RU2177092C1 - Method of producing sealing made from extended graphite - Google Patents

Method of producing sealing made from extended graphite Download PDF

Info

Publication number
RU2177092C1
RU2177092C1 RU2000113949A RU2000113949A RU2177092C1 RU 2177092 C1 RU2177092 C1 RU 2177092C1 RU 2000113949 A RU2000113949 A RU 2000113949A RU 2000113949 A RU2000113949 A RU 2000113949A RU 2177092 C1 RU2177092 C1 RU 2177092C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tape
expanded graphite
metal foil
width
manufacturing
Prior art date
Application number
RU2000113949A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.А. Уланов
В.В. Авдеев
Н.И. Серебряников
В.П. Воронин
М.З. Гамидов
В.П. Середкин
В.А. Шкиров
С.А. Бледных
А.В. Новиков
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ГрАВИОНИКС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "ГрАВИОНИКС" filed Critical Закрытое акционерное общество "ГрАВИОНИКС"
Priority to RU2000113949A priority Critical patent/RU2177092C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2177092C1 publication Critical patent/RU2177092C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Sealing Devices (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

FIELD: producing sealings of high pressure, particularly, producing locking rings for rods of stop-control valves. SUBSTANCE: method contains producing hollows in bend by means of bevel wheels. Before producing the hollows the bend made of extended graphite is applied with metal foil of determined width and thickness. The tooth of the wheel has dimension of the height. EFFECT: provided radial deformation of extended graphite in a given direction. 7 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике и преимущественно может быть использовано для изготовления уплотнений высокого давления, в частности для изготовления замыкающих колец для штоков запорно-регулирующей арматуры и поршней клапанов сервоприводов. The invention relates to a sealing technique and can mainly be used for the manufacture of high-pressure seals, in particular for the manufacture of locking rings for valves of shut-off and control valves and pistons of servo valves.

Одной из проблем в данной области техники является создание такого способа изготовления уплотнения из расширенного графита, при котором было бы возможным исключение или сведение к минимуму отходов расширенного графита в процессе изготовления уплотнений. Поэтому очень перспективным является использование в качестве исходного материала ленты из расширенного графита. Однако при применении такой ленты возникает сложная проблема, обусловленная тем, что расширенный графит не является эластичным и не обладает достаточной гибкостью. One of the problems in the art is the creation of such a method of manufacturing a seal from expanded graphite, in which it would be possible to eliminate or minimize waste of expanded graphite in the manufacturing process of seals. Therefore, the use of expanded graphite tape as a starting material is very promising. However, when applying such a tape, a complex problem arises due to the fact that expanded graphite is not elastic and does not have sufficient flexibility.

Известен способ изготовления уплотнения из расширенного графита [1], согласно которому из порошка расширенного графита изготовляют плиту толщиной 1-5 см, затем, пропуская плиту через вальцы с зеркальной поверхностью, получают плоскую ленту, которую разрезают на узкие полосы. Из таких полос можно изготовить только плоскую прокладку с большим внутренним диаметром, формируя в процессе навивки полос многослойный цилиндр, с последующим его прессованием. A known method of manufacturing a seal from expanded graphite [1], according to which a powder 1-5 cm thick is made from expanded graphite powder, then, passing the plate through rollers with a mirror surface, a flat ribbon is obtained, which is cut into narrow strips. Of these strips, only a flat gasket with a large inner diameter can be made, forming a multilayer cylinder during winding of the strips, followed by pressing it.

Известен другой способ изготовления уплотнения из расширенного графита (2), согласно которому из порошка расширенного графита с помощью прессующего устройства изготовляют листы плотностью 0,1 г/см3. При этом поверхность прессующего устройства покрывают грубой тканью, чтобы получить на поверхности графитового листа углубления, соответствующие текстуре ткани. На эту поверхность наносят фенолоальдегидный полимер, опрыскивают его изопропиловым спиртом, осуществляют вулканизацию полимера, прокатку графитового листа, его науглероживание в атмосфере азота и вновь прокатку. Полученный лист разрезают на ленты в виде тесьмы, из которых изготавливают уплотнительные кольца для уплотнения штоков запорно-регулирующей арматуры.There is another method of manufacturing a seal from expanded graphite (2), according to which sheets of a density of 0.1 g / cm 3 are made from expanded graphite powder using a pressing device. In this case, the surface of the pressing device is covered with a coarse cloth to obtain depressions corresponding to the texture of the fabric on the surface of the graphite sheet. A phenol-aldehyde polymer is applied to this surface, it is sprayed with isopropyl alcohol, the polymer is vulcanized, the graphite sheet is rolled, it is carbonized in a nitrogen atmosphere, and then rolled again. The resulting sheet is cut into ribbons in the form of braids, from which sealing rings are made to seal the rods of shut-off and control valves.

Такая уплотнительная лента обладает более высокой гибкостью, что позволяет изготовить из нее уплотнительные кольца, имеющие малый внутренний диаметр. Но из такой лента нельзя изготовить замыкающие уплотнительные кольца для уплотнения штоков запорно-регулирующей арматуры и поршней сервомеханизмов. Such a sealing tape has a higher flexibility, which makes it possible to produce from it sealing rings having a small inner diameter. But it is impossible to make closing sealing rings from such a tape for sealing rods of shut-off and control valves and pistons of servomechanisms.

