974 г.).
Известна уплотнительная манжета V-образного сечения, закладываемая в канавку фланца крышки резервуара, и имеющая опорную и рабочую части, распираемые при закрытии крышки рабочим давлением в резервуаре (а.с. СССР №441428, МПК F16J 15/10, публ. 1974 г.).
К недостаткам известных манжет относится то, что уплотняющие кромки их рабочих частей могут отходить от стенок при монтаже манжеты в паз, что исключает эффект самоуплотнения и приводит к нарушению герметичности разъема. Так, например, это наблюдается когда манжета изготовлена путем выдавливания сырой резины через фильеру, при этом в результате наличия различных масс опорной и рабочей частей в манжете после термостатирования появляются внутренние напряжения, стремящиеся к складыванию уплотняющих кромок рабочей части к центру манжеты.
Нарушается основное условие конструкции уплотнительного узла, при котором в свободном состоянии манжеты ширина ее опорной части
должна быть меньше расстояния между крайними точками уплотняющих кромок рабочей части и больше ширины паза, в который устанавливается манжета, а расстояние между крайними точками уплотняющих кромок рабочей части должно быть больше ширины паза. Для того, чтобы такая манжета выполняла свое функциональное назначение - надежная герметизация емкости, необходимо повысить технологические требования к точности ее изготовления, особенно размеров ее опорной части, что при изготовлении манжеты методом выдавливания сырой резины через фильеру является трудоемким процессом, сопровождающимся большой величиной отбракованной продукции.
Полученная при этом манжета устанавливается с натягом в паз по ее опорной части, что создает внутренние напряжения в материале манжеты (резине), а после подачи рабочей среды (пара) и разогрева на манжету воздействует температурное напряжение и механическое (стенок паза). Все это приводит к усталостному разрушению резины и резкому снижению ресурса (работоспособности) манжеты.
Кроме того, для уплотнения больших по протяженности размеров поверхности, требуется большая точность пазов, в которые закладывается манжета, что также технологически достаточно трудоемко.
Известна уплотнительная манжета V-образного сечения из эластичного материала, используемая для герметизации неподвижных соединений сосудов, работающих под давлением, например, автоклавов (патент РФ №13825, МПК F16J 15/10, публ. 2000 г.). Манжета включает опорную и рабочую части, причем опорная часть выполнена цельной, а рабочая часть выполнена раздвоенной и состоит из двух уплотняющих губок, выполненных в поперечном сечении, сужающимся в сторону уплотняемой среды. Манжета содержит распорный элемент, вставленный с гарантированным натягом в выборку, образованную в манжете в месте сопряжения опорной части и уплотняющих губок.
В известной манжете в процессе закрытия и открытия крышки автоклава с помощью гидравлического байонетного механизма с последующей подачей пара, возникает значительное внутреннее напряжение в материале манжеты из-за большого коэффициента трения (f=0,3-0,4) в паре «резина-металл» (между поверхностями резиновой манжеты и металлическими поверхностями паза корпуса и крышки при относительном движении элементов пары трения).
При таком коэффициенте трения и при относительном вращательном перемещении крышки по поверхности контакта с манжетой при закрытии и открытии крышки происходит увеличение напряжения от внутреннего трения до критической величины, в результате чего происходит разрыв резины манжеты с последующей разгерметизацией автоклава.
Высокий коэффициент трения между манжетой и металлическими поверхностями крышки и корпуса автоклава является решающим фактором снижения ресурса манжеты и ее работоспособности.
Задачей предлагаемого технического решения является создание уплотнительной манжеты для герметизации неподвижных соединений сосудов, работающих под давлением, обладающей повышенным ресурсом.
Создание предлагаемой полезной модели расширяет арсенал технических средств, используемых для герметизации сосудов, работающих под давлением.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в следующем.
Уплотнительная манжета из упругого материала, используемая для герметизации неподвижных соединений сосудов, работающих под давлением, например, автоклавов, включает опорную и рабочие части, причем опорная часть выполнена цельной и имеет направляющие поверхности и расположенную между ними упорную поверхность, а рабочая часть состоит, по меньшей мере, из двух расходящихся
уплотняющих губок, разделенных конусообразной развилкой. Манжета дополнительно содержит слой антифрикционного покрытия из термостойкого материала, нанесенного на направляющую и упорные поверхности опорной части манжеты.
Термостойкий материал выполнен из твердосмазочной антифрикционной композиции СУРМ-Т.
На чертеже изображена предлагаемая уплотнительная манжета (поперечное сечение) в свободном состоянии.
Уплотнительная манжета включает опорную часть 1 и рабочую часть, состоящую из двух уплотняющих губок 2 и 3, разделенных конусообразной развилкой 4. Опорная часть имеет направляющие 5 и упорную 6 поверхности.
Направляющие 5 и упорная 6 поверхности покрыты слоем антифрикционного композиционного покрытия 7, выполненного из термостойкого материала.
В качестве термостойкого материала может быть использован твердосмазочный антифрикционный композит СУРМ-Т.
В процессе работы при открытии и закрытии крышки автоклава, при ее повороте относительно стационарно установленной в пазу автоклава манжеты, трение контактных металлических поверхностей крышки и корпуса происходит по антифрикционному термостойкому композиционному покрытию, которое обеспечивает низкое трение в пределах 0,05-0,08. В результате низкого трения снижается напряжение от внутреннего трения в материале манжеты, что позволяет устранить механические повреждения, повысить ресурс работы манжеты и значительно снизить затраты на эксплуатацию автоклава в целом.