RU2262021C2

RU2262021C2 - Sealing tape and method of manufacture of such tape

Info

Publication number: RU2262021C2
Application number: RU2003134198/06A
Authority: RU
Inventors: А.П. Епишов (RU); А.П. Епишов; И.П. Клепцов (RU); И.П. Клепцов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ИЛЬМА"
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2005-10-10
Also published as: RU2003134198A

Abstract

FIELD: sealing technology; sealing detachable flanged joints; nuclear, paper-making, oil-and-gas, food-processing and chemical industries.

SUBSTANCE: proposed sealing tape is made from narrow thermally-expandable graphite foil strip and porous polytetrafluorine ethylene strip spirally wound around foil strip overlapping each previous turn of spiral. Sealing tape has transversal alternating corrugations which decrease length of flat initial tape by at least 10%. Thermally-expandable graphite foil has density of 0.8-1.2 g/cm³ and its thickness ranges from 0.2 to 1 mm. For sealing-up high-pressure vessels, narrow foil thermally-expandable graphite strip is made in form of sandwich formed by two foil strips and reinforcing strip made from metal foil and laid in between them; their width is similar.

EFFECT: enhanced reliability of seal.

16 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике и преимущественно может быть использовано для уплотнения разъемных фланцевых соединений в атомной, бумагоделательной, нефтегазовой, пищевой и химической промышленности.The invention relates to a sealing technique and can mainly be used to seal detachable flange joints in the nuclear, paper, oil and gas, food and chemical industries.

Одной из проблем в данной области техники является создание надежного уплотнения разъемных фланцевых соединений, работающих в условиях повышенного давления, быстросменяемых тепловых потоков, агрессивных сред и радиационного облучения с обеспечением экологических требований. Острота проблемы становится особенно очевидной, когда возникает необходимость замены уплотнения нестандартных фланцевых разъемов или когда возникают проблемы, связанные с изготовлением такого уплотнения, его доставки к месту установки и установкой на фланцевый разъем. Поэтому единственной альтернативой в этом случае является уплотнительная лента, которую можно применить в качестве ленточного уплотнения непосредственно на месте установки, исключив или сведя к минимуму отходы в процессе ее применения. Такая уплотнительная лента должна обладать высокой прочностью, гибкостью в плоскости ленты в соответствии с профилем уплотняемого разъема, при этом усилие растяжения ленты желательно иметь как можно меньше, чтобы не повредить ее в процессе установки.One of the problems in this technical field is the creation of reliable sealing of detachable flange joints operating under conditions of high pressure, quick-change heat fluxes, aggressive environments and radiation exposure, ensuring environmental requirements. The severity of the problem becomes especially apparent when it becomes necessary to replace the seal of non-standard flange connectors or when problems arise with the manufacture of such a seal, its delivery to the installation site and installation on the flange connector. Therefore, the only alternative in this case is a sealing tape, which can be used as a tape seal directly at the installation site, eliminating or minimizing waste during its use. Such a sealing tape should have high strength, flexibility in the plane of the tape in accordance with the profile of the sealed connector, while the tensile force of the tape is desirable to have as little as possible so as not to damage it during installation.

Известна уплотнительная лента из терморасширенного графита [п. US №3404062, публ. 01.10.68], для повышения гибкости которой хотя бы одна поверхность выполнена тисненой. Известна также уплотнительная лента из терморасширенного графита [п. FR №2307201, публ. 10.12.76; з-ка DE №2528665, публ. 30.12.76; п. GB №1517252, публ. 12.07.78; п. US №4157835, публ. 12.06.79], для повышения гибкости которой на ее поверхностях выдавлены линии-канавки, идущие вдоль ленты и/или насечки под некоторым углом к поперечному направлению ленты. Все вышеуказанные уплотнительные ленты могут быть применены только как наматываемые по спирали набивки сальника и не могут быть применены для уплотнения фланцевых разъемных соединений, поскольку не обладают гибкостью в поперечном направлении (в направлении ширины ленты), а поэтому из нее нельзя изготовить ленточное уплотнение.Known sealing tape made of thermally expanded graphite [p. US No. 3404062, publ. 10.10.68], to increase the flexibility of which at least one surface is embossed. Also known is a sealing tape made of thermally expanded graphite [p. FR No. 2307201, publ. 12/10/76; area DE No. 2528665, publ. 12/30/76; p. GB No. 1517252, publ. 07/12/78; p. US No. 4157835, publ. 12.06.79], to increase the flexibility of which grooves are extruded on its surfaces along the tape and / or notches at an angle to the transverse direction of the tape. All of the above sealing tapes can only be used as spiral wound gaskets and cannot be used to seal flange connectors, because they do not have flexibility in the transverse direction (in the direction of the width of the tape), and therefore a tape seal cannot be made from it.

Известна уплотнительная лента из терморасширенного графита, на поверхности которой для увеличения ее гибкости в поперечном направлении ленты выполнены гофры [п. US №4068853, публ. 17.01.78]. Вышеуказанная уплотнительная лента предназначена для применения в качестве сальниковой набивки и не предназначена для уплотнения разъемных фланцевых соединений.Known sealing tape made of thermally expanded graphite, on the surface of which, to increase its flexibility in the transverse direction of the tape, corrugations are made [p. US No. 4068853, publ. 01/17/78]. The above sealing tape is intended for use as an stuffing box packing and is not intended for sealing split flange connections.

