RU2005949C1 - Устройство для соединения двух деталей - Google Patents
Устройство для соединения двух деталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2005949C1 RU2005949C1 SU4823699A RU2005949C1 RU 2005949 C1 RU2005949 C1 RU 2005949C1 SU 4823699 A SU4823699 A SU 4823699A RU 2005949 C1 RU2005949 C1 RU 2005949C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- parts
- angle
- cone
- flanges
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
Abstract
Использование: при конструировании разъемных соединений крышек и других деталей аппаратов и сосудов высокого давления, а также трубопроводов, работающих в условиях резко меняющегося внутреннего давления. Сущность изобретения: устройство содержит детали с фланцами на концах, охватывающее их бугельное кольцо из нескольких сегментов и стяжное кольцо на бугельном кольце. На стяжном кольце выполнены стяжные кольцевые бурты, стянутые болтами. Угол между образующей конуса фланца и сопрягаемой поверхностью бугельного кольца и основанием конуса или угол конуса периферийной поверхности бугельного кольца и взаимодействующей с ним поверхности стяжного кольца не превышает угла трения для материалов, из которых выполнены сопрягаемые элементы. 3 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению и конкретно касается разъемных соединений крышек и других деталей аппаратов и сосудов высокого давления, а также трубопроводов, работающих в условиях резко меняющегося внутреннего давления и интенсивных вибрационных воздействий.
Известны бугельные соединения для труб, включающие фланцы на соединяемых концах труб, уплотнительный элемент, расположенный между фланцами и предназначенный для герметичного разделения внутреннего пространства соединяемых труб и окружающей среды, бугельное кольцо, состоящее из двух или более сегментов и охватывающее снаружи упомянутые фланцы, и средства стягивания сегментов бугельного кольца по направлению к оси соединяемых труб для сдавливания между собой их фланцев. При этом торцовые поверхности фланцев и взаимодействующие с ними поверхности бугельного кольца выполнены в форме конуса, а в качестве средств стягивания сегментов бугельного кольца используются, как правило, болты, соединяющие отдельные сегменты между собой, или стальная лента, охватывающая сегменты снаружи, концы которой стягиваются болтами, винтами и т. п.
Недостатком описанных бугельных соединений для труб является невозможность создания достаточно больших усилий сжатия стыка, необходимых при высоких внутренних давлениях и при больших диаметрах соединяемых деталей (от полуметра и выше), а также разгерметизация стыка при одновременном воздействии изменяющегося внутреннего давления и интенсивных вибраций в следствие ослабления резьбовых соединений.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для затяжки уплотняемого стыка, включающее выполненные на каждой из деталей и прилегающие к стыку фланцы, у которых противоположная стыку торцевая поверхность выполнена в форме конуса, бугельное кольцо, состоящее из нескольких сегментов, охватывающее фланцы и сжимающее коническими поверхностями своей расточки конические поверхности фланцев, периферийная поверхность которого также имеет форму конусов, сложенных большими основаниями, и охватывается двумя стяжными ободами, взаимодействующими с его конусами на периферийной поверхности, и средства для сжатия ободов между собой.
Описанное приспособление также склонно к разгерметизации при совместном действии переменного внутреннего давления и интенсивных вибраций, так как переменные нагрузки, возникающие при изменении внутреннего давления и при интенсивной вибрации стыка, передаются через фланцы и бугельное кольцо непосредственно на средства для сжатия ободов, что приведет через некоторое время работы к ослаблению последних.
Целью изобретения является повышение надежности уплотнения стыка при совместном действии переменного внутреннего давления и интенсивных вибраций.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для затяжки уплотняемого стыка между двумя деталями, включающем выполненные на каждой из деталей и прилегающие к стыку фланцы, у которых противоположная стыку торцевая поверхность выполнена в форме конуса, бугельное кольцо, состоящее из нескольких сегментов, охватывающее фланцы и сжимающее коническими поверхностями своей расточки конические поверхности фланцев, периферийная поверхность которого также имеет коническую форму и охватывается по крайней мере одним стяжным кольцом, взаимодействующим с его конической периферийной поверхностью, согласно изобретению, либо угол между образующей конуса фланца и сопрягаемой поверхностью бугельного кольца и основанием конуса, либо угол конуса периферийной поверхности бугельного кольца и взаимодействующей с ним поверхности стяжного кольца не превышает угла трения для материалов, из которых выполнены сопрягаемые элементы, при этом на одной из соединяемых деталей и на стяжном кольце выполнены сопряженные кольцевые бурты, стягиваемые между собой болтами.
