RU14990U1

RU14990U1 - GALPER SEAL

Info

Publication number: RU14990U1
Application number: RU2000112758/20U
Authority: RU
Inventors: А.П. Андреев; Б.В. Бурмистров; И.А. Гусев; В.В. Ермолаев
Original assignee: Андреев Александр Павлович; Бурмистров Борис Владимирович; Гусев Игорь Александрович; Ермолаев Владимир Викторович
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2000-09-10

Abstract

рефератessay

(54) Сальниковое уплотнение.(54) Gland packing.

(57)Полезная модель относится к энергомашиностроению и может быть использована для арматуры, работающей в условиях высоких давлений и температур теплоносителя тепловых и атомных электростанций, а также для арматуры и других устройств, работающих при высоких параметрах рабочих сред. Сальниковое уплотнение выполнено в виде металлических колец, желобчатого профиля в поперечном сечении, между которыми размещены кольца из эластичного наполнителя. Металлические кольца выполнены из жаростойкой нержавеющей стали толщиной не менее 0,2 мм и имеют в поперечном сечении криволинейный профиль, отношение высоты h которого к ширине S кольца находится в пределах 0,1 - 0,15. Применение заявленного сальникового уплотнения обеспечивает более компактное выполнение узла в целом с соответствующей экономией конструкционных материалов. 2 ил.(57) The utility model relates to power engineering and can be used for fittings operating at high pressures and temperatures of the heat carrier of thermal and nuclear power plants, as well as for fittings and other devices operating at high operating medium parameters. The gland seal is made in the form of metal rings, a groove profile in cross section, between which rings of elastic filler are placed. Metal rings are made of heat-resistant stainless steel with a thickness of at least 0.2 mm and have a curved profile in cross section, the ratio of the height h of which to the width S of the ring is in the range 0.1 - 0.15. The use of the claimed stuffing box seal provides a more compact implementation of the site as a whole with the corresponding savings in structural materials. 2 ill.

МПК7 F 16 J 15/32 IPC 7 F 16 J 15/32

Description

САЛЬНИКОВОЕ УПЛОТНЕНИЕGALPER SEAL

Полезная модель относится к энергомашиностроению и может быть использована для арматуры, работающей в условиях высоких давлений и температур теплоносителя тепловых и атомных электростанций, а также для арматуры и других устройств, работающих при высоких параметрах рабочих сред.The utility model relates to power engineering and can be used for valves operating at high pressures and temperatures of the coolant of thermal and nuclear power plants, as well as valves and other devices operating at high operating medium parameters.

Известно сальниковое уплотнение с мягкой набивкой ( см. книгу А.А. Кондакова Уплотнения гидравлических систем. М. Машиностроение, 1972г.). Это уплотнение представляет собой кольцо прямоугольного сечения из эластичного материала, изготовляемого из пенькового, асбестового или иного щнура или порошкововолокнистой массы, содержащей графит, асбест, слюду, тальк и другие компоненты.Known gland packing with soft packing (see book A. A. Kondakova Seals hydraulic systems. M. Engineering, 1972). This seal is a rectangular ring of elastic material made of hemp, asbestos or other cord or a powder of fiber containing graphite, asbestos, mica, talc and other components.

Недостатком известного уплотнения является невысокая термостойкость, износостойкость и герметичность.The disadvantage of this seal is the low heat resistance, wear resistance and tightness.

Для обеспечения повышенной герметичности узлов уплотнения в практике изготовления арматуры высоких параметров применяют различные меры, которые ведут к удорожанию и повышению сложности конструкции. В арматуре первых контуров атомных электростанций для обеспечения герметичности конструкцию сальникового узла делают двух или трех ступенчатой с промежуточными отводами утечек в сборники дренажа. Для компенсации потерянной при выгорании массы материала уплотнения устанавливают пружины, которые обеспечивают постоянный поджим уплотнения. ВысотаTo ensure increased tightness of the seal assemblies in the practice of manufacturing reinforcing bars of high parameters, various measures are applied that lead to a rise in price and increase in complexity of the design. In the fittings of the first circuits of nuclear power plants to ensure tightness, the construction of the stuffing box is done in two or three stages with intermediate drainage leaks into the drainage collectors. To compensate for the mass of seal material lost during burnout, springs are installed that provide constant compression of the seal. Height

МПК F 16 J 15/32 IPC F 16 J 15/32

сальниковых камер в арматуре высоких параметров делается очень большой из-за необходимости применения больших пакетов сальниковых уплотнений в 2 - 5 раз по высоте превышающих диаметр уплотняемого шпинделя. Однако все эти мероприятия не исключают необходимости подтяжки сальниковых болтов или полной замены сальниковых уплотнений.stuffing box in valves of high parameters is made very large due to the need to use large packages of stuffing box seals in 2 - 5 times the height exceeding the diameter of the spindle to be sealed. However, all these measures do not exclude the necessity of tightening the stuffing box bolts or completely replacing the stuffing box seals.