Известна уплотняющая лента из слоистого графита [п. GB №1594309, публ. 30.07.81], предназначенная для уплотнения фланцевых соединений. Она имеет волнистую форму, что позволяет при размещении такой ленты на уплотняемой поверхности фланцевого разъема сглаживать волнистость. Высокая гибкость ленты позволяет при приложении незначительных растягивающих напряжений достичь полного совпадения ленты с уплотняемой поверхностью. Поэтому такая лента должна иметь большой шаг волн, в силу чего может найти применение для уплотнения фланцевых соединений значительных размеров. Попытки создать волнообразную ленту с малым шагом волн приводили к тому, что на поверхности уплотнительной ленты возникали трещины или поверхностные дефекты в виде выкрашиваний. Кроме того, такая уплотнительная лента обладала малой прочностью. Как показала практика ее применения в качестве ленточного уплотнения, образованного из пяти слоев, оно разрушается при приложении к нему удельного давления 400 кг/см³, превращаясь в порошок. Поэтому такие уплотнительные ленты имеют ограниченное применение.Known sealing tape made of layered graphite [p. GB No. 1594309, publ. 07/30/81], designed to seal flange joints. It has a wavy shape, which allows you to smooth the waviness when placing such a tape on the sealing surface of the flange connector. The high flexibility of the tape allows the application of slight tensile stresses to achieve full coincidence of the tape with the sealing surface. Therefore, such a tape should have a large wave step, due to which it can find application for sealing flange joints of significant dimensions. Attempts to create a wave-like tape with a small step of the waves led to the fact that cracks or surface defects in the form of spalling appeared on the surface of the sealing tape. In addition, such a sealing tape had low strength. As shown by the practice of its use as a tape seal formed of five layers, it is destroyed when a specific pressure of 400 kg / cm ^{3 is} applied to it, turning into a powder. Therefore, such sealing tapes are of limited use.

Наиболее близкой по своей технической сущности по отношению к заявляемой уплотнительной ленте является уплотняющая лента из терморасширенного графита [п. DE №3813050, публ. 22.03.90] со сформированными на ней поперечно направленными чередующимися гофрами (профильными углублениями), уменьшающимися от одной кромки ленты к другой. Профильные углубления образуют путем пропускания узкой плоской исходной ленты между двумя прямозубыми коническими колесами. За счет наличия на ленте чередующихся профильных углублений одна продольная кромка ленты сжимается в продольном направлении, а противоположная кромка ленты растягивается. Поэтому такая уплотнительная лента может быть согласована с заданным радиусом уплотняемой поверхности за счет растягивания чередующихся углублений.The closest in its technical essence in relation to the claimed sealing tape is a sealing tape made of thermally expanded graphite [p. DE No. 3813050, publ. 03/22/90] with the transversely directed alternating corrugations (profile recesses) formed on it, decreasing from one edge of the tape to another. Profile depressions are formed by passing a narrow flat source tape between two spur bevel wheels. Due to the presence of alternating profile recesses on the tape, one longitudinal edge of the tape is compressed in the longitudinal direction, and the opposite edge of the tape is stretched. Therefore, such a sealing tape can be matched to a predetermined radius of the sealing surface by stretching alternating recesses.

Однако применяемый способ гофрообразования превращает исходную ленту в пространственную спираль, а потому такая уплотнительная лента может быть применена только в некотором спектре радиусов, то есть она не обладает универсальностью. Для практического применения необходимо иметь ряд уплотнительных лент в виде пространственных спиралей. Другой недостаток известной уплотнительной ленты заключается в неравномерной плотности по длине гофра, что сказывается на надежности уплотнения фланцевого соединения. Причина недостатка обусловлена слоистой структурой фольги терморасширенного графита и особенностями гофрообразования с помощью зубчатых колес. Теоретический предел прочности кристаллов графита при растяжении вдоль плоскости слоев составляет 100 ГПа. Межплоскостное же взаимодействие слоев определяется относительно слабыми ван-дер-ваальсовыми силами, что приводит к низким значениям механических свойств кристалла графита в направлении, перпендикулярном к слоям. Поэтому при приложении нагрузки в направлении, перпендикулярном к слоям терморасширенного графита (нормальной силы), наблюдается скольжение слоев. В зубчатом зацеплении при передаче крутящего момента присутствуют нормальная сила и сила трения, связанная со скольжением зубьев зубчатых колес в процессе перекатывания зуба по зубу. Под действием этих сил в фольге из терморасширенного графита возникают пластические деформации со сдвигом слоев в фольге терморасширенного графита в направлении скольжения и как результат неравномерная плотность уплотнительной ленты по длине ее гофра, обусловленная изменением ее толщины от вершины к впадине гофра.However, the used corrugation method turns the original tape into a spatial spiral, and therefore such a sealing tape can be used only in a certain range of radii, that is, it does not have universality. For practical use, it is necessary to have a number of sealing tapes in the form of spatial spirals. Another disadvantage of the known sealing tape is the uneven density along the length of the corrugation, which affects the reliability of the sealing of the flange connection. The reason for the lack is due to the layered structure of thermally expanded graphite foil and the peculiarities of corrugation using gears. The theoretical tensile strength of graphite crystals in tension along the plane of the layers is 100 GPa. The interplanar interaction of the layers is determined by the relatively weak van der Waals forces, which leads to low values of the mechanical properties of the graphite crystal in the direction perpendicular to the layers. Therefore, when the load is applied in the direction perpendicular to the layers of thermally expanded graphite (normal force), the layers slip. In gearing during transmission of torque, there is a normal force and friction force associated with the sliding of the teeth of the gears during the rolling of the tooth on the tooth. Under the action of these forces, plastic deformations arise in the thermally expanded graphite foil with a shift of layers in the thermally expanded graphite foil in the sliding direction and, as a result, the uneven density of the sealing tape along the length of its corrugation due to a change in its thickness from the top to the corrugation depression.