Выполнение одного из названных конусов с углом конусности меньшим, чем угол трения между сопрягаемыми деталями исключает передачу переменной части нагрузки, возникающей на фланцах соединяемых деталей вследствие действия вибраций и переменного давления, на крепежные элементы (болты). Последнее обстоятельство гарантирует постоянство затяжки этих элементов и, тем самым, сохранение герметичности стыка в условиях интенсивных вибрационных воздействий с одновременным изменением внутреннего давления.
На фиг. 1 представлен один из вариантов устpойства для затяжки уплотняемого стыка, продольное сечение; на фиг. 2 - поперечное сечение Е-Е на фиг. 1; на фиг. 3 - продольное сечение другого варианта этого устройства.
Устройство для затяжки уплотняемого стыка между двумя деталями (см. фиг. 1 и 2), включает выполненные на каждой из соединяемых деталей 1 и 2, прилегающие к стыку фланцы 3 и 4, у которых противоположная стыку торцевая поверхность выполнена в форме конуса с углом А между образующей и основанием, бугельное кольцо 5, состоящее из нескольких сегментов, охватывающее фланцы 3 и 4 и сжимающее коническими поверхностями своей расточки конические поверхности фланцев 3 и 4. Периферийная поверхность бугельного кольца 5 также имеет коническую форму с углом между образующей и осью конуса В и охватывается стяжным кольцом 6, взаимодействующим с его конической периферийной поверхностью. В разъеме между фланцами 3 и 4 помещен уплотнительный элемент 7. На внешней поверхности соединяемой детали 1 выполнен кольцевой бурт 8, а на стяжном кольце 6 - другой кольцевой бурт 9, которые при сборке уплотняемого стыка стягиваются болтами 10.
На фиг. 3 представлен другой вариант исполнения устройства, у которого кольцевой бурт 11 размещен на соединяемой детали 2. В момент сборки уплотняемого стыка к этому бурту 11 посредством болтов 10 притягивается стяжное кольцо 12.
Устройство работает следующим образом.
При сборке и затяжке уплотняемого стыка осевое усилие F, возникающее на болтах 10, при их завинчивании, создает осевое усилие R в уплотняемом стыке, определяемое зависимостью
R = F / [ tg ( А + С ) ˙ tg ( В + С ) ] , (1) где С - угол трения между сопрягающимися по коническим поверхностям деталями (коэффициенты трения между стяжным и бугельным кольцами, а также между бугельным кольцом и фланцами полагаем одинаковыми). При этом коэффициент передачи нагрузки (отношение R/F) может составлять от нескольких единиц до нескольких десятков, что позволяет при относительно низких усилиях затяжки болтов 10 обеспечить достаточное напряжение сжатия в стыке.
R = F / [ tg ( А + С ) ˙ tg ( В + С ) ] , (1) где С - угол трения между сопрягающимися по коническим поверхностям деталями (коэффициенты трения между стяжным и бугельным кольцами, а также между бугельным кольцом и фланцами полагаем одинаковыми). При этом коэффициент передачи нагрузки (отношение R/F) может составлять от нескольких единиц до нескольких десятков, что позволяет при относительно низких усилиях затяжки болтов 10 обеспечить достаточное напряжение сжатия в стыке.
В процессе работы стыка под нагрузкой усилие S, действующее в стыке от переменного давления в полости соединяемых деталей и от инерционных сил, возникающих вследствие вибрации, создает в болтах 10 нагрузку Т, определяемую равенством
Т = S ˙ tg ( А - С ) ˙ tg ( В - С ), (2) из которого следует, что при А≅ С или В≅ С усилие Т на болтах 10 равно О (учитывая, что болты могут быть нагружены только лишь растягивающими напряжениями). А так как причиной ослабления затяжки болтов 10 являются осевые нагрузки, действующие одновременно с вибрациями, понятно, что, если любой из углов А или В будет не больше угла трения С между контактирующими поверхностями, ослабление болтов 10 невозможно.
