RU2179675C1

RU2179675C1 - Sealing between two fixed surfaces

Info

Publication number: RU2179675C1
Application number: RU2000126826A
Authority: RU
Inventors: А.П. Андреев; Б.В. Бурмистров; В.Д. Гуськов; В.Я. Крюков; А.А. Матвеев; К.Б. Ходасевич
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро специального машиностроения"
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2002-02-20

Abstract

FIELD: sealing of containers with radioactive materials. SUBSTANCE: sealing contains gasket provided with internal metal profiled ring. The gasket contains alternating turns of profiled metal band and filler of graphite foil, internal and external windings. The turns of the windings are welded together. The first turn of the internal winding is secured to the arresting ring. The sealing contains second external winding as external arresting ring. The second external winding and the first are the same. The height of the external winding is not higher than a distance between working surfaces. The gasket is made in such way that in initial state the filler projects outward end faces of the bend of the gasket. EFFECT: enhanced reliability of the sealing. 5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения защитных крышек контейнеров для транспортировки и/или длительного хранения радиоактивных материалов. The invention relates to a sealing technique and can be used to seal the protective covers of containers for transportation and / or long-term storage of radioactive materials.

Особенностью работы уплотнения подобных защитных крышек является высокий уровень радиационного и температурного воздействия в течение всего срока эксплуатации контейнера, а также высокие требования по герметичности уплотняемого соединения в нормальных и аварийных условиях эксплуатации. Возможность аварийных ситуаций должна учитываться в соответствии с требованиями, предъявляемыми к контейнерам указанного назначения нормативными документами РФ и рекомендациями МАГАТЭ (Основные правила безопасности и физической защиты при перевозке ядерных материалов. ОПБЗ-83. Москва, 1984 г.; Правила безопасной перевозки радиоактивных веществ. Издание 1985 г., МАГАТЭ, Вена, 1985 г.). К числу факторов, характерных для аварийных ситуаций, относятся высокий уровень деформационно-напряженного состояния конструкции и высокий уровень нагрева при попадании контейнера в зону пожара, что требует от уплотнительного узла повышенных упругих свойств и сохранения работоспособности при высоких температурах и деформации опорных элементов уплотняемого соединения. A feature of the sealing operation of such protective covers is a high level of radiation and temperature exposure during the entire life of the container, as well as high requirements for the tightness of the sealing joint in normal and emergency operating conditions. The possibility of emergency situations should be taken into account in accordance with the requirements for containers of the indicated purpose by the regulatory documents of the Russian Federation and the IAEA recommendations (Basic Safety and Physical Protection Rules for the Transport of Nuclear Materials. OPBZ-83. Moscow, 1984; Rules for the Safe Transport of Radioactive Substances. Edition 1985, IAEA, Vienna, 1985). Among the factors characteristic of emergency situations are the high level of the stress-strain state of the structure and the high level of heating when the container enters the fire zone, which requires increased elastic properties of the sealing unit and maintaining operability at high temperatures and deformation of the supporting elements of the joint being sealed.

Известна система герметизирующих крышек, используемая в контейнерах германской фирмы GNB ("Актуальные вопросы разработки контейнеров для хранения отработавшего ядерного топлива". Брасас С.К. Журнал "Теплоэнергетика", 11, 1996 г., с. 31-39, рис. 12 на с. 39). В известном устройстве для уплотнения защитных крышек используются кольцевые эластомерные прокладки и кольцевые пластически деформируемые металлические прокладки. A well-known system of sealing caps used in containers of the German company GNB ("Actual issues of developing containers for storing spent nuclear fuel." Brasas SK. Journal of Heat Engineering, 11, 1996, pp. 31-39, Fig. 12 on p. 39). In the known device for sealing the protective caps are used ring elastomeric gaskets and ring plastically deformable metal gaskets.

К недостаткам известного уплотнения можно отнести возможность снижения упругих свойств материала кольцевой эластомерной прокладки в течение длительного срока эксплуатации в условиях температурных и радиационных воздействий. Что касается пластически деформируемой металлической прокладки, то она обеспечивает достаточную надежность уплотнения, однако ее использование связано с технологическими трудностями обеспечения поджатия металлического кольца до его необходимого пластического деформирования. The disadvantages of the known seals include the possibility of reducing the elastic properties of the material of the annular elastomeric gasket over a long period of operation in conditions of temperature and radiation exposure. As for the plastically deformable metal strip, it provides sufficient reliability of the seal, however, its use is associated with technological difficulties in ensuring the compression of the metal ring to its necessary plastic deformation.

