Способ изготовления разъемного сальникового уплотнительного кольца

 

Использование: в уплотнительной технике и может быть использовано в арматуростроении. Сущность изобретения: способ включает навивку по спирали тонкого полосового материала с образованием многослойного цилиндрического кольца, перерезание кольца под острым углом к его образующей, прессование кольца в замкнутом объеме. После прессования кольцо разрушают путем приложения знакопеременной нагрузки к смежным участкам кольца, примыкающим к месту разреза. 4 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в арматуростроении.

Сальниковые уплотнения штоков арматуры характеризуются повышенными требованиями к их герметичности, они должны иметь низкий коэффициент трения и противостоять высокой температуре. В процессе эксплуатации свойства уплотнительного материала изменяются и возникает необходимость замены уплотнительных колец. При этом возникают проблемы, связанные с разборкой фланцевого соединения арматуры. Поэтому желательно иметь такую конструкцию сальникового уплотнительного кольца, которая позволяла бы осуществлять их замену не прибегая к разборке фланцевого соединения арматуры.

Ранее был предложен способ изготовления разъемного сальникового уплотнительного кольца (см. патент FR N 2623589, кл. F 16 J 15/32), состоящего из двух секторов и образующих при соединении замкнутое кольцо. Противоположные и расположенные вдоль прорези концевые поверхности секторов скрепляют между собой с помощью клея.

В процессе эксплуатации под воздействием внешних условий, например, радиации, клей разрушается и сальник теряет герметичность.

Было также предложено разъемное уплотнительное кольцо и способ его изготовления (см. патент US N 4580793, кл. F 16 J 15/24) состоящее из двух секторов, образующих при соединении замкнутое кольцо. На попарно противоположных концах обоих секторов выполнены элементы и контрэлементы для их герметичного замыкания.

При сборке такого уплотнительного кольца необходимо один сектор переместить относительно второго сектора вдоль их общей продольной оси и ввести один сектор в другой. Но для этого необходимо иметь свободное пространство. Поэтому при замене такого поврежденного уплотнительного кольца, находящегося между неповрежденными кольцами, может потребоваться разборка фланцевого соединения арматуры.

Указанный выше недостаток отсутствует у разъемных уплотнительных колец, для установки и удаления которых не требуется полная разборка фланцевого соединения арматуры. Известны конструкции разъемных уплотнительных колец и способы их изготовления (см. патенты US N 4533149, кл. F 16 J 3/14; N 4840379, кл. F 16 J 3/14; N 4844487, кл. F 16 J 9/14), которые имеют прямоугольное поперечное сечение, ограниченное разнесенными внутренней и наружной поверхностями. Смежные концы этих разъемных уплотнительных колец разъемно связаны между собой блокировочными устройствами. С помощью этих устройств концы взаимно блокируются в радиальном и продольном направлениях. Для установки или при удалении такого сальникового уплотнительного кольца необходимо разъединить блокировочное устройство, а смежные концы кольца сместить относительно разъема на величину достаточную для прохода такого кольца через шток арматуры.

Такие сальниковые уплотнительные кольца сложны в изготовлении, так как имеют достаточно сложную конструкцию блокировочного устройства. А кроме того они изготавливаются из материала, который должен обладать упругими свойствами для получения надежного блокирования в радиальном и продольном направлениях, т. е. они должны выполняться из эластомерного материала. Но такие материалы имеют высокий коэффициент трения и не могут противостоять высокой температуре. Поэтому очень перспективным является использование для сальниковых уплотнительных колец расширенного графита, изделия из которого имеют низкий коэффициент трения и могут противостоять высокой температуре.

Был предложен способ изготовления сальникового уплотнительного кольца (см. заявку на ЕР N 0334589, кл. F 16 J 15/20). Для изготовления уплотнительного кольца используют расширенный графит, который формуют путем сжатия отдельных чешуек до обеспечения требуемой плотности. Затем на поверхность такого кольца наносят органический материал и нагревают кольцо до температуры, достаточной для коксования углерода так, что в поверхностном слое кольца образуется аморфный углерод.

Полученное этим способом уплотнительное кольцо обладает хорошими эксплуатационными свойствами, а именно противостоит высокой температуре и имеет низкий коэффициент трения. Но с другой стороны изготовленная по данному способу сальниковое уплотнительное кольцо при замене потребует разборки фланцевого соединения арматуры. Кроме того данный способ характеризуется длительностью процесса изготовления, ухудшением санитарных условий работы обслуживающего персонала, необходимостью иметь дорогостоящее оборудование и работать с большими объемами расширенного графита.

Поэтому со всей очевидностью видны преимущества использования в качестве исходного сырья при изготовлении сальникового уплотнительного кольца графитовой фольги, например, производимой научно-производственным центром "УНИХИМТЕК" (см. ж. Изобретатель и рационализатор, N 11-12, 1992 г. с. 7).

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому изобретению является "Способ изготовления герметичных уплотнительных колец" (см. патент JP N 62-22027, кл. F 16 J 15/12), заключающийся в навивке по спирали тонкого полосового материала с образованием многослойного цилиндрического кольца и в его прессовании. По указанному способу после прессования многослойного цилиндрического кольца получают тело вращения J-образной формы с фланцем и кольцевым участком. Края фланца и кольцевого участка обрезают до нужного размера, получая требуемое уплотнительное кольцо.

Однако изготовленное по этому способу уплотнительное кольцо имеет форму цельного кольца, поэтому его замена и установка нового уплотнительного кольца потребует разборки фланцевого соединения арматуры. Кроме того известный способ предусматривает после прессования проведение дополнительной обработки, связанной с обрезкой для получения уплотнительного кольца нужного размера.