Известен способ изготовления ленты из расширенного графита [3], согласно которому прокатывают графитовую фольгу, разрезают ее на ленты и формируют на ленте поперечные гофры, пропуская ленту между двумя движущимися и контактирующими с вершинами зубьев зубчатых валков лентами. На полученной таким способом ленте имеются выполненные с определенным шагом углубления полукруглого сечения, направленные перпендикулярно кромке ленты, в силу чего лента приобретает гибкость в направлении ее ширины, а поэтому может быть изогнута на "ребро" с образованием плоской кольцевой прокладки. A known method of manufacturing a ribbon from expanded graphite [3], according to which graphite foil is rolled, cut into ribbons and transverse corrugations are formed on the ribbon, passing the ribbon between the two moving and contacting with the tops of the teeth of the gear rolls ribbons. The tape obtained in this way has semicircular grooves made with a certain step and directed perpendicularly to the edge of the tape, due to which the tape acquires flexibility in the direction of its width, and therefore can be bent to the "rib" with the formation of a flat ring gasket.

Таким способом может быть использована плоская прокладка диаметром от 600 мм и выше для фланцевых соединений, имеющих кольцевую канавку. In this way, a flat gasket with a diameter of 600 mm and above can be used for flange joints having an annular groove.

Известен также способ изготовления уплотнения с использованием расширенного графита (4). На тонкой металлической ленте толщиной от 0,1 до 1 мм, покрытой с обеих сторон графитом, штампуют с определенным шагом по длине ленты углубления полукруглого сечения, направленные перпендикулярно кромке ленты. Благодаря этим углублениям, придающим кромке упругость в продольном направлении, из ленты может быть образована кольцевая уплотнительная прокладка, укладываемая и затягиваемая между круглыми фланцами. There is also a known method of manufacturing seals using expanded graphite (4). On a thin metal tape with a thickness of 0.1 to 1 mm, coated on both sides with graphite, stamped with a certain step along the length of the tape recesses of a semicircular section, directed perpendicular to the edge of the tape. Thanks to these recesses, which give the edge elasticity in the longitudinal direction, an annular sealing gasket can be formed from the tape and placed and tightened between the round flanges.

При таком способе изготовления уплотнительной прокладки всегда имеет место вытяжка. Такая вытяжка не опасна для основы, но она может вызвать разрушение графита в местах вытяжки основы. With this method of manufacturing a gasket, there is always a hood. Such an extract is not dangerous for the substrate, but it can cause the destruction of graphite in the places of drawing the substrate.

Наиболее близким по своей технической сущности по отношению к заявляемому изобретению является способ изготовления уплотнения из расширенного графита, заключающийся в формировании на ленте расширенного графита чередующихся профильных углублений, уменьшающихся от одной кромки ленты к другой, путем пропускания ленты между двумя прямозубыми коническими колесами, в навивке пространственной спирали до необходимого числа витков и в последующей штамповке спирали (5). The closest in technical essence with respect to the claimed invention is a method of manufacturing expanded graphite seals, which consists in forming on the expanded graphite tape alternating profile recesses, decreasing from one edge of the tape to another, by passing the tape between two spur tapered wheels in a spatial winding spiral to the required number of turns and in the subsequent stamping of the spiral (5).

В известном способе формирование углублений происходит за счет изгиба ленты расширенного графита между зубьями обкатывающихся друг по другу прямозубых конических колес. Чтобы в процессе формирования углублений не произошло заклинивание или повреждение ленты (по причине увеличивающейся высоты зубьев от внутреннего дополнительного конуса к наружному), одно из зубчатых колес необходимо развернуть относительно вершины дополнительных конусов, увеличив межосевой угол зубчатых колес. В этом случае изменяется характер сопряжения зубьев в зацеплении. Со стороны внутреннего дополнительного конуса это смещение практически не отразится на характере сопряжения зубьев, со стороны же наружного дополнительного конуса характер сопряжения изменится существенно. Внутренняя кромка ленты практически изгибается в замкнутом пространстве, образованном сопряженными поверхностями зубьев со стороны внутренних дополнительных конусов колес. Со стороны же наружных дополнительных конусов, поскольку зубья колес частично выведены из зацепления, между сопряженными поверхностями зубьев образуется зазор, в силу которого изгиб ленты происходит не в замкнутом пространстве. Поэтому в процессе формирования углублений также будет иметь место вытяжка, хотя она присутствует в меньшей степени по сравнению со способом (4). Форма кромок ленты на выходе из прямозубых конических колес существенно отличается. Если на внутренней кромке ленты формируются симметричные волнообразные перегибы, то на наружной кромке ленты - асимметричные перегибы, что сказывается на гибкости ленты в направлении ее ширины. Пространственная спираль имеет значительный внутренний диаметр, что не позволит известным способом изготовить замыкающие кольца для уплотнения штока запорно-регулирующей арматуры и поршня сервомеханизма. Кроме того, при приложении к уплотнительному кольцу, изготовленному известным способом, осевой нагрузки радиальная деформация будет наблюдаться по всему периметру кольца. In the known method, the formation of the recesses occurs due to the bending of the expanded graphite tape between the teeth of the spur bevel wheels rolling on each other. To prevent jamming or damage to the tape during the formation of the recesses (due to the increasing height of the teeth from the inner additional cone to the outer), one of the gears must be deployed relative to the top of the additional cones, increasing the center distance of the gears. In this case, the nature of the pairing of teeth in the mesh changes. From the side of the internal additional cone, this displacement will practically not affect the nature of the pairing of teeth, from the side of the external additional cone, the nature of the pairing will change significantly. The inner edge of the tape is practically bent in an enclosed space formed by the mating surfaces of the teeth from the side of the internal additional wheel cones. From the side of the external additional cones, since the teeth of the wheels are partially disengaged, a gap is formed between the mating surfaces of the teeth, due to which the tape bends not in an enclosed space. Therefore, in the process of forming the recesses, an hood will also take place, although it is present to a lesser extent compared to the method (4). The shape of the edges of the tape at the exit of the spur bevel wheels is significantly different. If symmetrical wave-like kinks are formed on the inner edge of the tape, then asymmetrical kinks are formed on the outer edge of the tape, which affects the flexibility of the tape in the direction of its width. The spatial spiral has a significant internal diameter, which will not allow the known method to produce locking rings for sealing the stem of the shut-off and control valves and the piston of the servomechanism. In addition, when applied to a sealing ring made in a known manner, axial load radial deformation will be observed around the entire perimeter of the ring.

