RU2805402C1

RU2805402C1 - Spiral wound gasket and method of its manufacture

Info

Publication number: RU2805402C1
Application number: RU2023109755A
Authority: RU
Inventors: Артем Петрович Малахо; Андрей Николаевич Куден; Сергей Петрович Медведев; Владимир Леонидович Соколов; Вадим Евсеевич Сомов; Владимир Анатольевич Муханов; Виктор Васильевич Авдеев
Original assignee: Акционерное общество Научно-производственное объединение "УНИХИМТЕК" (АО НПО "УНИХИМТЕК")
Filing date: 2023-04-17
Publication date: 2023-10-16

Abstract

FIELD: seals.

SUBSTANCE: invention relates to seals for flange, fitting and other connections, in particular to spiral wound gaskets used in connectors of heat exchange equipment and pipelines, devices in the oil and gas industry, chemical industry, thermal and nuclear power engineering, exhaust systems of automobile, ship and other engines internal combustion. The spiral-wound gasket contains a sealing ring in the form of a wound spiral of alternating layers of profiled metal tape and filler, wherein the filler is made in the form of a tape of a three-layer laminate consisting of a layer of reinforcing metal material, on each side of which a layer of non-metallic sealing material is glued. A method for manufacturing a spiral wound gasket is also described. In the method, a filler is pre-made in the form of a tape from a three-layer laminate consisting of a layer of reinforcing metal material, on each side of which a layer of non-metallic sealing material is glued, and then the profiled metal tape and filler are wound in a spiral to form a sealing ring. The resulting spiral-wound gasket is highly resistant to damage and washout by the environment and generally provides a higher level of reliability of the sealed connection and reduces the level of leakage of the working medium into the atmosphere.

EFFECT: it is possible to produce spiral-wound gaskets in an automatic and continuous mode without breaking the tapes, to increase the duration of the process of producing spiral-wound gaskets without refilling the equipment and to obtain a stable profile of spiral-wound gaskets with a wide field of more than 25 mm.

26 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к уплотнениям фланцевых, штуцерных и иных соединений, в частности к спирально-навитым прокладкам, используемым в разъемах аппаратов теплообменного оборудования и трубопроводов, аппаратов нефтяной и газовой промышленности, химической промышленности, тепловой и атомной энергетики, в выхлопных системах автомобильных, судовых и прочих двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to seals for flange, fitting and other connections, in particular to spiral wound gaskets used in connectors of heat exchange equipment and pipelines, devices in the oil and gas industry, chemical industry, thermal and nuclear power engineering, in exhaust systems of automobiles, ships and others internal combustion engines.

Конструкция спирально-навитых прокладок (СНП) была предложена фирмой Flexitallic в 1912 г. Спирально-навитая прокладка представляет собой уплотнительное кольцо, образованное посредством навивки чередующихся слоев ленты наполнителя (фторопласта, терморасширенного графита, асбеста или других уплотнительных материалов) и профилированной (V- или W-образной) металлической ленты, служащей армирующим элементом, позволяющим удерживать форму изделия.The design of spiral wound gaskets (SNG) was proposed by Flexitallic in 1912. A spiral wound gasket is a sealing ring formed by winding alternating layers of filler tape (fluoroplastic, thermally expanded graphite, asbestos or other sealing materials) and profiled (V- or W-shaped) metal strip that serves as a reinforcing element that allows you to maintain the shape of the product.

Указанные спирально-навитые прокладки обладают высокой эластичностью, устойчивостью к высоким температурам и давлениям, термоциклированию благодаря сочетанию высокой эластичности наполнителя и прочности стальной ленты.These spiral-wound gaskets have high elasticity, resistance to high temperatures and pressures, and thermal cycling due to the combination of high elasticity of the filler and the strength of the steel tape.

Наибольшее распространение в промышленности получили СНП, изготовленные из уплотнительных лент на основе графитовой фольги, поскольку такие спирально-навитые прокладки могут эксплуатироваться в диапазоне температур от -200°С до +450°С в широком диапазоне химических сред.The most widely used in industry are SNPs made from sealing tapes based on graphite foil, since such spiral-wound gaskets can be used in the temperature range from -200°C to +450°C in a wide range of chemical environments.

В то же время указанные спирально-навитые прокладки имеют ряд существенных недостатков.At the same time, these spiral-wound gaskets have a number of significant disadvantages.

1. При уплотнении жидких сред и водяного пара при высоком давлении может происходить вымывание и вынос поверхностного слоя мягкого уплотнительного материала в зоне соприкосновения навитой части с уплотняемой поверхностью. В результате происходит неконтролируемая утечка рабочей среды.1. When compacting liquid media and water vapor at high pressure, the surface layer of soft sealing material in the area of contact of the wound part with the sealed surface may be washed out and removed. As a result, an uncontrolled leakage of the working environment occurs.

