Стенд для исследования модели контактного уплотнения

 

Изобретение позволяет повысить точность и информативность модельных исследований путем прямого определения контактного давления в исследуемых точках поверхности стыка. Пресс состоит из двух параллельных плит (П) 1 и 2 П 1 неподвижно установлена на опорах 3, закрепленных на основании 4 и являющихся направляющими для П 2 П 2 соединена с механизмом нагружения. Между П 1 и 2 расположена модель уплотнения, включающая образующие между собой поверхность стыка узел уплотняющего элемента закрепленный на П 2, и узел элемента на П 2, имеющий жесткую ответную деталь 5 со сквозным отверстием 6. Отверстие 6 перпендикулярно плоскости стыка соединено с источником давления и манометром и выполнено с диаметром, меньшим минимального расстояния между исследуемыми точками. Каждая точка расположена непосредственно под точкой окружности отверстия 6, максимально приближенной к границе поверхности стыка . На П 2 с уплотнителем 9 установлен механизм его перемещения с датчиком 10 перемещения относительно детали 5 в плоскости поперечного сечения уплотнителя 9. 6 з.п ф-лы, 5 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕ TCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК

1622683 А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1б (21) 4360362/29 (22) 11.01.88 (46) 23.01.91. Бюл. М 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения (72) С.К.Королев, В.В.Макаренко, Л,Ф.Евтушенко, B.Ñ.Ãóñàê и Ю.fl.Ðóõëîâ (53) 620. 165.29 (088.8) (56) Брагин Б.Ф. Трубопроводная арматура для абразивных гидросмесей. - М.: Машиностроение, 1981, с. 89, рис.40. (54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛИ КОНТАКТНОГО УПЛОТНЕНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить точность и информативность модельных исследований путем прямого определения контактного давления в исследуемых точках поверхности стыка. Пресс состоит иэ двух параллельных плит (П) 1 и 2, П 1 неподвижно установлена на опорах 3, закрепленных на (ч)я F 16 J 15/00, F 16 В 19/00 основании 4 и являющихся направляющими для П 2. П 2 соединена с механизмом нагружения. Между П 1 и 2 расположена модель уплотнения, включающая образующие между собой поверхность стыка узел уплотняющего элемента. закрепленный на П 2, и узел элемента на П 2, имеющий жесткую ответную деталь 5 со сквозным отверстием 6.

Отверстие 6 перпендикулярно плоскости стыка соединено с источником давления и манометром и выполнено с диаметром, меньшим минимального расстояния между исследуемыми точками. Каждая точка расположена непосредственно под точкой окружности отверстия 6, максимально приближенной к границе поверхности стыка. На П 2 с уплотнителем 9 установлен механизм его перемещения с датчиком 10 перемещения относительно детали 5 в плоскости поперечного сечения уплотнителя 9, 6 з.п.ф-лы, 5 ил.

1622683

Отверстие 6 в ответной детали 5 распо- 45

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано для модельных исследований и обработки конструкций уплотнений затворов шаровых кранов и другой запорно-регулирующей арматуры.

Цель изобретения — повышение точности и информативности модельных исследований путем прямого определения контактного давления в исследуемых точках поверхности стыка.

На фиг. 1 представлен стенд, поперечный разрез; на фиг, 2 — разрез А-А на фиг. 1 для случая выполнения в ответной детали единственного отверстия; на фиг. 3 — то же, для случая выполнения в ответной детали ряда отверстий в плоскости поперечного сечения; на фиг. 4 — то же, для случая выполнения в ответной детали нескольких рядов отверстий, расположенных в шахматном порядке; на фиг. 5 — пример эпюры контактных давлений в плоскости поперечного сечения стыка для упругого уплотнителя, помещенного в разъемном гнезде заделки в предварительном напряженно-деформированном состоя нии.

