RU2218495C1 - Metal sealing ring - Google Patents

Metal sealing ring Download PDF

Info

Publication number
RU2218495C1
RU2218495C1 RU2002111577/06A RU2002111577A RU2218495C1 RU 2218495 C1 RU2218495 C1 RU 2218495C1 RU 2002111577/06 A RU2002111577/06 A RU 2002111577/06A RU 2002111577 A RU2002111577 A RU 2002111577A RU 2218495 C1 RU2218495 C1 RU 2218495C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
sealing
ring
metal
contact
Prior art date
Application number
RU2002111577/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002111577A (en
Inventor
А.П. Епишов
И.П. Клепцов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ИЛЬМА"
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 "ИЛЬМА" filed Critical Закрытое акционерное общество "ИЛЬМА"
Priority to RU2002111577/06A priority Critical patent/RU2218495C1/en
Publication of RU2002111577A publication Critical patent/RU2002111577A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2218495C1 publication Critical patent/RU2218495C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention relates to sealing facilities. Proposed sealing ring is made of tube coiled into ring whose end are hermetically welded to each other. Core enclosed in tube is made up of separate blocks of pressed powder of expanded graphite foil rolled to density of 0.6-1.2 g per cu.cm. Core blocks are interference fitted in tube. Surfaces of ring in contact with surfaces to be sealed can be coated with polytetrafluoroethylene or metal whose yield point is lower than yield point of tube material. Ring grooves with sharp points are made on surfaces of tube in contact with sealing surfaces. Grooves are overlapped over sharp points by sealing material, yield point lower than yield point of tube material. EFFECT: increased elasticity of sealing ring. 7 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области уплотнительной техники и предназначено для уплотнения разъемных соединений сосудов высокого давления. The invention relates to the field of sealing technology and is intended for sealing detachable joints of pressure vessels.

Одной из проблем в данной области является создание надежной конструкции уплотнения. Сложность проблемы обусловлена тем, что в разъемных соединениях этого типа параметры уплотняемой рабочей среды оказывают разуплотняющее действие на соединение. Под действием внутреннего давления крышка сосуда высокого давления отжимается от прокладки. Поэтому усилие затяжки, испытываемое прокладкой, с увеличением внутреннего давления уменьшается. При некоторой величине возросшего давления это усилие может оказаться недостаточным, и тогда герметичность соединения нарушается. При работе в условиях переменных режимов (запуск, остановка, сброс и увеличение давления, изменение температуры рабочей среды) возможны различные температуры в деталях разъемного соединения, и, следовательно, различные температурные расширения, что, в свою очередь, может привести к недопустимому снижению или увеличению усилия затяжки разъемного соединения и, как следствие, к потере его герметичности. При тепловом удлинении шпилек разъемного соединения, превышающем тепловое расширение фланца крышки по высоте, усилие, сжимающее прокладку, уменьшается. С некоторого значения температуры усилие может оказаться настолько малым, что герметичность разъемного соединения будет нарушена. В противоположном случае, когда тепловое расширение фланца крышки по высоте опережает тепловое расширение шпилек, усилие, сжимающее прокладку, увеличится и может достичь такой величины, при которой напряжение в шпильках превзойдет предел текучести материала, из которого они изготовлены. Тогда произойдет пластическая деформация (вытяжка) шпилек и длина их увеличится. При охлаждении разъемного соединения, находящегося под давлением, его крышка давлением рабочей среды будет отжата от прокладки на величину, равную полученной шпильками пластической деформации. В результате этот разъем во время расхолаживания потеряет герметичность. One of the problems in this area is the creation of a reliable seal design. The complexity of the problem is due to the fact that in detachable connections of this type, the parameters of the sealed working medium have a decompressive effect on the connection. Under the influence of internal pressure, the lid of the pressure vessel is squeezed from the gasket. Therefore, the tightening force experienced by the gasket decreases with increasing internal pressure. With a certain amount of increased pressure, this force may be insufficient, and then the tightness of the connection is broken. When working in conditions of variable modes (starting, stopping, dumping and increasing pressure, changing the temperature of the working medium), various temperatures are possible in the details of the detachable connection, and, consequently, various temperature expansions, which, in turn, can lead to an unacceptable decrease or increase the tightening force of the detachable connection and, as a consequence, the loss of its tightness. When the thermal elongation of the split studs exceeds the thermal expansion of the cover flange in height, the force compressing the gasket decreases. From a certain temperature value, the force may turn out to be so small that the tightness of the plug-in connection will be impaired. In the opposite case, when the thermal expansion of the cover flange is higher in height than the thermal expansion of the studs, the force compressing the gasket will increase and can reach such a value that the stress in the studs exceeds the yield strength of the material from which they are made. Then there will be plastic deformation (drawing) of the studs and their length will increase. When cooling a detachable joint under pressure, its cover will be pressed out of the gasket by the pressure of the working medium by an amount equal to that obtained by the plastic deformation studs. As a result, this connector will lose tightness during cooling.