Известен способ изготовления уплотнительной ленты из терморасширенного графита [RU №2126107, публ. 10.02.99], в котором формирование на плоской исходной ленте поперечных гофр осуществляют путем ее пропускания между двумя движущимися и контактирующими с вершинами зубьев зубчатых колес гибкими лентами. Поэтому деформация ленты из терморасширенного графита на участке формирования на ней поперечных гофр происходит под воздействием упругой деформации гибких лент, которые, выгибаясь по профилю зуба, практически становятся частью зуба зубчатого колеса. Поэтому под воздействием нормальной силы и силы трения происходит скольжение слоев терморасширенного графита на участке формообразования гофра, то есть имеет место пластическая деформации со сдвигом материала исходной ленты в направлении скольжения и как результат неравномерная плотность по длине ее гофра.A known method of manufacturing a sealing tape from thermally expanded graphite [RU No. 2126107, publ. 02.10.99], in which the formation of transverse corrugations on a flat initial ribbon is carried out by passing flexible ribbons between two moving and contacting with the tops of the gear teeth. Therefore, the deformation of thermally expanded graphite tape at the site of formation of transverse corrugations on it occurs under the influence of elastic deformation of flexible tapes, which, bending along the tooth profile, practically become part of the gear tooth. Therefore, under the influence of normal and frictional forces, the layers of thermally expanded graphite slip on the corrugation-forming section, i.e., plastic deformation occurs with a shift of the material of the original tape in the sliding direction and, as a result, uneven density along the length of its corrugation.

В основу настоящего изобретения была поставлена задача разработать универсальную уплотнительную ленту для уплотнения плоских фланцевых разъемов.The basis of the present invention was tasked to develop a universal sealing tape for sealing flat flange connectors.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в создании уплотнительной ленты из терморасширенного графита с равномерной плотностью по всей ее длине, в обеспечении равномерного контактного давления при затяжке фланцевого соединения, в возможности приложения к уплотнительной ленте повышенного удельного давления при затяжке фланцевого соединения.The technical result of the claimed invention consists in creating a sealing tape made of thermally expanded graphite with a uniform density along its entire length, in ensuring uniform contact pressure when tightening the flange connection, in the possibility of applying increased specific pressure to the sealing tape when tightening the flange connection.

Технический результат достигается тем, что уплотнительная лента, имеющая поперечно направленные чередующиеся гофры, согласно изобретению включает узкую полосу фольги терморасширенного графита и полосу пористого политетрафторэтилена, намотанную по спирали вокруг вышеуказанной полосы фольги терморасширенного графита, при этом каждый следующий виток спирали полосы пористого политетрафторэтилена частично перекрывает предшествующий ему виток спирали.The technical result is achieved by the fact that the sealing tape having transversely directed alternating corrugations according to the invention includes a narrow strip of thermally expanded graphite foil and a strip of porous polytetrafluoroethylene, spirally wound around the above strip of thermally expanded graphite foil, with each subsequent coil of the strip of porous polytetrafluoroethylene partially overlapping the previous him a spiral.

Предпочтительно, чтобы чередующиеся гофры сокращали длину плоской исходной ленты, по крайней мере, на 10%.Preferably, the alternating corrugations shorten the length of the flat starting tape by at least 10%.

Целесообразно, чтобы амплитуда чередующихся гофр превышала толщину плоской исходной ленты в 1,5-3 раза.It is advisable that the amplitude of the alternating corrugations exceed the thickness of the flat original tape by 1.5-3 times.

Желательно, чтобы шаг чередующихся гофр превышал толщину плоской исходной ленты в 3-6 раз.It is desirable that the step of alternating corrugations exceed the thickness of the flat original tape by 3-6 times.

Целесообразно, чтобы толщина полосы пористого политетрафторэтилена составляла 0,045-0,25 мм.It is advisable that the thickness of the strip of porous polytetrafluoroethylene be 0.045-0.25 mm.

Желательно, чтобы общая пористость полосы пористого политетрафторэтилена составляла 35-60%.It is desirable that the total porosity of the strip of porous polytetrafluoroethylene be 35-60%.

Целесообразно обмотку полосой пористого политетрафторэтилена осуществлять либо диагонально-однонаправленным, либо диагонально-перекрестным способом.It is advisable to wrap a strip of porous polytetrafluoroethylene either diagonally unidirectionally or diagonally crosswise.

Предпочтительно обмотку полосой пористого политетрафторэтилена осуществлять в 2-6 слоев.Preferably, the strip of porous polytetrafluoroethylene is wrapped in 2-6 layers.

Целесообразно, чтобы на одной из сторон ленты был бы нанесен незасыхающий клеевой слой, защищенный легкоудаляемым антиадгезионным материалом.It is advisable that on one side of the tape would be applied non-drying adhesive layer protected by an easily removable release material.

Желательно, чтобы в качестве антиадгезионного материала применялась бумага с односторонним силиконовым покрытием.It is desirable that paper with a one-sided silicone coating be used as a release material.

Имеет смысл узкую полосу фольги терморасширенного графита выполнить в виде сэндвича, состоящего из двух полос фольги терморасширенного графита и расположенной между ними армирующей полосы металлической фольги, одинаковой с ними по ширине, соединенных между собой.It makes sense to make a narrow strip of thermally expanded graphite foil in the form of a sandwich consisting of two strips of thermally expanded graphite foil and a reinforcing strip of metal foil located between them, which is the same in width, interconnected.

Целесообразно армирующую полосу металлической фольги выполнить либо из нержавеющей стали, либо из алюминия, либо никеля или титана, либо из их сплавов.It is advisable to make a reinforcing strip of metal foil either from stainless steel, or from aluminum, or nickel or titanium, or from their alloys.

