PL224180B1 - Uszczelnienie spiralne - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie spiralne o zwojach wykonanych z taśmy metalowej rozdzielonej taśmą uszczelniającą, przeznaczone do uszczelniania złączy kołnierzowych.

Sposób kształtowania pierścieniowej uszczelki o czołowej powierzchni działania i uszczelka uzyskana tym sposobem znane są z międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr WO9532376. Sposób polega na tym, że koniec cienkiej taśmy metalowej o założonej szerokości i wypukłym profilu przypominającym literę W, pętli się w pierwszy zwój o określonej średnicy, po czym pierwszy koniec metalowej taśmy łączy się z pierwszym zwojem za pomocą spawania, na tak utworzony pierwszy zwój nawija się taśmę metalową, a następnie taśmę metalową wraz z paskiem grafitu, w taki sposób, że tworzą wiele zwojów, po czym ponownie nawija się taśmę metalową stanowiącą końcowe zwoje, przy czym ostatni zwój łączy się z drugim końcem taśmy metalowej za pomocą spawania. Pierścieniową uszczelkę stanowi ciąg naprzemiennych w kierunku promieniowym, warstw metalowych i grafitowych.

Bimetaliczna uszczelka spiralnie zwijana znana z opisu patentowego USA nr US4673187, stanowi pierścień utworzony przez naprzemienne warstwy spiralnie nawiniętej taśmy bimetalowej, oddzielonej pasem miękkiego materiału wypełniającego, takiego jak teflon. Przekrój poprzeczny, bimetalowego paska ma usytuowaną centralnie fałdę w kształcie litery V. Różnica w szybkości rozszerzalności cieplnej pomiędzy powierzchnią wypukłą i wklęsłą powierzchnią taśmy bimetalowej paska powoduje, że oddalone od siebie krawędzie taśmy, zapewniają ściślejsze uszczelnienie pomiędzy sąsiadującymi powierzchniami. Podobnie wykonana jest bimetaliczna uszczelka spiralnie zwijana znana ze zgłoszenia patentowego USA nr US2012038114. Uszczelka ta ma powierzchnię wypukłą taśmy bimetalowej wykonaną z przewodzącego cieplnie stopu, w tym Cr, Ni i Fe, wklęsłą ze stali nierdzewnej, a materiał wypełniający pomiędzy zwojami stanowi mika.

Pierścieniowe uszczelnienie spiralne dla pokryw kotłów parowych składające się z głównego pierścienia uszczelniającego z zespołów metalowych i z miękkiego materiału uszczelniającego warstwy po jego obu stronach, zabezpieczone elementem komory znane jest z niemieckiego opisu patentowego nr DE10032831. Uszczelnienie składa się z głównego pierścienia uszczelniającego wykonanego z metalowych taśm wielowarstwowych, pomiędzy którymi umieszczone są warstwy miękkiej taśmy uszczelniającej, a na górną i dolną powierzchnię pierścienia uszczelniającego naniesiona jest warstwa miękkiego materiału uszczelniającego, który co najmniej częściowo zawiera grafit.

Uszczelka znana z europejskiego opisu patentowego nr EP1247033 wykonana jest ze spiralnie nawiniętej profilowanej taśmy uszczelniającej i taśmy materiału uszczelniającego umieszczonych w pierścieniu prowadzącym.

Uszczelka znana z polskiego opisu patentowego nr PL 193212, zawiera uszczelniający materiał w postaci sprasowanego grafitu i zaopatrzona jest w zewnętrzną metalową opaskę i wewnętrzną metalową opaskę. Wewnątrz uszczelniającego materiału są metalowe wtrącenia w postaci niezorientowanych i/lub zorientowanych włókien metalowych i/lub spienionego metalu.

Uszczelka, zwłaszcza o kształcie pierścieniowym znana z polskiego opisu patentowego nr PL193213, charakteryzuje się tym, że stanowią ją co najmniej dwa pierścienie, pomiędzy którymi znajduje się uszczelniający materiał, przy czym uszczelniający materiał zakleszczony jest przez ściany, nachylone w stosunku do powierzchni pierścieni pod kątem od 3° do 10°.

Znane uszczelnienia spiralne wykonane są z jednej profilowanej taśmy metalowej o stałej grubości, która nawijana jest z taśmą uszczelniającą grafitową lub teflonową. Taśmy metalowa i uszczelniająca nawijane są na tarczę kołową, przy czym trzy do pięciu pierwszych zwojów taśmy metalowej są zgrzane z sobą i tworzą średnicę wewnętrzną uszczelnienia. Kolejne zwoje profilowanej taśmy metalowej nawinięte są wraz z taśmą uszczelniającą tak, że taśma uszczelniająca znajduje się pomiędzy zwojami taśmy metalowej. Szerokość taśmy uszczelniającej jest większa od szerokości taśmy metalowej. Średnica uszczelnienia spiralnego jest znormalizowana i zależy od wymiarów złącza kołnierzowego. Ostatnie trzy do pięciu zwojów wyznaczają średnicę zewnętrzną uszczelnienia i wykonane są wyłącznie z taśmy metalowej, przy czym zwoje zewnętrzne są ze sobą zgrzane, aby uszczelnienie nie mogło się samoczynnie rozwinąć. Każdy z elementów uszczelnienia spiralnego spełnia określoną funkcję, i tak: profilowana taśma metalowa nadaje uszczelnieniu określoną sprężystość, taśma grafitowa zabezpiecza szczelność uszczelnienia a pierścienie metalowe zabezpieczają uszczelnienie przed zgnieceniem podczas napinania śrub w złączu kołnierzowym. W czasie montażu złącza kołnierzowego uszczelnienie spiralne jest ściskane w rezultacie napinania śrub kluczem dynamometrycznym. Taśma grafitowa wychodząca o 0,15-0,25 mm ponad krawędzie taśmy metalowej

