уплотнительное соединение с упругой кромкой
Классы МПК: | F16J15/04 без прокладки между поверхностями, например с притертыми поверхностями, с отсекающей кромкой F16K1/14 с шаровыми запорными элементами |
Автор(ы): | Никитин Александр Алексеевич (RU), Болтов Елисей Александрович (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" (ФГУП "ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2011-07-26 публикация патента:
20.11.2012 |
Изобретение относится к уплотнительной технике и предназначено для уплотнительных устройств систем и агрегатов, работающих в широком диапазоне температур и давлений, например, в области ракетно-космической техники, в частности в разъемных соединениях по линии заправки ракеты-носителя жидкими кислородом, водородом и гелием. Уплотнительное соединение с упругой кромкой содержит жесткий сферический запорный орган с сильфонным элементом, установленный на тонкостенное упругое седло с ограничительным кольцом. Контактирующая поверхность тонкостенного упругого седла выполнена вогнутой с радиусом кривизны меньшим, чем радиус кривизны сферической уплотнительной поверхности жесткого сферического запорного органа. Изобретение направлено на упрощение конструкции, на уменьшение габаритов, массы и силы герметизации, на улучшение технологичности, на повышение надежности герметизации при изменении условий эксплуатации. 2 ил.
Формула изобретения
Уплотнительное соединение с упругой кромкой, содержащее жесткий сферический запорный орган с сильфонным элементом, установленный на тонкостенное упругое седло с ограничительным кольцом, отличающееся тем, что контактирующая поверхность тонкостенного упругого седла выполнена вогнутой с радиусом кривизны меньше радиуса кривизны сферической уплотнительной поверхности жесткого сферического запорного органа, т.е. Rк>Rс, где
Rк - радиус кривизны сферического запорного органа;
Rc - радиус кривизны контактирующей поверхности тонкостенного упругого седла.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к уплотнительной технике и предназначено для уплотнительных устройств систем и агрегатов, работающих в широком диапазоне температур и давлений, например, в области ракетно-космической техники. В частности, в разъемных соединениях по линии заправки ракеты-носителя жидкими кислородом, водородом и гелием.
Известно уплотнительное устройство, содержащее запорный сферический элемент, контактирующий по кромке тонкостенного кольца, и имеющее дублированное уплотнение алюминиевой прокладкой (А.С. СССР № 804985).
Известно также уплотнительное устройство, содержащее сильфонный элемент с уплотнительными кромками и дублирующей прокладкой (патент США № 3617075).
Недостатками вышеуказанных устройств являются их сложность и то, что для обеспечения герметичности требуются значительные силы герметизации, равномерно распределенные по контуру устройств.
Известно уплотнительное соединение (патент RU № 2129681), содержащее запорный орган, установленный с возможностью взаимодействия с тонкостенной оболочкой, упруго деформирующейся при их контакте.
Недостатком этого соединения является зависимость от величины воспринимаемого усилия, которое меняется в процессе эксплуатации. В этом случае контакт по поверхности переходит в контакт по линии, что лишает уплотнительное соединение заявленного преимущества.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому уплотнению является, выбранное в качестве прототипа клапанное устройство с дублированными упругими кромками, выполненное в виде тонкостенных цилиндрических оболочек (седел), контактирующих с жестким запорным коническим элементом, клапаном (Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник. Под общей редакцией А.И.Голубева и Л.А.Кондакова. М.: Машиностроение 1986, стр.231, рисунки 7.9, г; б).
Уплотнение достигается за счет контакта запорного элемента с острыми кромками седел.
Недостатками известной конструкции являются: сложность изготовления двух концентрических уплотнительных кромок с жесткими требованиями по соосности, увеличенные габариты, масса и сила герметизации. Увеличение последней вызвано необходимостью создания упругих деформаций в двух тонкостенных седлах.
Задачей изобретения является упрощение конструкции, уменьшение габаритов, массы и силы герметизации, улучшение технологичности, повышение надежности герметизации при изменении условий эксплуатации.
Поставленная задача достигается тем, что в уплотнительном соединении с упругой кромкой, содержащем жесткий сферический запорный орган с сильфонным элементом, установленным на тонкостенное упругое седло с ограничительным кольцом, контактирующая поверхность тонкостенного упругого седла выполнена вогнутой с радиусом кривизны, меньшим радиуса кривизны сферической уплотнительной поверхности жесткого сферического запорного органа, т.е. Rк>R c, где
Rк - радиус кривизны сферического запорного органа;
Rc - радиус кривизны контактирующей поверхности тонкостенного упругого седла.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 изображено уплотнительное соединение с упругой кромкой в положении первоначального контакта жесткого сферического запорного органа с тонкостенным упругим седлом, т.е. в начале нагружения.
На фиг.2 - элемент А на фиг.1; рабочее положение уплотнительного соединения.
Уплотнительное соединение с упругой кромкой содержит жесткий сферический запорный орган 1 с сильфонным элементом, тонкостенное упругое седло 2 с герметизирующими кромками 3 и 4; ограничительное кольцо 5, предотвращающее разрушение упругой кромки при ее деформации.
Уплотнительное соединение с упругой кромкой работает следующим образом. При установке жесткого сферического запорного органа 1 на тонкостенное упругое седло 2 герметизация соединения осуществляется посредством их контакта по кромке 3. С увеличением давления уплотняемой среды возникает осевая сила, прижимающая жесткий сферический запорный орган 1 к тонкостенному упругому седлу 2. Тонкостенное упругое седло 2 деформируется, обеспечивая контакт жесткого сферического запорного органа 1 и с нижней кромкой 4 тонкостенного упругого седла 2, образуя второй уплотнительный барьер, что позволяет повысить надежность уплотнительного соединения.
Данное техническое решение обеспечивает упрощение конструкции, повышение надежности герметизации при изменении условий эксплуатации, уменьшение габаритов и массы, а также силы герметизации, улучшение технологичности и снижение трудоемкости изготовления.
Класс F16J15/04 без прокладки между поверхностями, например с притертыми поверхностями, с отсекающей кромкой
Класс F16K1/14 с шаровыми запорными элементами
клапан топливного бака летательного аппарата - патент 2385271 (27.03.2010) | |
нормально закрытый клапан на основе трубчатого упругодеформируемого элемента - патент 2224156 (20.02.2004) | |
запорный клапан (варианты) - патент 2185558 (20.07.2002) | |
клапан высокого давления - патент 2185557 (20.07.2002) | |
шаровой клапан - патент 2184293 (27.06.2002) | |
клапан - патент 2132505 (27.06.1999) | |
запорно-регулирующий вентиль - патент 2105915 (27.02.1998) | |
вентиль - патент 2105914 (27.02.1998) |