Уплотнительный элемент
Владельцы патента RU 2289048:
Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Центральное конструкторское бюро арматуростроения" (RU)
Изобретение относится к уплотнительным устройствам, в частности к уплотнительным элементам трубопроводной арматуры. Уплотнительный элемент содержит упругое тело с симметрией вращения в поперечном сечении и защитное пленочное полимерное покрытие. Поперечное сечение упругого тела обладает симметрией вращения третьего порядка. Наружная поверхность упругого тела снабжена продольными уплотнительными кромками с защитным покрытием в виде наклеенных липких лент. Уплотнительный элемент приспособлен к неоднократной переустановке для последовательного использования всех уплотнительных кромок. Изобретение решает техническую задачу снижения трудоемкости изготовления уплотнительного элемента и его себестоимости, повышения долговечности изделия, обеспечения его ремонтопригодности, в том числе в полевых условиях. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Заявляемое изобретение относится к уплотнительным устройствам, в частности к уплотнительным элементам трубопроводной арматуры.
Известен уплотнительный элемент в виде резинового кольца для затвора трубопроводной арматуры, защищенного патентом RU 2248485, МПК7 F 16 K 15/03. Достоинством резинового уплотнительного элемента является то, что его эластичность позволяет после износа одной уплотнительной поверхности развернуть кольцо вокруг центра его сечения и установить в затворе для использования другой аналогичной уплотнительной поверхности.
Недостатком резиновых уплотнительных элементов является их прилипание к металлическим уплотнительным поверхностям затвора при длительном неподвижном контакте. В результате прилипания затрудняется отрыв рабочего органа от седла, резко возрастает приводное усилие в затворе, часто разрушается поверхностный слой уплотнительного элемента и нарушается герметичность затвора. Эти обстоятельства не позволяют использовать резиновые уплотнительные элементы в затворах, к которым предъявляются повышенные требования по герметичности, например в затворах, предназначенных для работы на радиоактивных газах при повышенной температуре.
Вышеуказанного недостатка лишен уплотнительный элемент-прототип, выполненный из композиционного материала (патент US 4133927, МПК В 32 В 25/08; C 08 J 5/12, дата публикации - 09.01.1979). Композиционный материал представляет собой резину, ламинированную тонким поверхностным слоем пористого фторопласта. Пористая фторопластовая пленка обладает высокой эластичностью, деформируется одновременно с резиновой основой уплотнительного элемента без отслоения, образования морщин и складок, предохраняет контактные поверхности уплотнительного элемента от механического и химического разрушений.
Пористую фторопластовую пленку наносят на сырой каучук, закрепляют на нем либо прокаткой между валками, либо приклеиванием, после этого полученный слоистый полуфабрикат подвергают вулканизации.
Недостатками прототипа являются сложная технология изготовления, высокая трудоемкость и себестоимость изделия, низкая ремонтопригодность, особенно при больших размерах изделия.
Заявляемое изобретение решает техническую задачу снижения трудоемкости изготовления уплотнительного элемента и его себестоимости, повышения долговечности изделия, обеспечения его ремонтопригодности, в том числе - в полевых условиях.
Заявляемый уплотнительный элемент содержит упругое тело с симметрией вращения в поперечном сечении и защитное пленочное полимерное покрытие. Поперечное сечение упругого тела обладает симметрией вращения третьего порядка. Наружная поверхность упругого тела снабжена продольными уплотнительными кромками с защитным покрытием в виде наклеенных липких лент. Уплотнительный элемент приспособлен к неоднократной переустановке для последовательного использования всех уплотнительных кромок. Липкая лента может быть дополнительно закреплена на его упругом теле с помощью проволочных скобок. Уплотнительный элемент может быть выполнен кольцевым с кольцевыми уплотнительными кромками.
Существо изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
фиг.1 - уплотнительный элемент в затворе трубопроводной арматуры;
фиг.2 - вид А фиг.1, уплотнительный элемент в нагруженном состоянии;
фиг.3 - вид Б фиг.1, уплотнительный элемент в разгруженном состоянии;
фиг.4 - разрез по В-В фиг.3;
фиг.5 - восстановленный уплотнительный элемент.
