RU2108511C1

RU2108511C1 - Sealing material in form of cord and method of making gaskets from it

Info

Publication number: RU2108511C1
Application number: RU95122518A
Authority: RU
Inventors: В.Л. Носихин; Б.А. Саков; Б.В. Ломакин; Н.А. Зройчиков; Б.Я. Цыпин; В.В. Авдеев; Г.А. Уланов; А.П. Епишов
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "ГрАВИОНИКС"
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1998-04-10

Abstract

FIELD: sealing technology; materials made from expanded graphite; sealing flanged joints and shut-off fittings. SUBSTANCE: sealing material includes core and braiding formed by connecting strips of equal width in bundle; strips are cut from expanded graphite and braiding is made in form of net woven from antifriction fibers or from metal wire; it is placed for motion along axis of core. Method of making the gaskets consists in placing the sealing cord in joint to be sealed and pressing it at simultaneously tightening up the joint to be sealed. Prior to pressing, members and counter-members are formed at respective ends of core of sealing cord for their geometric mating at preliminary shift of braiding. After ends of core of sealing cord are connected together, braiding is shifted along core for covering the joint area of ends of sealing cord core. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к уплотнительным материалам из расширенного графита и может быть использовано для уплотнения разъемов фланцевых соединений и запорной арматуры. The invention relates to expanded graphite sealing materials and can be used to seal flange joints and valves.

Одной из проблем в данной области техники является создание такого уплотнительного материала, из которого можно изготовить уплотнительные прокладки непосредственно на месте их установки без применения сложного оборудования. One of the problems in this technical field is the creation of such a sealing material from which it is possible to make gaskets directly at the place of installation without the use of complex equipment.

Известен порошок из расширенного (вспененного) графита (Изобретатель и рационализатор, N 11,12/92, с. 7), который используется в качестве исходного материала для изготовления уплотнительной прокладки. Этот материал получают при нагреве до 1000^oC графита, модифицированного серной кислотой. В результате получают графитовый пух из химически чистого графита, который легче хлора, криптона, ксенона, сернистого и углекислого газов.Known powder from expanded (foamed) graphite (Inventor and rationalizer, N 11,12 / 92, p. 7), which is used as a starting material for the manufacture of gaskets. This material is obtained by heating to 1000 ^o C graphite modified with sulfuric acid. The result is graphite fluff from chemically pure graphite, which is lighter than chlorine, krypton, xenon, sulfur dioxide and carbon dioxide.

Был предложен способ изготовления уплотнительной прокладки из этого исходного материала [2]. Уплотнительную прокладку изготавливают путем заполнения формы порошком расширенного графита, затем создают давление и температуру достаточные для получения связанной массы. A method for manufacturing a gasket from this source material has been proposed [2]. A sealing gasket is made by filling the mold with expanded graphite powder, then creating a pressure and temperature sufficient to obtain a bound mass.

Однако учитывая, что исходный материал является почти невесомым, то для получения уплотнительной прокладки требуется его большие объемы. Поэтому изготовить прокладку на месте ее применения не представляется возможным. Кроме того, требуется сложное технологическое оборудование для создания требуемого давления и температуры. Следует также отметить, что в случае изготовления такой прокладки на месте ее применения произойдет ухудшение санитарных условий работы обслуживающего персонала. However, given that the starting material is almost weightless, large volumes are required to obtain a gasket. Therefore, it is not possible to make a gasket at the place of its use. In addition, complex technological equipment is required to create the required pressure and temperature. It should also be noted that in the case of the manufacture of such a gasket at the place of its use, the sanitary conditions of the staff will deteriorate.

Известен герметизирующий материал и изготовляемое из него уплотнение [1] . Known sealing material and manufactured from the seal [1].

Уплотнение для герметизации зазора между деталями изготавливают из слоистого материала, содержащего соединенные между собой гибкий лист графита, слой армирующего волокна, слой фольги и нарезанный слой волокнистого материала. Стержневидное изделие получают путем скручивания части гибкого графита с нитями штапельного волокна, каучука, смолы и смазочного вещества и покрытия этой смеси слоем волокнистого материала. The seal for sealing the gap between the parts is made of a layered material containing interconnected flexible sheet of graphite, a layer of reinforcing fiber, a layer of foil and a cut layer of fibrous material. A rod-like product is obtained by twisting a portion of flexible graphite with staple fiber, rubber, resin and lubricant threads and coating the mixture with a layer of fibrous material.

Герметизирующий материал характеризуется большой сложностью изготовления и предназначен для уплотнения протяженных прямых стыков между соединяемыми деталями. The sealing material is characterized by great manufacturing complexity and is designed to seal long straight joints between the parts to be joined.

Известен также способ изготовления уплотнительный прокладки из графитовой ленты [3]. There is also known a method of manufacturing a sealing gasket from graphite tape [3].