PL 224 180 B1 wypełnia nierówności na powierzchni kołnierzy i w ten sposób dochodzi do zapewnienia szczelności w złączu kołnierzowym. Im większy docisk grafitu do powierzchni kołnierzy tym większy stopień wypełnienia nierówności i tym większa szczelność. Taśma grafitowa przyjmuje kształt profilowanej taśmy metalowej, a to powoduje, że taśma grafitowa nie jest skutecznie dociskana do powierzchni kołnierzy, co zmniejsza szczelność.

Istota uszczelnienia spiralnego, według wynalazku polega na tym, że wykonane jest ze spiralnie zwiniętych co najmniej dwóch taśm metalowych o zadanej grubości i o zadanym profilu oraz co najmniej jednej taśmy materiału uszczelniającego, korzystnie taśmy metalowe mają różną szerokość.

Uszczelnienie, korzystnie, wykonane jest ze spiralnie zwiniętych dwóch taśm metalowych rozdzielonych taśmą materiału uszczelniającego.

Korzystnie, pierwsza taśma metalowa jest grubsza od drugiej taśmy metalowej o 0,05 mm 0,25 mm lub druga taśma metalowa jest grubsza od pierwszej taśmy metalowej o 0,05 mm-0,25 mm.

Korzystnie, pierwsza taśma metalowa jest węższa od drugiej taśmy metalowej o 0,05 mm -0,25 mm lub druga taśma metalowa jest węższa od pierwszej taśmy metalowej o 0,05 mm-0,25 mm.

Korzystnie, ostatnie zwoje wykonane są z połączonych trwale taśm metalowych, najkorzystniej połączonych metodą zgrzewania.

Korzystnie, taśma materiału uszczelniającego do połowy szerokości zwijania wykonana jest z grafitu ekspandowanego, zaś w drugiej części szerokości zwijania wykonana jest z teflonu.

Korzystnie, taśma materiału uszczelniającego wykonana jest z grafitu ekspandowanego, lub z teflonu, lub z wermikulitu, najkorzystniej ekspandowanego, lub z miki, lub z ceramiki.

Uszczelnienie spiralne, według wynalazku, poprzez zastosowanie co najmniej dwóch profilowanych taśm metalowych charakteryzuje się bardzo dobrymi właściwościami sprężystymi, zwłaszcza dużą sprężystością powrotną, dzięki czemu taśma materiału uszczelniającego, dociskana jest do uszczelnianych powierzchni znacznie większą siłą niż ma to miejsce w obecnie produkowanych uszczelkach. Ponadto uszczelka spiralna dostosowuje się do zmiennych warunków roboczych takich, jak ciśnienie, udary termiczne, drgania itp.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój osiowy uszczelnienia spiralnego wykonanego z dwóch taśm metalowych i dwóch taśm materiału uszczelniającego, a fig. 2 - przekrój osiowy uszczelnienia wykonanego z dwóch taśm metalowych i jednej taśmy materiału uszczelniającego.

P r z y k ł a d 1.

Uszczelnienie spiralne wykonane jest ze spiralnie zwiniętych profilowanych dwóch taśm metalowych 1, 2 i dwóch taśm materiału uszczelniającego 3, przy czym pierwsza taśma metalowa 1 jest grubsza od drugiej taśmy metalowej 2 o 0,05 mm i jednocześnie pierwsza taśma metalowa 1 jest węższa od drugiej taśmy metalowej 2 o 0,25 mm. Średnica wewnętrzna uszczelnienia spiralnego wyznaczona jest przez trzy zwoje obu taśm, po czym podczas dalszego zwijania uszczelnienia wprowadzone zostają dwie taśmy materiału uszczelniającego 3 z grafitu rozprężonego o szerokości większej o 0,25 mm od pierwszej taśmy metalowej 1. W końcowej fazie wykonywania uszczelnienia podawanie taśm materiału uszczelniającego 3 zostaje zatrzymane, a końcowe trzy zwoje wykonywane jest z taśm metalowych 1, 2.

P r z y k ł a d 2.

