RU2296256C1 - Герметизирующий комплект для сальниковых уплотнений - Google Patents
Герметизирующий комплект для сальниковых уплотнений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296256C1 RU2296256C1 RU2005119424/06A RU2005119424A RU2296256C1 RU 2296256 C1 RU2296256 C1 RU 2296256C1 RU 2005119424/06 A RU2005119424/06 A RU 2005119424/06A RU 2005119424 A RU2005119424 A RU 2005119424A RU 2296256 C1 RU2296256 C1 RU 2296256C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rings
- sealing
- graphite
- polytetrafluoroethylene
- kit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sealing Material Composition (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области создания герметизаторов для применения в конструкции специальных устройств, предотвращающих несанкционированную утечку рабочей среды через зазоры в подвижных и статических сопряжениях и используется в запорной аппаратуре ТЭЦ и химических производств. Герметизирующий комплект для сальниковых уплотнений включает наружные и внутренние кольца. Наружные кольца выполнены из политетрафторэтилена или композиционного материала на его основе методом холодного прессования, а внутренние - из гидрофобизированного графита. Изобретение повышает технические характеристики герметизирующих комплектов сальниковых уплотнений при снижении их стоимости и увеличении технологичности. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил.
Description
Изобретение относится к области создания герметизаторов для применения в конструкции специальных устройств, предотвращающих несанкционированную утечку рабочей среды (перегретого пара, воды, водных растворов кислот, щелочей, солей и т.п.) через зазоры в подвижных и статических сопряжениях.
Для обеспечения надежной герметизации сопряжений в течение заданного технического ресурса используют изделия из различных материалов: резины, органических волокон природного и искусственного происхождения (льна, хлопка, конопли, полиамида, политетрафторэтилена и т.п.), асбестовые материалы, углеграфитовые материалы и т.п. (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 - Изд. 2-ое, перераб и дополн. М.: Машиностроение, 1994. - С.448; Сиренко Г.А. Антифрикционные карбопластики. Киев: Техника, 1985. - С.196; Пинчук Л.С. Герметология. Мн.: Навука i тэхнiка, 1992. - С.215). Такие материалы, объединенные термином «герметизаторы», распространены в современной технике (Пинчук Л.С. Герметология. Мн.: Навука i тэхнiка, 1992. - С.215). Опыт эксплуатации герметизаторов различного типа свидетельствует о существенном влиянии на ресурс устройства не только состава материала, но и конструкции уплотнительного элемента. Типовыми конструкциями уплотнительных элементов являются прокладки, манжеты различного профиля, сальниковые набивки и шнуры круглого и квадратного сечения (Пинчук Л.С. Герметология. Мн.: Навука i тэхнiка, 1992. - С.215). Для изготовления уплотнений используют специальные набивки и шнуры. Существенным недостатком традиционных герметизаторов является относительно низкая стойкость к воздействию термоокислительных сред и агрессивных жидкостей. Для обеспечения технического ресурса герметизирующих устройств, применяемых на предприятиях химической промышленности и теплоэнергетики, эксплуатируемых при повышенных температурах, давлениях и воздействии агрессивных сред, широко применяют герметизаторы из фторопласта (Сиренко Г.А. Антифрикционные карбопластики. Киев: Техника, 1985. - С.196) и углеродных материалов (Графит как высокотемпературный материал. Сб. статей, пер. с англ. Под ред. К.П. Власова, М.: Мир, 1964. - С.423). Однако стоимость таких материалов высока и не позволяет их использовать в промышленных масштабах. Кроме того, для изготовления герметизирующих изделий из материалов подобного строения требуется специальное технологическое оборудование, например вязальные автоматы типа «August Gerzog», стоимостью от 100 тыс.долл. США.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является уплотнительный комплект для сальниковых уплотнений, выпускаемый по ТУ 5728-009-13267785-99 в Российской Федерации концерном «Унихимтек» (Высоконадежные сальниковые кольца серии «Графлекс». Проспект фирмы «Унихимтек». М. 2003).