Предпочтительно, чтобы толщина армирующей полосы металлической фольги находилась в пределах 0,02-0,1 мм.Preferably, the thickness of the reinforcing strip of the metal foil is in the range of 0.02-0.1 mm.

Целесообразно, чтобы в способе изготовления уплотнительной ленты, заключающемся в формировании на ней поперечно направленных чередующихся гофр, перед формированием гофр осуществляли натяжение узкой полосы фольги терморасширенного графита в ее продольном направлении, а намотку вокруг нее полосы пористого политетрафторэтилена осуществляли также с натяжением и по спирали с частичным перекрытием каждого предшествующего ему витка спирали.It is advisable that in the method of manufacturing the sealing tape, which consists in the formation of transversely directed alternating corrugations on it, before the formation of the corrugations, a narrow strip of thermally expanded graphite foil is tensioned in its longitudinal direction, and strips of porous polytetrafluoroethylene around it are also carried out with tension and in a spiral with partial overlapping of each spiral coil preceding it.

Целесообразно намотку полосы пористого политетрафторэтилена осуществлять либо диагонально-однонаправленным, либо диагонально-перекрестным способом.It is advisable to wind the strip of porous polytetrafluoroethylene either diagonally unidirectionally or diagonally crosswise.

Имеет смысл в способе изготовления уплотнительной ленты узкую полосу фольги терморасширенного графита выполнить в виде сэндвича, состоящего из двух полос фольги терморасширенного графита и расположенной между ними армирующей полосы металлической фольги, одинаковой с ними по ширине, соединенных между собой.It makes sense in the method of manufacturing the sealing tape to make a narrow strip of thermally expanded graphite foil in the form of a sandwich consisting of two strips of thermally expanded graphite foil and a reinforcing strip of metal foil located between them, the same in width, interconnected.

Отличительная особенность заявляемой уплотнительной ленты заключается в том, что она имеет полосу пористого политетрафторэтилена, намотанную с перекрытием по спирали вокруг узкой полосы фольги терморасширенного графита. При этом перед формированием гофр на плоской исходной ленте осуществляют вытяжку в продольном направлении полосы фольги терморасширенного графита и полосы пористого политетрафторэтилена. Благодаря этому достигается плотный контакт между указанными полосами, но без взаимного сцепления пористого политетрафторэтилена с терморасширенным графитом. В процессе гофрообразования с зубьями зубчатых колес контактирует пористый политетрафторэтилен, который имеет низкий коэффициент трения, а поэтому сила трения, возникающая при воздействии зуба зубчатого зацепления на полосу пористого политетрафторэтилена мала. Благодаря высокой пористости, удлинение пористого политетрафторэтилена в поперечном направлении (вдоль длины гофра) происходит без приложения значительных усилий. Поэтому пористый политетрафторэтилен скользит по фольге терморасширенного графита, не сцепляясь с ней. Поэтому отсутствует скольжение слоев терморасширенного графита внутри фольги на участке формообразования гофра, в силу чего плотность фольги терморасширенного графита не меняется в процессе гофрообразования. Благодаря этому обеспечивается равномерная плотность уплотнительной ленты по всей ее длине. Наличие полосы пористого политетрафторэтилена позволяет применить при затяжке фланцевого соединения повышенное удельное давление. Поскольку формирование поперечных гофр на плоской исходной ленте осуществляется в замкнутом объеме пористого политетрафторэтилена, отсутствуют причины для возникновению трещин или выкрашиваний на фольге терморасширенного графита. Это позволяет получить на плоской исходной ленте без ее разрушения, более сближенные между собой гофры, расширяя тем самым диапазон диаметров уплотняемых разъемных фланцевых соединений, то есть увеличивая тем самым ее универсальность.A distinctive feature of the inventive sealing tape is that it has a strip of porous polytetrafluoroethylene, wound with overlapping in a spiral around a narrow strip of foil of thermally expanded graphite. In this case, before the formation of the corrugations on a flat initial tape, the strip of foil of thermally expanded graphite and the strip of porous polytetrafluoroethylene are drawn in the longitudinal direction. Due to this, tight contact is achieved between these bands, but without the mutual adhesion of porous polytetrafluoroethylene with thermally expanded graphite. In the process of corrugation, porous polytetrafluoroethylene, which has a low coefficient of friction, is in contact with the teeth of the gears, and therefore the friction force arising from the action of the gear tooth on the strip of porous polytetrafluoroethylene is small. Due to the high porosity, elongation of the porous polytetrafluoroethylene in the transverse direction (along the length of the corrugation) occurs without significant effort. Therefore, porous polytetrafluoroethylene glides along the foil of thermally expanded graphite without adhering to it. Therefore, there is no slip of the layers of thermally expanded graphite inside the foil at the corrugation-forming section, due to which the density of the thermally expanded graphite foil does not change during corrugation. This ensures uniform density of the sealing tape along its entire length. The presence of a strip of porous polytetrafluoroethylene allows the use of increased specific pressure when tightening the flange connection. Since the formation of transverse corrugations on a flat initial tape is carried out in a closed volume of porous polytetrafluoroethylene, there are no reasons for the occurrence of cracks or chipping on the foil of thermally expanded graphite. This allows you to get on the flat original tape without its destruction, more close to each other corrugations, thereby expanding the range of diameters of sealed detachable flange connections, that is, thereby increasing its versatility.