Таким образом, потеря герметичности обусловлена снижением контактного давления в месте контакта прокладки с уплотняемыми поверхностями. Для обеспечения герметичности необходимо регламентировать усилие, действующее на прокладку при наличии внутреннего давления. При этом при любых условиях эксплуатации нельзя допускать уменьшение контактного давления ниже значения, при котором наступит разгерметизация соединения. При этом усилие затяжки шпилек должно быть такой величины, чтобы упругая деформация прокладки, во всяком случае, была бы не меньше деформации шпилек фланцевого соединения. Чрезмерное усилие затяжки также чревато неприятностями, так как может привести к разрушению прокладки. Возникшее начальное разрушение прокладки быстро разрастается при эксплуатации под действием колебаний давления и температуры уплотняемой рабочей среды. Thus, the loss of tightness is due to a decrease in contact pressure at the point of contact of the gasket with the sealing surfaces. To ensure tightness, it is necessary to regulate the force acting on the gasket in the presence of internal pressure. At the same time, under any operating conditions, it is impossible to allow a decrease in contact pressure below the value at which the joint will be depressurized. In this case, the tightening torque of the studs should be such that the elastic deformation of the gasket, in any case, would be no less than the deformation of the studs of the flange connection. Excessive tightening force is also fraught with trouble, as it can lead to destruction of the gasket. The resulting initial destruction of the gasket rapidly grows during operation under the influence of pressure and temperature fluctuations of the medium being sealed.

Известна конструкция уплотнения фланцевого разъема, формируемая в режиме затяжки фланцевого соединения из гофрированной ленты расширенного графита [1], уложенной в несколько слоев на уплотняемую поверхность. Такая прокладка работает в интервале температур (-200)-(+560)oС, обладает радиационной стойкостью, упругость достигает 10% от высоты и не претерпевает изменений во времени. И с этой точки зрения такая прокладка казалось бы идеально подходит для уплотнения сосудов высокого давления, работающих в условиях переменных режимов. Однако при уплотнении гладких фланцевых соединений (открытых фланцев) имеет место воздействие давления среды на внутреннюю поверхность прокладки. С увеличением количества слоев (высоты прокладки) увеличивается общая величина упругой деформации прокладки, что желательно, но одновременно увеличивается боковое усилие, воздействующее на слои прокладки. Модуль продольной упругости графита примерно в 30 раз превосходит модуль сдвига (модуль поперечной упругости) [2], а поэтому при определенной величине усилия затяжки, наложенного на воздействие давления среды на внутреннюю поверхность прокладки, наблюдается скольжение слоев ленты и разрушение уплотнительной прокладки.A known design of the seal of the flange connector, formed in the tightening mode of the flange connection of corrugated tape expanded graphite [1], laid in several layers on the sealing surface. Such a gasket works in the temperature range (-200) - (+ 560) o С, has radiation resistance, elasticity reaches 10% of height and does not undergo changes in time. And from this point of view, such a gasket would seem to be ideally suited for sealing pressure vessels operating in variable conditions. However, when sealing smooth flange joints (open flanges), there is a pressure of the medium on the inner surface of the gasket. With an increase in the number of layers (gasket height), the total value of the elastic deformation of the gasket increases, which is desirable, but at the same time, the lateral force acting on the gasket layers increases. The longitudinal elasticity modulus of graphite is approximately 30 times greater than the shear modulus (transverse elasticity modulus) [2], and therefore, with a certain amount of tightening force imposed on the pressure of the medium on the inner surface of the gasket, slip of the tape layers and destruction of the gasket are observed.