Данный комплект уплотнений представляет собой набор из 6-ти или 4-х колец, выполненных из различных герметизирующих материалов. При этом внутренние кольца (2, 4 или более) изготавливают из композиционного материала на основе термически расщепленного графита «Графлекс», а наружные - из плетеных уплотнительных набивок. Такая конструкция уплотнения позволяет обеспечивать герметизацию подвижных и неподвижных соединений паро-, водяной запорной арматуры высокого давления тепловых станций.
Существенным недостатком подобной конструкции, взятой за прототип, является высокая стоимость, обусловленная наличием в составе комплекта наружных колец из плетеных уплотнительных набивок, а также их недостаточная герметичность, обусловленная пористой структурой набивки. Кроме того, для получения всех элементов комплекта используют термически расщепленный графит (ТРГ), который имеет сложную и экологически опасную технологию получения, включающую операции окисления полуфабриката в сильном окислителе, промывки окислителя, нейтрализации остатков окислителя, термической обработки (расщепления) и прессования.
Задача изобретения - повышение технических характеристик герметизирующих комплектов сальниковых уплотнений при снижении их стоимости и увеличении технологичности.
Поставленная задача решается применением в конструкции герметизирующего комплекта для сальниковых уплотнений внутренних колец из гидрофобизированного графита, а наружных - из политетрафторэтилена или композиционного материала на его основе, полученных холодным прессованием. Причем кольца из политетрафторэтилена или композиционного материала на его основе чередуются с кольцами из гидрофобизированного графита и выполнены с выступом по контактной поверхности. Кроме того, наружные и внутренние кольца покрыты фторсодержащим олигомером «Фолеокс» или «Эпилам».
На фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6 представлена конструкция герметизирующего комплекта для сальниковых уплотнений. Герметизирующий комплект состоит из колец 1 из политетрафторэтилена или композиционного материала на его основе, покрытых слоем фторсодержащего олигомера 4, колец 2 из гидрофобизированного графита, штока 3.
Сущность изобретения состоит в следующем. При использовании колец из политетрафторэтилена (ПТФЭ) или композиции на его основе в составе комплекта обеспечивается высокая степень уплотнения за счет разницы в показателях прочности, деформативности и износостойкости гидрофобизированного графита и политетрафторэтилена. Поэтому при затяжке грундбуксы кольца 1 из ПТФЭ передают усилия на кольца 2 из графита, вызывая их деформирование и заполнение объема камеры. При вращении штока 3 кольца из ПТФЭ предотвращают износ уплотнительных колец из графита и препятствуют уносу частиц графита из сопряжения.
Кольца из политетрафторэтилена могут чередоваться с кольцами из графита (фиг.2, 3, 5), что обеспечивает дополнительное увеличение износостойкости уплотнительного комплекта. Кроме того, кольца из политетрафторэтилена могут иметь выступ на контактной поверхности (фиг.3, 4, 5), что приводит к дополнительному уплотнению границы раздела при затягивании грундбуксы.
Выступ на кольце имеет форму конуса, расположенного по диаметру, с высотой 0,1-0,5 h1, где h1 - толщина кольца. Конусообразный выступ получают при прессовании кольца в металлической оснастке соответствующей конфигурации.
Выступ на кольце из политетрафторэтилена внедряется в сопряженное графитовое кольцо, вызывая его деформирование и формирование плотного сопряжения непосредственно в процессе установки комплекта в рабочую камеру запорной арматуры. Важной особенностью заявляемой конструкции является изготовление колец из частиц политетрафторэтилена (или композита на его основе) методом холодного прессования при давлениях, превышающих предел текучести. В этом случае формируется кольцо с достаточной для осуществления монтажа прочностью, существенно превышающей прочность графитовых колец. Такие кольца также будут увеличивать герметичность и износостойкость комплекта при температурах эксплуатации до 300°С, а при превышении этой температуры будет происходить спекание частиц политетрафторэтилена и образование монолитной структуры материала непосредственно в процессе эксплуатации уплотнительного комплекта.