Предлагаемое изобретение поясняется конкретными примера его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by specific examples of its implementation and the accompanying drawings, which depict:

фиг.1 - перспективное изображение уплотнительной ленты, являющейся предметом патентуемого изобретения;figure 1 is a perspective image of the sealing tape, which is the subject of the patented invention;

фиг.2 - уплотнительная лента с диагонально-однонаправленной намоткой пористого политетрафторэтилена;figure 2 - sealing tape with a diagonal-unidirectional winding of porous polytetrafluoroethylene;

фиг.3 - уплотнительная лента с диагонально-перекрестной намоткой пористого политетрафторэтилена;figure 3 - sealing tape with a diagonal cross winding of porous polytetrafluoroethylene;

фиг.4 - перспективное изображение уплотнительной ленты, образованной полосой фольги терморасширенного графита и намотанной вокруг нее полосой пористого политетрафторэтилена;Fig. 4 is a perspective view of a sealing tape formed by a strip of thermally expanded graphite foil and a strip of porous polytetrafluoroethylene wrapped around it;

фиг.5 - перспективное изображение уплотнительной ленты, образованной полосой фольги терморасширенного графита в виде сэндвича и намотанной вокруг нее полосой пористого политетрафторэтилена;5 is a perspective view of a sealing tape formed by a strip of thermally expanded graphite foil in the form of a sandwich and a strip of porous polytetrafluoroethylene wound around it;

фиг.6 - перспективное изображение части уплотнительной ленты на фланце разъемного соединения, являющейся предметом патентуемого изобретения.6 is a perspective image of part of the sealing tape on the flange of the detachable connection, which is the subject of the patented invention.

Изображенная на фиг.1 и 4 уплотнительная лента 1, имеющая поперечно направленные чередующиеся гофры, включает узкую полосу 2 фольги терморасширенного графита и полосу 3 пористого политетрафторэтилена, намотанную по спирали вокруг вышеуказанной полосы 2 фольги терморасширенного графита, при этом каждый следующий виток спирали полосы пористого политетрафторэтилена частично перекрывает предшествующий ему виток спирали.The sealing tape 1 shown in FIGS. 1 and 4, having transversely directed alternating corrugations, includes a narrow strip 2 of thermally expanded graphite foil and a strip of 3 porous polytetrafluoroethylene, spirally wound around the above-mentioned strip 2 of thermally expanded graphite foil, with each subsequent spiral loop of the strip of porous polytetrafluoroethylene partially overlaps the spiral coil preceding it.

Чередующиеся гофры 4, образованные путем пропускания плоской исходной ленты между прямозубыми цилиндрическими колесами (не показаны), сокращают, по крайней мере, на 10% длину плоской исходной ленты. Такое сокращение достигается за счет того, что формирование поперечных гофр на плоской исходной ленте осуществляют в замкнутом объеме пористого политетрафторэтилена, благодаря чему возникает возможность получения на плоской исходной ленте без ее разрушения более сближенных гофр. В силу этого уплотнительная лента может быть применена для большего диапазона диаметров уплотняемых фланцевых соединений, то есть уплотнительная лента становится более универсальной.Alternating corrugations 4 formed by passing a flat feed belt between spur cylindrical wheels (not shown) reduce at least 10% the length of the flat feed belt. This reduction is achieved due to the fact that the formation of transverse corrugations on a flat initial tape is carried out in a closed volume of porous polytetrafluoroethylene, which makes it possible to obtain more close corrugations on a flat initial tape without destroying it. Because of this, the sealing tape can be applied to a larger range of diameters of the sealing flange joints, that is, the sealing tape becomes more versatile.

В заявляемой уплотнительной ленте амплитуда чередующихся гофр 4 превышает толщину плоской исходной ленты в 1,5-3 раза, при этом меньшее значение амплитуды применяют при уплотнении фланцевых соединений значительных диаметров, но в ограниченном диапазоне. Большее значение амплитуды позволяет использовать уплотнительную ленту в более широком диапазоне диаметров фланцевых соединений. Величина верхнего предела амплитуды определяется обеспечением целостности уплотнительной ленты при формировании на ней гофр. Шаг чередующихся гофр 4 превышает толщину плоской исходной ленты в 4-6 раз. Величина шага чередующихся гофр напрямую связана с толщиной плоской исходной ленты, позволяющей получить качественную уплотнительную ленту. С увеличением шага уплотнительная лента приобретает волнообразные очертания и такая лента предпочтительна для уплотнения фланцевых разъемов значительных размеров. Меньшее значение шага расширяет диапазон размеров уплотняемых разъемов, но ограничено невозможностью получения качественной уплотнительной ленты при значении шага меньше заданного. Выбор толщины полосы фольги расширенного графита в основном определяется удобством работы с фольгой такой толщины. При толщине менее 0,2 мм полосу легко повредить, при толщине более 1 мм невозможно получить гофры. Однако тонкая фольга позволяет получить уплотнительную ленту высокого качества с более высокой амплитудой и меньшим шагом, но требует многослойной навивки, что не всегда приемлемо. С увеличением диаметра уплотняемого соединения толщину полосы фольги терморасширенного графита целесообразно увеличить, поскольку сокращается количество укладываемых слоев уплотнительной ленты на фланце, что сказывается на производительности и удобстве укладки. Плотность полосы фольги терморасширенного графита целесообразно ограничить в пределах 0,8-1,2 г/см³. Указанные пределы плотности фольги терморасширенного графита обеспечивают ее высокую упругую деформацию, достигающую 10% от исходной высоты.In the inventive sealing tape, the amplitude of the alternating corrugations 4 exceeds the thickness of the flat initial tape by 1.5-3 times, while a smaller value of the amplitude is used when sealing flange joints of significant diameters, but in a limited range. A larger value of the amplitude allows the use of sealing tape in a wider range of diameters of flange joints. The value of the upper limit of the amplitude is determined by ensuring the integrity of the sealing tape when forming corrugations on it. The step of alternating corrugations 4 exceeds the thickness of the flat source tape by 4-6 times. The step size of alternating corrugations is directly related to the thickness of the flat initial tape, which allows to obtain a high-quality sealing tape. With an increase in pitch, the sealing tape takes on a wave-like shape and such a tape is preferred for sealing flange connectors of significant size. A smaller pitch value extends the size range of the sealed connectors, but is limited by the impossibility of obtaining high-quality sealing tape with a pitch value less than the specified one. The choice of the thickness of the strip of expanded graphite foil is mainly determined by the convenience of working with a foil of such a thickness. With a thickness of less than 0.2 mm, the strip is easily damaged, with a thickness of more than 1 mm it is impossible to obtain corrugations. However, thin foil allows to obtain a high-quality sealing tape with a higher amplitude and smaller pitch, but requires multilayer winding, which is not always acceptable. With an increase in the diameter of the joint being sealed, the thickness of the thermally expanded graphite foil strip should be increased, since the number of stacked layers of sealing tape on the flange is reduced, which affects the performance and ease of installation. The density of the strip of foil thermally expanded graphite, it is advisable to limit in the range of 0.8-1.2 g / cm ³ . The indicated density limits of the thermally expanded graphite foil provide its high elastic deformation, reaching 10% of the initial height.

