Прокладка для неподвижных соединений

 

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано для арматуры, работающей в условиях высоких давлений и температур теплоносителя тепловых и атомных электростанций, а также для арматуры и других устройств, работающих при высоких параметрах рабочих сред. Прокладка для неподвижных соединений регулирующей трубопроводной арматуры содержит навитую по спирали металлическую ленту с фиксирующим осевое смещение слоев спирали податливым на сжатие элементом. Лента, по меньшей мере, двух внутренних и двух внешних слоев обжата бандажами и имеет ширину, соответствующую толщине прокладки в ее рабочем состоянии и меньшую, чем ширина ленты средних слоев спирали, по меньшей мере, между последними из которых расположен графитовый наполнитель. При этом, по меньшей мере, по два слоя ленты, между средними и внутренними и между средними и внешними слоями, имеют ширину, величина которой меньше ширины средних слоев и больше ширины внешних и внутренних слоев спирали. Изобретение повышает надежность уплотнения. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано для арматуры, работающей в условиях высоких давлений и температур теплоносителя тепловых и атомных электростанций, а также для арматуры и других устройств, работающих при высоких параметрах рабочих сред.

Известно уплотнение с мягкой набивкой (см. книгу А.А. Кондакова. Уплотнения гидравлических систем. М.: Машиностроение, 1972). Это уплотнение представляет собой кольцо прямоугольного сечения из эластичного материала, изготовляемого из пенькового, асбестового или иного шнура или порошково-волокнистой массы, содержащей графит, асбест, слюду, тальк и другие компоненты.

Недостатком известного уплотнения является невысокая термостойкость, износостойкость и герметичность.

Наиболее близким к заявленному является сальниковое уплотнение, выполненное в виде металлических колец, желобчатого профиля в поперечном сечении, между которыми размещены кольца из эластичного наполнителя (см. SU 1642157 А1, опубл. 15.04.1991).

Недостатком этого уплотнения является его невысокая надежность работы.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности работы прокладки неподвижных соединений регулирующей трубопроводной арматуры за счет обеспечения стабильного прижатия при высоких температурах наполнителя к поверхности спирально навитой ленты, обусловленного введением ограничителей в радиальном направлении крайних витков спирали и выбором оптимальной формы поперечного сечения этих ограничителей в виде П-образного бандажа и его параметров.

Для достижения поставленного технического результата у прокладки для неподвижных соединений, содержащей навитую по спирали металлическую ленту с фиксирующим осевое смещение слоев спирали податливым на сжатие элементом, лента, по меньшей мере, двух внутренних и двух внешних слоев обжата бандажами и имеет ширину, соответствующую толщине прокладки в ее рабочем состоянии и меньшую, чем ширина ленты средних слоев спирали, по меньшей мере, между последними из которых расположен графитовый наполнитель, при этом, по меньшей мере, по два слоя ленты между средними и внутренними и между средними и внешними слоями имеют ширину, величина которой меньше ширины средних слоев и больше ширины внешних и внутренних слоев спирали.

Возможны и другие варианты выполнения изобретения, согласно которым необходимо, чтобы: - каждый бандаж был бы выполнен П-образной формы, охватывающей крайние участки спирали с трех сторон; - отношение толщины прокладки к ее диаметру было бы равно 0,005-0,3, при условии, что толщина прокладки в рабочем состоянии не превышает 10 мм; - торцевая стенка бандажа со стороны внутренних слоев ленты была бы выполнена вогнутой.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен разрез прокладки, на фиг.2 - вид А по фиг.1, на фиг.3 - вид Б по фиг.2.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.

Прокладка предназначена преимущественно для применения в неподвижных соединениях регулирующей трубопроводной арматуры. Прокладка содержит навитую по спирали металлическую ленту 1 (фиг.1,2,3) с фиксирующим осевое смещение слоев спирали податливым на сжатие по ширине ленты элементом 2, выполненным в виде перегиба по всей длине ленты 1 в средней ее части и образования ребра 3. Между слоями спирали расположен графитовый наполнитель 4 (фиг.2). Наиболее целесообразно, что наполнитель был между слоями спирали среднего участка 9, обеспечивающего герметизацию соединения неподвижных частей арматуры.