Известна уплотнительная прокладка [3], состоящая из базового элемента в виде расширенного графита и углеродных волокон, плотно взаимосвязанных друг с другом и, по крайней мере, частично охваченных слоем спрессованного расширенного графита. Такая прокладка по сравнению с прокладкой [1] обладает меньшей упругостью, что обусловлено наличием в ее составе углеродных волокон. Кроме того, такая прокладка обладает малой прочностью, а поэтому она не может быть применена для уплотнения фланцевых разъемов больших габаритов. A known gasket [3], consisting of a base element in the form of expanded graphite and carbon fibers, tightly interconnected with each other and at least partially covered by a layer of compressed expanded graphite. Such a gasket in comparison with the gasket [1] has less elasticity, which is due to the presence of carbon fibers in its composition. In addition, such a gasket has low strength, and therefore it cannot be used to seal large flange connectors.

Известна конструкция уплотнительной прокладки [4] для уплотнения плоских фланцевых разъемов. Уплотнительная прокладка содержит кольцевой сердечник из расширенного графита, расположенный между внутренним и наружным металлическими кольцами, которые могут упруго деформироваться в перпендикулярном направлении относительно уплотняемых поверхностей. Расширенный графит согласно изобретению прессуют в форме кольца. Для каждого размера кольцевого сердечника требуются свои металлические кольца, что ограничивает область применения прокладки такого типа. A known design of the gasket [4] for sealing flat flange connectors. The sealing gasket contains an expanded graphite core made between the inner and outer metal rings, which can elastically deform in the perpendicular direction with respect to the surfaces being sealed. Expanded graphite according to the invention is pressed in the form of a ring. Each ring core size requires its own metal rings, which limits the scope of this type of gasket.

Была предложена конструкция уплотнительного узла [5], содержащего наружное и внутреннее ограничительные кольца и расположенный между ними уплотнительный элемент из расширенного графита с двумя параллельными уплотнительными поверхностями, по крайней мере, одна заключена в кольцевые каркасные элементы. Уплотнительный элемент изготовлен путем навивки гофрированной ленты расширенного графита в многослойное кольцо. Этой прокладке присущи те же недостатки, что и прокладке [1, 4]. A design of the sealing assembly [5] was proposed, comprising outer and inner restriction rings and a sealing element made of expanded graphite with two parallel sealing surfaces located between them, at least one is enclosed in annular frame elements. The sealing element is made by winding expanded graphite corrugated tape into a multilayer ring. This gasket has the same disadvantages as the gasket [1, 4].

Известна конструкция уплотнительного узла фланцевого соединения [6], содержащего уплотнительную прокладку, выполненную в виде оболочки из наружного и внутреннего телескопических металлических колец, и размещенного между ними наполнителя из пористого графита. Конструкция уплотнительного узла предназначена для трубопроводных соединений и делает проблематичной ее применение для уплотнения сосудов высокого давления, имеющего значительные габариты. A known design of the sealing unit of the flange connection [6], containing a sealing gasket made in the form of a shell of the outer and inner telescopic metal rings, and placed between them a filler of porous graphite. The design of the sealing unit is designed for piping connections and makes it difficult to use it for sealing high-pressure vessels with significant dimensions.

Известна уплотнительная прокладка [7], содержащая пленочную трубчатую оболочку из аустенитной нержавеющей стали, заполненную упругой набивкой из расширенного графита. Два края оболочки герметично сварены между собой. Приложенное к прокладке усилие затяжки в силу эластичности наружной оболочки полностью воспринимается упругой набивкой. Механизм герметизации такой уплотнительной прокладки практически ничем не отличается от механизма герметизации сальниковых набивок. Ее деформация в основном происходит за счет наличия воздушных пор в упругой набивке. В силу этого модуль объемного сжатия такой прокладки мал и она не способна компенсировать расслабление стыка и поэтому не может быть применена для уплотнения сосудов высокого давления. Known gasket [7], containing a film tubular shell made of austenitic stainless steel, filled with an elastic packing of expanded graphite. Two edges of the shell are hermetically welded together. The tightening force applied to the gasket due to the elasticity of the outer shell is fully perceived by the elastic packing. The sealing mechanism of such a gasket is practically no different from the sealing mechanism of stuffing box packing. Its deformation mainly occurs due to the presence of air pores in the elastic packing. Due to this, the bulk modulus of such a gasket is small and it is not able to compensate for the relaxation of the joint and therefore cannot be used to seal high pressure vessels.