Наиболее близким к заявленному является сальниковое уплотнение, выполненное в виде металлических колец, желобчатого профиля в поперечном сечении, между которыми размеш;ены кольца из эластичного наполнителя ( см. SU № 1642157 А1, опубл. 15.04.1991).Closest to the claimed is a stuffing box seal made in the form of metal rings, a grooved profile in cross section, between which is spaced; rings of elastic filler are provided (see SU No. 1642157 A1, publ. 15.04.1991).

Недостатком этого уплотнения является его невысокая надежность работы.The disadvantage of this seal is its low reliability.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение надежности работы сальникового уплотнения за счет обеспечения стабильного прижатия при высоких температурах эластичного наполнителя к поверхности, обусловленного выбором оптимальной формы поперечного сечения металлического кольца и её параметров и материалом, из которого изготавливается кольцо.The task the utility model is aimed at is to increase the reliability of the stuffing box packing by providing stable pressing at high temperatures of the elastic filler to the surface, due to the choice of the optimal cross-sectional shape of the metal ring and its parameters and the material from which the ring is made.

Для достижения поставленного технического результата в сальниковом уплотнении, выполненном в виде металлических колец, желобчатого профиля в поперечном сечении, между которыми размещены кольца из эластичного наполнителя, металлические кольца выполнены из жаростойкой нержавеющей стали толщиной не менее 0,2 мм и имеют в поперечном сечении криволинейный профиль, отношение высоты h которого к ширине S кольца находится в пределах 0,1 - 0,15.To achieve the technical result in a stuffing box seal made in the form of metal rings, a groove profile in cross section, between which rings of elastic filler are placed, metal rings are made of heat-resistant stainless steel with a thickness of at least 0.2 mm and have a curved profile in cross section , the ratio of the height h of which to the width S of the ring is in the range of 0.1 - 0.15.

на фиг, 1 представлен разрез сальникового уплотнения,on Fig, 1 presents a section of the stuffing box seal,

на фиг.2 представлен разрез сальникового узла: слева - до затяжки,figure 2 presents a section of the stuffing box: left - to tighten,

справа - после затяжки.on the right - after tightening.

Сальниковое уплотнение состоит из колец 1 из нержавеющей жаростойкой стали, охватывающих эластичный наполнитель 2, в качестве которого может быть использован асбест, графит, их смесь или другой материал.The packing gland consists of rings 1 of stainless heat-resistant steel, covering elastic filler 2, which can be used asbestos, graphite, their mixture or other material.

Установка в сальниковом уплотнении колец 1 из нержавеющей жаропрочной стали криволинейного профиля в поперечном сечении позволяет повысить износостойкость и гидравлическое сопротивление уплотнения.The installation in the stuffing box packing of rings 1 made of stainless heat-resistant steel of a curved profile in the cross section allows to increase the wear resistance and hydraulic resistance of the packing.

Экспериментально доказано, что в случаях, когда соотношение высоты h криволинейного профиля в поперечном сечении к ширине S кольца находится в пределах 0,12-0,15 создаются наиболее оптимальные условия работы сальникового уплотнения. При сжатии кольца с криволинейным желобчатым профилем, оно стремиться принять плоскую форму (фиг.2). При выполнении криволинейного профиля колец с соотношением высоты h профиля к его ширине S более 0,15 возможно появление гофр на поверхности кольца, что не допустимо для уплотнения, кроме того в этом случае потребуется излишнее усилие для деформирования колец, а значит и для получения достаточного уплотнения.It has been experimentally proved that in cases where the ratio of the height h of the curved profile in the cross section to the width S of the ring is in the range 0.12-0.15, the most optimal working conditions of the stuffing box packing are created. When compressing the ring with a curved grooved profile, it tends to take a flat shape (figure 2). When performing a curved profile of the rings with a ratio of the height h of the profile to its width S of more than 0.15, corrugations may appear on the surface of the ring, which is not acceptable for sealing, in addition, in this case, excessive force will be required to deform the rings, and therefore to obtain sufficient sealing .

Выполнение криволинейного профиля колец с отношением высоты h профиля к его ширине S менее 0,1 не приводит к повышению надежности работы сальникового уплотнения по сравнению с прототипом. В этом случае при затяжке сальниковое уплотнение деформируется до прямоугольной формы, но боковые поверхности его не войдут в контакт с поверхностью уплотняемых деталей илиThe implementation of the curved profile of the rings with the ratio of the height h of the profile to its width S less than 0.1 does not lead to an increase in the reliability of the packing in comparison with the prototype. In this case, when tightened, the stuffing box seal is deformed to a rectangular shape, but its side surfaces will not come into contact with the surface of the parts being sealed or

войдя в контакт с поверхностью не будет обеспечено необходимое усилие прижатия для создания плотности.Having come into contact with the surface, the necessary pressing force to create density will not be provided.