Известен уплотнительный узел внешней крышки контейнера для транспортировки и хранения радиоактивных материалов по патенту US 4528454, G 21 F 5/00, 1985 г. Известное устройство содержит крышку и корпус, контактирующие с размещенной между ними металлической прокладкой, установленной в проточке торцевой поверхности крышки, и нажимные элементы. Known sealing assembly of the outer lid of the container for transporting and storing radioactive materials according to the patent US 4528454, G 21 F 5/00, 1985. The known device includes a lid and a housing in contact with placed between them a metal gasket installed in the groove of the end surface of the lid, and push elements.

Недостатком известного уплотнительного узла является разгерметизация крышки вследствие необратимых пластических деформаций крышки и нарушения плотности ее прилегания к сопрягаемой поверхности корпуса контейнера при возможном аварийном падении контейнера в процессе транспортировки. A disadvantage of the known sealing unit is the depressurization of the lid due to irreversible plastic deformations of the lid and the violation of its tightness to the mating surface of the container body in case of a possible accidental fall of the container during transportation.

Известен уплотнительный узел преимущественно контейнера для транспортировки и/или хранения ядерного топлива по п. RU 2095667, F 16 J 15/02, 1995 г. Известное устройство содержит корпус с крышкой, металлическую прокладку, нажимные элементы и упругодеформируемый диск, закрепленный на внутренней стороне крышки с возможностью контактирования с металлической прокладкой поверхностью проточки, выполненной на его торцевой поверхности. В корпусе выполнена проточка с поверхностями, ответными поверхностям проточки диска, в которую установлена металлическая прокладка. Величина прогиба края диска выполнена равной расчетному зазору между крышкой и корпусом перед затяжкой нажимных элементов. Устройство обеспечивает повышение надежности уплотнительного узла контейнера путем улучшения герметизации при ударном и термоциклическом воздействии на контейнер. A known sealing assembly of a predominantly container for transporting and / or storing nuclear fuel according to p. RU 2095667, F 16 J 15/02, 1995. The known device comprises a housing with a cover, a metal gasket, pressure elements and an elastic deformable disk mounted on the inside of the cover with the possibility of contacting with a metal gasket by a groove surface made on its end surface. A groove is made in the body with surfaces corresponding to the surfaces of the groove of the disk into which the metal gasket is installed. The magnitude of the deflection of the edge of the disk is equal to the calculated gap between the cover and the housing before tightening the pressure elements. The device provides increased reliability of the sealing assembly of the container by improving sealing during shock and thermocyclic impact on the container.

Однако при использовании подобного уплотнительного узла усложняется конструкция герметизирующей (защитной) крышки контейнера и возникают трудности технологического характера, связанные с обеспечением поджатая уплотняемого соединения. However, when using such a sealing assembly, the design of the sealing (protective) lid of the container is complicated and there are technological difficulties associated with providing a tightened sealing connection.

Также известны уплотнения неподвижных соединений, включающие спирально-навитые прокладки (СНП), представляющие собой спирально-навитую в кольцо комбинированную ленту, состоящую из фасонного металлического каркаса и неметаллического наполнителя (Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник /Л. А. Кондаков, А.И.Голубев, В.В.Гордеев и др.; Под общ. ред. А.И.Голубева, Л. А. Кондакова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1994, с. 128-129). Крайние витки металлической ленты сваривают между собой. Преимущество этих прокладок - большая упругость, позволяющая им работать в условиях динамических нагрузок, высоких температур и тепловых ударов. Их устанавливают в открытых фланцах с помощью металлических ограничительных колец или в закрытых соединениях, например, типа шип-паз. Seals of fixed joints, including spiral-wound gaskets (SNP), are also known as a spiral-wound combined tape consisting of a shaped metal frame and a non-metallic filler (Seals and sealing technique: Reference book / L. A. Kondakov, A.I. .Golubev, V.V. Gordeev, etc.; Under the general editorship of A.I. Golubev, L. A. Kondakova. - 2nd ed., Revised and supplemented. - M.: Mechanical Engineering, 1994, p. . 128-129). The extreme turns of a metal tape are welded together. The advantage of these gaskets is their high elasticity, which allows them to work under dynamic loads, high temperatures and thermal shock. They are installed in open flanges using metal restrictive rings or in closed joints, for example, a spike-groove type.