Гидрофобизированный графит получают смешиванием графита с 1-3 мас.% гидрофобной добавки - парафинов природного или синтетического происхождения. Гидрофобизированный графит обладает более высокой стойкостью к воздействию перегретого пара и водных растворов агрессивных жидкостей (кислот, щелочей, солей) по сравнению с термически расщепленным графитом. Кроме того, он не оказывает коррозионного действия на сопряженные металлические поверхности, т.к. не содержит адсорбированных остатков окислителя и активных, т.н. «кислотных центров», которые свойственны ТРГ. Использование при получении гидрофобизированного графита в качестве функционального компонента фторсодержащих олигомеров типа «Фолеокс», «Эпилам» и др. с молекулярной массой до 5000 ед. позволяет придать кольцам из такого графита ингибирующее и противоизносное действие на сопряженное контртело. Фторсодержащие олигомеры «Фолеокс» и «Эпилам» выпускаются Научно-исследовательским институтом синтетического каучука им. Лебедева и Научно-исследовательским институтом прикладной химии (С.-Петербург, РФ).
Важным отличием заявленного технического решения от прототипа является наличие на кольцах, входящих в состав комплекта, тонкого слоя (1-5 мкм), формируемого из фторсодержащего олигомера (фиг.6). Такой слой получают окунанием готовых колец в раствор олигомера. Наличие подобного слоя обеспечивает более прочное адгезионное взаимодействие на границе раздела колец и увеличивает их механическую прочность при монтаже. Кроме того, олигомер увеличивает устойчивость поверхностного слоя к воздействию водных сред и повышенных температур. Для формирования комплекта возможно применение как сплошных, так и разрезных колец, что обеспечивает возможность ремонта запорной арматуры без разборки и остановки технологического процесса на длительное время. Соотношение геометрических размеров колец, прежде всего толщины, выбираются в зависимости от конструкции уплотнительной камеры и условий эксплуатации. Традиционным соотношением толщин h1 и h2 является 1:1÷0,1:1. Количество колец в комплекте подбирается исходя из условий эксплуатации и конструкции запорной арматуры, однако, в любом случае наружные кольца комплекта выполняются из ПТФЭ или композиции на его основе. В некоторых конструкциях необходимо использовать разнотолщинные кольца. При этом соотношение толщины наружного кольца h1 и внутреннего кольца h2 должно находиться в пределах 0,75:1÷0,1:1.
Для изготовления наружного кольца могут быть использованы композиционные материалы на основе ПТФЭ типа «Флубон», «Флувис». Кроме того, могут быть использованы отходы в виде стружки, которые образуются при механической обработке заготовок точением. Прессование отходов в форме заданного профиля позволяет получить наружное или промежуточное кольцо заданных размеров и прочности.
Таким образом, предложенная конструкция герметизирующего комплекта для сальниковых уплотнений обеспечивает высокие технико-экономические показатели при использовании в запорной арматуре ТЭЦ и химических производств.
Сравнительные характеристики предлагаемой конструкции и прототипа приведены в таблице 1.
Таблица. Характеристики герметизирующих комплектов для сальниковых уплотнений
Характеристика | Показатель для уплотнительного комплекта | |
Прототип | Предлагаемая конструкция | |
1. Термостойкость внутренних | до 550 - пар | 550 |
элементов, °С | до 500 - воздух | 550 |
2. Наличие колец из плетеной набивки | 2 кольца | нет |
3. Ресурс эксплуатации комплекта без дополнительного обслуживания, час, не менее | 10000 | 20000 |
4. Давление рабочей среды, МПа | не более 38 | не более 50 |
5. Технология изготовления крайних колец | плетение на специальной установке | холодное прессование |
6. Стоимость материала крайних колец | 75-80 долл. США за 1 кг | 7-15 долл. США за 1 кг |
7. Герметизируемые среды | водяной пар, газы, нефтепродукты, водные растворы солей, кислот, щелочей | водяной пар, газы, нефтепродукты, водные растворы солей,кислот, щелочей |
8. Технологический цикл изготовления внутренних колец | окисление графита,нейтрализация, термообработка (расщепление), дозирование, прессование | смешивание компонентов, прессование |
9. Материал для внутренних колец комплекта | термически расщепленный графит(ТРГ) | гидррофобизированный графит |
Необходим повторный цикл регенерации: измельчение, окисление, расщепление, прессование. Наружные кольца повторно не используются | ||
измельчение и холодное прессование. Наружные кольца повторно используются | ||
10. Возможность повторного использования регенерированного комплекта | ||
Как следует из представленных в таблица данных, разработанная конструкция герметизирующего комплекта для сальниковых уплотнений существенно превосходит прототип по ресурсу, имеет более низкую стоимость, более простую технологию изготовления и способность к регенерации.