Стенд для исследования модели контактного уплотнения содержит пресс, состоящий иэ двух параллельных плит 1 и 2, одна из которых, плита 1, неподвижно установлена на опорах 3, закрепленных на основании

4 и являющихся направляющими для другой подвижной плиты 2, соединенной с механизмом нагружения. Между плитами 1 и 2 расположена модель контакгного уплотнения, включающая образующие между собой поверхность стыка узел уплотняющего элемента, закрепленный на плите 2, и узел уплотняемого элемента, закрепленный на другой плите 1 и имеющий жесткую ответную деталь 5 со сквозным отверстием 6, перпендикулярным плоскости стыка, соединенным с источником 7 давления и манометром 8. ложено непосредственно над поверхностью, стыка и выполнено с диаметром, меньшим минимального расстояния между исследуемыми точками, причем каждая из исследуемых точек расположена непосредственно под точкой окружности отверстия, максимально приближенной к границе поверхности стыка.

На плите 2 с уплотнителем 9 установлен механизм его перемещения с датчиком 10 перемещения относительно ответной детали 5 в плоскости поперечного сечения уплотнителя 9.

Кроме того, с целью повышения производительности испытаний, в ответной дета5

40 ли 5 в плоскости поперечного сечения может быть выполнен ряд отверстий 6 или не.сколько рядов отверстий 6 с расположением их в шахматном порядке.

С целью расширения функциональных возможностей стенда и повышения уровня достоверности исследований, ответная деталь 5 может быть закреплена на плите 1 посредством сферического шарнира 11 с фиксаторами 12 углового положения, Узел уплотнителя может быть выполнен из соединенных между собой деталей 13 и

14, образующих разъемное гнездо заделки упругого уплотнителя 9, причем плоскость поперечного сечения уплотнителя 9 перпендикулярна плоскости стыка. Механизм перемещения может быть выполнен в виде двух направляющих, установленных на плите 4 по обе стороны узла уплотнителя 9 параллельно плоскости поперечного сечения уплотнителя 9, дистанционного винта 15, расположенного также в плоскости поперечного сечения уплотнителя 9 и контактирующего с ним, и датчика 10 перемещения.

Механизм нагружемия модели уплотнения выполнен в виде дополнительной параллельной, подвижной на опорах направляющих 3, плиты 16 с поджимным винтом 17, установленной под нагружающей плитой 2 и соединенной с ней посредством динамометра 18.

Установка модели и работа стенда осуществляются следующим образом.

Исследуемый упругий уплотнитель 9 устанавливают в верхнюю деталь 13 гнезда заделки и поджимают нижней деталью 14.

Узел уплотнителя устанавливают на подвижной плите 2 между направляющими под уплотнительным узлом. Ответную деталь 5 ввинчивают в сферический вкладыш до контакта с уплотмителем 9. Вращением вкладыша во втулке 19 и перемещением втулки 19 в стакане 20 добиваются расположения уплотняемого узла по отношению к уплотняющему под требуемым углом и фиксируют это положение фиксаторами 12, Перемещая узел уплотнителя на плите 2 между направляющими посредстом вращения винта 15 и фиксируя датчиком 10 его положение, уплотнитель 9 подводят под отверстие 6 ответной детали 5. При этом добиваются расположения отверстия 6 возле края будущего стыка непосредственно над точкой стыка с заданными координатами, Далее механизмом нагружения поджимают уплотнитель 9 к ответной детали 5 (например, вращением рабочего винта 17 перемещают плиту 16, а соответственно, и плиту 2 по направляющим и отмечают нагрузку динамометром 18.

1622683

45

55

Посредством источника 7 давления (например, масляного пресса) рабочую жидкость (масло) подают по линии сообщения с отверстием 6 в зону стыка и снимают по манометру 8 значение контактного давления (давления прорыва) в исследуемой точке эоны стыка, Повторяя описанные операции .для различных точек стыка, получают эпюру контактных давлений в плоскости поперечного сечения эоны стыка. Поскольку величина контактных давлений (фиг.5) по мере удаления от края стыка увеличивается, каждая из исследуемых точек стыка будет лежать непосредственно под точкой отверстия, максимально приближенной к краю стыка. т.е. на расстоянии радиуса от его центра в плоскости поперечного сечения стыка, так как разгерметизация стыка при подаче рабочей среды под давлением е зону стыка через отверстие б произойдет в точке с меньшим контактным давлением.

При этом чем меньше диаметр отверстия, тем точнее построена зпюра контактных давлений.