В основу настоящего изобретения была поставлена задача разработать способ изготовления замыкающих колец для уплотнения штока запорно-регулирующей арматуры и поршня сервопривода. The basis of the present invention was tasked to develop a method for the manufacture of locking rings for sealing the rod of shut-off and control valves and the servo piston.

Технический результат при использовании заявляемого изобретения заключается в обеспечении радиальной деформации расширенного графита только в требуемом направлении. The technical result when using the claimed invention is to ensure radial deformation of expanded graphite only in the desired direction.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления уплотнения из расширенного графита, заключающемся в формировании на ленте расширенного графита чередующихся профильных углублений, уменьшающихся от одной кромки ленты к другой, путем пропускания ленты между двумя прямозубыми коническими колесами, в навивке пространственной спирали до необходимого числа витков и в последующей штамповке спирали, согласно изобретению перед формированием углублений на ленту расширенного графита накладывают металлическую фольгу, толщина и ширина которой меньше толщины и ширины ленты расширенного графита, и осуществляют скрепление ленты и фольги между собой, а формирование чередующихся профильных углублений осуществляют в конических колесах, у которых высота зубьев понижается от внутреннего дополнительного конуса к наружному и составляет от 2 до 4 модулей со стороны внутреннего дополнительного конуса и от 0,5 до 1 модуля со стороны наружного дополнительного конуса. The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing a seal made of expanded graphite, which consists in forming alternating profile recesses on the expanded graphite tape, decreasing from one edge of the tape to another, by passing the tape between two spur tapered wheels, in winding a spatial spiral to the required number of turns and in the subsequent stamping of the spiral, according to the invention, before forming the recesses, a metal foil of thicknesses is applied to the expanded graphite tape and the width of which is less than the thickness and width of the expanded graphite tape, and the tape and foil are fastened together, and the formation of alternating profile depressions is carried out in bevel wheels, in which the tooth height decreases from the inner additional cone to the outer one and ranges from 2 to 4 modules from the side internal additional cone and from 0.5 to 1 module from the side of the external additional cone.

Предпочтительно, чтобы ширина металлической фольги составляла от 30 до 50% ширины ленты расширенного графита. Preferably, the width of the metal foil is from 30 to 50% of the width of the expanded graphite tape.

Металлическая фольга может быть расположена либо со стороны внутреннего радиуса спирали, либо со стороны наружного радиуса спирали. The metal foil can be located either on the side of the inner radius of the spiral, or on the side of the outer radius of the spiral.

В некоторых случаях целесообразно навить две пространственные спирали, наложить одну спираль на другую так, чтобы после совместного прессования спиралей на внешних торцах уплотнения была расположена металлическая фольга. In some cases, it is advisable to wind two spatial spirals, lay one spiral on the other so that, after joint pressing of the spirals, a metal foil is located on the outer ends of the seal.

Желательно соединение ленты расширенного графита с металлической фольгой осуществить путем создания заусенцев на металлической фольге и их внедрения в ленту расширенного графита. It is desirable to connect the expanded graphite tape with a metal foil by creating burrs on the metal foil and incorporating them into the expanded graphite tape.

Металлическая фольга может быть выполнена либо из нержавеющей стали, либо из никеля и его сплавов, либо из мягкой бронзы, либо из латуни. The metal foil can be made either of stainless steel, or of nickel and its alloys, or of soft bronze, or of brass.

Желательно ширину ленты расширенного графита иметь меньше ширины венца прямозубых конических колес. It is desirable that the width of the expanded graphite tape be less than the width of the crown of spur bevel wheels.

Отличительная особенность заявляемого способа изготовления уплотнения из расширенного графита заключается в том, что в отличие от прототипа формирование углублений осуществляют в прямозубых конических колесах, у которых высота зубьев понижается от внутреннего дополнительного конуса к наружному (в стандартных конических колесах высота зуба повышается от внутреннего дополнительного конуса к наружному), что позволяет формировать углубления на ленте в замкнутом пространстве по всей ширине венца конических колес, получить по кромкам ленты симметричные относительно друг друга волнообразные перегибы с плавно изменяющейся амплитудой в направлении ширины ленты от одной кромки к другой и превратить плоскую ленту в пространственную спираль с малым внутренним диаметром. А благодаря наложению на ленту расширенного графита металлической фольги с возможностью ее размещения либо со стороны внутренней кромки ленты, либо со стороны наружной кромки позволяет обеспечить радиальную деформацию уплотнительного кольца при приложении к нему осевой нагрузки только в требуемом направлении. Металлическая фольга работает на растяжение, она исключает удлинение расширенного графита в радиальном направлении и предохраняет его от разрушения. Так как толщина металлической фольги значительно меньше толщины ленты расширенного графита, упругие свойства уплотнения определяются свойствами ленты расширенного графита. В результате этого достигается тот технический эффект, на достижение которого направлено патентуемое изобретение, при одновременном уменьшении внутреннего диаметра замыкающего кольца. A distinctive feature of the proposed method for manufacturing expanded graphite seals is that, in contrast to the prototype, the formation of recesses is carried out in spur bevel wheels, in which the tooth height decreases from the inner additional cone to the outer one (in standard conical wheels, the tooth height rises from the inner additional cone to external), which allows you to form recesses on the tape in a confined space along the entire width of the crown of conical wheels, get along the edges of They are symmetrical with respect to each other, wave-like bends with a smoothly varying amplitude in the direction of the width of the tape from one edge to another and turn a flat tape into a spatial spiral with a small inner diameter. And due to the imposition of expanded graphite on the tape of metal foil with the possibility of its placement either from the side of the inner edge of the tape or from the side of the outer edge, it allows radial deformation of the sealing ring when axial load is applied to it only in the required direction. Metal foil works in tension, it eliminates the elongation of expanded graphite in the radial direction and protects it from destruction. Since the thickness of the metal foil is much less than the thickness of the expanded graphite tape, the elastic properties of the seal are determined by the properties of the expanded graphite tape. As a result of this, the technical effect is achieved, to which the patented invention is directed, while reducing the inner diameter of the locking ring.