Наиболее близким по своей технической сущности по отношению к заявляемому изобретению является металлическое уплотнительное кольцо [8], содержащее металлическую трубу, свернутую в кольцо, и заключенный в металлическую трубу сердечник из композиционного материала. Согласно изобретению вставляемый в трубу сердечник образуют путем придания полосе композиционного материала цилиндрической формы (спирали) и соединения концов этой полосы друг с другом. Плотность сформированного таким образом сердечника ниже плотности исходного материала за счет образования воздушных пустот в спирали. При приложении усилия затяжки к такому уплотнительному кольцу в начальный момент происходит только одна деформация металлической трубы. По мере достижения трубой определенной величины поверхности контактирования с уплотняемыми поверхностями (определенной величины относительного объемного сжатия) начинается упругая деформация сердечника. Таким образом, деформация прокладки оказывается разделенной на две стадии: первоначальная деформация одной металлической трубы и только после достижения этой деформации определенной величины, когда внутренняя поверхность металлической трубы войдет в плотный контакт с сердечником, наступает совместная деформация металлической трубы и сердечника. Следствием этого является пониженная упругость уплотнительного кольца. The closest in its technical essence with respect to the claimed invention is a metal sealing ring [8] containing a metal pipe rolled into a ring and a core made of a composite material enclosed in a metal pipe. According to the invention, the core inserted into the pipe is formed by giving the strip of composite material a cylindrical shape (spiral) and connecting the ends of this strip to each other. The density of the core thus formed is lower than the density of the starting material due to the formation of air voids in the spiral. When a tightening force is applied to such a sealing ring, only one deformation of the metal pipe occurs at the initial moment. As the pipe reaches a certain value of the contact surface with the surfaces being sealed (a certain value of relative volume compression), elastic deformation of the core begins. Thus, the deformation of the gasket is divided into two stages: the initial deformation of one metal pipe and only after reaching this deformation of a certain value, when the inner surface of the metal pipe comes into tight contact with the core, joint deformation of the metal pipe and the core occurs. The consequence of this is reduced elasticity of the o-ring.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в повышении упругости уплотнительного кольца. The technical result achieved by the claimed invention is to increase the elasticity of the sealing ring.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать конструкцию уплотнительного кольца фланцевого разъема для уплотнения разъемных (фланцевых) соединений сосудов высокого давления. The basis of the present invention was the task of developing the design of the sealing ring of the flange connector for sealing detachable (flange) joints of pressure vessels.

Эта задача решается тем, что в металлическом уплотнительном кольце, содержащем металлическую трубу, свернутую в кольцо, и заключенный в трубу сердечник, согласно изобретению сердечник выполнен из отдельных блоков, спрессованного порошка из фольги расширенного графита, прокатанной до плотности 0,6-1,2 г/см3, при этом блоки установлены в трубе с натягом.This problem is solved in that in a metal sealing ring containing a metal pipe rolled into a ring and a core enclosed in a pipe, according to the invention, the core is made of separate blocks, pressed powder from expanded graphite foil, rolled to a density of 0.6-1.2 g / cm 3 , while the blocks are installed in the pipe with an interference fit.

Целесообразно блоки сердечника выполнить в виде таблеток и/или цилиндрических стержней. It is advisable to perform core blocks in the form of tablets and / or cylindrical rods.

Труба металлического уплотнительного кольца может быть изготовлена из аустенитной нержавеющей стали, инконеля, алюминия, титана и тантала. The metal O-ring pipe can be made of austenitic stainless steel, Inconel, aluminum, titanium and tantalum.

Целесообразно поверхности трубы, контактирующие с уплотняемыми поверхностями, покрыть тетрафторэтиленом. It is advisable to cover the pipe surfaces in contact with the sealing surfaces with tetrafluoroethylene.

Поверхности трубы, контактирующие с уплотняемыми поверхностями, могут быть покрыты металлом, предел текучести которого ниже предела текучести материала трубы. The pipe surfaces in contact with the sealing surfaces may be coated with a metal whose yield strength is lower than the yield strength of the pipe material.