Толщина плакирующей полосы пористого политетрафторэтилена составляет 0,045-0,25 мм. При этом толщину с нижним значением целесообразно применять при создании высоко амплитудных и уплотнительных лент с малым шагом. Верхнее значение толщины полосы пористого политетрафторэтилена определяется прочностными требованиями к уплотнительной ленте и ограничивается верхним пределом растягивающих напряжений, при которых возможно обеспечить полное совпадение уплотнительной ленты с уплотняемой поверхностью при ручной укладке. Общая пористость полосы пористого политетрафторэтилена составляет 35-60%. С увеличением пористости политетрафторэтилена увеличивается его податливость в поперечном направлении. Поэтому верхний предел пористости применяется при верхнем значении амплитуды чередующихся гофр, а нижний предел - при нижнем значении амплитуды чередующихся гофр.The thickness of the cladding strip of porous polytetrafluoroethylene is 0.045-0.25 mm. Moreover, it is advisable to use a thickness with a lower value when creating high amplitude and sealing tapes with a small pitch. The upper value of the thickness of the strip of porous polytetrafluoroethylene is determined by the strength requirements for the sealing tape and is limited by the upper limit of tensile stresses at which it is possible to ensure full coincidence of the sealing tape with the sealing surface during manual installation. The total porosity of the strip of porous polytetrafluoroethylene is 35-60%. With increasing porosity of polytetrafluoroethylene, its ductility in the transverse direction increases. Therefore, the upper limit of porosity is applied at the upper value of the amplitude of alternating corrugations, and the lower limit is used at the lower value of the amplitude of alternating corrugations.

Намотка полосы 3 пористого политетрафторэтилена вокруг узкой полосы 2 фольги терморасширенного графита может быть осуществлена либо диагонально-однонаправленным способом (фиг.2), либо диагонально-перекрестным способом (фиг.3) в 2-6 слоев. Выбор способа намотки не имеет принципиального значения, а выбор числа слоев намотки в основном зависит от агрессивности среды и ее параметров. Чем агрессивнее среда и чем выше ее параметры, тем большее количество слоев пористого политетрафторэтилена должно быть намотано вокруг узкой полосы фольги терморасширенного графита. Практические испытания показали, что увеличивать количество слоев пористого политетрафторэтилена больше верхнего предела нецелесообразно, поскольку не приводит к увеличению стойкости уплотнительной ленты противостоять агрессивности среды, но заметно влияют на ее жесткость, а, следовательно, на удобство работы с уплотнительной лентой.The winding of a strip 3 of porous polytetrafluoroethylene around a narrow strip 2 of foil of thermally expanded graphite can be carried out either in a diagonal-unidirectional manner (Fig.2) or in a diagonal-cross way (Fig.3) in 2-6 layers. The choice of the winding method is not of fundamental importance, and the choice of the number of winding layers mainly depends on the aggressiveness of the medium and its parameters. The more aggressive the medium and the higher its parameters, the greater the number of layers of porous polytetrafluoroethylene must be wound around a narrow strip of thermally expanded graphite foil. Practical tests have shown that it is not advisable to increase the number of layers of porous polytetrafluoroethylene more than the upper limit, since it does not increase the resistance of the sealing tape to resist the aggressiveness of the medium, but significantly affects its stiffness and, consequently, the convenience of working with the sealing tape.

Для удобства установки уплотнительной ленты 1 и повышения ее потребительских характеристик целесообразно нанести незасыхающий клей на ее сторону (поверхность), контактирующую с поверхностью фланца 5 (фиг.6). Для этой цели может быть использован, например, дисперсионный клей, применяемый для нанесения на клеящие этикетки. Клеящий слой целесообразно защитить легко удаляемым антиадгезионным материалом, в качестве которого может быть применена бумага с односторонним силиконовым покрытием.For ease of installation of the sealing tape 1 and increase its consumer characteristics, it is advisable to apply a non-drying adhesive on its side (surface) in contact with the surface of the flange 5 (Fig.6). For this purpose, for example, dispersion glue used for applying onto adhesive labels can be used. It is advisable to protect the adhesive layer with easily removable release material, which can be used paper with a single-sided silicone coating.