Графитовую ленту навивают по спирали с образованием многослойного цилиндрического кольца, которому при последующей формообразующей операции придают необходимую форму. A graphite tape is wound in a spiral with the formation of a multilayer cylindrical ring, which, during the subsequent forming operation, is given the necessary shape.

Данный способ позволяет изготовить уплотнительные прокладки в виде цилиндрического кольца, а получить прокладки сложного профиля не представляется возможным. This method allows the manufacture of gaskets in the form of a cylindrical ring, and it is not possible to obtain gaskets of a complex profile.

Наиболее близкой по своей технической сущности является плетеная навивка, содержащая сердечник прямоугольного сечения и окружающую его оплетку [4] . Сердечник выполнен из слоистого материала, имеющего лист расширенного графита и слой нитей, сплетенных в виде сетки или расположенных параллельно. Слоистый материал сворачивают в рулон, который обжимают, получая гибкий стержень требуемой формы с заданной плотностью и упругостью. The closest in its technical essence is braided winding containing a core of rectangular cross section and its surrounding braid [4]. The core is made of a layered material having an expanded graphite sheet and a layer of filaments woven in the form of a grid or arranged in parallel. The layered material is rolled up, which is crimped, obtaining a flexible rod of the desired shape with a given density and elasticity.

Поскольку в рассматриваемом изобретении исходный материал сворачивают в рулон, то длина изготовляемого материала имеет сравнительно небольшую длину, а поэтому из него можно изготовить уплотнительные прокладки небольшого размера, т. е. диапазон применения такого уплотнительного материала ограничен. Процесс же его изготовления характеризуется большой сложностью и требует применения специального оборудования. Since in the present invention the starting material is rolled up, the length of the manufactured material is relatively short, and therefore it is possible to make small gaskets from it, i.e., the range of application of such a sealing material is limited. The process of its manufacture is characterized by great complexity and requires the use of special equipment.

Наиболее близким по своей технической сущности по отношению к способу является способ изготовления уплотнительной прокладки из расширенного графита [5]. The closest in its technical essence in relation to the method is a method of manufacturing a gasket from expanded graphite [5].

Указанный способ включает получение исходного материала путем переработки графитовой ленты на куски необходимой конфигурации и размещение их в проточке под уплотнительную прокладку. Затем осуществляют прессование прокладки в режиме затягивания уплотняемого соединения. The specified method includes obtaining the source material by processing graphite tape into pieces of the necessary configuration and placing them in a groove under the gasket. Then, the gaskets are pressed in the tightening mode of the sealable joint.

При применении данного способа необходимо осуществить переработку исходного материала на куски, т. е. разрушить целостность структуры материала. Процесс укладки кусков в проточку длителен во времени, поскольку переработанные куски необходимо укладывать с большой тщательностью, чтобы получить равномерную толщину уложенного материала. В противном случае изготовленная прокладка будет иметь неравномерную плотность по длине и как следствие - пониженную надежность. When using this method, it is necessary to carry out the processing of the source material into pieces, i.e., to destroy the integrity of the material structure. The process of laying the pieces in the groove is time-consuming, since the processed pieces must be laid with great care to obtain a uniform thickness of the laid material. Otherwise, the gasket made will have an uneven density along the length and, as a consequence, reduced reliability.

Техническим результатом изобретения является расширение диапазона применения уплотнительного материала, повышение технологичности изготовления уплотнительной прокладки и ее надежности. The technical result of the invention is to expand the range of application of the sealing material, increasing the manufacturability of the manufacture of the sealing gasket and its reliability.

Технический результат достигается тем, что в уплотнительном материале в виде шнура для изготовления прокладок, содержащем сердечник прямоугольного сечения и окружающую его оплетку, сердечник образован путем соединения в пучок равной ширины, вырезанных из ленты расширенного графита, а оплетка выполнена в виде сетки, сплетенной из нитей антифрикционного волокна либо из металлической проволоки, и установлена с возможностью смещения вдоль сердечника, а также тем, что в способе изготовления прокладки, включающем размещение уплотнительного шнура в уплотняемом соединении и последующее его прессование в режиме затягивания уплотняемого соединения, на соответствующих концах сердечника уплотнительного шнура образуют элементы и контрэлементы для их геометрического замыкания при предварительном попеременном смещении оплетки на соответствующих концах сердечника уплотнительного шнура, а после соединения концов сердечника уплотнительного шнура между собой осуществляют смещение оплетки вдоль сердечника с перекрытием места соединения концов сердечника уплотнительного шнура. The technical result is achieved in that in the sealing material in the form of a cord for the manufacture of gaskets containing a rectangular core and its surrounding braid, the core is formed by joining an equal width bundle cut from expanded graphite tape, and the braid is made in the form of a mesh woven from threads antifriction fiber or metal wire, and is installed with the possibility of displacement along the core, as well as the fact that in the method of manufacturing a gasket, including the placement of the sealing the cord in the sealable joint and its subsequent pressing in the tightening mode of the sealable joint, at the respective ends of the core of the sealing cord form elements and counter elements for their geometric closure with preliminary alternate displacement of the braid at the respective ends of the core of the sealing cord, and after connecting the ends of the core of the sealing cord to each other displacement of the braid along the core with overlapping of the junction of the ends of the core of the sealing cord a.