Разработанные комплекты прошли испытания в запорной арматуре теплоцентралей при рабочих давления до 50 МПа (500 атм) и показали высокую надежность эксплуатации без дополнительного обслуживания.
Claims (4)
1. Герметизирующий комплект для сальниковых уплотнений, включающий наружные и внутренние кольца, отличающийся тем, что наружные кольца выполнены из политетрафторэтилена или композиционного материала на его основе методом холодного прессования, а внутренние - из гидрофобизированного графита.
2. Герметизирующий комплект по п.1, отличающийся тем, что кольца из политетрафторэтилена или композиционного материала на его основе чередуются с кольцами из гидрофобизированного графита.
3. Герметизирующий комплект по п.1, отличающийся тем, что кольца из политетрафторэтилена или композиционного материала на его основе выполнены с выступом по контактной поверхности.
4. Герметизирующий комплект по п.1, отличающийся тем, что наружные и внутренние кольца покрыты фторсодержащим олигомером "Фолеокс" или "Эпилам".
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005119424/06A RU2296256C1 (ru) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Герметизирующий комплект для сальниковых уплотнений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005119424/06A RU2296256C1 (ru) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Герметизирующий комплект для сальниковых уплотнений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2296256C1 true RU2296256C1 (ru) | 2007-03-27 |
Family
ID=37999203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005119424/06A RU2296256C1 (ru) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Герметизирующий комплект для сальниковых уплотнений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2296256C1 (ru) |
-
2005
- 2005-06-22 RU RU2005119424/06A patent/RU2296256C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ТУ 5728-009-13267785-99. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101920569B (zh) | 一种高耐温耐磨油封的生产方法 | |
AU1751095A (en) | Composite yarn for the manufacturing of braided packings, braided packing and process for forming the said composite yarn | |
CN103939607A (zh) | 一种集成式轴端密封装置 | |
RU2296256C1 (ru) | Герметизирующий комплект для сальниковых уплотнений | |
CN207961526U (zh) | 一种磁力密封装置 | |
DE2412698A1 (de) | Stopfbuchspackungen fuer hochdruckventile | |
Small | Outstanding physical properties make PEEK ideal for sealing applications | |
US7966925B2 (en) | Combination mismatched metal-to-metal seal and O-ring seal with vent hole in between for high temperature and high pressure environment | |
CN203770202U (zh) | 离心式压缩机干气密封机构 | |
KR20200132087A (ko) | 배관 연결용 씰링부재를 갖는 조인트관 및 씰링부재의 제조방법 | |
CN202327345U (zh) | 一种低摩擦耐高压阀杆密封圈 | |
CN2037413U (zh) | 复合材料密封圈 | |
WO2015162581A1 (en) | A valve, and a method for effectively sealing an area between two surfaces in a valve and use thereof | |
CN203809677U (zh) | 一种增强型四氟垫片 | |
CN103788618A (zh) | 聚芳醚酮复合材料、其制备方法以及应用该材料的密封圈 | |
EP3727850B1 (en) | Hydraulic hose | |
CN207514228U (zh) | 一种ptfe与pu组合密封圈 | |
CN205877179U (zh) | 一种静密封结构 | |
CN203448194U (zh) | 离心机主轴密封装置 | |
CN206338403U (zh) | 用于石油机械的多工况密封圈 | |
RU2546380C1 (ru) | Уплотнительный узел штока силового цилиндра | |
CN102889392A (zh) | 耐磨密封阀 | |
CN203770196U (zh) | 高温高转速流体动压式机械密封机构 | |
CN208041132U (zh) | 一种反应釜复合密封装置 | |
CN103574154A (zh) | 自润滑阀杆填料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140623 |