Известен уплотнительный узел неподвижного соединения по п. RU 1059978, F 16 J 15/12, 1999 г., предназначенный для уплотнения фланцевых соединений разъемных соединений трубопроводов и корпусов высокого давления. Известное устройство содержит уплотнительное средство в виде спирально-навитой прокладки, заключенной между внутренним и внешним ограничительными кольцами. Внешнее ограничительное кольцо выполнено конусообразного сечения с эластичным материалом по торцевым поверхностям. Прокладка установлена в уплотняемое гнездо фланцевого соединения. Функции внутреннего ограничительного кольца выполняют симметрично расположенные цилиндрические элементы фланцев. Стягивание фланцев между собой осуществляется шпильками и гайками, контактирующими с фланцами через опорно-сферические шайбы. Known sealing assembly of a fixed connection according to p. RU 1059978, F 16 J 15/12, 1999, designed to seal flange joints of detachable joints of pipelines and pressure vessels. The known device contains sealing means in the form of a spiral wound gasket enclosed between the inner and outer restriction rings. The outer restrictive ring is made of a cone-shaped section with elastic material along the end surfaces. The gasket is installed in the sealing flange socket. The functions of the inner restrictive ring are performed by symmetrically arranged cylindrical elements of the flanges. The flanges are tightened together with studs and nuts in contact with the flanges through spherical washers.

Однако в известном устройстве работоспособность уплотнения обеспечивается, в частности, поджатием внутренних витков СНП к уплотняемым поверхностям рабочим давлением во внутренней герметизируемой полости, т.е. предполагается, что давление в упомянутой полости существенно выше давления окружающей среды. В контейнерах же рассматриваемого назначения давление во внутренней герметизируемой полости, как правило, ниже давления окружающей среды, что позволяет минимизировать выход радионуклидов через уплотнительный узел. Таким образом, целевые характеристики известного уплотнительного узла не отвечают целевым характеристикам уплотнительного узла герметизирующей крышки контейнера. However, in the known device, the sealing performance is ensured, in particular, by compressing the internal turns of the SIP to the sealing surfaces by the working pressure in the internal sealed cavity, i.e. it is assumed that the pressure in said cavity is significantly higher than the ambient pressure. In containers of the purpose under consideration, the pressure in the internal sealed cavity is usually lower than the ambient pressure, which minimizes the output of radionuclides through the sealing assembly. Thus, the target characteristics of the known sealing assembly do not meet the target characteristics of the sealing assembly of the container sealing cap.

Известна прокладка для фланцевых разъемов, состоящая из спирально-навитых чередующихся основной и дополнительной полос профилированных металлических лент разной ширины и мягкого наполнителя (U1 RU 8516, G 21 С 19/02, 1998 г.). Профилированные металлические ленты попарно сопряжены между собой. В качестве мягкого наполнителя используется паронит, графит или фторопласт. Известное устройство предназначено для герметизации разъемных соединений корпусов и сосудов высокого давления, например, в оборудовании АЭС. A gasket for flange connectors is known, consisting of spiral-wound alternating main and additional strips of profiled metal tapes of different widths and soft filler (U1 RU 8516, G 21 C 19/02, 1998). Profiled metal tapes are paired with each other. As a soft filler, paronite, graphite or fluoroplastic is used. The known device is intended for sealing detachable joints of bodies and pressure vessels, for example, in the equipment of nuclear power plants.

Однако известное устройство имеет ограниченную область применения, т.к. оно не обеспечивает необходимую герметичность при использовании его для конструкций, работающих со средами с высокой проникающей способностью (например, гелий, криптон, водород). Это обусловлено тем, что при работе устройства имеет место контакт профилированной металлической ленты (т.е. металлического каркаса прокладки) с уплотняемыми металлическими поверхностями фланцевого соединения, микронеровности которых не заполняются наполнителем, вследствие чего возможно протекание среды с высокой проникающей способностью по торцу металлического каркаса прокладки, выполненного в виде непрерывной спирали. However, the known device has a limited scope, because it does not provide the necessary tightness when used for structures working with high penetrating media (for example, helium, krypton, hydrogen). This is due to the fact that during operation of the device there is a contact of a profiled metal strip (i.e., the gasket metal frame) with the sealed metal surfaces of the flange connection, the roughnesses of which are not filled with filler, as a result of which a medium with high penetrating ability at the end of the metal gasket frame can flow made in the form of a continuous spiral.

Также известно уплотнение между неподвижными относительно друг друга поверхностями, содержащее спирально-навитую прокладку с внутренним и внешним металлическими профилированными ограничительными кольцами ("Новый нормативный документ на спирально-навитые прокладки". П.А.Культ О.А.Неменкова. Журнал "Химическое и нефтяное машиностроение", 9, 1995 г., с. 14-16, рис. 2д). Спирально-навитая прокладка включает чередующиеся витки профилированной металлической ленты и наполнителя. В качестве последнего используется, например, графитовая фольга "Графлекс". It is also known that there is a seal between surfaces that are relatively stationary relative to each other, containing a spiral-wound gasket with internal and external metal profiled restrictive rings ("A new regulatory document on spiral-wound gaskets". P.A.Kult, O.A.Nemenkova. Journal "Chemical and petroleum engineering ", 9, 1995, pp. 14-16, Fig. 2e). Spiral wound gasket includes alternating turns of profiled metal tape and filler. As the latter, for example, graphite foil "Graflex" is used.