Эти и другие особенности и преимущества патентуемого изобретения будут выявлены ниже при рассмотрении конкретного примера его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображены:
фиг. 1 - принципиальная схема армирования ленты расширенного графита;
фиг. 2 - разрез по А-А (фиг. 1);
фиг. 3 - принципиальная схема формирования на ленте профильных углублений;
фиг. 4 - принципиальная схема сборки и прессования спирали;
фиг. 5 - узел уплотнения штока;
фиг. 6 - узел уплотнения поршня сервопривода;
фиг. 7 - узел уплотнения гладкого фланцевого разъема;
фиг. 8 - место Б (фиг. 5);
фиг. 9 - место В (фиг. 6)
Устройство для изготовления уплотнения из расширенного графита состоит из средства для армирования ленты расширенного графита, средства формирования на ленте чередующихся профильных углублений и навивки пространственной спирали и средства для сборки и прессования спирали. Средство для армирования ленты расширенного графита содержит (фиг. 1) катушку 1 с исходной лентой 2 расширенного графита, катушку 3 с металлической фольгой 4, валки 5 и 6 принудительной размотки ленты расширенного графита и металлической фольги с соответствующих катушек, приспособление 7 для соединения металлической фольги и ленты расширенного графита, включающее ряд стержней 8 с вершинами 9 в форме пирамид (фиг. 2), приспособления 10 выставления ленты расширенного графита относительно венца прямозубых конических колес 12 и 13 и приспособление 11 выставления металлической фольги относительно кромок ленты расширенного графита.
These and other features and advantages of the patented invention will be revealed below when considering a specific example of its implementation with reference to the accompanying drawings, which depict:
FIG. 1 is a schematic diagram of reinforcing expanded graphite tape;
FIG. 2 is a section along aa (Fig. 1);
FIG. 3 is a schematic diagram of the formation of profile recesses on the tape;
FIG. 4 is a schematic diagram of the assembly and pressing of a spiral;
FIG. 5 - node seal rod;
FIG. 6 - node seal piston servo;
FIG. 7 - sealing unit smooth flange connector;
FIG. 8 - place B (Fig. 5);
FIG. 9 - place B (Fig. 6)
A device for the manufacture of expanded graphite seals consists of means for reinforcing an expanded graphite tape, means for forming alternating profile recesses and winding a spatial spiral on the tape, and means for assembling and pressing the spiral. The means for reinforcing the expanded graphite tape contains (Fig. 1) a coil 1 with the original expanded graphite tape 2, a coil 3 with metal foil 4, rolls 5 and 6 of forced unwinding of the expanded graphite tape and metal foil from the respective coils, a fixture 7 for connecting the metal foil and expanded graphite tape, including a number of rods 8 with vertices 9 in the shape of pyramids (Fig. 2), devices 10 for extending expanded graphite tape relative to the crown of spur bevel wheels 12 and 13 and device 11 ystavleniya metal foil with respect to the edges of the expanded graphite tape.

Средство для формирования на ленте чередующихся профильных углублений (фиг. 3) условно показано в виде прямозубых конических колес 12 и 13. Глубина зацепления зубьев прямозубых конических колес 12 и 13 со стороны внутреннего дополнительного конуса больше глубины зацепления этих же зубьев со стороны наружного дополнительного конуса. Это достигается за счет особой конструкции конических колес. У обоих конических колес высота зубьев плавно уменьшается по ширине зубчатого венца от внутреннего дополнительного конуса к наружному дополнительному конусу, а поверхность зуба как бы образована семейством симметричных относительно друг друга волнообразных кривых с плавно изменяющимися амплитудами вдоль венца конических колес. Такая поверхность не имеет растяжений и разрывов. Поэтому при пропускании ленты между перекатывающимися друг по другу прямозубыми коническими колесами лента изгибается в замкнутом пространстве и приобретает волнообразную поверхность без растяжения и разрывов с плавно изменяющейся амплитудой в направлении ширины ленты от одной кромки к другой. Высота зубьев составляет от 2 до 4 модулей со стороны внутреннего дополнительного конуса и от 0,5 до 1 модуля со стороны наружного дополнительного конуса. Указанный диапазон высот обусловлен тем, что при большей высоте зубьев наблюдается разрушение расширенного графита при изгибе ленты, а при меньшей высоте диаметр пространственной спирали превышает необходимые размеры уплотнения. Выставляя ленту из расширенного графита относительно венца конических колес, осуществляют настройку на получение пространствеенной спирали заданного точного размера. Means for forming alternating profile depressions on the tape (Fig. 3) are conventionally shown in the form of spur bevel wheels 12 and 13. The depth of engagement of the teeth of spur bevel wheels 12 and 13 from the side of the inner additional cone is greater than the depth of engagement of the same teeth from the side of the outer additional cone. This is achieved due to the special design of the bevel wheels. In both bevel wheels, the height of the teeth gradually decreases along the width of the gear from the inner additional cone to the outer additional cone, and the tooth surface is as if formed by a family of wave-like curves symmetrical with respect to each other with smoothly varying amplitudes along the crown of the bevel wheels. Such a surface has no tensile or tearing. Therefore, when passing the tape between the spur gears rolling over each other, the tape bends in a confined space and acquires a wavy surface without stretching and tearing with a smoothly varying amplitude in the direction of the width of the tape from one edge to another. The height of the teeth is from 2 to 4 modules from the side of the internal additional cone and from 0.5 to 1 module from the side of the external additional cone. The specified range of heights is due to the fact that with a greater height of the teeth, expanded graphite is destroyed during bending of the tape, and at a lower height, the diameter of the spatial spiral exceeds the required seal dimensions. Exposing a ribbon of expanded graphite relative to the rim of the bevel wheels, they are tuned to obtain a spatial spiral of a given exact size.

