The use of axial stops and polymer dynamic load absorbers in gates with thin-walled seals

Authors

  • Yurii Igorevich Belogolov Irkutsk State Transport University

Keywords:

dynamic shock loading, valve, pressure relief, polymer seals, axial stops, thin-walled seals, seal deformation limiters

Abstract

In sealing technology, there are valve joint designs, where various axial stops and polymer load absorbers are used to reduce radial deformations of the thin-walled seal in the gate. The use of polymer materials as axial limiters compensates for shock loads in the sealing joint and provides additional tightness (secondary sealing) of the joint with relatively little effort on the part of the drive. However, the use of polymer materials is limited by the operating conditions (chemical composition of the working medium, pressure of the working medium and other conditions). Polymer seals are squeezed out and destroyed at high pressures of the sealed medium. The change should also be noted in the physical and mechanical characteristics of polymers over time, under temperature, radiation, and other influences. The exclusive use of metal stops makes it possible to limit the impact of shock loads on a thin-walled seal, however, such design solutions lead to a decrease in the life of the sealing joint and limits the scope of application. Thus, the use of axial stops as deformation limiters can be provided in the design of the sealing joint in case of a significant excess of the pressure of the sealed medium over the calculated one reducing damage to the valve gate. To weaken the shock loads in the sealing joint, the gate can be «unloaded». The scientific article presents an overview and analysis of sealing joints in which the reduction of dynamic loads in the valve gate is compensated by axial stops and polymer load absorbers. The comparison of this method with one of the promising areas of improvement of valve connections – «unloading» is carried out. The actual designs of unloaded gates developed by the author are presented, which allow creating a thin-walled shell element of reasonable geometric dimensions, which, in turn, leads to a decrease in the hermetic effort and energy intensity of the drive. The conducted review and analysis showed that the presence of stops is necessary under conditions of unsteadiness of the sealed medium pressure, leading to significant changes in the component of the sealing force.

Author Biography

Yurii Igorevich Belogolov, Irkutsk State Transport University

Ph.D. in Engineering Science, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Work Operation Management

References

Уплотнения и уплотнительная техника / Л.А. Кондаков, А.И. Голубев, В.Б. Овандер и др. М. : Машиностроение, 1986. 464 с.

Гуревич Д.Ф. Трубопроводная арматура. Л. : Машиностроение, 1981. 368 с.

Кармугин Б.В., Стратиневский Г.Г., Мендельсон Д.А. Клапанные уплотнения пневмогидроагрегатов. М. : Маши-ностроение, 1983. 152 с.

Долотов А.М., Огар П.М., Чегодаев Д.Е. Основы теории и проектирования уплотнений пневмогидроарматуры летательных аппаратов. М. : Изд-во МАИ, 2000. 296 с.

Герасимов С.В., Долотов А.М., Белоголов Ю.И. Математическая модель динамического нагружения двухсе-дельного клапана // Труды Брат. гос. ун-та. Сер.: Естественные и инженерные науки. 2012. Т. 1. С. 126–129.

Долотов А.М., Белоголов Ю.И. Определение перемещений в оболочечно-пластинчатом седле клапана // Систе-мы. Методы. Технологии. 2013. № 2 (18). С. 22–28.

ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная. Термины и определения. Введ. 2015–04–01. М. : Стнадартинформ, 2020. 90 с.

Белоголов Ю.И. Компенсация усилий, действующих на затвор со стороны герметизируемой среды // Проблемы транспорта Восточной Сибири : материалы Всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов. Иркутск : ИрГУПС, 2012. С. 124–128.

Долотов А.М., Белоголов Ю.И. Обзор способов разгрузки золотника клапана от давления герметизируемой среды // Системы. Методы. Технологии. 2010. № 3 (7). С. 30–36.

Долотов A.M., Зацарный В.А. Расчет жесткости упругих затворов // Вестн. Львов. политехн. ин-та. 1983. № 170. С. 65–66.

А. с. 167104 СССР. Упругое седло клапана / Б. И. Кондратишко (СССР). № 799296/25-8 ; заявл. 18.10.62 ; опубл. 12.12.64, Бюл. № 24. 2 с.

А. с. 396520 СССР. Предохранительный клапан / Г.В. Мамонтов, Б.З. Абросимов, М.А. Зайцев. № 131816/25-8 ; заявл. 28.08.69 ; опубл. 29.08.73, Бюл. № 36. 3 с.

А. с. 338721 СССР. Седло клапана / Б.Н. Николаев. № 1452160/25-8 ; заявл. 08.06.70 ; опубл. 15.05.72, Бюл. № 16. 2 с.

А. с. 1603119 СССР. Клапан / А.М. Долотов, П.М. Огар, В.М. Квасов и др. № 4629018/31-29 ; заявл. 30.12.88 ; опубл. 30.10.90, Бюл. № 40. 3 с.

А. с. 463828 СССР. Уплотнительный узел / Д.Ф. Пасынков, В.М. Мартынов, Н.Н. Пономарев и др. № 1912638/25-8 ; заявл. 28.04.73 ; опубл. 15.03.75, Бюл. № 10. 2 с.

А. с. 607084 СССР. Уплотнительный узел клапанных устройств / Б.В. Кармугин. № 2431128/25-08 ; заявл. 20.12.76 ; опубл. 15.05.78, Бюл. № 18. 2 с.

А. с. 731157 СССР. Уплотнительный узел клапанных устройств / Б.В. Кармугин. № 2610697/25-08 ; заявл. 04.05.78 ; опубл. 30.04.80, Бюл. № 16. 2 с.

Пат. 2062931 Рос. Федерация. Уплотнительный узел высокого давления / С.Н. Компанистов. № 94017291/06 ; заявл. 10.05.94 ; опубл. 27.06.96. 6 с.

Шпаков О.Н. Азбука трубопроводной арматуры. СПб. : Компрессорная и химическая техника, 2003. 217 с.

Гошко А.И. Арматура трубопроводная целевого назначения. Ч. 1: Выбор. Эксплуатация. Ремонт. М. : Машиностроение, 2003. 423 с.

Published

2023-11-03

How to Cite

Белоголов, Ю. И. (2023). The use of axial stops and polymer dynamic load absorbers in gates with thin-walled seals. Modern Technologies. System Analysis. Modeling, (3(79), 34-42. Retrieved from http://ojs.irgups.ru/index.php/stsam/article/view/1401

Issue

Section

Machine Building and Theoretical Engineering

Most read articles by the same author(s)