Недостатком известного уплотнения является наличие радиальных зазоров между крайними витками профилированной металлической ленты СНП и соответствующими поверхностями внутреннего и внешнего ограничительных колец. Величина упомянутых зазоров зависит от технологических допусков на изготовление СНП и ограничительных колец. Наличие зазоров обуславливает разброс в величине уровня объемной деформации (объемного сжатия) наполнителя. Следствием снижения величины объемной деформации наполнителя являются снижение герметизирующих свойств СНП и снижение надежности уплотнения. A disadvantage of the known seal is the presence of radial gaps between the extreme turns of the profiled metal strip SNP and the corresponding surfaces of the inner and outer restriction rings. The size of the mentioned gaps depends on the technological tolerances for the manufacture of SNP and restrictive rings. The presence of gaps causes a spread in the level of volumetric deformation (volumetric compression) of the filler. The consequence of a decrease in the volumetric strain of the filler is a decrease in the sealing properties of the SNP and a decrease in the reliability of the seal.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявляемым изобретением является уплотнение между двумя неподвижными относительно друг друга поверхностями, содержащее спирально-навитую прокладку с внутренним металлическим профилированным ограничительным кольцом (Spiral-wound gaskets - panacea or problem? Granek Klaus, Heckenkamp F.W, "CHEMICAL ENGINEERING" (USA), 1981, 88, 6, с. 231-232, 234, 236, 238). Спирально-навитая прокладка включает чередующиеся витки профилированных металлической ленты и наполнителя, а также внутреннюю и внешние обмотки из профилированной металлической ленты, витки которых соединены с помощью сварки. Причем упомянутые профилированные металлические ленты выполнены за одно целое, т.е. металлический каркас СНП представляет обой непрерывную спираль. The closest set of essential features with the claimed invention is a seal between two surfaces fixed relative to each other, containing a spiral-wound gasket with an internal metal profiled restrictive ring (Spiral-wound gaskets - panacea or problem? Granek Klaus, Heckenkamp FW, "CHEMICAL ENGINEERING" (USA), 1981, 88, 6, pp. 231-232, 234, 236, 238). Spiral wound gasket includes alternating turns of profiled metal tape and filler, as well as internal and external windings of profiled metal tape, the turns of which are connected by welding. Moreover, the aforementioned profiled metal tapes are made in one piece, i.e. metal frame SNP is a continuous spiral wallpaper.

Однако известное уплотнение, так же как и вышерассмотренная прокладка для фланцевых разъемов, не обеспечивает необходимую герметичность при использовании его для конструкций, работающих со средами с высокой проникающей способностью. Причина этого в том, что конструкция уплотнения не исключает возможности протекания среды с высокой проникающей способностью по торцу металлического каркаса СНП, выполненного в виде непрерывной спирали. However, the known seal, as well as the gasket for flange connectors discussed above, does not provide the necessary tightness when used for structures working with high penetrating media. The reason for this is that the seal design does not exclude the possibility of the flow of a medium with high penetrating ability along the end of the metal frame of the SNP made in the form of a continuous spiral.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности уплотнения защитной крышки контейнера для транспортировки и/или хранения радиоактивных материалов. The objective of the present invention is to increase the reliability of the sealing of the protective cover of the container for transportation and / or storage of radioactive materials.