Для герметизации сосудов высокого давления с удельным давлением порядка 2000 кг/см³и быстросменяемыми тепловыми потоками узкую полосу 2 фольги терморасширенного графита выполняют в виде сэндвича (фиг.5). Сэндвич состоит из двух полос 2 фольги терморасширенного графита и расположенной между ними армирующей полосы 6 металлической фольги, одинаковой с ними по ширине, соединенных между собой. Соединение вышеуказанных полос осуществляют клеем, предназначенным для холодного способа соединения фольги терморасширенного графита и металлической фольги. Полученная при этом уплотнительная лента имеет универсальный характер, поскольку позволяет осуществить герметизацию как гладких разъемных фланцев, так и фланцев с канавкой под уплотнительную ленту.To seal high-pressure vessels with a specific pressure of the order of 2000 kg / cm ³ and quick-change heat fluxes, a narrow strip 2 of thermally expanded graphite foil is made in the form of a sandwich (Fig. 5). The sandwich consists of two strips 2 of thermally expanded graphite foil and a reinforcing strip 6 of metal foil located between them, the same in width, interconnected. The connection of the above strips is carried out with glue intended for the cold method of joining thermally expanded graphite foil and metal foil. The sealing tape obtained in this case is universal in nature, since it allows sealing both smooth split flanges and flanges with a groove for the sealing tape.

На фиг.6 представлена уплотнительная лента 1, уложенная на уплотняемую поверхность фланца 5 и адаптированная к кривизне его уплотняемой поверхности. Гофры 4 значительно сглажены по наружной кромке 8 уплотнительной ленты и незначительно сближены по внутренней кромке 9. За счет этого вершины гофр 4 приобретают радиальную направленность, а градиент линейной плотности формируется в радиальном направлении, что способствует более высокому качеству герметизации.Figure 6 presents the sealing tape 1, laid on the sealing surface of the flange 5 and adapted to the curvature of its sealing surface. The corrugations 4 are significantly smoothed along the outer edge 8 of the sealing tape and slightly brought closer along the inner edge 9. Due to this, the corrugations 4 peaks acquire a radial direction, and the linear density gradient is formed in the radial direction, which contributes to a higher sealing quality.

Армирующая полоса 6 металлической фольги может быть выполнена либо из нержавеющей стали, либо из алюминия, либо из никеля или титана, либо из их сплавов. Выбор материала металлической фольги определяется уплотняемой рабочей средой и ее параметрами. Толщина металлической фольги находится в пределах 0,02-0,1 мм. Меньшее значение толщины армирующей полосы металлической фольги практически не влияет на прочностные характеристики уплотнительной ленты, а значение выше верхнего предела - увеличивает жесткость уплотнительной ленты до такой степени, что исключает возможность ручной укладки на фланце разъемного соединения. Наиболее предпочтительной является армирующая полоса металлической фольги толщиной 0,05мм, которая позволяет получить прочную и упругую уплотнительную ленту, с возможностью легко производить ее ручную укладку на фланце уплотняемого соединения, что особенно ценно при выполнении ремонтных работ в стесненных условиях.The reinforcing strip 6 of the metal foil can be made of either stainless steel or aluminum, or nickel or titanium, or from their alloys. The choice of material of the metal foil is determined by the sealed working medium and its parameters. The thickness of the metal foil is in the range of 0.02-0.1 mm. A smaller value of the thickness of the reinforcing strip of metal foil practically does not affect the strength characteristics of the sealing tape, and a value above the upper limit increases the rigidity of the sealing tape to such an extent that it eliminates the possibility of manual laying on the flange of the detachable joint. The most preferred is a reinforcing strip of metal foil with a thickness of 0.05 mm, which makes it possible to obtain a strong and elastic sealing tape, with the ability to easily lay it manually on the flange of the joint being sealed, which is especially valuable when performing repair work in cramped conditions.

