Узел уплотнения

Узел уплотнения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И K 945542

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистнческик

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.07.80 (21) 2959506/25-08 (5) )М. Кл. с присоединением заявки М

F 16 J l5/00

3ЪеударстееиЫ камитет

СССР ао делам лэабретеник и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.82 Бюллетень № 27 (53) УДК 62 762 (088. 8) Дата опубликования описания 23.07.82 (72) Авторы изобретения

Д. Л. Федюкин и В. М. Шпиндлер (71) Заявитель (54) УЗЕЛ У11ЛОТНЕНИЯ

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации замкнутых по периметру крупногабаритных соединений с большим переменным зазором, например, люков, дверей, отсеков, створок, холодильа ных камер, испытательного оборудования в криогенной технике, авиационной, автомобильной, судостроительной и других об.ластях промышленности.

Известно уплотнение для .соединений с большим и переменным зазором, полое в сечении, надуваемое через штуцер, который механически закреплен в резиновой 15 оболочке Ci)

Недостатком его является то, что замкнутое по сечению уплотнение нево можно изготовить большой длины, так как периметр его ограничен размерами плит 2о

IIpecca или вулканизационного котла.

Слабым элементом уплотнения является крепление штуцера, а недостатком — узкий температурный интервал работоспо2 собности, ограниченный высокоэластическими свойствами резины.

Наиболее близким к изобретенито по технической сушности является полый замкнутый резиновый шланг, в котором уплотнительный элемент в виде резинотканевого шланга с внешним резиновым приливом жестко установлен в глухой паз (21 .

Однако полые резинотканевые шланги невозможно изготовить с периметром более 8 м, ввиду игсуствия вулканизационных котлов соответствующего размера. Шланги с периметром меньше 8 м хотя и можно изготовить, но технология очень сложна, так как это конфекционная ручная сборка и брак достигает 95%.

Температурный интервал работоспособности полых шлангов зависит от свойств резины.

Кроме того, закрепление резинового прилива в глухом пазу неудобно, приводит к концентрации напряжений у основания прилива, объемному сжатию резины и

3 94854 разрыву шланга при поперечных деформациях.

Целью изобретения является расширение диапазона применения уплотнения путем обеспечения герметизации замкнутых по периметру длинномерных соединений с большим и переменным зазором в расширенном интервале температур, превышающем область высокоэластических деформаций резины и иовы- ig шение качества изготовления уппотнительного элемента.

Поставленная цель достигается тем, что узел крепления выполнен в виде прижимной втулки с звплечиками, закреп- 1 ленной в корпусе, и планок со скосом, образующим с прижимной втулкой паз, а уплотнительный элемент выполнен в ви« де переменной по сечению толщиной полосы: в середине в 1,2-1,5 раза меньше, чем в местах контакта с.планками, и в 2,5-3 раза меньше, чем на концах, выполненных с гранями под углом 1015о в местах контакта с прижимной втулкой.

25 другое вьшолнение предусматривает выполнение средства для поджатия в виде перфорированной по периферии стальной полосы, размещенной в внутренней полости уплотнительного элемента.

Кроме того, трехслойная резинотканеввя полоса может быть выполнена на основе трикотажной ткани, расположенной между слоями резины на основе силиконового каучука с одной стороны и бутилкаучу. ка — с другой стороны.

На фиг. 1 изображен узел уплотнения в разрезе; на фиг. 2 — упдотнительный элемент до установки в узел; на фиг. 3вариант выполнения узла уплотнения;

40 на фиг. 4 - пружина до установки в узел.

Узел уплотнения состоит из уплотнительного элемента 1, переменной по сечению толщины, в середине 2 в 1,2-1,5 раза меньше, чем в местах контакта с цланками 3, и в 2,5-3 раза меньше, 45 чем на койцах 4, выполненных с гранями

5 под углом cL =10-15о, прижимной втулки 6 с заплечиками 7, шпилек 8, планок со скосом 9, корпуса 10 узла, пружинй 11, выполненной в виде стельной полосы, перфорированной по периферии 12, крышки 13; внутренней полости .14.

Уплотнительный элемент 1 выполнен в виде трехслойной резинотканевой полосы, (45 на основе трикотажной ткани 15, которая расположена между слоями резины на основе силиконового каучука 16 с одной

2 4 стороны и бутилкаучука 17 — с другой стороны.

В прижимной втулке выполнены отверстия 18.

Со стороны граней 5, которая при установке в узел становится внутренней, трикотажная ткань 15, например, типа фенилор, промазана клеем на основе бутилкаучука, газопроницаемость которого минимальна, с противоположной сторо» ны — обложена резиной нв основе силиконового каучука, наиболее тепломорозостойкого h среде. воздуха. Приготовленную таким образом трехслойную резинотквневую полосу формуют и вулканизуют "впередвижку в прямой прессформе практически любой длины, в том числе и загнутые по периметру участки в соответствующей прессформе, замыкание по периметру также проводят в прямой прессформе.

При установке в узел уплотнительного элемента 1 его изгибают по сечению и гранями 5 образован угол Р =90-100о, по которому эти грани 5 свободно поджаты изнутри уплотнительного элемента прижимной втулкой 6 с заплечиками 7.

Прижимная втулка 6 закреплена к корпусу 10 узла шпильками 8, а через отверстия 18 осуществляется подача теплого воздуха при пониженных температурах окружающей среды и наоборот — холодного воздуха при повышенных температурах во внутреннюю полость 14, образованную уплотнительным элементом 1, концы 4 которого поджаты снаружи планками с скосом,9, образующими с прижимной втулкой 6 паз.