Средство для сборки и прессования спирали (фиг. 4) содержит основание 14 с закрепленным на нем цилиндрическим стержнем 15. На стержень устанавливают сменные центрирующие диски 16 под соответствующую спираль. На верхний центрирующий диск устанавливают пуансон 17 механизма прессования. The means for assembling and pressing the spiral (Fig. 4) contains a base 14 with a cylindrical rod 15 fixed on it. On the rod, replaceable centering disks 16 are mounted under the corresponding spiral. A punch 17 of the pressing mechanism is mounted on the upper centering disk.

Узел уплотнения штока 18 (фиг. 5) запорно-регулирующей арматуры состоит из опорного 19 и нажимного 20 элементов, расположенных в расточке 21 корпуса 22 арматуры. Опорный и нажимной элементы контактируют с соответствующими замыкающими кольцами 23. Между замыкающими кольцами 23 размещен комплект уплотнительных колец 24 из расширенного графита, герметично охватывающих уплотняемые поверхности штока 18 и расточки 21 корпуса 22 арматуры. Уплотнительные кольца 24 могут быть изготовлены путем спиральной навивки ленты из чистого расширенного графита, либо из дробленой графитовой фольги с последующим холодным прессованием их в пресс-форме. The seal assembly of the rod 18 (Fig. 5) of shut-off and control valves consists of a support 19 and pressure 20 elements located in the bore 21 of the valve body 22. The support and pressure elements are in contact with the corresponding locking rings 23. Between the locking rings 23 is a set of o-rings 24 made of expanded graphite, hermetically covering the sealing surfaces of the stem 18 and the bores 21 of the valve body 22. O-rings 24 can be made by spiral winding the tape from pure expanded graphite, or from crushed graphite foil, followed by cold pressing them in a mold.

Узел уплотнения поршня сервопривода (фиг. 6) содержит комплект уплотнительных колец 25 из расширенного графита, размещенных на поршне 26 между замыкающими кольцами 27. Уплотнительные кольца 25 герметично контактируют с расточкой корпуса 28 и конструктивно аналогичны кольцам 24. The sealing unit of the servo piston (FIG. 6) contains a set of expanded graphite rings 25 made of expanded graphite placed on the piston 26 between the locking rings 27. The sealing rings 25 are tightly in contact with the bore of the housing 28 and are structurally similar to the rings 24.

Узел уплотнения гладкого фланцевого разъема (фиг. 7) содержит кольцевое уплотнение 29, расположенное между гладкими фланцами 30. The seal assembly of the smooth flange connector (Fig. 7) contains an annular seal 29 located between the smooth flanges 30.

Замыкающее кольцо 23 (фиг. 8) узла уплотнения штока запорно-регулирующей арматуры в поперечном разрезе представляет собой чередующиеся слои расширенного графита 31 и металлической фольги 32, при этом металлическая фольга расположена в зоне внутреннего диаметра замыкающего кольца. Замыкающее кольцо 27 (фиг. 9) узла уплотнения поршня сервопривода в поперечном разрезе также представляет собой чередующиеся слои расширенного графита 33 и металлической фольги 34, при этом металлическая фольга расположена в зоне наружного диаметра замыкающего кольца. В кольцевом уплотнении 29 узла уплотнения гладкого фланцевого соединения металлическая фольга также расположена в зоне наружного диаметра кольца и отличается от кольца 27 только своим большим размером. Замыкающие кольца штока и поршня контактируют с опорным и нажимным элементами своими торцевыми поверхностями, на которых расположена металлическая фольга. The closing ring 23 (Fig. 8) of the stem seal assembly of the shut-off and control valves in cross section is alternating layers of expanded graphite 31 and metal foil 32, while the metal foil is located in the inner diameter of the locking ring. The closing ring 27 (Fig. 9) of the servo piston seal assembly in cross section is also alternating layers of expanded graphite 33 and metal foil 34, while the metal foil is located in the outer diameter zone of the closing ring. In the annular seal 29 of the smooth flange joint seal assembly, the metal foil is also located in the area of the outer diameter of the ring and differs from the ring 27 only in its large size. The locking rings of the rod and piston are in contact with the support and pressure elements with their end surfaces on which the metal foil is located.