Чтобы получить качественные гофры на уплотнительной ленте, необходимо обеспечить плотный контакт между пористым политетрафторэтиленом и фольгой терморасширенного графита. Для этого до формирования гофр при изготовлении плоской исходной ленты осуществляют натяжение узкой полосы фольги терморасширенного графита/сэндвича, а намотку полосы пористого политетрафторэтилена осуществляют с натяжением. При этом намотку полосы пористого политетрафторэтилена осуществляют по спирали с частичным перекрытием каждого предшествующего ему витка спирали диагонально-однонаправленным или диагонально-перекрестным способом. Несмотря на плотный контакт между пористым политетрафторэтиленом и терморасширенным графитом, взаимного сцепления между ними не происходит. В процессе гофрообразования с зубьями зубчатых колес контактирует пористый политетрафторэтилен, который имеет низкий коэффициент трения, а поэтому сила трения при гофрообразовании мала. Высокая пористость политетрафторэтилена обеспечивает его удлинение в поперечном направлении (в направлении длины исходной ленты от вершины зуба к его впадине) без приложения значительных усилий. В силу этого пористый политетрафторэтилен в процессе гофрообразования, растягиваясь в поперечном направлении, скользит по фольге терморасширенного графита, не вызывая скольжение слоев терморасширенного графита внутри фольги. Поэтому плотность уплотнительной ленты по всей ее длине постоянна, что обеспечивает равномерное контактное давление при затяжке фланцевого соединения. Наличие полосы пористого политетрафторэтилена позволяет приложить к уплотнительной ленте при затяжке повышенное удельное давление. Кроме того, при формировании поперечных гофр на плоской исходной ленте деформация фольги терморасширенного графита осуществляется в замкнутом объеме, что препятствует возникновению трещин или выкрашиваний на поверхности фольги термораеширенного графита. Пористый политетрафторэтилен позволяет получить на уплотнительной ленте без ее разрушения более сближенные между собой гофры, что расширяет диапазон диаметров уплотняемых разъемных фланцевых соединений, увеличивая тем самым ее универсальность. Кроме того, наличие полосы пористого политетрафторэтилена позволяет использовать терморасширенный графит для уплотнения агрессивных сред и исключить его контакт с уплотняемой средой. Кроме того, наличие пористого политетрафторэтилена позволяет компенсировать погрешности поверхностей уплотняемых фланцев, а поэтому снизить требование к точности машинной обработки этих поверхностей. Это качество особенно ценно при применении патентуемой уплотнительной ленты для герметизации давно работающего оборудования.To obtain high-quality corrugations on the sealing tape, it is necessary to ensure tight contact between the porous polytetrafluoroethylene and the thermally expanded graphite foil. To do this, prior to the formation of corrugations, a narrow strip of thermally expanded graphite / sandwich foil is tensioned in the manufacture of a flat initial ribbon, and the strip of porous polytetrafluoroethylene is wound with tension. In this case, the winding of the strip of porous polytetrafluoroethylene is carried out in a spiral with a partial overlap of each spiral coil preceding it in a diagonal-unidirectional or diagonal-cross way. Despite the tight contact between porous polytetrafluoroethylene and thermally expanded graphite, mutual adhesion between them does not occur. During corrugation, porous polytetrafluoroethylene, which has a low coefficient of friction, is in contact with the teeth of the gears, and therefore the friction force during corrugation is small. The high porosity of polytetrafluoroethylene ensures its elongation in the transverse direction (in the direction of the length of the initial tape from the top of the tooth to its cavity) without significant effort. Because of this, porous polytetrafluoroethylene during corrugation, stretching in the transverse direction, glides along the foil of thermally expanded graphite, without causing the sliding of layers of thermally expanded graphite inside the foil. Therefore, the density of the sealing tape along its entire length is constant, which ensures uniform contact pressure when tightening the flange connection. The presence of a strip of porous polytetrafluoroethylene makes it possible to apply increased specific pressure to the sealing tape when tightened. In addition, during the formation of transverse corrugations on a flat initial tape, the deformation of the thermally expanded graphite foil is carried out in a closed volume, which prevents the occurrence of cracks or chipping on the surface of the thermally expanded graphite foil. Porous polytetrafluoroethylene makes it possible to obtain corrugations that are closer to each other on a sealing tape without destroying it, which expands the range of diameters of sealed detachable flange joints, thereby increasing its versatility. In addition, the presence of a strip of porous polytetrafluoroethylene allows the use of thermally expanded graphite to seal aggressive media and exclude its contact with the medium being sealed. In addition, the presence of porous polytetrafluoroethylene makes it possible to compensate for the surface errors of the sealing flanges, and therefore reduce the requirement for the accuracy of machining of these surfaces. This quality is especially valuable when using patented sealing tape for sealing long-running equipment.

Claims

1. A sealing tape having transversely directed alternating corrugations, including a narrow strip of thermally expanded graphite foil and a strip of porous polytetrafluoroethylene, wound in a spiral around the above-mentioned strip of thermally expanded graphite foil, with each subsequent coil of the strip of porous polytetrafluoroethylene partially overlapping the spiral coil preceding it.

2. The sealing tape according to claim 1, characterized in that the alternating corrugations reduce the length of the flat original tape by at least 10%.

3. The sealing tape according to claim 1, characterized in that the amplitude of the alternating corrugations exceeds the thickness of the flat source tape by 1.5-3 times.

4. The sealing tape according to claim 1, characterized in that the step of alternating corrugations exceeds the thickness of the flat original tape by 3-6 times.

5. The sealing tape according to claim 1, characterized in that the thickness of the strip of porous polytetrafluoroethylene is 0.045-0.25 mm.

6. The sealing tape according to claim 1, characterized in that the total porosity of the strip of porous polytetrafluoroethylene is 35-60%.

7. The sealing tape according to claim 1, characterized in that the winding with a strip of porous polytetrafluoroethylene is made either diagonally unidirectional or diagonally crosswise.

8. The sealing tape according to claim 1, characterized in that the winding with a strip of porous polytetrafluoroethylene is made in 2-6 layers.

9. The sealing tape according to claim 1, characterized in that at least one of its sides has an adhesive layer protected by an easily removable release material.

10. The sealing tape according to claim 9, characterized in that as a release material used paper with one-sided silicone coating.

11. A sealing tape according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the narrow strip of thermally expanded graphite foil is made in the form of a sandwich consisting of two strips of thermally expanded graphite foil and a reinforcing strip of metal foil located between them and having the same width in common between them by myself.

12. The sealing tape according to claim 11, characterized in that the reinforcing strip of metal foil is made of either stainless steel or aluminum, or nickel or titanium, or from their alloys.

13. A sealing tape according to claim 12, characterized in that the thickness of the reinforcing strip of the metal foil is in the range of 0.02-0.1 mm.

14. A method of manufacturing a sealing tape, which consists in forming transversely directed alternating corrugations on it, characterized in that before forming the corrugations, a narrow strip of thermally expanded graphite foil is tensioned in its longitudinal direction, and strips of porous polytetrafluoroethylene are also wound around it with tension and in a spiral with a partial overlap of each spiral coil preceding it.

15. A method of manufacturing a sealing tape according to 14, characterized in that the winding of a strip of porous polytetrafluoroethylene is carried out either diagonally unidirectional or diagonally crosswise.

16. A method of manufacturing a sealing tape according to any one of paragraphs.14-15, characterized in that a narrow strip of foil of thermally expanded graphite is made in the form of a sandwich consisting of two strips of foil of thermally expanded graphite and a reinforcing strip of metal foil located between them with the same width across them, interconnected.