Указанная задача решается благодаря тому, что в уплотнении, содержащем спирально-навитую прокладку с внутренним металлическим профилированным ограничительным кольцом, причем спирально-навитая прокладка включает чередующиеся витки профилированных металлической ленты и наполнителя, а также внутреннюю и внешнюю обмотки из профилированной металлической ленты, витки которых соединены с помощью сварки, согласно изобретению первый виток внутренней обмотки спирально-навитой прокладки закреплен на упомянутом ограничительном кольце. При этом уплотнение содержит вторую внешнюю обмотку, служащую в качестве внешнего ограничительного кольца спирально-навитой прокладки и выполненную аналогично первой внешней обмотке из профилированной металлической ленты, сопряженной с профилированной металлической лентой первой внешней обмотки. Высота второй внешней обмотки не превышает расстояния между уплотняемыми поверхностями в рабочем положении последних. Спирально-навитая прокладка выполнена таким образом, что в исходном состоянии спирально-навитой прокладки наполнитель со стороны каждой из ее торцевых поверхностей выступает за пределы профилированной металлической ленты. This problem is solved due to the fact that in a seal containing a spiral-wound gasket with an inner metal profiled restrictive ring, and the spiral-wound gasket includes alternating turns of profiled metal tape and filler, as well as the inner and outer windings of the profiled metal tape, the turns of which are connected by welding, according to the invention, the first turn of the inner winding of the spiral wound gasket is fixed to said restrictive ring. In this case, the seal comprises a second external winding, serving as an external limiting ring of the spiral wound gasket and made similarly to the first external winding from a profiled metal tape, paired with a profiled metal tape of the first external winding. The height of the second outer winding does not exceed the distance between the sealing surfaces in the working position of the latter. The spiral-wound gasket is designed in such a way that in the initial state of the spiral-wound gasket, the filler extends beyond the profiled metal strip from the side of each of its end surfaces.

Вместе с этим внутреннее металлическое профилированное ограничительное кольцо выполнено в форме втулки с буртиком. Along with this, the inner metal shaped restrictive ring is made in the form of a sleeve with a shoulder.

Кроме того, наполнитель спирально-навитой прокладки выполнен из графитовой фольги. In addition, the filler of the spiral wound gasket is made of graphite foil.

Профилированная металлическая лента второй внешней обмотки может быть выполнена за одно целое с профилированной металлической лентой спирально-навитой прокладки. The profiled metal strip of the second outer winding can be made integrally with the profiled metal strip of the spiral wound strip.

В другом варианте выполнения профилированная металлическая лента второй внешней обмотки может быть соединена с помощью сварки с профилированной металлической лентой первой внешней обмотки спирально-навитой прокладки. В сравнении с предыдущим вариантом выполнения этот вариант является более технологичным. In another embodiment, the profiled metal strip of the second outer winding may be welded to the profiled metal strip of the first outer winding of the wound strip. Compared with the previous embodiment, this option is more technologically advanced.

Технический результат использования изобретения состоит в том, что оно обеспечивает возможность создания уплотнения со спирально-навитой прокладкой, обеспечивающего необходимую герметичность конструкций, работающих со средами с высокой проникающей способностью. Вместе с этим изобретение обеспечивает повышение надежности работы уплотнения, в том числе в условиях динамических и температурных воздействий на уплотняемое соединение. The technical result of the use of the invention is that it provides the ability to create a seal with a spiral wound gasket, providing the necessary tightness of structures working with environments with high penetrating ability. Along with this, the invention provides increased reliability of the seal, including under conditions of dynamic and temperature effects on the seal joint.

На фиг.1 показан общий вид контейнера для транспортировки и/или хранения радиоактивных материалов, снабженного предлагаемым уплотнением; на фиг.2 - общий вид уплотнения в исходном состоянии, разрез; на фиг.3 - уплотнение в кольцевой проточке защитной крышки контейнера в закрытом рабочем положении последней, элемент А на фиг.1. Figure 1 shows a General view of the container for transportation and / or storage of radioactive materials, equipped with the proposed seal; figure 2 is a General view of the seal in the initial state, section; figure 3 - seal in the annular groove of the protective cover of the container in the closed working position of the latter, element A in figure 1.

В варианте осуществления изобретения с помощью предлагаемого уплотнения обеспечивается уплотнение герметизирующей (защитной) крышки контейнера 1 для транспортировки и/или хранения радиоактивных материалов. Сверху внутренняя полость 2 контейнера 1 перекрыта двумя защитными крышками 3 и 4, расположенными одна над другой и размещенными на едином основании корпуса 5 контейнера. Крышки образуют с корпусом контейнера два концентричных герметизирующих пояса a и b (уплотнение внешней защитной крышки 3 на чертеже не показано). Внутренняя защитная крышка 4 к корпусу 5 крепится посредством нажимных элементов 6. В варианте исполнения изобретения нажимные элементы выполнены в виде шпилек 7 с гайками 8. In an embodiment of the invention, using the proposed seal, the sealing of the sealing (protective) cover of the container 1 is provided for transporting and / or storage of radioactive materials. On top of the inner cavity 2 of the container 1 is blocked by two protective covers 3 and 4, located one above the other and placed on a single base of the container body 5. The lids form two concentric sealing belts a and b with the container body (the seal of the outer protective cover 3 is not shown in the drawing). The inner protective cover 4 is attached to the housing 5 by means of pressure elements 6. In an embodiment of the invention, pressure elements are made in the form of studs 7 with nuts 8.

