криогенное уплотнение

Формула изобретения

Криогенное уплотнение для разъемного соединения, содержащее уплотнительный элемент, выполненный из пластичного материала в виде кольца прямоугольного сечения, размещенный между крышкой и объектом охлаждения, выполненным в виде стакана, в канавке прямоугольного сечения, образованной торцевыми и цилиндрическими поверхностями проточек крышки и стакана, причем стакан размещен в корпусе, отличающееся тем, что оно снабжено подпружиненной втулкой с винтом, проходящим через ось втулки и контактирующим с поверхностью крышки объекта охлаждений, при этом втулка установлена в верхней части крышки корпуса, а отношение усилия сжатия уплотнительного элемента к площади поверхности уплотнительного элемента, перпендикулярной к направлению усилия сжатия, больше предела текучести материала уплотнительного кольца.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в криогенной технике для герметизации уплотнения разъемных соединений или их вакуумирования.

Известны уплотняемые соединения, предназначенные для повышения надежности герметизации разъемных соединений, в которых между соединяемыми деталями помещается уплотнительный элемент и постоянство усилия затяжки обеспечивается с помощью пружины (а.с. СССР 1399552, F 16 J 15/18).

Известны также уплотняемые соединения, в которых между соединяемыми деталями помещается уплотнительный элемент и усилие затяжки обеспечивается с помощью винтов, которые могут работать при циклическом изменении температуры от -90 до +90^oC (а.с. СССР 1393968, кл. F 16 J 15/08, 1986).

В этом уплотняемом соединении при циклическом изменении температуры может понижаться степень герметизации из-за остаточной деформации уплотнительного элемента. Кроме того, соединяемые детали во избежание их деформаций при стяжке должны иметь довольно большие размеры и соответственно массу, что зачастую недопустимо в большинстве конструкций.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности герметизации соединения при ограниченном усилии затяжки и циклическом изменении температуры от 4 до 300К, а также уменьшение расхода материала на изготовление соединяемых деталей.

Технический результат достигается тем, что криогенное уплотнение для разъемного соединения, содержащее уплотнительный элемент, выполненный из пластичного материала в виде кольца прямоугольного сечения, размещенный между крышкой и объектом охлаждения, выполненным в виде стакана, в канавке прямоугольного сечения, образованной торцевыми и цилиндрическими поверхностями проточек крышки и стакана, причем стакан размещен в корпусе, снабжено подпружиненный втулкой, с винтом проходящим через ось втулки и контактирующим с поверхностью крышки объекта охлаждения, при этом втулка установлена в верхней части крышки корпуса, а отношение усилия сжатия уплотнительного элемента к площади поверхности уплотнительного элемента, перпендикулярной направлению усилия сжатия, больше предела текучести материала уплотнительного элемента.

Уплотнительное соединение (см. чертеж) содержит верхнюю часть хомута 1, основание хомута 2, пружину 3, штифт 4, втулку 5, винт 6, объект охлаждения в виде стакана 7, крышку 8 и уплотнительный элемент 9.

Уплотнительное соединение, состоящее из объекта охлаждения 7, выполненного в виде стакана, и крышки 8, между фланцами которых помещен уплотнительный элемент 9 в виде кольца прямоугольного сечения из пластичного материала, помещается на основание хомута 2. Сверху к основанию крепится верхняя часть хомута 1. Сборка верхней части хомута производится в следующем порядке: в круглую расточку помещается пружина 3, затем в отверстие вставляется винт 6, на который навинчивается втулка 5, для того, чтобы при вращении винта 6 во время стягивания уплотняемых деталей, втулка 5 не поворачивалась в отверстии, в верхней части хомута ставится штифт 4.

Уплотнительное соединение работает следующим образом. При вращении винта 6 по часовой стрелке втулка 5 старается сжать пружину 3, которая в свою очередь старается разжаться, создавая необходимое усилие для винта 6, оказывающего давление на крышку 8. При этом уплотнительный элемент 9 начинает течь, полностью заполняя все пространство между фланцами уплотняемых деталей, обеспечивая таким образом высокую степень герметизации. При помещении соединения в криогенную среду при температуре 4,2К в уплотнительном элементе происходят пластические деформации, что приводит к ослаблению герметизации соединения. При этом пружина 3, стремясь разжаться до конца, продолжает создавать усилие для винта 6 посредством втулки 5, в которую вкручен винт, который продолжает давить на крышку 8, которая поджимает уплотнительный элемент 9, восстанавливая потерю герметизации соединения.

Конструкция уплотнительного соединения позволяет снизить расход материала на ее изготовление, что кроме снижения материальных затрат уменьшает общий вес соединения, что является одним из важных требований в ряде конструкций, применяемых в криогенной технике.

В качестве уплотнительного элемента целесообразно применять фторопласт, так как он достаточно дешевый и может использоваться многократно.