2. Уплотнительная поверхность спирально-навитых прокладок подвержена повреждениям, в частности царапинам, при производстве, транспортировке и установке, поскольку мягкая витая часть уплотнительного материала спирально-навитых прокладок выступает над поверхностью навитой металлической ленты и не защищена. Повреждения в виде царапин указанной выступающей части могут приводить к неконтролируемым утечкам рабочей среды.2. The sealing surface of spiral wound gaskets is susceptible to damage, particularly scratches, during manufacturing, transportation and installation because the soft twisted part of the sealing material of spiral wound gaskets protrudes above the surface of the wound metal strip and is not protected. Damage in the form of scratches to the said protruding part can lead to uncontrolled leaks of the working fluid.

3. При малом количестве витков утечка может происходить по спирали спирально-навитой прокладки, при этом удельная утечка спирально-навитой прокладки является высокой и требует высокого давления обжатия.3. When the number of turns is small, leakage may occur along the spiral of the spiral wound gasket, and the specific leakage of the spiral wound gasket is high and requires high compression pressure.

Стандартный способ производства спирально-навитой прокладки также имеет серьезные ограничения, поскольку при нем производится совместная намотка высокопрочной стальной ленты и низкопрочной ленты уплотнительного материала, такого как, например, графитовая фольга. В результате того, что такая лента является хрупкой, она часто обрывается, что затрудняет процесс изготовления СНП в автоматическом режиме. Также она не может быть намотана методом крестообразной намотки на бобины с большой длиной, что затрудняет выпуск спирально-навитых прокладок в автоматическом режиме.The conventional spiral wound gasket manufacturing process also has serious limitations because it involves winding together a high-strength steel strip and a low-strength strip of sealing material such as graphite foil. As a result of the fact that such a tape is fragile, it often breaks, which complicates the process of manufacturing SNPs automatically. Also, it cannot be wound using the cross-winding method on long-length bobbins, which makes it difficult to release spiral wound gaskets automatically.

Наиболее критична прочность и длина ленты уплотнительного материала и количество обрывов при выпуске СНП большого диаметра - более 1 м, а также для СНП с широким полем - более 25 мм. При намотке таких конструкций требуется высокое натяжение лент для обеспечения стабильной плоскостности профиля. Увеличение натяжения приводит к обрывам уплотнительной ленты, остановке и перезаправку оборудования.The most critical are the strength and length of the tape of sealing material and the number of breaks when producing SNP of large diameter - more than 1 m, as well as for SNP with a wide field - more than 25 mm. When winding such structures, high belt tension is required to ensure stable profile flatness. An increase in tension leads to breaks in the sealing tape, stopping and refilling the equipment.

Известна спирально-навитая прокладка, содержащая уплотнительное кольцо в виде навитой спирали из чередующихся слоев профилированной металлической ленты и наполнителя (см., например, JPH 02266164 (A), F16J 15/12, 21.01.1992, AGENCY FOR IND SCIENCE AND TEC [JP]).A spiral-wound gasket is known, containing a sealing ring in the form of a wound spiral of alternating layers of profiled metal tape and filler (see, for example, JPH 02266164 (A), F16J 12/15, 01/21/1992, AGENCY FOR IND SCIENCE AND TEC [JP ]).

В заявке JPH 02266164 (А) предлагается наполнитель уплотнительного кольца спирально-навитой прокладки выполнять в виде ленты из неметаллического уплотнительного материала, на которую нанесен лак из фенольной смолы, на центральную часть указанной ленты уложено жгутообразное волокно, и сверху прижата еще одна лента из неметаллического уплотнительного материала. Такое выполнение ленты неметаллического уплотнительного материала повышает ее прочность и предотвращает ее обрыв под действием растягивающей силы при намотке в спираль совместно с профилированной металлической лентой.In the application JPH 02266164 (A), it is proposed that the filler of the sealing ring of a spiral wound gasket be made in the form of a tape of non-metallic sealing material, onto which a phenolic resin varnish is applied, a rope-like fiber is laid on the central part of the said tape, and another tape of non-metallic sealing material is pressed on top material. This design of the tape of non-metallic sealing material increases its strength and prevents its breakage under the influence of tensile force when wound into a spiral together with a profiled metal tape.

В указанном документе JPH 02266164 также описан способ изготовления спирально-навитой прокладки, характеризующийся тем, что подготавливают наполнитель в виде ленты, а затем профилированную металлическую ленту и наполнитель навивают по спирали с образованием уплотнительного кольца. Данные спирально-навитая прокладка и способ ее изготовления являются наиболее близкими аналогами к заявленным спирально-навитой прокладке и способу ее изготовления.Said document JPH 02266164 also describes a method for manufacturing a spiral wound gasket, characterized in that a filler is prepared in the form of a tape, and then a shaped metal strip and the filler are wound in a spiral to form a sealing ring. This spiral-wound gasket and the method for its manufacture are the closest analogues to the claimed spiral-wound gasket and the method for its manufacture.