Уплотнение внутренней защитной крышки 4 содержит установленные в кольцевой проточке с, выполненной на торцевой поверхности фланца крышки, спирально-навитую прокладку 9 с внутренним металлическим профилированным ограничительным кольцом 10. В кольцевой проточке с уплотнение установлено с помощью закрепленного на нижнем торце защитной крышки 4 кольца 11. При этом внутреннее ограничительное кольцо 10 установлено с возможностью ограниченного перемещения вдоль своей оси, геометрически совмещенной с осью СНП, при деформировании СНП в процессе стягивания уплотняемого соединения. СНП включает чередующиеся витки профилированных металлической ленты 12 и наполнителя 13, а также внутреннюю и внешнюю обмотки 14 и 15 из профилированной металлической ленты, витки которых соответственно соединены с помощью, например, контактной точечной сварки. Первый виток внутренней обмотки 14 закреплен с помощью сварки на внутреннем ограничительном кольце 10. В варианте выполнения изобретения внутреннее ограничительное кольцо 10 выполнено в форме цилиндрической втулки с буртиком. Благодаря креплению уплотнения на защитной крышке и особенности выполнения уплотнения оно при необходимости может быть удалено от контейнера 1 в сборе с защитной крышкой 4, что упрощает обслуживание защитной крышки с уплотнением при эксплуатации (например, при замене уплотнения) и обеспечивает повышение радиационной безопасности при обращении с контейнером для транспортировки и/или хранения радиоактивных материалов, т.к. при обслуживании уплотнения обеспечивается возможность работы персонала в радиационно-безопасной зоне. The seal of the inner protective cover 4 comprises a spiral-wound gasket 9 installed in an annular groove c made on the end surface of the flange of the cover with an internal metal profiled restrictive ring 10. In the annular groove with the seal, the seal 11 is mounted on the lower end of the protective cover 4. In this case, the inner restrictive ring 10 is installed with the possibility of limited movement along its axis, geometrically aligned with the axis of the SPS, during deformation of the SPS in the process tightening the sealing joint. SNP includes alternating turns of profiled metal tape 12 and filler 13, as well as internal and external windings 14 and 15 of profiled metal tape, the turns of which are respectively connected using, for example, contact spot welding. The first turn of the inner winding 14 is fixed by welding to the inner restriction ring 10. In an embodiment of the invention, the internal restriction ring 10 is in the form of a cylindrical sleeve with a shoulder. Due to the mounting of the seal on the protective cover and the peculiarities of performing the seal, if necessary, it can be removed from the container 1 assembly with the protective cover 4, which simplifies the maintenance of the protective cover with the seal during operation (for example, when replacing the seal) and provides increased radiation safety when handling a container for transporting and / or storing radioactive materials, as when servicing the seal, personnel can work in a radiation-safe zone.

Уплотнение содержит вторую внешнюю обмотку 16, служащую в качестве внешнего ограничительного кольца СНП. Вторая внешняя обмотка 16 выполнена из профилированной металлической ленты, витки которой соединены с помощью контактной точечной сварки. Профилированная металлическая лента второй внешней обмотки 16 сопряжена с профилированной металлической лентой первой внешней обмотки 15 СНП. В варианте выполнения профилированная металлическая лента второй внешней обмотки выполнена за одно целое с профилированной металлической лентой СНП. В варианте осуществления изобретения внешняя обмотка 16 выполнена с возможностью взаимодействия с боковой поверхностью d кольцевой проточки с. Высота второй внешней обмотки 16 в исходном состоянии уплотнения не превышает расстояния между уплотняемыми поверхностями e и f фланца внутренней защитной крышки 4 и основания корпуса 5 контейнера 1 в закрытом положении крышки. СНП выполнена таким образом, что в исходном состоянии СНП перед закрыванием контейнера 1 защитной крышкой 4 наполнитель 13 со стороны каждой из торцевых поверхностей СНП выступает за пределы профилированной металлической ленты 12. The seal contains a second external winding 16, serving as an external restrictive ring SNP. The second external winding 16 is made of a profiled metal strip, the turns of which are connected by contact spot welding. Profiled metal tape of the second external winding 16 is associated with a profiled metal tape of the first external winding 15 SNP. In an embodiment, the profiled metal tape of the second outer winding is made in one piece with the profiled metal tape SNP. In an embodiment of the invention, the outer winding 16 is configured to interact with the side surface d of the annular groove c. The height of the second outer winding 16 in the initial state of the seal does not exceed the distance between the sealing surfaces e and f of the flange of the inner protective cover 4 and the base of the housing 5 of the container 1 in the closed position of the cover. SNP is made in such a way that in the initial state of SNP before closing the container 1 with a protective cover 4, the filler 13 on the side of each of the end surfaces of the SNP extends beyond the profiled metal strip 12.