Уплотнительный элемент включает кольцевое упругое тело 1, например из резины, и защитное пленочное полимерное покрытие 2. Поперечное сечение упругого тела 1 обладает симметрией вращения третьего порядка, при этом ось симметрии проходит через центр "О" поперечного сечения. Наружная поверхность упругого тела снабжена тремя кольцевыми радиусными уплотнительными кромками 3. Защитное покрытие 2 выполнено только на радиусных уплотнительных кромках 3 наклеиванием на них тонкой полимерной липкой ленты, например из фторопласта. Толщина липкой ленты не превышает 0,1 мм. Липкая лента может быть дополнительно закреплена на упругом теле с помощью проволочных скобок 4. Уплотнительный элемент в сборе с защитным покрытием зажат между седлом 5 для рабочего диска 6 затвора и прижимным кольцом 7 с помощью крепежных деталей 8, при этом между седлом 5 и упругим телом 1, а также между упругим телом 1 и прижимным кольцом 7 зафиксированы заплечики липкой ленты 2. На поверхности седла, контактирующей с основанием уплотнительного элемента, выполнен клиновой кольцевой буртик 9. Наполнитель 10 предназначен для восстановления поврежденного в процессе эксплуатации участка упругого тела 1.
Во время эксплуатации заявляемого уплотнительного элемента его упругость равна упругости резинового кольца, при этом полимерное покрытие 2 обеспечивает низкую шероховатость и низкую адгезионную способность уплотнительных кромок 3, их химическую защиту. Плотное прилипание ленты 2 к уплотнительным кромкам 3 обеспечивает ее эксплуатационные деформации, адекватные тем, что возникают на поверхности упругого тела 1. Тонкая защитная лента 2 не искажает напряженно деформированного состояния поверхностного слоя резины, деформируясь вместе с нею без образования складок. Клиновой кольцевой буртик 9 контактирует с поверхностью уппотнительного элемента, не защищенной полимерным покрытием 2. Этот контакт повышает герметичность и надежность заделки уплотнительного элемента.
После износа, механического или химического повреждения защитного покрытия 2 рабочей уплотнительной кромки 3 осуществляют следующие действия: из прижимного кольца 7 извлекают крепежные детали 8; высвобождают уплотнительный элемент; извлекают его из седла 5 затвора; поворачивают по всей длине элемента вокруг центра его поперечного сечения "О" на угол α=360°/3=120° и устанавливают в затворе для работы на следующей (резервной) уплотнительной кромке 3. Таким образом поступают до тех пор, пока не используют все уплотнительные кромки 3.
Количество уплотнительных кромок на заявляемом уплотнительном элементе, равное трем, является оптимальным: при этом обеспечивается хорошая опора уплотнительного элемента на седло, его надежная заделка в седле и минимальная деформация пленочного покрытия резервных уплотнительных кромок во время эксплуатации.
В случае необходимости поврежденный участок уплотнительной кромки восстанавливают нанесением на него дополнительного слоя липкой ленты 2. При повреждении упругого тела 1 его восстанавливают прямо на месте эксплуатации с помощью наполнителя 10 и защитной липкой ленты 2.
Заявляемый уплотнительный элемент обладает высокими эксплуатационными характеристиками, прост и экономичен в изготовлении, ремонтопригоден и долговечен.
1. Уплотнительный элемент, содержащий упругое тело с симметрией вращения в поперечном сечении и защитное пленочное полимерное покрытие, отличающийся тем, что поперечное сечение упругого тела обладает симметрией вращения третьего порядка, наружная поверхность упругого тела снабжена продольными уплотнительными кромками с защитным покрытием в виде наклеенных липких лент, при этом уплотнительный элемент приспособлен к неоднократной переустановке для последовательного использования всех уплотнительных кромок.
2. Уплотнительный элемент по п.1, отличающийся тем, что липкая лента дополнительно закреплена на его упругом теле с помощью проволочных скобок.
3. Уплотнительный элемент по п.1, отличающийся тем, что он выполнен кольцевым с кольцевыми уплотнительными кромками.