Изготовление уплотнения из расширенного графита осуществляют в следующей последовательности. Ленту 2 расширенного графита из графитового материала ″ГраФлекс″® толщиной 0,1-1 мм и исходной плотностью 0,3-1,1 г/см3 частично сматывают с катушки 1, заправляют в средство 5 ее принудительной размотки и выставляют вращением винта приспособления 10 вдоль венца прямозубых конических колес 12 и 13. Затем с катушки 3 частично сматывают металлическую фольгу 4, заправляют в средства 6 принудительной размотки и с помощью приспособления 11 выравнивают кромку металлической фольги с кромкой ленты расширенного графита. Поскольку ширина фольги меньше ширины ленты расширенного графита, то в зависимости от расположения металлической фольги по отношению к внутренней или наружной кромкам ленты расширенного графита изготавливают замыкающие кольца либо для узла уплотнения штока 18, либо для узла уплотнения поршня расточки корпуса 28 клапана сервопривода. После выравнивания ленту расширенного графита и металлическую фольгу подают к приспособлению 7 их совместного скрепления. Стержни 8 опускают вниз, их вершины, разрезая фольгу, образуют заусенцы, которые внедряются в расширенный графит и таким образом осуществляют скрепление между собой ленты расширенного графита и металлической фольги. В результате этой операции получают армированную ленту расширенного графита. Металлическая фольга может быть выполнена либо из нержавеющей стали, либо из никеля и его сплавов, либо из мягкой бронзы, либо из латуни. Выбор материала фольги определяется рабочей средой и ее параметрами.The manufacture of seals from expanded graphite is carried out in the following sequence. The expanded graphite tape 2 made of graphite material ″ GraFlex ″ ® with a thickness of 0.1-1 mm and an initial density of 0.3-1.1 g / cm 3 is partially wound from the coil 1, tucked into the means 5 of its forced unwinding and set the rotation of the screw of the device 10 along the crown of spur bevel wheels 12 and 13. Then, metal foil 4 is partially wound from reel 3, tucked into forced unwinding means 6, and using tool 11 align the edge of the metal foil with the edge of the expanded graphite tape. Since the width of the foil is less than the width of the expanded graphite tape, depending on the location of the metal foil with respect to the inner or outer edges of the expanded graphite tape, closing rings are made for either the stem seal assembly 18 or the piston seal assembly of the bore of the servo valve housing 28. After alignment, the expanded graphite tape and metal foil are fed to the device 7 for their joint fastening. The rods 8 are lowered down, their vertices, cutting the foil, form burrs that are embedded in expanded graphite and thus fasten the expanded graphite tape and metal foil together. As a result of this operation, a reinforced expanded graphite tape is obtained. The metal foil can be made either of stainless steel, or of nickel and its alloys, or of soft bronze, or of brass. The choice of foil material is determined by the working environment and its parameters.

Армированную ленту заправляют в прямозубые конические колеса 12 и 13, включают приводы вращения (не показаны) средств 5 и 6 принудительной размотки ленты и фольги и формируют на армированной ленте расширенного графита чередующиеся профильные углубления. Профиль конических колес исключает повреждение армированной ленты расширенного графита в процессе ее прокатки (деформация ленты происходит в замкнутом пространстве). Величина этих углублений определяется местом расположения армированной ленты на венце прямозубых конических колес. Если лента расположена со стороны внутреннего дополнительного конуса конических колес, на ленте формируют углубления максимальной величины, если лента расположена со стороны наружного дополнительного конуса конических колес, на ленте формируют углубления минимальной величины. Величина этих углублений плавно уменьшается от внутренней кромки ленты к наружной. В силу этого кромка ленты со стороны наибольшей величины углублений укорачивается в большей степени, чем противоположная кромка. Непрерывность ленты сохраняется только потому, что кромки ленты приобретают форму дуги, а сами углубления обретают радиальное направление. На выходе из конических колес армированная лента закручивается в пространственную спираль, диаметр которой определяется местом расположения армированной ленты на венце конических колес. The reinforced tape is tucked into spur bevel wheels 12 and 13, includes rotation drives (not shown) of the means 5 and 6 for forced unwinding of the tape and foil and form alternating profile recesses on the reinforced expanded graphite tape. The profile of the bevel wheels eliminates damage to the reinforced expanded graphite tape during its rolling (deformation of the tape occurs in an enclosed space). The magnitude of these recesses is determined by the location of the reinforced tape on the crown of spur bevel wheels. If the tape is located on the side of the inner additional cone of the bevel wheels, the recesses of the maximum size are formed on the tape, if the tape is located on the side of the outer additional cone of the bevel wheels, the recesses of the minimum size are formed on the tape. The size of these recesses gradually decreases from the inner edge of the tape to the outer. Due to this, the edge of the tape from the side of the largest magnitude of the recesses is shortened to a greater extent than the opposite edge. The continuity of the tape is maintained only because the edges of the tape take the form of an arc, and the recesses themselves acquire a radial direction. At the exit of the conical wheels, the reinforced tape is twisted into a spatial spiral, the diameter of which is determined by the location of the reinforced tape on the crown of the conical wheels.

Навив необходимое количество витков, спираль отрезают и устанавливают на центрирующий диск 16 средства для сборки и прессования спирали. На стержень 15 устанавливают второй центрирующий диск 16, осуществляя таким образом центровку спирали. После этого опускают пуансон и осуществляют прессование спирали, в результате чего получают соответственно замыкающие кольца 23 или 27. Having wound the required number of turns, the spiral is cut off and installed on the centering disk 16 means for assembling and pressing the spiral. A second centering disk 16 is mounted on the rod 15, thereby aligning the spiral. After that, the punch is lowered and the spiral is pressed, as a result of which, respectively, locking rings 23 or 27 are obtained.