Выполнение всех металлических колец толщиной h не менее 0,2 мм позволяет придать им упругие свойства, за счет чего при сжатии сальника кольца выпрямляются, увеличивая при этом наружный диаметр и уменьшая внутренний, что в свою очередь позволяет устранить технологические зазоры между уплотняемыми поверхностями. Как показали практические исследования, меньшая чем 0,2 мм толщина колец значительно снижает их упругость и ухудшает уплотнительные способности сальника. Верхний предел толщины колец ограничивается применяемой величиной напряжения предварительного сжатия сальника.The execution of all metal rings with a thickness h of at least 0.2 mm makes it possible to give them elastic properties, due to which, when the gland is compressed, the rings are straightened, increasing the outer diameter and decreasing the inner diameter, which in turn eliminates technological gaps between the sealing surfaces. As practical studies have shown, less than 0.2 mm thickness of the rings significantly reduces their elasticity and worsens the sealing ability of the stuffing box. The upper limit of the thickness of the rings is limited by the applied value of the pre-compression seal.

Выполнение колец 1 из жаростойкой стали позволяет сохранять упругие свойства колец при высоких температурах, а после снятия давления и температуры за счет сохранения кольцом первоначальных форм упростить разборку и извлечение сальникового уплотнения.The implementation of the rings 1 from heat-resistant steel allows you to maintain the elastic properties of the rings at high temperatures, and after removing the pressure and temperature due to the preservation of the original shape of the ring to simplify disassembly and removal of the packing.

Сальниковое уплотнение работает следующим образом. При его установке и затяжке в сальниковую камеру под усилием нажима кольца 1 уплотняют эластичный материал 2 и сами стремятся принять плоскую форму. При этом между кольцами 1 и эластичным материалом 2 с одной стороны, штоком 3 и камерой 4 с другой стороны создается необходимое для уплотнения контактное давление. Края колец I желобчатого сечения прижимаются эластичным материалом 3 к стенкам камеры 4 и штока 3, что способствует повышению гидравлического сопротивления сальникового уплотнения и противодействует износу и удалению из сальникового узла эластичного материала наполнителя, увеличивая этим надежность и долговечность работы всего сальникового узла.Gland packing works as follows. When it is installed and tightened in the stuffing box, under the pressure of the ring 1, the elastic material 2 is compacted and themselves strive to take a flat shape. In this case, between the rings 1 and the elastic material 2 on the one hand, the rod 3 and the chamber 4 on the other hand, the contact pressure necessary for sealing is created. The edges of the grooved section I rings are pressed by the elastic material 3 to the walls of the chamber 4 and the stem 3, which contributes to an increase in the hydraulic resistance of the stuffing box seal and counteracts wear and removal of the elastic filler material from the stuffing box, increasing the reliability and durability of the entire stuffing box.

при работе узла уплотнения края колец 1 под давлением рабочей среды дополнительно прижимаются к стенкам камеры 4 и штока 3, что также способствует уменьшению утечек через уплотнение.during the operation of the sealing unit, the edges of the rings 1 under the pressure of the working medium are additionally pressed against the walls of the chamber 4 and the rod 3, which also helps to reduce leakage through the seal.

По сравнению с прототипом заявленное устройство сальникового уплотнения позволяет увеличить герметичность уплотнения на 20 30 %.Compared with the prototype of the claimed device gland sealing allows you to increase the tightness of the seal by 20 30%.

При этом качество герметизации в меньшей мере, чем у прототипа, зависит от усилия затяжки. Применение колец 1 и их расположение позволяет увеличить надежность и ресурс узла, что уменьшает периодичность обслуживания сальниковых камер и снижает затраты на ремонт и замену сальниковых уплотнений, уменьшает опасность внезапной разгерметизации сальникового узла. Применение заявленного сальникового уплотнения обеспечивает более компактное выполнение узла в целом с соответствующей экономией конструкционных материалов.Moreover, the quality of the sealing to a lesser extent than that of the prototype depends on the tightening force. The use of rings 1 and their location allows to increase the reliability and service life of the unit, which reduces the frequency of maintenance of stuffing boxes and reduces the cost of repair and replacement of stuffing boxes, reduces the risk of sudden depressurization of the stuffing box. The use of the claimed stuffing box seal provides a more compact implementation of the site as a whole with the corresponding savings in structural materials.

Применение полезной модели позволяет повысить надежность работы сальникового уплотнения за счет обеспечения стабильного прижатия, особенно при высоких температурах, эластичного наполнителя к поверхности.The use of the utility model allows to increase the reliability of the stuffing box packing by ensuring the stable pressing, especially at high temperatures, of the elastic filler to the surface.

Полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость, поскольку её реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций.The utility model meets the condition of patentability “industrial applicability, since its implementation is possible using existing means of production using well-known technological operations.

Claims

The packing is made in the form of metal rings, a groove profile in cross section, between which rings of elastic filler are placed, characterized in that the metal rings are made of heat-resistant stainless steel with a thickness of at least 0.2 mm and have a curved profile in cross section, ratio whose height h to the width S of the ring is in the range of 0.1-0.15.