На поверхностях трубы, контактирующих с уплотняемыми поверхностями, могут быть выполнены кольцевые канавки с острыми вершинами, при этом вершины кольцевых канавок расположены либо на дуге поперечного сечения трубы, либо на ее хорде. On the surfaces of the pipe in contact with the sealing surfaces, annular grooves with sharp vertices can be made, while the vertices of the annular grooves are located either on the arc of the cross section of the pipe or on its chord.

Желательно острые вершины канавок перекрыть уплотнительным материалом, предел текучести которого ниже предела текучести материала трубы. It is desirable to block the sharp points of the grooves with a sealing material, the yield strength of which is lower than the yield strength of the pipe material.

Сердечник выполнен из блоков спрессованного порошка из фольги расширенного графита с неупорядочным расположением частиц в блоке. В силу этого существующие между атомами углерода в графите прочные ковалентные связи и слабые ван-дерваальсовые силы, не имеют своего строго ориентированного положения. Поэтому блоки представляют собой гомогенную систему с изотропией механических свойств. В силу этого ориентация блоков при их помещении в трубу не требуется. Характеристики упругости у такого сердечника в любом направлении одинаково высоки. Высокая упругость сердечника с одновременной и совместной деформацией его с металлической трубой (блоки установлены в трубе с натягом) при затяжке шпилек приводит к созданию запаса контактного давления прокладки на уплотняемые поверхности. Этот запас контактного давления компенсирует релаксационные процессы в материалах прокладки, фланцев и шпилек под воздействием изменяющихся параметров давления и температуры рабочей среды. Надежной плотности стыка способствует также то, что в начальный момент между прокладкой и уплотняемыми поверхностями имеет место лишь линейный контакт, поэтому в соединении имеются высокие посадочные напряжения при небольших усилиях затяжки. Кольцевая контактная поверхность увеличивается постепенно по мере сжатия, создавая эффективное уплотнение. Наличие на поверхностях трубы, контактирующих с уплотняемыми поверхностями, материала, предел текучести которого ниже предела текучести материала трубы, также способствует повышению надежности уплотнения. Наличие кольцевых канавок с острыми вершинами позволяет снизить усилие затяжки для достижения необходимого контактного давления, а в совокупности с уплотнительным материалом, внедряемым при затяжке соединения во впадины канавок, повышает надежность уплотнения за счет образования чередующихся уплотнительных поясков. The core is made of blocks of compressed powder from expanded graphite foil with an irregular arrangement of particles in the block. Due to this, strong covalent bonds and weak van der Waals forces existing between carbon atoms in graphite do not have their strictly oriented position. Therefore, blocks are a homogeneous system with isotropy of mechanical properties. Due to this, the orientation of the blocks when they are placed in the pipe is not required. The elasticity characteristics of such a core in any direction are equally high. High elasticity of the core with simultaneous and joint deformation of it with a metal pipe (blocks are installed in the pipe with interference) when tightening the studs leads to the creation of a reserve of contact pressure of the gasket on the sealing surface. This stock of contact pressure compensates for the relaxation processes in the materials of the gasket, flanges and studs under the influence of varying pressure and temperature parameters of the working medium. Reliable joint density is also facilitated by the fact that at the initial moment between the gasket and the sealing surfaces there is only a linear contact, therefore, the connection has high landing stresses with small tightening forces. The annular contact surface increases gradually as it compresses, creating an effective seal. The presence on the pipe surfaces in contact with the sealing surfaces of a material whose yield strength is lower than the yield strength of the pipe material also helps to increase the reliability of the seal. The presence of annular grooves with sharp peaks allows to reduce the tightening force to achieve the required contact pressure, and together with the sealing material introduced when tightening the connection into the grooves of the grooves, increases the reliability of the seal due to the formation of alternating sealing belts.

Эти и другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут приведены ниже при рассмотрении конкретного примера его выполнения и прилагаемых чертежей, на которых изображены:
фиг. 1 - общий вид металлического уплотнительного кольца с частичным вырывом,
фиг.2 - разрез А-А (фиг.1),
фиг.3 - разрез Б-Б (фиг.1),
фиг.4 - металлическое уплотнительное кольцо с кольцевыми канавками,
фиг.5 - разрез по В-В (фиг.4),
фиг.6 - разрез по В-В, вариант (фиг.4).
These and other features and advantages of the present invention will be given below when considering a specific example of its implementation and the accompanying drawings, which depict:
FIG. 1 is a General view of a metal sealing ring with a partial tear,
figure 2 - section aa (figure 1),
figure 3 is a section bB (figure 1),
figure 4 - metal sealing ring with annular grooves,
figure 5 is a section along BB (figure 4),
6 is a section along BB, option (figure 4).