Техническая проблема заключается в том, что по жгутообразному волокну, расположенному между двумя лентами из неметаллического уплотнительного материала образуется канал утечки рабочей среды, что приводит к вымыванию неметаллического уплотнительного материала и снижению герметичности спирально-навитой прокладки. Также, не устраняются перечисленные выше присущие спирально-навитым прокладкам недостатки, такие как повреждения уплотнительных поверхностей спирально-навитых прокладок при их производстве, транспортировке и установке, вымывание и вынос поверхностного слоя мягкого уплотнительного материала при высоком давлении в зоне соприкосновения навитой части с уплотняемой поверхностью, утечки по спирали спирально-навитой прокладки при малом количестве витков.The technical problem is that a leakage channel of the working medium is formed along the rope-like fiber located between two tapes of non-metallic sealing material, which leads to leaching of the non-metallic sealing material and a decrease in the tightness of the spiral-wound gasket. Also, the above-mentioned disadvantages inherent in spiral-wound gaskets are not eliminated, such as damage to the sealing surfaces of spiral-wound gaskets during their production, transportation and installation, washing out and removal of the surface layer of soft sealing material at high pressure in the contact zone of the wound part with the sealing surface, Leaks along the spiral of a spiral-wound gasket with a small number of turns.

Технический результат при осуществлении изобретения направлен на устранение указанных выше недостатков и достигается тем, что спирально-навитая прокладка содержит уплотнительное кольцо в виде навитой спирали из чередующихся слоев профилированной металлической ленты и наполнителя, при этом наполнитель выполнен в виде ленты из трехслойного ламината, состоящего из слоя армирующего металлического материала, на каждую из сторон которого приклеен слой неметаллического уплотнительного материала.The technical result in the implementation of the invention is aimed at eliminating the above disadvantages and is achieved by the fact that the spiral-wound gasket contains a sealing ring in the form of a wound spiral of alternating layers of profiled metal tape and filler, while the filler is made in the form of a tape of a three-layer laminate consisting of a layer reinforcing metal material, on each side of which a layer of non-metallic sealing material is glued.

При этом первые и последние витки навитой спирали уплотнительного кольца выполнены из профилированной металлической ленты, которые скреплены между собой точечной контактной сваркой.In this case, the first and last turns of the wound spiral of the sealing ring are made of profiled metal tape, which are fastened together by spot contact welding.

Профилированная металлическая лента может быть выполнена из нержавеющей стали.The profiled metal tape can be made of stainless steel.

Профилированная металлическая лента может быть выполнена с V- или W-образным профилем.Profiled metal strip can be made with a V- or W-shaped profile.

Слой армирующего металлического материала наполнителя может быть выполнен из нержавеющей стали.The layer of reinforcing metal filler material can be made of stainless steel.

При этом толщина слоя армирующего металлического материала наполнителя составляет 0,01-0,2 мм, предпочтительно 0,05 мм.In this case, the thickness of the layer of reinforcing metal filler material is 0.01-0.2 mm, preferably 0.05 mm.

Слой неметаллического уплотнительного материала может быть выполнен из графита, безасбестового паронита, слюды, фторопластовой ленты или керамической ленты.The layer of non-metallic sealing material can be made of graphite, non-asbestos paronite, mica, fluoroplastic tape or ceramic tape.

При этом толщина слоя неметаллического уплотнительного материала наполнителя составляет 0,1-1 мм, предпочтительно 0,2-0,3 мм.In this case, the thickness of the layer of non-metallic sealing filler material is 0.1-1 mm, preferably 0.2-0.3 mm.

Каждый из слоев неметаллического уплотнительного материала в ленте трехслойного ламината наполнителя имеет ширину, равную ширине слоя армирующего металлического материала.Each of the layers of non-metallic sealing material in the three-layer filler laminate strip has a width equal to the width of the layer of reinforcing metal material.

При этом каждый из слоев неметаллического уплотнительного материала наполнителя приклеен к соответствующей стороне слоя армирующего металлического материала посредством органического или неорганического адгезива.In this case, each of the layers of non-metallic sealing filler material is glued to the corresponding side of the layer of reinforcing metal material by means of an organic or inorganic adhesive.

Уплотнительное кольцо может быть выполнено круглой, овальной или многогранной со скругленными углами формы.The sealing ring can be made round, oval or polyhedral with rounded corners.

По внутреннему и/или наружному диаметрам уплотнительного кольца могут быть смонтированы внутреннее и/или наружное металлические ограничительные кольца.Inner and/or outer metal restrictive rings can be mounted along the inner and/or outer diameters of the sealing ring.

При этом каждое из ограничительных колец может быть выполнено из стали.In this case, each of the restrictive rings can be made of steel.