Uszczelnienie spiralne wykonane jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że taśmy metalowe 1 i 2 zwijane są razem, a taśma materiału uszczelniającego 3 wykonana z wermikulitu ekspandowanego o szerokości większej o 0,15 mm od szerokości pierwszej taśmy metalowej 1, oddziela od siebie zwoje utworzone z tych dwóch taśm 1, 2. Ponadto druga taśma metalowa 2 jest grubsza od pierwszej taśmy metalowej 1 o 0,25 mm i jednocześnie pierwsza taśma metalowa 1 jest węższa od drugiej taśmy metalowej 2 o 0,05 mm.

P r z y k ł a d 3.

Uszczelnienie spiralne wykonane jak w przykładzie pierwszym albo drugim z tą różnicą, że średnica wewnętrzna uszczelnienia spiralnego wyznaczona jest przez pięć zwojów wykonanych ze zgrzanych obu taśm metalowych 1, 2 oraz końcowych pięć zwojów wykonywanych jest ze zgrzanych obu taśm metalowych 1, 2, ponadto taśma materiału uszczelniającego 3 wykonana jest z teflonu.

P r z y k ł a d 4.

Uszczelnienie spiralne wykonane jak w przykładzie pierwszym albo drugim albo trzecim z tą różnicą, że taśma materiału uszczelniającego 3 do połowy szerokości zwijania wykonana jest z grafitu ekspandowanego, zaś w drugiej części szerokości zwijania wykonana jest z teflonu.

PL 224 180 B1

Taśmy materiału uszczelniającego 3 mogą być wykonane z grafitu, grafitu ekspandowanego, teflonu, wermikulitu, wermikulitu ekspandowanego, miki lub ceramiki. Taśmy metalowe 1, 2 o zadanym profilu najczęściej stanowią dwie taśmy 1, 2 grubsza i zarazem nieco węższa oraz cieńsza i zarazem nieco szersza lub szersza i zarazem grubsza i węższa i zarazem nieco cieńsza, taśmy metalowe 1, 2 mogą być nawijane w dowolnej kolejności. Zadaniem zwojów taśmy grubszej jest dociskanie taśmy materiału uszczelniającego 3 do powierzchni uszczelnianych kołnierzy. Uszczelnienie spiralne według wynalazku, może być wyposażone w pierścienie metalowe wewnętrzny i/lub zewnętrzny.

Claims (13)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Uszczelnienie spiralne wykonane ze spiralnie zwiniętej profilowanej taśmy metalowej i taśmy materiału uszczelniającego, przy czym co najmniej trzy pierwsze i co najmniej trzy ostanie zwoje są metalowe i połączone trwale, znamienne tym, że wykonane jest ze spiralnie zwiniętych co najmniej dwóch taśm metalowych (1, 2) o zadanej grubości i o zadanym profilu oraz co najmniej jednej taśmy materiału uszczelniającego (3), korzystnie taśmy metalowe (1, 2) mają różną szerokość.
2. 2. Uszczelnienie, według zastrz. 1, znamienne tym, że wykonane jest ze spiralnie zwiniętych dwóch taśm metalowych (1, 2) i rozdzielonych taśmą materiału uszczelniającego (3).
3. 3. Uszczelnienie, według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwsza taśma metalowa (1) jest grubsza od drugiej taśmy metalowej (2) o 0,05 mm-0,25 mm.
4. 4. Uszczelnienie, według zastrz. 1, znamienne tym, że druga taśma metalowa (2) jest grubsza od pierwszej taśmy metalowej (1), o 0,05 mm-0,25 mm.
5. 5. Uszczelnienie, według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwsza taśma metalowa (1) jest węższa od drugiej taśmy metalowej (2), o 0,05 mm-0,25 mm.
6. 6. Uszczelnienie, według zastrz. 1, znamienne tym, że druga taśma metalowa (2) jest węższa od pierwszej taśmy metalowej (1), o 0,05 mm-0,25 mm.
7. 7. Uszczelnienie, według zastrz. 1, znamienne tym, że ostatnie zwoje wykonane są z połączonych trwale taśm metalowych (1, 2), korzystnie połączonych metodą zgrzewania.
8. 8. Uszczelnienie, według zastrz. 1, znamienne tym, że taśma materiału uszczelniającego (3) do połowy szerokości zwijania wykonana jest z grafitu ekspandowanego, zaś w drugiej części szerokości zwijania wykonana jest z teflonu.
9. 9. Uszczelnienie, według zastrz. 1, znamienne tym, że taśma materiału uszczelniającego (3) wykonana jest z grafitu ekspandowanego.
10. 10. Uszczelnienie, według zastrz. 1, znamienne tym, że taśma materiału uszczelniającego (3) wykonana jest z teflonu.
11. 11. Uszczelnienie, według zastrz. 1, znamienne tym, że taśma materiału uszczelniającego (3) wykonana jest z wermikulitu, korzystnie ekspandowanego.
12. 12. Uszczelnienie, według zastrz. 1, znamienne tym, że taśma materiału uszczelniającego (3) wykonana jest z miki.
13. 13. Uszczelnienie, według zastrz. 1, znamienne tym, że taśma materiału uszczelniającego (3) wykonana jest z ceramiki.