Патентуемое металлическое уплотнительное кольцо 1 содержит металлическую трубу 2, свернутую в кольцо, концы которой герметично соединены между собой, например сваркой, и заключенный в трубу сердечник 3. Сердечник выполнен из отдельных блоков, спрессованного порошка из фольги расширенного графита, прокатанной до плотности 0,6-1,2 г/см3. Нижний предел плотности фольги расширенного графита обусловлен тем, что при более низкой плотности трудно обеспечить качественный помол фольги расширенного графита. Верхний предел плотности фольги расширенного графита обусловлен тем, что при прессовании порошка не достигается качественное соединение частиц помола в блоки за счет сил молекулярного сцепления. В качестве исходного материала для изготовления блоков могут применяться отходы фольги расширенного графита, образующиеся при изготовлении ленточных уплотнений. Блоки сердечника целесообразно выполнить в виде таблеток 4 и/или цилиндрических стержней 5. Под таблеткой в данном случае понимается цилиндрический блок, высота которого меньше диаметра. Под цилиндрическим стержнем понимается блок, высота которого больше диаметра. Благодаря этому путем подбора комбинации из таблеток и цилиндрических стержней легко подбирается требуемое количество блоков при изготовлении металлических уплотнительных колец разного размера. Труба 2 может быть изготовлена из любого ниже перечисленного металла: аустенитной нержавеющей стали, инконеля, алюминия, титана и тантала. Выбор материала трубы определяется параметрами рабочей среды, наличием радиации и требованиями коррозионной стойкости разъемного соединения. Поверхности трубы, контактирующие с уплотняемыми поверхностями, могут быть покрыты либо тетрафторэтиленом, либо металлом, предел текучести которого ниже предела текучести материала трубы. Выбор покрытия определяется состоянием уплотняемой среды (жидкость или газ) и условиями работы уплотняемого стыка. Для снижения усилия затяжки при достижении необходимого контактного давления на поверхностях трубы, контактирующих с уплотняемыми поверхностями, выполнены кольцевые канавки 6 с острыми вершинами 7. При этом вершины кольцевых канавок могут быть расположены либо на дуге 8 поперечного сечения трубы, либо на ее хорде 9. Для повышения уплотняющих свойств металлического уплотнительного кольца 1 канавки 6 по их острым вершинам 7 перекрыты уплотняющим материалом 10, предел текучести которого ниже предела текучести материала трубы. Выбор количества канавок в основном определяется диаметром трубы. Глубина канавок - в пределах толщины уплотняющего материала 10. Благодаря этому в первоначальный момент затяжки фланцевого соединения острые вершины проколют уплотнительный материал, вершины вступят в контакт с поверхностью уплотняемых фланцев. Так как твердость материала фланцев всегда выше материала уплотнения (трубы), начнется деформация вершин с одновременным внедрением уплотнительного материала 10 в канавки 6. В результате на поверхностях металлического уплотнительного кольца в зоне его контакта с уплотняемыми поверхностями образуются чередующиеся уплотнительные пояски, отделенные друг от друга деформированными вершинами 7. Благодаря этому уплотняющее свойство такого кольца будет выше, чем уплотняющее свойство гладкого кольца со сплошным уплотняющим покрытием.Patented metal sealing ring 1 contains a metal pipe 2, rolled into a ring, the ends of which are hermetically connected to each other, for example by welding, and the core 3 enclosed in the pipe. The core is made of separate blocks, pressed powder from expanded graphite foil, rolled to a density of 0.6 -1.2 g / cm 3 . The lower limit of the density of the expanded graphite foil is due to the fact that at a lower density it is difficult to ensure high-quality grinding of the expanded graphite foil. The upper limit of the density of expanded graphite foil is due to the fact that when powder is pressed, a high-quality combination of grinding particles into blocks is not achieved due to molecular adhesion forces. Expanded graphite foil waste generated during the manufacture of tape seals can be used as a starting material for the manufacture of blocks. It is advisable to make core blocks in the form of tablets 4 and / or cylindrical rods 5. In this case, a tablet is understood to mean a cylindrical block whose height is less than the diameter. A cylindrical rod is a block whose height is greater than the diameter. Due to this, by selecting a combination of tablets and cylindrical rods, the required number of blocks is easily selected in the manufacture of metal o-rings of different sizes. Pipe 2 can be made of any of the following metals: austenitic stainless steel, inconel, aluminum, titanium and tantalum. The choice of pipe material is determined by the parameters of the working medium, the presence of radiation and the requirements for the corrosion resistance of the plug connection. The pipe surfaces in contact with the sealing surfaces can be coated with either tetrafluoroethylene or metal, the yield strength of which is lower than the yield strength of the pipe material. The choice of coating is determined by the state of the medium being sealed (liquid or gas) and the operating conditions of the sealed joint. To reduce the tightening force when the required contact pressure is reached, annular grooves 6 with sharp peaks 7 are made on the pipe surfaces in contact with the sealing surfaces. Moreover, the vertices of the annular grooves can be located either on the arc 8 of the pipe cross section or on its chord 9. For increasing the sealing properties of the metal sealing ring 1 of the groove 6 along their sharp peaks 7 are blocked by a sealing material 10, the yield strength of which is lower than the yield strength of the pipe material. The choice of the number of grooves is mainly determined by the diameter of the pipe. The depth of the grooves is within the thickness of the sealing material 10. Due to this, sharp peaks pierce the sealing material at the initial moment of tightening the flange connection, the peaks come into contact with the surface of the sealing flanges. Since the hardness of the material of the flanges is always higher than the material of the seal (pipe), deformation of the peaks will begin with the simultaneous introduction of the sealing material 10 into the grooves 6. As a result, alternating sealing belts are formed on the surfaces of the metal sealing ring in the area of its contact with the sealing surfaces, which are separated from each other by deformed peaks 7. Due to this, the sealing property of such a ring will be higher than the sealing property of a smooth ring with a continuous sealing coating.