Способ изготовления спирально-навитой прокладки характеризуется тем, что предварительно изготавливают наполнитель в виде ленты из трехслойного ламината, состоящего из слоя армирующего металлического материала, на каждую из сторон которого приклеен слой неметаллического уплотнительного материала, профилируют металлическую ленту, а затем профилированную металлическую ленту и наполнитель навивают по спирали с образованием уплотнительного кольца.The method for manufacturing a spiral-wound gasket is characterized by the fact that the filler is pre-made in the form of a tape from a three-layer laminate consisting of a layer of reinforcing metal material, on each side of which a layer of non-metallic sealing material is glued, the metal tape is profiled, and then the profiled metal tape and filler are wound in a spiral to form a sealing ring.

При этом первые и последние витки уплотнительного кольца навивают из профилированной металлической ленты, которые скрепляют между собой точечной контактной сваркой.In this case, the first and last turns of the sealing ring are wound from a profiled metal strip, which are fastened together by spot welding.

При изготовлении наполнителя полученную ленту из трехслойного ламината наматывают на бобину цилиндрической или крестообразной намоткой.When making the filler, the resulting tape from a three-layer laminate is wound onto a reel using cylindrical or cross-shaped winding.

При этом профилированная металлическая лента может быть выполнена из нержавеющей стали.In this case, the profiled metal strip can be made of stainless steel.

Профилированная металлическая лента может быть выполнена с V- или А-образным профилем.Profiled metal strip can be made with a V- or A-shaped profile.

При изготовлении ленты трехслойного ламината наполнителя используют два слоя неметаллического уплотнительного материала, ширина каждого из которых равна ширине слоя армирующего металлического материала.When making a tape of a three-layer filler laminate, two layers of non-metallic sealing material are used, the width of each of which is equal to the width of the layer of reinforcing metal material.

Для приклеивания слоев неметаллического уплотнительного материала к соответствующей стороне слоя армирующего металлического материала используют органический или неорганический адгезив.An organic or inorganic adhesive is used to adhere the layers of non-metallic sealing material to the corresponding side of the layer of reinforcing metal material.

Также, по внутреннему и/или наружному диаметрам уплотнительного кольца могут быть смонтированы внутреннее и/или наружное металлические ограничительные кольца.Also, inner and/or outer metal restrictive rings can be mounted along the inner and/or outer diameters of the sealing ring.

Каждое из ограничительных колец может быть выполнено из стали.Each of the restrictive rings can be made of steel.

Вышеизложенные особенности и преимущества изобретения будут понятны из последующего описания предпочтительных примеров его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:The above features and advantages of the invention will be clear from the following description of preferred examples of its implementation with reference to the accompanying drawings, in which:

на фиг. 1 представлено схематичное изображение в разрезе спирально-навитой прокладки, которая содержит уплотнительное кольцо, в соответствии с настоящим изобретением;in fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a spiral wound gasket that includes an O-ring in accordance with the present invention;

на фиг. 2 представлен фрагмент I (фигура 1, увеличено) уплотнительного кольца в разрезе, в соответствии с настоящим изобретением;in fig. Figure 2 shows fragment I (figure 1, enlarged) of the sealing ring in section, in accordance with the present invention;

на фиг. 3 представлено схематичное изображение в разрезе спирально-навитой прокладки, у которой по внутреннему диаметру уплотнительного кольца смонтировано металлическое ограничительное кольцо, в соответствии с настоящим изобретением;in fig. 3 is a schematic cross-section of a spiral wound gasket, in which a metal restrictor ring is mounted along the inner diameter of the sealing ring, in accordance with the present invention;

на фиг. 4 - схематичное изображение в разрезе спирально-навитой прокладки, у которой по наружному диаметру уплотнительного кольца смонтировано металлическое ограничительное кольцо, в соответствии с настоящим изобретением;in fig. 4 is a schematic cross-section of a spiral wound gasket, in which a metal restrictor ring is mounted along the outer diameter of the sealing ring, in accordance with the present invention;

на фиг. 5 - схематичное изображение в разрезе спирально-навитой прокладки, у которой по внутреннему и наружному диаметрам уплотнительного кольца смонтированы внутреннее и наружное ограничительные кольца, в соответствии с настоящим изобретением;in fig. 5 is a schematic cross-section of a spiral wound gasket, in which inner and outer restrictive rings are mounted along the inner and outer diameters of the sealing ring, in accordance with the present invention;

на фиг. 6 изображена схема навивки спирали уплотнительного кольца из чередующихся слоев профилированной металлической ленты и наполнителя, в соответствии с настоящим изобретением.in fig. 6 shows a diagram of winding a spiral of a sealing ring from alternating layers of profiled metal tape and filler, in accordance with the present invention.