В варианте выполнения изобретения наполнитель 13 выполнен из графитовой фольги, например, "Графлекс"
Устройство работает следующим образом.In an embodiment of the invention, the filler 13 is made of graphite foil, for example, "Graphlex"
The device operates as follows.

Уплотнение предварительно монтируется в кольцевой проточке с, выполненной на торцевой поверхности фланца защитной крышки 4, с помощью закрепляемого на нижнем торце защитной крышки кольца 11. При этом посредством отрезки витков внешней обмотки 16 осуществляют подгонку уплотнения до фактического диаметра кольцевой проточки с. При закрывании защитной крышки 4 осуществляют равномерную затяжку гаек 8 на шпильках 7, установленных в корпусе 5. Затяжка гаек сопровождается деформированием СНП 9. Затяжку гаек осуществляют до контакта друг с другом сопрягаемых поверхностей защитной крышки 4 и основания корпуса 5 контейнера. The seal is pre-mounted in the annular groove c, made on the end surface of the flange of the protective cover 4, using the protective cover of the ring 11 fixed on the lower end face. In this case, the seals are adjusted to the actual diameter of the annular groove c by cutting the turns of the outer winding 16. When closing the protective cover 4, the nuts 8 are evenly tightened on the studs 7 installed in the housing 5. The nuts are tightened by deformation of the SNP 9. The nuts are tightened until the mating surfaces of the protective cover 4 and the base of the container body 5 contact each other.

При затяжке гаек 8 вначале происходит пластическое деформирование участков наполнителя 13 из графитовой фольги, выступающих по высоте СНП за пределы профилированной металлической ленты 12 (т.е. за пределы металлического каркаса СНП). При этом со стороны каждого из торцев СНП образуется сплошная графитовая прослойка, заполняющая как торцевые зазоры металлического каркаса СНП, так и микронеровности уплотняемых поверхностей. Таким образом, по всей площади контакта СНП с уплотняемыми металлическими поверхностями e и f высота графитового наполнителя превышает высоту металлического каркаса СНП. Наличие прослойки из наполнителя исключает непосредственный контакт профилированной металлической ленты 12 (т.е. металлического каркаса СНП) с уплотняемыми металлическими поверхностями e и f защитной крышки 4 и основания корпуса 5 контейнера, благодаря чему исключается возможность протекания среды с высокой проникающей способностью по торцам спирали, образованной профилированной металлической лентой 12 (т.е. по торцам металлического каркаса СНП). When tightening the nuts 8, at first plastic deformation of the filler sections 13 of graphite foil occurs, protruding along the height of the SNP beyond the profiled metal strip 12 (i.e., beyond the metal frame of the SNP). At the same time, a continuous graphite layer is formed on the side of each of the ends of the SNP, filling both the end gaps of the metal frame of the SNP and the microroughness of the surfaces being sealed. Thus, over the entire contact area of the SNP with the sealed metal surfaces e and f, the height of the graphite filler exceeds the height of the metal frame of the SNP. The presence of a layer of filler eliminates direct contact of the profiled metal strip 12 (i.e., the metal frame of the SIC) with the sealed metal surfaces e and f of the protective cover 4 and the base of the container body 5, thereby eliminating the possibility of a medium with high penetration at the ends of the spiral, formed by a profiled metal tape 12 (i.e., at the ends of the metal frame of the SNP).

Учитывая отсутствие зазоров между собственно СНП и внутренним и внешним ограничительными кольцами, дальнейшую затяжку гаек 8 сопровождают нагружением СНП как со стороны защитной крышки 4 и основания корпуса 5, так и со стороны ограничительных колец, препятствующих свободной поперечной деформации СНП. В силу этого сводятся к минимуму вытеснение материала наполнителя в радиальном направлении и увеличение площади контакта СНП с уплотняемыми поверхностями e и f. Given the absence of gaps between the SOR itself and the inner and outer restriction rings, the further tightening of the nuts 8 is accompanied by the loading of the SPS both from the protective cover 4 and the base of the housing 5, and from the side of the restrictive rings that prevent free transverse deformation of the SPS. By virtue of this, the displacement of the filler material in the radial direction and the increase in the contact area of the SNP with the sealing surfaces e and f are minimized.

Таким образом, достигается повышение уровня параметров объемно-деформированного состояния наполнителя, его плотности и соответственно уплотняющей способности спирально-навитой прокладки. Thus, an increase in the level of parameters of the volume-deformed state of the filler, its density and, accordingly, the sealing ability of the spiral-wound gasket is achieved.