Изобретение может быть применено для уплотнения разъемных соединений сосудов высокого давления с гладкими фланцами, фланцев типа выступ-впадина и фланцев с канавкой. The invention can be applied to seal detachable joints of pressure vessels with smooth flanges, protrusion-cavity flanges and flanges with a groove.

Источники информации
1. Патент RU 2126107, публ. 10.02.99 г.
Sources of information
1. Patent RU 2126107, publ. 02/10/99

2. Справочник по композиционным материалам под редакцией Дж. Любина. М.: Машиностроение, 1988 г., т.1, с.252-324. 2. A guide to composite materials edited by J. Lubin. M .: Engineering, 1988, vol. 1, p. 252-324.

3. Патент FR 2308843, публ. 24.12.76 г. 3. Patent FR 2308843, publ. 12.24.76 g.

4. Патент FR 2573837, публ. 30.05.86 г. 4. Patent FR 2573837, publ. 05/30/86

5. Патент RU 2119110, публ. 20.09.98 г. 5. Patent RU 2119110, publ. 09/20/98

6. А.с. SU 1781493, публ. 15.12.92 г. 6. A.S. SU 1781493, publ. 12/15/92

7. Патент JP 2-62749, публ. 26.12.90 г. 7. Patent JP 2-62749, publ. 12/26/90

8. Патент US 5622372, публ. 22.04.97 г. 8. Patent US 5622372, publ. 04/22/97

Claims (7)