Принцип работы замыкающего кольца 23 узла уплотнения штока 18 заключается в следующем. В процессе герметизации сальника нажимной элемент 20 через верхнее замыкающее кольцо 23 воздействует на комплект уплотнительных колец 24 и прижимает их через нижнее замыкающее кольцо 23 к опорному элементу 19. Уплотнительные кольца 24 при этом герметично охватывают уплотняемые поверхности штока 18 и расточки 21 корпуса 22 арматуры. Замыкающие кольца обеспечивают, с одной стороны, более равномерную передачу давления от нажимного элемента 20 на комплект уплотнительных колец 24, а с другой стороны, в силу своей радиальной жесткости (обусловлено наличием фольги в их конструкции) обеспечивают опережающий контакт с уплотняемыми поверхностями штока и расточки корпуса уплотнительных колец 24. В то же время контакта элементов замыкающего кольца с поверхностью штока не будет, слои 32 металлической фольги и слои 31 расширенного графита не будут касаться поверхности штока. По наружному диаметру замыкающие кольца 23, в силу отсутствия в этой зоне фольги, войдут в плотный контакт с расточкой 21 корпуса 22 арматуры, что обеспечит усиленный отвод тепла. The principle of operation of the locking ring 23 of the stem seal assembly 18 is as follows. In the process of sealing the gland, the pressure element 20 through the upper locking ring 23 acts on the set of sealing rings 24 and presses them through the lower locking ring 23 to the supporting element 19. The sealing rings 24 thus tightly enclose the sealing surfaces of the stem 18 and the bores 21 of the valve body 22. The locking rings provide, on the one hand, a more uniform pressure transmission from the pressure element 20 to the set of o-rings 24, and on the other hand, due to their radial stiffness (due to the presence of foil in their design), they provide advanced contact with the sealing surfaces of the stem and the bore of the housing O-rings 24. At the same time, there will be no contact between the elements of the locking ring and the surface of the stem, the layers 32 of metal foil and the layers 31 of expanded graphite will not touch the surface of the stem. By the outer diameter, the closing rings 23, due to the absence of foil in this zone, will come into close contact with the bore 21 of the valve body 22, which will provide enhanced heat dissipation.

Принцип работы замыкающего кольца 27 аналогичен работе замыкающего кольца 23. Замыкающее кольцо 27 своим наружным диаметром (там находятся слои металлической фольги) не входит в контакт с расточкой корпуса 28 клапана сервопривода. Внутренний диаметр этого кольца плотно охватывает поверхность поршня, что обеспечивает усиленной отвод тепла. The principle of operation of the locking ring 27 is similar to the operation of the locking ring 23. The locking ring 27 with its outer diameter (there are layers of metal foil) does not come into contact with the bore of the housing 28 of the servo valve. The inner diameter of this ring tightly covers the piston surface, which provides enhanced heat dissipation.

Применение кольцевой прокладки 29, армированной по наружному диаметру, позволяет использовать это уплотнительное кольцо в гладких фланцевых соединениях и не требует применения опорного кольца. The use of an annular gasket 29, reinforced by the outer diameter, allows the use of this sealing ring in smooth flange joints and does not require the use of a support ring.

При давлении свыше 100 кг/см2 уплотнительные кольца для штоков должны быть обязательно армированы по внутреннему диаметру. По характеру работы уплотнительного узла может возникнуть ситуация, когда необходимо иметь слои металлической фольги по обоим торцам уплотнительного кольца. В этом случае при изготовлении уплотнительного кольца навивают две спирали и устанавливают их на стержень 15 таким образом, чтобы на торцевых поверхностях были расположены слои металлической фольги, а затем осуществляют их совместную штамповку.At pressures above 100 kg / cm 2, the o-rings for the rods must be reinforced with an inner diameter. By the nature of the operation of the sealing assembly, a situation may arise when it is necessary to have layers of metal foil at both ends of the sealing ring. In this case, in the manufacture of the sealing ring, two spirals are wound and mounted on the rod 15 so that layers of metal foil are located on the end surfaces, and then they are stamped together.

Необходимо отметить, что данный способ позволяет осуществить изготовление уплотнительных колец не только из армированной ленты расширенного графита. Пропуская ленту из одного расширенного графита через прямозубые конические колеса 12 и 13, у которых высота зуба уменьшается от внутреннего дополнительного конуса к наружному дополнительному конусу, можно изготовить точного размера уплотнительные кольца для валов насосов или для фланцевых соединений с канавками под уплотнительную прокладку или для фланцевых соединений с опорными кольцами. It should be noted that this method allows the manufacture of o-rings not only from reinforced expanded graphite tape. By passing the tape from one expanded graphite through the spur bevels 12 and 13, in which the tooth height decreases from the inner additional cone to the external additional cone, it is possible to produce exact-sized O-rings for pump shafts or for flange connections with grooves for a gasket or for flange connections with support rings.

Источники информации
1. А.С. СССР N 1525384, кл. F 16 J 15/12.
Sources of information
1. A.S. USSR N 1525384, cl. F 16 J 15/12.

2. Патент US N 5228701, кл. F 16 J 15/30. 2. Patent US N 5228701, cl. F 16 J 15/30.

3. Патент РФ N 2126107, кл. F 16 J 15/30. 3. RF patent N 2126107, cl. F 16 J 15/30.

4. Выл. заявка DE N 4105367, кл. F 16 J 15/12. 4. Out. application DE N 4105367, cl. F 16 J 15/12.

5. Выл. заявка DE N 3831050, кл. F 16 J 15/30. 5. Out. application DE N 3831050, CL F 16 J 15/30.