На указанных фигурах для представления одинаковых элементов используются одинаковые позиции:In these figures, identical positions are used to represent identical elements:

1 - уплотнительное кольцо;1 - sealing ring;

2 - профилированная металлическая лента;2 - profiled metal tape;

3 - наполнитель;3 - filler;

4 - первые витки навитой спирали уплотнительного кольца 1;4 - the first turns of the wound spiral of the sealing ring 1;

5 - последние витки навитой спирали уплотнительного кольца 1;5 - the last turns of the wound spiral of the sealing ring 1;

6 - слой армирующего металлического материала наполнителя 3;6 - layer of reinforcing metal filler material 3;

7 - слой неметаллического уплотнительного материала наполнителя 3;7 - layer of non-metallic sealing material filler 3;

8 - внутреннее металлическое ограничительное кольцо;8 - internal metal restrictive ring;

9 - наружное металлическое ограничительное кольцо;9 - outer metal restrictive ring;

10 - бобина с лентой наполнителя 3;10 - reel with filler tape 3;

11 - профилирующие ролики.11 - profiling rollers.

Спирально-навитая прокладка содержит уплотнительное кольцо 1, которое выполнено в виде навитой спирали из чередующихся слоев профилированной металлической ленты 2 и наполнителя 3. При этом, за счет того, что ширина ленты наполнителя 3 больше ширины профилированной металлической ленты 2, наполнитель 3 выступает над торцевой поверхностью профилированной металлической ленты 2.The spiral-wound gasket contains a sealing ring 1, which is made in the form of a wound spiral from alternating layers of profiled metal tape 2 and filler 3. Moreover, due to the fact that the width of the filler tape 3 is greater than the width of the profiled metal tape 2, the filler 3 protrudes above the end surface of a profiled metal strip 2.

Профилированная металлическая лента 2 выполнена, предпочтительно из нержавеющей стали.The profiled metal strip 2 is made, preferably from stainless steel.

Профилированная металлическая лента 2 имеет V- или W-образный профиль. Профилированная металлическая лента 2 в навитой спирали спирально-навитой прокладки обеспечивает прочность уплотнения, в то время как наполнитель повышает ее совместимость и упругость.The profiled metal strip 2 has a V- or W-shaped profile. The 2 profiled metal strip in the spiral wound gasket provides seal strength while the filler enhances its compatibility and resilience.

Чтобы спирально-навитая прокладка не раскручивалась, первые 4 и последние 5 витки навитой спирали уплотнительного кольца 1 выполнены из профилированной металлической ленты 2, которые скреплены между собой в процессе намотки в нескольких местах точечной контактной сваркой.To prevent the spiral-wound gasket from unwinding, the first 4 and last 5 turns of the wound spiral of the sealing ring 1 are made of profiled metal tape 2, which are fastened together during the winding process in several places by spot contact welding.

Наполнитель 3 выполнен в виде ленты из трехслойного ламината, состоящего из слоя 6 армирующего металлического материала, на каждую из сторон которого приклеен слой 7 неметаллического уплотнительного материала.The filler 3 is made in the form of a strip of three-layer laminate, consisting of a layer 6 of reinforcing metal material, on each side of which a layer 7 of non-metallic sealing material is glued.

Слой 6 армирующего металлического материала наполнителя 3 выполнен, предпочтительно из нержавеющей стали, но может быть выполнен и из другого сплава, в зависимости от размеров спирально-навитой прокладки и условий ее эксплуатации.The layer 6 of the reinforcing metal material of the filler 3 is made, preferably of stainless steel, but can also be made of another alloy, depending on the size of the spiral wound gasket and its operating conditions.

При этом толщина h₁ слоя 6 армирующего металлического материала наполнителя 3 составляет 0,01-0,2 мм, предпочтительно 0,05 мм.In this case, the thickness h ₁ of the layer 6 of the reinforcing metal material of the filler 3 is 0.01-0.2 mm, preferably 0.05 mm.

Слой 7 неметаллического уплотнительного материала может быть выполнен из графита, безасбестового паронита, слюды, фторопластовой ленты или керамической ленты. Выбор неметаллического уплотнительного материала слоя 7 наполнителя 3 зависит от условий эксплуатации спирально-навитой прокладки.The layer 7 of non-metallic sealing material can be made of graphite, non-asbestos paronite, mica, fluoroplastic tape or ceramic tape. The choice of non-metallic sealing material of filler layer 7 3 depends on the operating conditions of the spiral wound gasket.

При этом толщина h₂ слоя 7 неметаллического уплотнительного материала наполнителя составляет 0,1-1 мм, предпочтительно 0,2-0,3 мм.In this case, the thickness h ₂ of the layer 7 of non-metallic sealing filler material is 0.1-1 mm, preferably 0.2-0.3 mm.

Каждый из слоев 7 неметаллического уплотнительного материала в ленте трехслойного ламината наполнителя 3 имеет ширину, равную ширине слоя 6 армирующего металлического материала.Each of the layers 7 of non-metallic sealing material in the strip of three-layer filler laminate 3 has a width equal to the width of the layer 6 of the reinforcing metal material.