При налич«« ряда отеерс|ий 6 в детали

5 за одну установку уплотн«теля 9 е гнезде заделки получают ряд значений контактных давлений е плоскости поперечного сечения уплотнителя 9, подводя к каждому из отверстий б поочередно рабочую жидкость под давлением и снимая показания, При установке ответной детали 5 с отверстиями б, выполненными в шахматном порядке, производятся замеры контактных давлений в точках стыка, лежащих под максимально приближенными к краю сгыкэ точками каждого из этих отверстий Пр«этом по полученным значениям контактных давлений для точек, лежащих друг зэ другом. производят контроль (проверку) зэмерое, а промежуточные между этими точки дают дополнительные значения (уменьшение шага между исследуемыми точками) контактн ы х давл ен ий.

Стенд для исследования модели контактного уплотнения повышает. по сравнению с известным, точность измерения контактных давлений и информативность исследований благодаря обеспечению возможности прямых измерений контактных давлений в заданных точках зоны стыка. Кроме того, воэможность исследования упругих уплотнителей в свободной заделке или в предварительном напряженно-деформированном состоянии в гнезде заделки расширяет область применения стенда, а воэможность расположения уплотняемой детали с угловым поворотом (фиксированным) обеспечивает имитацию натурной нагрузки на узел уплотнения под углом, что

35 повышает достоверность исследований контактных уплотнений.

Формула изобретения

1. Стенд для исследования модели контактного уплотнения, содержащий пресс, состоящий из двух параллельных плит, одна иэ которых неподвижно установлена нв опорах, закрепленных на основании и являющихся направляющими для другой подвижной плиты, соединенной с механизмом нагружения, а между плитами расположена модель контактного уплотнения, включающая образующие между собой поверхность стыка узел уплотняющего элемента, закрепленный на одной плите, и узел уп loTHÿåìoãо элемента, закрепленный на другой плите и имеющий жесткую ответную деталь со сквозныл1 отверстием, перпендикулярным плоскости стыка, соединенным с источником давления и манометром, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и информативности модельных исследований путем прямого определения контактного давления е «сследуемых точках поеерхнос1«стыка, отверстие в ответной детали расположено непосредственно над поверхностью стыка и выполнено с диаметром, меньшим минимального расстояния между исследуемыми точками, причем каждая из исследуемых гпчек расположена Непосредственно под точкой окружности отверстия, максимально приближенной к границе поверхности стыка, на плите с уплотнителем,стэноелен механизм его перемещения с дэтч«ком перемещения отногигельно отеегнои детали е плоскости поперечного сеRpH«o уплотнителя.

2. Стендпоп.1,о гличэющийся тем, что. с целью повышения производительности испытаний, в ответной детали е плоскости поперечного сечения выполнен ряд отверстий.

3. Стенд по и. 2, отличающийся тем, что е ответной де1ал«выполнено несколько рядов отверстий С расположением их в шахматном порядке.

4. Стенд по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что. с целью расширения функциональных возможностей стенда и повышения уровня достоверности исследований, ответная деталь закреплена на плите посредством сферического шарнира с фиксаторами углового положения.

5. Стендпопп, 1-4,отличающийР с я тем, что узел уплотнителя выполнен иэ соединенных между собой деталей, образующих разьемное гнездо заделки упругого уплотнителя, причем плоскость поперечно1622683

A-А

А-A

Фиг 2

Составитель И.Салькова

Техред М,Моргентал Корректор Л.Бескид

Редактор Е,Папп

Заказ 103 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 го сечения уплотнителя перпендикулярна плоскости стыка.

6. Стенд по пп. 1-5, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что механизм перемещения выполнен в виде двух направляющих, установленных на плите по обе стороны узла уплотнителя, параллельно плоскости поперечного сечения уплотнителя, дистанционного винта, расположенного также в плоскости поперечного сечения уплотнителя и контактирующего с ним, и датчика перемещения.

7. Стенд по пп, 1-6, о т л и ч а ю щи йс я тем, что механизм нагружения модели

5 уплотнения выполнен в виде дополнительной параллельной подвижной на опорах-направляющих, плиты с поджимным винтом, установленной под нагружающей плитой и соединенной с ней посредством динамо10 метра,