Claims (7)

1. Способ изготовления уплотнения из расширенного графита, заключающийся в формировании на ленте расширенного графита чередующихся профильных углублений, уменьшающихся от одной кромки ленты к другой, путем пропускания ленты между двумя прямозубыми коническими колесами, в навивке пространственной спирали до необходимого числа витков и в последующем прессовании спирали, отличающийся тем, что перед формированием углублений на ленту расширенного графита накладывают металлическую фольгу, толщина и ширина которой соответственно меньше толщины и ширины ленты расширенного графита, и осуществляют скрепление ленты и фольги между собой, формирование чередующихся профильных углублений осуществляют в конических колесах, у которых высота зуба понижается от внутреннего дополнительного конуса к наружному и составляет от 2 до 4 модулей со стороны внутреннего дополнительного конуса и от 0,5 до 1 модуля со стороны наружного дополнительного конуса. 1. A method of manufacturing a seal from expanded graphite, which consists in forming alternating profile recesses on the expanded graphite tape, decreasing from one edge of the tape to another, by passing the tape between two spur tapered wheels, winding the spatial spiral to the required number of turns and then pressing the spiral , characterized in that before forming the recesses on the expanded graphite tape impose a metal foil, the thickness and width of which, respectively, is less than t the width and width of the expanded graphite tape, and the tape and foil are fastened together, the formation of alternating profile depressions is carried out in bevel wheels, in which the tooth height decreases from the inner additional cone to the outer one and ranges from 2 to 4 modules from the side of the inner additional cone and from 0.5 to 1 module from the side of the outer additional cone. 2. Способ изготовления уплотнения по п.1, отличающийся тем, что ширина металлической фольги составляет от 30 до 50% ширины ленты расширенного графита. 2. A method of manufacturing a seal according to claim 1, characterized in that the width of the metal foil is from 30 to 50% of the width of the expanded graphite tape. 3. Способ изготовления уплотнения по п.2, отличающийся тем, что металлическая фольга расположена либо со стороны внутреннего радиуса спирали, либо со стороны наружного радиуса спирали. 3. A method of manufacturing a seal according to claim 2, characterized in that the metal foil is located either on the side of the inner radius of the spiral, or on the side of the outer radius of the spiral. 4. Способ изготовления уплотнения по п.1, отличающийся тем, что навивают две спирали, накладывают одну спираль на другую так, что после совместного прессования спиралей на внешних торцах уплотнения расположена металлическая фольга. 4. A method of manufacturing a seal according to claim 1, characterized in that two spirals are wound, one spiral is laid on the other so that after co-pressing the spirals, a metal foil is located on the outer ends of the seal. 5. Способ изготовления уплотнения по п.1, отличающийся тем, что соединение ленты расширенного графита с металлической фольгой осуществляют путем создания заусенцев на металлической фольге и их внедрения в ленту расширенного графита. 5. A method of manufacturing a seal according to claim 1, characterized in that the connection of the expanded graphite tape with a metal foil is carried out by creating burrs on the metal foil and their introduction into the expanded graphite tape. 6. Способ изготовления уплотнения по п.1, отличающийся тем, что металлическая фольга может быть выполнена либо из нержавеющей стали, либо из никеля и его сплавов, либо из мягкой бронзы, либо из латуни. 6. A method of manufacturing a seal according to claim 1, characterized in that the metal foil can be made of either stainless steel or nickel and its alloys, or of soft bronze, or of brass. 7. Способ изготовления уплотнения по п.1, отличающийся тем, что ширина ленты расширенного графита меньше ширины венца прямозубых конических колес. 7. A method of manufacturing a seal according to claim 1, characterized in that the width of the expanded graphite tape is less than the width of the crown of spur bevel wheels.
RU2000113949A 2000-06-05 2000-06-05 Method of producing sealing made from extended graphite RU2177092C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000113949A RU2177092C1 (en) 2000-06-05 2000-06-05 Method of producing sealing made from extended graphite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000113949A RU2177092C1 (en) 2000-06-05 2000-06-05 Method of producing sealing made from extended graphite

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2177092C1 true RU2177092C1 (en) 2001-12-20

Family

ID=20235629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000113949A RU2177092C1 (en) 2000-06-05 2000-06-05 Method of producing sealing made from extended graphite

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2177092C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202008005761U1 (en) 2008-04-25 2008-12-04 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "Ilma" Gasket made of expanded graphite (graphite tape) and flat gasket liner
US7604049B2 (en) 2005-12-16 2009-10-20 Schlumberger Technology Corporation Polymeric composites, oilfield elements comprising same, and methods of using same in oilfield applications

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7604049B2 (en) 2005-12-16 2009-10-20 Schlumberger Technology Corporation Polymeric composites, oilfield elements comprising same, and methods of using same in oilfield applications
DE202008005761U1 (en) 2008-04-25 2008-12-04 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "Ilma" Gasket made of expanded graphite (graphite tape) and flat gasket liner

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6769696B2 (en) At least substantially metallic cylinder head gasket
EP0823566B1 (en) Belleville spring and method of making same
JP4344800B2 (en) Cylinder head gasket
RU2177092C1 (en) Method of producing sealing made from extended graphite
EP0203921B1 (en) Hose clamp
JPH03249482A (en) Packing and manufacture thereof
US4127277A (en) Spiral wound gasket assembly and method
JP4423265B2 (en) Spiral wound gasket
US20100194058A1 (en) Hybrid seals
JP5894768B2 (en) Gland packing manufacturing method, gland packing and packing set
RU2309313C1 (en) Method for manufacturing of flat sealing layer from expanded graphite and flat sealing layer
RU2138715C1 (en) Sealing unit for locking-regulating fitting stem
JP3349128B2 (en) Reinforcing ring for spiral gasket and method for manufacturing the same
US11692654B2 (en) Corrugated band clamp
US9845876B2 (en) Gasket and method of producing gasket
US5052697A (en) Sealing member for ferrofluid seal and method of producing the same
JP2926156B2 (en) Expanded graphite ring-shaped sealing material and method of manufacturing the same
RU2125674C1 (en) Method of manufacture of flat sealing gasket from expanded graphite
JP7034034B2 (en) Swirl gasket
RU2191939C1 (en) Flanged connector
JP2926157B2 (en) Expanded graphite ring-shaped sealing material and method of manufacturing the same
JPH01210607A (en) Open ring wave washer
US20220268360A1 (en) Metal Bellows for Downhole Use
RU2262021C2 (en) Sealing tape and method of manufacture of such tape
RU2224937C1 (en) Sealing tape

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20110906