При этом каждый из слоев 7 неметаллического уплотнительного материала наполнителя 3 приклеен к соответствующей стороне слоя 6 армирующего металлического материала посредством органического или неорганического адгезива, в зависимости от условий эксплуатации спирально-навитой прокладки.In this case, each of the layers 7 of non-metallic sealing material of the filler 3 is glued to the corresponding side of the layer 6 of the reinforcing metal material by means of an organic or inorganic adhesive, depending on the operating conditions of the spiral wound gasket.

Уплотнительное кольцо 1 может быть выполнено круглой, овальной или многогранной со скругленными углами формы.The sealing ring 1 can be made round, oval or polyhedral with rounded corners.

В зависимости от типа уплотняемых поверхностей, их размера и значений давления рабочей среды спирально-навитая прокладка может быть выполнена:Depending on the type of surfaces to be sealed, their size and pressure values of the working medium, a spiral-wound gasket can be made:

- без ограничительных колец,- without restrictive rings,

- с внутренним металлическим ограничительным кольцом 8, смонтированным по внутреннему диаметру уплотнительного кольца 1 и препятствующим протрузии спирально-навитой прокладки внутрь;- with an internal metal restrictive ring 8, mounted along the inner diameter of the sealing ring 1 and preventing the spiral-wound gasket from protruding inward;

- с наружным металлическим ограничительным кольцом 9, смонтированным по наружному диаметру уплотнительного кольца 1 и выполняющим функцию как ограничительного кольца, так и дистанцирующего кольца, предназначенного для позиционирования спирально-навитой прокладки в уплотняемых разъемах оборудования;- with an outer metal restrictive ring 9, mounted along the outer diameter of the sealing ring 1 and performing the function of both a restrictive ring and a spacer ring intended for positioning the spiral-wound gasket in the sealed connectors of the equipment;

- с внутренним 8 и наружным 9 металлическими ограничительными кольцами.- with inner 8 and outer 9 metal restrictive rings.

Каждое из металлических ограничительных колец 8, 9, предпочтительно выполнено из стали или других сплавов, например, таких как монель или никель, в зависимости от размеров спирально-навитой прокладки и условий ее эксплуатации.Each of the metal restrictor rings 8, 9 is preferably made of steel or other alloys, such as monel or nickel, depending on the size of the spiral wound gasket and its operating conditions.

Спирально-навитую прокладку изготавливают следующим способом.The spiral wound gasket is manufactured in the following way.

Предварительно изготавливают наполнитель 3 в виде ленты из трехслойного ламината: на слой 6 армирующего металлического материала на каждую из его сторон наклеивают посредством органического или неорганического адгезива слой 7 неметаллического уплотнительного материала. При этом слой 6 армирующего металлического материала выполнен, например, из нержавеющей стали или другого сплава, имеет толщину 0,01-0,2 мм, предпочтительно 0,05 мм, а каждый из слоев 7 неметаллического уплотнительного материала выполнен, например, из графита, безасбестового паронита, слюды, фторопластовой ленты или керамической ленты и имеет толщину 0,1-1 мм, предпочтительно 0,2-0,3 мм, при этом ширина каждого из слоев 7 неметаллического уплотнительного материала равна ширине слоя 6 армирующего металлического материала.The filler 3 is pre-made in the form of a tape from a three-layer laminate: a layer 7 of non-metallic sealing material is glued onto the layer 6 of the reinforcing metal material on each of its sides using an organic or inorganic adhesive. In this case, the layer 6 of the reinforcing metal material is made, for example, of stainless steel or another alloy, has a thickness of 0.01-0.2 mm, preferably 0.05 mm, and each of the layers 7 of non-metallic sealing material is made, for example, of graphite, non-asbestos paronite, mica, fluoroplastic tape or ceramic tape and has a thickness of 0.1-1 mm, preferably 0.2-0.3 mm, while the width of each layer 7 of non-metallic sealing material is equal to the width of the layer 6 of the reinforcing metal material.

Наполнитель 3 в виде ленты из трехслойного ламината может быть изготовлен из готового армированного рулонного материала большой ширины, состоящего из слоя армирующего металлического материала, на каждую из сторон которого приклеен слой неметаллического уплотнительного материала, и разрезанного на ленты требуемой ширины посредством, например, дисковых ножниц.Filler 3 in the form of a tape of a three-layer laminate can be made from a ready-made reinforced roll material of large width, consisting of a layer of reinforcing metal material, on each side of which a layer of non-metallic sealing material is glued, and cut into strips of the required width using, for example, disc shears.

Полученную ленту наполнителя 3 в виде трехслойного ламината наматывают на бобину 10, при этом лента наполнителя 3 может быть намотана на бобину 10 не только цилиндрической намоткой, но и методом крестообразной намотки, что позволяет наматывать ленту большей длиной.The resulting filler tape 3 in the form of a three-layer laminate is wound onto a bobbin 10, while the filler tape 3 can be wound onto a bobbin 10 not only by cylindrical winding, but also by the cross-winding method, which allows the tape to be wound to a greater length.