Т = S ˙ tg ( А - С ) ˙ tg ( В - С ), (2) из которого следует, что при А≅ С или В≅ С усилие Т на болтах 10 равно О (учитывая, что болты могут быть нагружены только лишь растягивающими напряжениями). А так как причиной ослабления затяжки болтов 10 являются осевые нагрузки, действующие одновременно с вибрациями, понятно, что, если любой из углов А или В будет не больше угла трения С между контактирующими поверхностями, ослабление болтов 10 невозможно.
Так например, если в реальной конструкции положить угол А равным 15 градусов, а угол В-5 градусов при коэффициенте трения для стальных деталей равном 0,1, которому соответствует трения С= 5,71, градуса, получим R/F= 13,98, а Т/S<0. Таким образом, с одной стороны, получаем достаточно высокий коэффициент передачи нагрузки при затяжке соединения, и с другой стороны, отсутствие переменной нагрузки на болтах 10 со стороны соединяемых фланцев в процессе работы соединения.
Следовательно, надежность работы стыка в условиях действия переменного давления в полости соединяемых деталей 1 и 2 и интенсивных вибраций существенно повышается.
Настоящее изобретение использовано в качестве соединительного узла ресивера с корпусом в высокоэнергетических гидропневатических молотах и показало себя весьма надежным в тяжелых условиях интенсивных переменных нагрузок и вибраций.
(56) Авторское свидетельство СССР N 112870, кл. F 16 L 19/00.
Claims (1)
- УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ДВУХ ДЕТАЛЕЙ, содержащее детали с фланцами на концах, противоположная стыку стенка каждого из которых выполнена конической, охватывающее их бугельное кольцо из нескольких сегментов с ответными коническими боковыми поверхностями расточки и конической периферийной наружной поверхностью, стяжное кольцо, размещенное на бугельном кольце с ответной конической поверхностью, отличающееся тем, что на одной из соединяемых деталей и на стяжном кольце выполнены стяжные кольцевые бурты, стянутые болтами, при этом либо угол между образующей конуса фланца и сопрягаемой поверхностью бугельного кольца и основанием конуса, либо угол конуса периферийной поверхности бугельного кольца и взаимодействующей с ним поверхности стяжного кольца не превышает угла трения для материалов, из которых выполнены сопрягаемые элементы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4823699 RU2005949C1 (ru) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | Устройство для соединения двух деталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4823699 RU2005949C1 (ru) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | Устройство для соединения двух деталей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005949C1 true RU2005949C1 (ru) | 1994-01-15 |
Family
ID=21513345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4823699 RU2005949C1 (ru) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | Устройство для соединения двух деталей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2005949C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6047996A (en) * | 1997-11-11 | 2000-04-11 | Uop Llc | Self-centering low profile connection |
-
1990
- 1990-05-07 RU SU4823699 patent/RU2005949C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6047996A (en) * | 1997-11-11 | 2000-04-11 | Uop Llc | Self-centering low profile connection |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4721330A (en) | Pipe clamp device | |
US4779900A (en) | Segmented pipe joint retainer glands | |
US5016920A (en) | Pipeline coupling | |
US4214763A (en) | Bore seal | |
US4896903A (en) | Segmented pipe joint retainer glands | |
US4832379A (en) | Collet grip riser fitting | |
US4480861A (en) | Pipe joint and apparatus therefor | |
US5174615A (en) | Mechanical joint connector and joint employing said connector | |
US3084959A (en) | Pipe coupling having a band clamp and resilient sleeve | |
US6116658A (en) | Counter torque tube connection | |
US4691944A (en) | Tubing connector | |
AU625643B2 (en) | A pipe coupling | |
JPH02278094A (ja) | 片持リップ導管カップリング部材とその組立体 | |
US2724602A (en) | Fluid tight connection | |
US3433509A (en) | Pipe coupling | |
US5662361A (en) | Conical wedge connecting joint | |
US3851903A (en) | Coupler for connecting tubular members | |
US5415439A (en) | Misalignment fitting | |
RU2005949C1 (ru) | Устройство для соединения двух деталей | |
AU629935B2 (en) | Pipe connector with treaded seal in nonthreaded cavity | |
US3258278A (en) | Lightweight fluid coupling system | |
CA2093720C (en) | Pipe couplings | |
US3118693A (en) | Pipe connection | |
RU2083906C1 (ru) | Узел заделки эластомерного рукава | |
GB2251905A (en) | Compression pipe couplings |