Практическое отсутствие радиальных зазоров между СНП и ограничительными кольцами и соответственно отсутствие влияния технологических допусков на величину указанных зазоров обеспечивает возможность снижения величины разброса возможных параметров напряженно деформированного состояния наполнителя в сжатом конечном состоянии СНП (при контакте друг с другом сопрягаемых опорных поверхностей защитной крышки 4 и основания корпуса 5 контейнера). При этом достигается более высокий уровень параметров напряженного состояния CHП и герметичности, что обеспечивает повышение надежности работы уплотнения. The practical absence of radial gaps between the SNP and the restriction rings and, accordingly, the absence of technological tolerances on the value of these gaps, makes it possible to reduce the spread of the possible parameters of the stress-strain state of the filler in the compressed final state of the SNP (when the mating supporting surfaces of the protective cover 4 and the housing base come into contact with each other 5 containers). This achieves a higher level of parameters of the stress state of CHP and tightness, which ensures increased reliability of the seal.

Заданная высота внешней обмотки 16, служащей в качестве внешнего ограничительного кольца СНП, обеспечивает возможность сжатия СНП только до достижения контакта между сопрягаемыми опорными поверхностями защитной крышки 4 и основания корпуса 5 контейнера. Это практически исключает дополнительные деформации СНП и обеспечивает повышение надежности работы уплотнения в условиях динамических и температурных внешних воздействий на уплотняемое соединение в возможных аварийных ситуациях, предусмотренных правилами ОПБЗ-83 и рекомендациями МАГАТЭ. The specified height of the outer winding 16, which serves as the outer restrictive ring of the SNP, provides the ability to compress the SNP only until contact is made between the mating support surfaces of the protective cover 4 and the base of the container body 5. This virtually eliminates additional deformations of the SNP and provides increased reliability of the seal under dynamic and temperature external influences on the joint being sealed in possible emergency situations stipulated by the OPBZ-83 rules and IAEA recommendations.

Таким образом, благодаря особенности выполнения уплотнения изобретение позволяет создать уплотнение со спирально-навитой прокладкой, обеспечивающее необходимую герметичность конструкций, работающих со средами с высокой проникающей способностью. Вместе с этим изобретение обеспечивает повышение надежности работы уплотнения. Кроме того, изобретение обеспечивает возможность крепления уплотнения на одной из сопрягаемых частей уплотняемого разъемного соединения, что при использовании предлагаемого устройства для герметизирующих (защитных) крышек контейнеров для транспортировки и/или хранения радиоактивных материалов упрощает обслуживание защитной крышки с подобным уплотнением и обеспечивает повышение радиационной безопасности при обращении с контейнером. Thus, due to the peculiarities of performing the seal, the invention allows to create a seal with a spiral wound gasket, which provides the necessary tightness of structures working with high penetrating media. Along with this, the invention provides increased reliability of the seal. In addition, the invention provides the ability to mount the seal on one of the mating parts of the sealed detachable connection, which, when using the proposed device for the sealing (protective) caps of containers for transporting and / or storing radioactive materials, simplifies the maintenance of the protective cap with such a seal and provides increased radiation safety at handling container.

Claims

1. The seal between the surfaces fixed relative to each other, containing a spiral-wound gasket with an inner metal profiled restrictive ring, and the spiral-wound gasket includes alternating turns of profiled metal tape and filler, as well as the inner and outer windings of profiled metal tape, the turns of which are connected by welding, characterized in that the first turn of the inner winding of the spiral wound gasket is fixed to said restrictive the ring, wherein the seal comprises a second outer winding, serving as the outer bounding ring of the helically wound strip and made similar to the first outer winding of a profiled metal tape mated to a profiled metal tape of the first outer winding, and the height of the second outer winding does not exceed the distance between the sealed surfaces in the working position of the latter, while the spiral-wound gasket is made in such a way that in the initial state of the spiral-wound gaskets the filler from the side of each of its end surfaces extends beyond the profiled metal strip.

2. The seal according to claim 1, characterized in that the inner metal profiled restrictive ring is made in the form of a sleeve with a shoulder.

3. The seal according to claim 1 or 2, characterized in that the filler of the spiral wound gasket is made of graphite foil.

4. Sealing according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the profiled metal tape of the second outer winding is made in one piece with the profiled metal tape of a spiral wound strip.

5. The seal according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the profiled metal strip of the second outer winding is connected by welding with the profiled metal strip of the first outer winding of the spiral wound gasket.