При изготовлении спирально-навитой прокладки берут бобину 10 с лентой наполнителя 3 требуемой ширины.When making a spiral-wound gasket, take a reel 10 with a filler tape 3 of the required width.

Металлическую ленту 2, предпочтительно из нержавеющей стали, профилируют посредством профилирующих роликов 11 в продольном направлении с образованием V- или W-образного профиля, чтобы придать собранной спирали определенную степень контролируемой осевой сжимаемости.The metal strip 2, preferably stainless steel, is profiled by means of profiling rollers 11 in the longitudinal direction to form a V- or W-shaped profile in order to impart a certain degree of controlled axial compressibility to the assembled helix.

Затем формируют уплотнительное кольцо 1 спирально-навитой прокладки. Чтобы спирально-навитая прокладка не раскручивалась, из профилированной металлической ленты 2 навивают несколько первых витков 4, которые скрепляют между собой точечной контактной сваркой.Then the sealing ring 1 of the spiral wound gasket is formed. To prevent the spiral-wound gasket from unwinding, the first few turns 4 are wound from a profiled metal tape 2, which are fastened together by spot welding.

Далее на профилированную металлическую ленту 2 накладывают наполнитель 3, и профилированную металлическую ленту 2 и наполнитель 3 вместе навивают в виде спирали, образуя уплотнительное кольцо 1 спирально-навитой прокладки. При этом края указанного наполнителя 3 выступают над краями профилированной металлической ленты 2.Next, filler 3 is applied to the profiled metal tape 2, and the profiled metal tape 2 and filler 3 are wound together in the form of a spiral, forming a sealing ring 1 of the spiral-wound gasket. In this case, the edges of said filler 3 protrude above the edges of the profiled metal strip 2.

Затем навивают несколько последних витков 5 из профилированной металлической ленты 2 без наполнителя 3, которые также скрепляют между собой точечной контактной сваркой. Для обеспечения надежности крепления как первых 4, так и последних 5 витков предусмотрено несколько сварных точек, расположенных на некотором расстоянии друг от друга.Then the last few turns 5 are wound from a profiled metal tape 2 without filler 3, which are also fastened together by spot contact welding. To ensure reliable fastening of both the first 4 and last 5 turns, several welding points are provided, located at some distance from each other.

По внутреннему и/или наружному диаметрам уплотнительного кольца 1 могут быть смонтированы внутреннее 8 и/или наружное 9 металлические ограничительные кольца, в зависимости от типа уплотняемых поверхностей, их размера и значений давления рабочей среды. При этом ограничительные кольца 8, 9 предпочтительно выполнены из стали.Along the inner and/or outer diameters of the sealing ring 1, inner 8 and/or outer 9 metal restrictive rings can be mounted, depending on the type of sealing surfaces, their size and pressure values of the working medium. In this case, the restrictive rings 8, 9 are preferably made of steel.

Полученная спирально-навитая прокладка обладает значительно более высокой устойчивостью к повреждениям, поскольку выступающая часть слоя 7 неметаллического уплотнительного материала защищена слоем 6 армирующего металлического материала.The resulting spiral wound gasket has significantly higher resistance to damage, since the protruding part of the layer 7 of non-metallic sealing material is protected by a layer 6 of reinforcing metal material.

Полученная спирально-навитая прокладка обладает значительно более высокой устойчивостью к вымыванию средой, поскольку наполнитель 3 обладает более высокой прочностью за счет слоя 6 армирующего металлического материала.The resulting spiral-wound gasket has a significantly higher resistance to washout by the environment, since the filler 3 has higher strength due to the layer 6 of the reinforcing metal material.

В целом указанная спирально-навитая прокладка обеспечивает более высокий уровень надежности уплотняемого соединения и снижает уровень утечек рабочей среды в атмосферу.In general, this spiral-wound gasket provides a higher level of reliability of the sealed connection and reduces the level of leakage of the working medium into the atmosphere.

При формировании уплотнительного кольца 1 спирально-навитой прокладки используется лента наполнителя 3 из уплотнительного материала, армированного нержавеющей сталью или иным сплавом, что позволяет выпускать спирально-навитые прокладки в автоматическом и непрерывном режиме без обрыва лент.When forming the sealing ring 1 of the spiral-wound gasket, a filler tape 3 made of sealing material reinforced with stainless steel or another alloy is used, which allows the production of spiral-wound gaskets in an automatic and continuous mode without breaking the tapes.

