Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка

Изобретение относится к области уплотнительной техники для герметизации неподвижных разъемных соединений в широком диапазоне температур и давлений при многократных нагружениях и длительных сроках эксплуатации. Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка имеет два симметрично расположенных уплотнительных уса переменного профиля, в сечении между которыми расположена сплошная упругая перемычка с отверстиями для подвода во внутреннюю полость прокладки рабочей среды, от давления которой создается эффект самоуплотнения. Перемычка имеет дугообразную форму толщиной меньше, чем уплотнительный ус в зоне ее присоединения с выпуклостью в сторону наружного или внутреннего диаметра. Перемычка может быть выполнена с прорезями произвольной формы, по всей высоте равномерно расположенными по окружности. Технический результат состоит в получении большего значения удельного давления по уплотнительным поверхностям, что повышает уплотняющую способность прокладки. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано во всех областях машиностроения для герметизации неподвижных разъемных соединений в широком диапазоне температур и давлений при многократных нагружениях и длительных сроках эксплуатации.

Проблемами, решаемыми настоящим изобретением, являются: улучшение уплотняющих свойств за счет повышения контактного давления по уплотнительным поверхностям.

Анализ существующего уровня техники показал следующее. Известно авторское свидетельство №402705 F16J 15/12, 1971 г., выданное на прокладку для уплотнения фланцевых разъемов, состоящую из спирально-навитых чередующихся полос профилированной металлической ленты и наполнителя из асбеста или фторопласта. Отличительная особенность изобретения состоит в том, что в зону наименьшего сжатия наполнителя введена дополнительная узкая металлическая лента, равноотстоящая от торцов, охватывающая вершину профиля и выравнивающая плотность наполнителя в зоне вершины профиля.

Дополнительная лента, выполняя роль своеобразной рессоры, не дает вершине профиля основной ленты проваливаться в зону наполнителя и уменьшает радиальную деформацию прокладки.

Дополнительными признаками изобретения зафиксировано наличие дополнительной ленты, которая может быть навита как с наружной, так и с внутренней стороны основной ленты.

Недостатком указанной конструкции прокладки является незначительная величина упругости, сложность изготовления и необходимость в больших усилиях затяжки.

Известна конструкция комбинированной уплотнительной прокладки для плоских разъемных соединений по патенту №2093571 от апреля 1964 г. (ФРГ), выполненная в виде металлической оболочки, силового кожуха и упругого заполнителя. В качестве заполнителя возможно использование резины, фторопласта и других материалов.

Недостаток - низкий уровень величины давления (до 150 кгс/см²).

В качестве прототипа взята полая металлическая самоуплотняющаяся прокладка по А.с. 916837 F16J 15/08, 1980 г., содержащая полые упругие кольцевые уплотнительные элементы.

Отличительным признаком соединения является то, что во внутреннюю полость ближнего к оси прокладки кольцевого элемента установлено с гарантированным радиальным зазором опорное металлическое кольцо. Этот кольцевой элемент выполнен незамкнутым и имеет прорезь, которая обеспечивает сообщение внутренней полости его с полостью уплотняемой среды.

Недостатком указанной конструкции следует признать ограниченные возможности упругости уплотнения, вызванные конструктивными особенностями прокладки, большие габариты в радиальном направлении.

Целью изобретения является повышение уплотняющих свойств прокладки.

Техническая задача, решаемая использованием настоящего изобретения, состоит в разработке конструкции прокладки с упругой перемычкой между уплотнительными усами. Указанная цель достигается тем, что в техническом решении, состоящем из двух симметрично расположенных уплотнительных усов переменного профиля, в сечении имеется не менее одного пояса сплошной упругой перемычки с произвольно выполненными в ней не менее двух отверстий. Согласно изобретению перемычка может иметь по всей высоте прорези произвольной формы, равномерно расположенные по окружности, толщина поперечного сечения перемычки меньше толщины уса в зоне ее присоединения, перемычка выполнена в виде дуги с выпуклостью в сторону наружнего диаметра, перемычка может быть выполнена с выпуклостью в сторону внутреннего диаметра. Перемычка, соединяющая уплотнительные усы, при обжатии прокладки в замке разъемного соединения требует дополнительного усиления для ее деформации, следовательно, удельное давление по уплотнительным поверхностям прокладки увеличивается и повышается ее герметизирующая способность. Величина усилия для деформации определяется толщиной перемычки, радиусом скругления, наличием и шириной прорезей с обеспечением элементами перемычки упругой деформации не менее упругой деформации прокладки без перемычки.

Наличие отверстий (прорезей) обеспечивает сообщение внутренней полости прокладки с полостью уплотняемой среды, не нарушая эффекта самоуплотнения от давления рабочей среды, обеспечивается возможность удаления излишков порошка из полости за перемычкой. При такой конструкции прокладки с упругой перемычкой между уплотнительными усами, без увеличения ее габаритов, повышаются уплотняющиеся свойства.

Предлагаемое изобретение имеет новизну и изобретательский уровень.

Таким образом, на чертеже показан общий вид прокладки. Прокладка состоит из упругих усов 1, 2, выступов 3, 4, перемычки 5 с отверстиями 6. Конструкция прокладки выполнена из нержавеющей стали методом селективного спекания порошковых материалов.

Прокладка работает следующим образом:

При обжатии упругих усов 1, 2 в замке разъемного соединения одновременно происходит и деформация перемычки 5.

- на контактной поверхности уплотнительных выступов 3, 4 от суммарного усилия создаются герметизирующие удельные давления;

- через отверстия 6 уплотняемая среда поступает во внутреннюю полость прокладки, создавая эффект самоуплотнения от давления рабочей среды.

Дугообразная перемычка с меньшей толщиной, чем уплотнительный ус, обладает большей упругой деформацией, что дополняет герметизирующую способность прокладки.

Таким образом, использование изобретения позволит получить прокладку с повышенными уплотняющими свойствами.

1. Упругая самоуплотняющаяся металлическая прокладка для уплотнения фланцевых разъемов, имеющая два симметрично расположенных уплотнительных уса переменного профиля в сечении, отличающаяся тем, что прокладка имеет между уплотнительными усами не менее одного пояса сплошной упругой перемычки с выполненными в ней не менее двух отверстий.

2. Прокладка по п. 1, отличающаяся тем, что толщина поперечного сечения перемычки меньше толщины уса в зоне ее присоединения.

3. Прокладка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что перемычка по всей высоте выполнена с прорезями произвольной формы, равномерно расположенными по окружности.

4. Прокладка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что перемычка выполнена в виде дуги с выпуклостью в сторону наружного диаметра.

5. Прокладка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что перемычка выполнена в виде дуги с выпуклостью в сторону внутреннего диаметра.