Причем обьем паза больше обьема утолщений на концах 4, т.е. нет обьемного сжатия резины, которое и приводит к разрыву при значительных скоростях изменения температуры. При этом с учетом допусков на уплотнительный weмент 1, прижимную втулку 6 и планки

9 поджатие составляет 0-10%, т.е. закрепление утолщений 4 уплотнительного элемента 1 в пазу свободно не только по монтажу (без усилий), но и по условиям деформаций при поджатии, что исклю чает концентрацию напряжений в этом месте.

За счет переменной толщины резинотканевой полосы жесткость уплотнительного элемента в узле переменка и увеличивается с увеличением поджатия.

При толщине по сечению резиноч каневой полосы в местах контакта с планками 3 менее, чем 1,2 толщины ее в середине 2 разница в жесткости несупаз. go 90

5 94ВВ шественна, при соотношении более 1,5 .жесткость основания уплотнения значительно возрастает,что нежелательно, так как увеличивает необходимое усилие при пождатии крышки 13, Утолщения на концах 4 в 2 раза больше, чем в местах контакта с планками 3. При соотношении утолщений на концах 4 к толщине середины 2 полосы менее 2,5 площадь граней

5 недостаточна. для поджатия их прижим-1О ной втулкой 6, при соотношении более

3-х — нецелесообразна, так как герметичность практически не меняется, а габариты узла увеличиваются.

Таким образом, приведенные соотношения обеспечиваюг надежность уплотнения по утолщениям 4 и оптимальную форму уплотнительного элемента 1 — тороидальную, при которой величина уплотняемыъ зазора максимальна, а габариты узна 2о минимальны, при этом вся конструкция равнопрочна, что исключает концентрацию напряжений (это очень важно при пониженных температурах).

По другому варианту внутрь герметизи- д руемой полости, образованнойуплотнитепьным элементом 1, вставлена пружина 11, . выполненная в виде перфорированной по периферии 12 стальной полосы. Неперфорированная часть расположена по середи- щ не стальной полосы и выполнена шириной

2-4 мм, тощина полосы — 0,3-0,5 мм, ширина перфорации Ь = 0 =4-5 мм.

При установке уплотнительного элемента 1 в узел стальная полоса вставле-З5 на во внутреннюю полость и изогнута по форме внутренней поверхности уплотнительного элемента 1. При загибе уплотнительного элемента по периметру перфорация на пружине, 11 предотвращает 40 потерю ее устойчивости и образование складок. Приведенные соотношения размеров перфорации на пружине 11 обеспечиваюг минимально необходимое контактное давление уплотнительному элементу 1 при его установке в узел, достаточное жи его герметизации и не превышающее допустимых условий по сжатию крышки 13. Жесткость пружины 11 постоянна, так как на упругие свойства стали температура практически не оказывает влияния.

Узел уплотнения работает следующим образом.

При закрывании крышки 13 уплотнительный элемент 1, состоящий из трех слоев 15-17 изгибается по середине 2 больше, чем в местах контакта с план-. ками 3 и под действием воздуха, пода42. 6 ваемого через отверстия в прижимной втулке 6 во внутреннюю полость 14, например, от резинотканевой емкости с редукционным клапаном, поддерживающим в герметизируемой полости 14 пос, тоянное давление, создаваемое при дей ствии на нее механического устройства, или, по другому варианту, под действием пружины 11 с перфорацией 12, упруго прижат к контакгной поверхности крышки

13, что и обеспечивает надежную герме тизацию соединения. Крепление уплотнительного элемента 1 по концам 4 с гранями 5 осуществлено при помощи заплечиков 7 прижимной втулки 6, закрепленной Изнутри к корпусу 10 шпильками 8, а снаружи — планками с скосом

9, образующими с прижимной втулкой 6

Технико-экономическая эффективность предлагаемого уплотнения состоит в обеспечении. герметизации длинномерных соединений с большим и переменным зазором, в том числе с учетом допуска на технологию обработки сопрягаемых поверхностей большого размера, а также с учетом изменения зазора в процессе работы в результате действия термодеформационных и силовых факторов. Температурный интервал работоспособности уплотнений расширен эа пределы области высокоэластических деформаций резины от +50

Формула изобретения

1. Узел уплотнения, содержащий корпус, крышку, полый уплотнительный элемент из трехслойной резиноткани, средство дпя его поджатия и узел крепления в корпусе, о т rr и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона применения, узел:крепления выполнен в виде прижимной втулки с заплечиками, закрепленной в корпусе, и планок со ско сом, образующим с прижимной втулкой паз, а уплотнитепьный элемент выполнен в виде переменной по сечению толщиной полосы, в середине в 1,2-1,5 раза меныие, чем в местах контакт с планками, и в 2,5-3 раза меньше, чем на концах, выполненных с гранями под углом 10-15 в местах контакта с прижимной втулкой.

2. Узел по п.1, о т и и ч а ю щ и йс я тем, что средство для поджатия выполнено в виде перфорированной по периферии стальной полосы, размещенной в

945542 внутреннс и полости уплотнительного эл"мента.

3.Узелпопп. 1и2,отличаю шийся тем, что трехслойная резинотканевая полоса выполнена на основе 5 трикотажной ткани, расположенной между слоями резины на основе силиконового каучука с одной стороны и бутилкаучука— с другой стороны

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США ¹ ЗЭ40152, кл. 277-34, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 114907, кп. F 16 J 15/46, 1957 (прототип) .

945542

14 1S 161 2

Составитель Г. Бутома

Редактор А. Шандор Техред С.Мигунова Корректор Л

Заказ 5299/52 Тираж 990 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-3 5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная. 4