Лента наполнителя 3 может быть намотана на бобины 10 большой длины (более 100 м) с помощью цилиндрической или крестообразной намотки, что позволяет увеличить длительность процесса производства спирально-навитых прокладок без перезаправки оборудования.The filler tape 3 can be wound onto reels 10 of great length (more than 100 m) using cylindrical or cross-shaped winding, which allows you to increase the duration of the process of producing spiral wound gaskets without refilling the equipment.

При этом возможно получение стабильного профиля спирально-навитых прокладок с широким полем (более 25 мм) за счет высокого натяжения уплотнительной ленты наполнителя 3.In this case, it is possible to obtain a stable profile of spiral-wound gaskets with a wide field (more than 25 mm) due to the high tension of the filler sealing tape 3.

Описанные выше примеры осуществления и чертежи следует во всех аспектах рассматривать лишь как иллюстративные и не обуславливающие никаких ограничений. Следовательно, могут быть использованы другие примеры осуществления настоящего изобретения и примеры внедрения, которые не выходят за пределы описанных здесь существенных признаков.The above-described embodiments and drawings are to be considered in all respects as illustrative only and not intended to be limiting in any way. Therefore, other embodiments and implementation examples of the present invention may be used that do not go beyond the essential features described herein.

Claims

1. Spiral-wound gasket containing a sealing ring in the form of a wound spiral made of alternating layers of profiled metal tape and filler, wherein the filler is made in the form of a tape of a three-layer laminate consisting of a layer of reinforcing metal material, on each side of which a layer of non-metallic sealing material is glued material.

2. The gasket according to claim 1, in which the first and last turns of the wound spiral of the sealing ring are made of profiled metal tape, which are fastened together by spot welding.

3. Gasket according to claim 1, in which the profiled metal strip is made of stainless steel.

4. The gasket according to claim 1, in which the profiled metal strip is made with a V- or W-shaped profile.

5. Gasket according to claim 1, in which the layer of reinforcing metal filler material is made of stainless steel.

6. The gasket according to claim 1, in which the thickness of the layer of reinforcing metal filler material is 0.01-0.2 mm, preferably 0.05 mm.

7. The gasket according to claim 1, in which the layer of non-metallic sealing material is made of graphite, non-asbestos paronite, mica, fluoroplastic tape or ceramic tape.

8. The gasket according to claim 1, in which the thickness of the layer of non-metallic sealing filler material is 0.1-1 mm, preferably 0.2-0.3 mm.

9. The gasket according to claim 1, in which each of the layers of non-metallic sealing material in the strip of three-layer filler laminate has a width equal to the width of the layer of reinforcing metal material.

10. The gasket according to claim 1, wherein each of the layers of non-metallic filler sealing material is bonded to a corresponding side of the layer of reinforcing metal material by means of an organic or inorganic adhesive.

11. Gasket according to claim 1, in which the sealing ring is made round, oval or multifaceted with rounded corners.

12. Gasket according to claim 1, in which inner and/or outer metal restrictive rings are mounted along the inner and/or outer diameters of the sealing ring.

13. Gasket according to item 12, in which each of the restrictive rings is made of steel.

14. A method for manufacturing a spiral-wound gasket, characterized by the fact that the filler is pre-made in the form of a tape from a three-layer laminate consisting of a layer of reinforcing metal material, on each side of which a layer of non-metallic sealing material is glued, the metal tape is profiled, and then the profiled metal tape and the filler is wound in a spiral to form a sealing ring.

15. The method according to claim 14, in which the first and last turns of the sealing ring are wound from a profiled metal strip, which are fastened together by spot welding.

16. The method according to claim 14, in which, when manufacturing the filler, the resulting tape from a three-layer laminate is wound onto a bobbin using cylindrical or cross-shaped winding.

17. The method according to claim 14, in which the profiled metal strip is made of stainless steel.

18. The method according to claim 14, in which the profiled metal strip is made with a V- or W-shaped profile.

19. The method according to claim 14, in which the layer of reinforcing metal filler material is made of stainless steel.

20. The method according to claim 14, in which the thickness of the layer of reinforcing metal filler material is 0.01-0.2 mm, preferably 0.05 mm.

21. The method according to claim 14, in which the layer of non-metallic sealing material is made of graphite, non-asbestos paronite, mica, fluoroplastic tape or ceramic tape.

22. The method according to claim 14, in which the thickness of the layer of non-metallic filler sealing material is 0.1-1 mm, preferably 0.2-0.3 mm.

23. The method according to claim 14, in which in the manufacture of a tape of a three-layer filler laminate, two layers of non-metallic sealing material are used, the width of each of which is equal to the width of the layer of reinforcing metal material.

24. The method of claim 14, wherein an organic or inorganic adhesive is used to adhere the layers of non-metallic sealing material to the corresponding side of the layer of reinforcing metal material.

25. The method according to claim 14, in which inner and/or outer metal restrictive rings are mounted along the inner and/or outer diameters of the sealing ring.

26. The method according to claim 25, in which each of the restrictive rings is made of steel.