Согласно чертежам, девять внутренних 5 слоев ленты 1 и семь внешних 6 ее слоев обжаты бандажами 8, 7 и имеют ширину, соответствующую толщине прокладки в рабочем состоянии и меньшую, чем ширина ленты 1 средних 9 слоев спирали. Каждый бандаж 7 и 8 выполнен П-образной формы, охватывающей крайние участки спирали с трех сторон, при этом торцевая стенка 10 бандажа 8 выполнена вогнутой с радиусом кривизны, исходящим от оси прокладки, повышая тем самым радиальную жесткость прокладки. Бандаж 8 выполнен разрезным, что существенно упрощает технологию изготовления уплотнителя, кроме этого, наличие зазора 11 выполняет роль компенсатора линейных изменений прокладки как в процессе ее сборки, так и при монтаже уплотнения неподвижного соединения.

При этом, по меньшей мере, по два слоя 12, 13 ленты 1, между средними и внутренними ее слоями, имеют ширину, величина которой меньше ширины средних 9 слоев и больше ширины внешних 6 и внутренних 5 слоев спирали.

С целью обеспечения оптимальных размеров в сочетании с условиями технологии изготовления отношение толщины прокладки к ее диаметру равно 0,005-0,3, при условии, что толщина прокладки в рабочем состоянии не превышает 10 мм. Указанные параметры получены экспериментальным путем.

Экспериментально доказано, что в случаях, когда соотношение указанных параметров равно 0,015, создаются наиболее оптимальные условия работы прокладки.

Прокладка работает следующим образом.

При установке между неподвижными частями соединения арматуры, например между крышкой и корпусом клапана, осуществляют сжатие прокладки. Под усилием сжатия элемент 2 ленты 1 среднего участка 9 сжимается, увеличивая внутреннее давление уплотнительного элемента - графитового наполнителя 4. Наличие бандажей 7 и 8 препятствует появлению деформации наружных 5 и внутренних 6 слоев ленты в радиальном направлении. В процессе сжатия ленты ширина среднего 9 участка сравнивается по ширине с толщиной прокладки в рабочем состоянии, обеспечивая максимальную степень герметизации соединения за счет плотного прилегания витков спирали и, как следствие, сторон прокладки к соответствующим стенкам корпуса и крышки арматуры.

Такое решение по сравнению с известными средствами уплотнений неподвижных соединений позволяет увеличить герметичность соединения на 20-30% за счет увеличенного внутреннего давления уплотняющей среды.

Применение изобретения в регулирующей трубопроводной арматуре позволяет повысить герметичность и надежность работы неподвижных соединений за счет обеспечения стабильного прижатия стыкуемых частей, особенно при высоких температурах.

Изобретение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость", поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций.

Формула изобретения

1. Прокладка для неподвижных соединений, содержащая навитую по спирали металлическую ленту с фиксирующим осевое смещение слоев спирали податливым на сжатие элементом, лента, по меньшей мере, двух внутренних и двух внешних слоев обжата бандажами и имеет ширину, соответствующую толщине прокладки в ее рабочем состоянии, и меньшую, чем ширина ленты средних слоев спирали, по меньшей мере, между последними из которых расположен графитовый наполнитель, при этом, по меньшей мере, по два слоя ленты между средними и внутренними и между средними и внешними слоями имеют ширину, величина которой меньше ширины средних слоев и больше ширины внешних и внутренних слоев спирали.

2. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что каждый бандаж выполнен П-образной формы, охватывающей крайние участки спирали с трех сторон.

3. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что отношение толщины прокладки к ее диаметру равно 0,005-0,3, при условии, что толщина прокладки в рабочем состоянии не превышает 10 мм.

4. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что торцевая стенка бандажа со стороны внутренних слоев ленты выполнена вогнутой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3