Таким образом, имеется настоятельная необходимость в разработке способа изготовления сальникового уплотнительного кольца из расширенного графита в виде разъемного кольца, с помощью которого можно осуществить замену поврежденного кольца на новое, не прибегая к разборке фланцевого соединения арматуры.

Целью настоящего изобретения является расширение технологических возможностей способа изготовления сальникового уплотнительного кольца.

В основу настоящего изобретения была поставлена задача разработать способ изготовления сальникового уплотнительного разъемного кольца из расширенного графита с использованием графитовой фольги.

Эта задача решается тем, что в известном способе изготовления сальникового уплотнительного кольца, заключающемся в навивке по спирали тонкого полосового материала с образованием многослойного цилиндрического кольца и в его прессовании, согласно изобретению после навивки многослойное цилиндрическое кольцо перерезают под острым углом к его образующей, прессование осуществляют в замкнутом объеме, а после прессования разрушают кольцо путем приложения знакопеременной нагрузки к смежным участкам кольца, примыкающим к месту разреза.

Предлагаемый способ позволяет изготовить разъемное сальниковое уплотнительное кольцо из фольги расширенного графита, при этом концы участков кольца, разделенные прорезью, после прессования многослойного кольца в замкнутом объеме соединяются между собой с одновременным преобразованием многослойного кольца в монолитное. После приложения к этим участкам знакопеременной нагрузки определенной величины происходит разрушение уплотнительного кольца в зоне образовавшегося в процессе прессования соединения. При этом на смежных участках кольца по границам разъема образуются элементы и контрэлементы, обеспечивающие герметичное замыкание указанных участков кольца между собой в процессе установки такого кольца в сальниковую камеру арматуры.

Эти и другие преимущества патентуемого изобретения будут выявлены ниже при рассмотрении конкретного примера его выполнения и прилагаемых чертежей.

На фиг. 1 изображено цилиндрическое многослойное кольцо до прессования; на фиг. 2 место А на фиг. 1; на фиг. 3 разъемное сальниковое уплотнительное кольцо; на фиг. 4 место Б на фиг. 3.

Разъемное сальниковое уплотнительное кольцо 1 (фиг. 1) изготавливают путем навивки по спирали тонкого полосового материала 2, в качестве которого может быть использован любой уплотнительный материал, который можно выполнить в виде тонкого полосового материала, в частности фольги из расширенного графита, имеющей плотность в пределах от 0,5 г/см³ до 1,2 г/см³.

Навивка может осуществляться любым известным способом, например, на цилиндрической оправке. В результате навивки образуется многослойное цилиндрическое кольцо 3. После навивки многослойное цилиндрическое кольцо 3 перерезают под острым углом к его образующей. Для удобства разрезания многослойное цилиндрическое кольцо целесообразно заключить в жесткое технологическое кольцо (не показано), в котором выполнена наклонная прорезь, совпадающая с углом разрезки кольца 3 и примерно равная с небольшим перекрытием высоте многослойного кольца 3. Точно такую же прорезь желательно иметь и на оправке, поскольку обе прорези могут быть использованы как направляющие для режущего инструмента, с помощью которого может осуществляться перерезание кольца 3 с образованием прорези 4 (фиг. 2).

В силу того, что многослойное кольцо 3 заключено между оправкой и технологическим кольцом, то после его разрезания образовавшееся в результате разрезания ленточки спирали не изменяет своего положения относительно соседних с ними слоев.

Затем осуществляют прессование многослойного кольца 3 в замкнутом объеме, используя оправку и технологическое кольцо в качестве матрицы, с усилием, зависящим от начальной плотности исходной графитовой фольги и необходимой плотности готового изделия, но в любом случае усилие прессования должно быть достаточным по величине, чтобы многослойное кольцо из несвязанных между собой ленточек графитовой фольги превратилось в монолитное кольцо без прорези. Для этого необходимо либо перекрыть прорези оправки и технологического кольца, либо названные элементы переместить вверх на столько, чтобы верхний торец многослойного кольца оказался бы ниже прорезей в указанных элементах. В результате прессования концы ленточек, расположенные в зоне прорези произвольным образом соединяться между собой.

После этого полученное монолитное кольцо (фиг. 3) снимают с оправки, а к смежным участкам 5 и 6 кольца 3, примыкающим к месту разреза, прикладывают знакопеременную нагрузку с частотой и усилием необходимым для разрушения кольца 3 в зоне образовавшегося в процессе прессования соединения. В силу того, что в процессе прессования отсутствовал механизм направленного соединения разрезанных концов лент из фольги расширенного графита, отделенных друг от друга прорезью 4, то в процессе разрушения монолитного кольца на смежных участках кольца по границам разъема образуются произвольно расположенные элементы 7 и контрэлементы 8, обеспечивающие герметичное замыкание указанных участков кольца между собой в процессе установки такого кольца в сальниковую камеру арматуры.

На этом процесс изготовления разъемного сальникового уплотнительного кольца заканчивается. Само собой разумеется, что в случае установки такого кольца на шток арматуры участки 5 и 6 кольца 3 необходимо сместить относительно друг друга так, чтобы не происходило повреждение элементов 7 и контрэлементов 8.

Формула изобретения

Способ изготовления разъемного сальникового уплотнительного кольца, заключающийся в навивке по спирали тонкого полосового материала с образованием многослойного цилиндрического кольца и в его прессовании, отличающийся тем, что после навивки многослойное цилиндрическое кольцо перерезают под острым углом к его образующей, прессование осуществляют в замкнутом объеме, а после прессования разрушают кольцо путем приложения знакопеременной нагрузки к смежным участкам кольца, примыкающим к месту разреза.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 30.12.2009

Дата публикации: 10.12.2011

---