1. Металлическое уплотнительное кольцо, содержащее металлическую трубу, свернутую в кольцо, концы которой герметично соединены между собой, и заключенный в трубу сердечник, отличающееся тем, что сердечник выполнен из отдельных блоков спрессованного порошка из фольги расширенного графита, прокатанной до плотности 0,6-1,2 г/см3, причем блоки сердечника установлены в металлической трубе с натягом.1. A metal o-ring containing a metal pipe rolled into a ring, the ends of which are hermetically connected to each other, and a core enclosed in a pipe, characterized in that the core is made of individual blocks of pressed powder from expanded graphite foil, rolled to a density of 0.6- 1.2 g / cm 3 , and the core blocks are installed in a metal pipe with an interference fit. 2. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что блоки представляют собой таблетки и/или цилиндрические стержни.2. The seal according to claim 1, characterized in that the blocks are tablets and / or cylindrical rods. 3. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что труба выполнена из любого нижеуказанного металла, аустенитной нержавеющей стали, инконеля, алюминия, титана и тантала.3. The seal according to claim 1, characterized in that the pipe is made of any of the following metal, austenitic stainless steel, Inconel, aluminum, titanium and tantalum. 4. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что поверхности трубы, контактирующие с уплотняемыми поверхностями, покрыты политетрафторэтиленом.4. The seal according to claim 1, characterized in that the pipe surfaces in contact with the sealing surfaces are coated with polytetrafluoroethylene. 5. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что поверхности трубы, контактирующие с уплотняемыми поверхностями, покрыты металлом, предел текучести которого ниже предела текучести материала трубы.5. The seal according to claim 1, characterized in that the pipe surfaces in contact with the sealing surfaces are coated with a metal whose yield strength is lower than the yield strength of the pipe material. 6. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что на поверхностях трубы, контактирующих с уплотняемыми поверхностями, выполнены кольцевые канавки с острыми вершинами, при этом вершины кольцевых канавок расположены либо на дуге поперечного сечения трубы, либо на ее хорде.6. The seal according to claim 1, characterized in that the annular grooves with sharp peaks are made on the surfaces of the pipe in contact with the sealing surfaces, while the peaks of the annular grooves are located either on the arc of the pipe cross section or on its chord. 7. Уплотнение по п.6, отличающееся тем, что канавки по их острым вершинам перекрыты уплотнительным материалом, предел текучести которого ниже предела текучести материала трубы.7. The seal according to claim 6, characterized in that the grooves along their sharp tops are covered by a sealing material, the yield strength of which is lower than the yield strength of the pipe material.
RU2002111577/06A 2002-04-29 2002-04-29 Metal sealing ring RU2218495C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002111577/06A RU2218495C1 (en) 2002-04-29 2002-04-29 Metal sealing ring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002111577/06A RU2218495C1 (en) 2002-04-29 2002-04-29 Metal sealing ring

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002111577A RU2002111577A (en) 2003-11-10
RU2218495C1 true RU2218495C1 (en) 2003-12-10

Family

ID=32066408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002111577/06A RU2218495C1 (en) 2002-04-29 2002-04-29 Metal sealing ring

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2218495C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2581346C2 (en) * 2014-04-17 2016-04-20 Открытое Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" Metal seal and cylindrical sealing device with work medium by-pass

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2581346C2 (en) * 2014-04-17 2016-04-20 Открытое Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" Metal seal and cylindrical sealing device with work medium by-pass

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6092811A (en) Hybrid gasket
US5421594A (en) Gasket
US5527047A (en) Fire safe spiral wound gasket with expanded PTFE and graphite windings
CN107208798B (en) Gasket and method for manufacturing the same
EP0365871A1 (en) Method for forming a gasket material and highly compressible gasket assembly
US20120235365A1 (en) Alky-one gasket
JP5237839B2 (en) Metal sawtooth gasket and combination gasket
KR101221254B1 (en) Gasket
KR20100082857A (en) Gasket
EP3334961B1 (en) Method for manufacturing a spiral-wound ptfe gasket
US20050121859A1 (en) Gasket of non-rounded shape with installation aids
RU2218495C1 (en) Metal sealing ring
KR100291176B1 (en) Filling Materials and Spiral Gaskets for Spiral Gaskets
FI79750C (en) TAETNING FOER PLANA SKARVYTOR OCH FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV DEN.
RU2372538C1 (en) Sealing ring for packing box
RU2349817C2 (en) Pipeline valve o-ring
US11268616B2 (en) Envelope gasket
RU2554128C1 (en) Flange metal gasket
JPH08219291A (en) Metal covered gasket
RU2298126C2 (en) Sealing unit for unmovable joint
RU2272203C1 (en) Sealing spacer
RU2262021C2 (en) Sealing tape and method of manufacture of such tape
JP4918462B2 (en) gasket
CN111247362B (en) Sealing material
RU2224937C1 (en) Sealing tape

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20050919

QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20071024

QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20080626

QC41 Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20071024

Effective date: 20161129

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20080626

Effective date: 20161129