На фиг. 1 изображен уплотнительный материал в виде шнура; на фиг. 2 - уплотнительная прокладка; на фиг. 3 - вариант соединения концов сердечника прокладки между собой; на фиг. 4 - второй вариант соединения концов сердечника; на фиг. 5 - фланцевое соединение со шнуром, в разрезе; на фиг. 6 - сальниковое уплотнение запорной арматуры со шнуром, в разрезе. In FIG. 1 shows a sealing material in the form of a cord; in FIG. 2 - a sealing lining; in FIG. 3 - an option for connecting the ends of the core gasket to each other; in FIG. 4 - the second option for connecting the ends of the core; in FIG. 5 - flange connection with a cord, in a section; in FIG. 6 - gland seal of valves with a cord, in a section.

Уплотнительный материал в виде шнура 1 содержит сердечник 2 прямоугольного сечения и окружающую его оплетку 3. Сердечник 2 образован путем соединения в пучок известным способом полос 4 равной ширины. The sealing material in the form of a cord 1 contains a core 2 of rectangular cross section and the surrounding braid 3. The core 2 is formed by joining into a bundle, in a known manner, strips 4 of equal width.

Полосы 4 получают путем резки ленты расширенного графита в процессе ее прокатки в направлении ее прокатки. Оплетка 3 выполнена в виде сетки, сплетенной из нитей антифрикционного волокна либо из металлической проволоки. В качестве волокон могут быть использованы волокна из хлопка, льна, конопли, джута, асбеста, а также стекловолокно, углеволокно и другие химические волокна. Металлическая проволока может быть изготовлена из меди, алюминия, свинца, нержавеющей стали. Strip 4 is obtained by cutting expanded graphite tape during its rolling in the direction of its rolling. Braid 3 is made in the form of a mesh woven from threads of antifriction fiber or from a metal wire. As fibers can be used fibers from cotton, flax, hemp, jute, asbestos, as well as fiberglass, carbon fiber and other chemical fibers. The metal wire can be made of copper, aluminum, lead, stainless steel.

Оплетка 3 может быть изготовлена любым известным способом, как это делается, например, при экранировании электрических кабелей, гибких резиновых шлангов для гидравлических или пневматических механизмов или она может быть изготовлена в виде плетеной тесьмы (в виде чулка) с последующим одеванием на сердечник. Однако в любом случае оплетка 3 настолько плотно охватывает сердечник, что возможно ее принудительное смещение вдоль сердечника. Оплетку 3 выполняют в виде сетки, но со следующими характеристиками: по размеру отверстия от 0,25 до 4 мм², по плотности сетки (отношение площади волокон сетки к площади всей сетки) от 50 до 80%, а по форме ячеек сетки наиболее предпочтительной является: ромбическая, трапециевидная или шестиугольная форма ячеек.The braid 3 can be made in any known manner, as is done, for example, by shielding electric cables, flexible rubber hoses for hydraulic or pneumatic mechanisms, or it can be made in the form of a braided band (in the form of a stocking) with subsequent dressing on the core. However, in any case, the braid 3 covers the core so tightly that its forced displacement along the core is possible. Braid 3 is made in the form of a mesh, but with the following characteristics: by hole size from 0.25 to 4 mm ² , by mesh density (ratio of mesh fiber area to total mesh area) from 50 to 80%, and by the shape of mesh cells the most preferred is: rhombic, trapezoidal or hexagonal shape of the cells.

В силу того, что оплетка 3 обладает гибкостью и эластичностью, форма поперечного сечения уплотнительного шнура 1 будет оставаться постоянной и определяться формой сердечника 2. Благодаря тому, что сердечник 2 образован путем соединения в пучок полос 4, при укладке такого шнура на криволинейных участках уплотняемого соединения, возникшие при этом механические напряжения противоположной полярности на наружной и внутренней поверхностях шнура не приведут к разрушению сердечника, поскольку произойдет смещение полос 4 относительно друг друга внутри уплотнительного шнура в направлении его длины. Due to the fact that the braid 3 has flexibility and elasticity, the cross-sectional shape of the sealing cord 1 will remain constant and determined by the shape of the core 2. Due to the fact that the core 2 is formed by joining the bundle of strips 4, when laying such a cord on curved sections of the sealed connection , mechanical stresses of opposite polarity arising in this case on the outer and inner surfaces of the cord will not lead to core destruction, since strips 4 will shift relative to each other inside the sealing cord in the direction of its length.

Что же касается оплетки, то, поскольку она выполнена в виде сетки, на ее внутренней части по отношению к нейтральной линии изгиба произойдет сближение ячеек сетки между собой, а на противоположной наружной части произойдет растяжение ячеек. As for the braid, since it is made in the form of a mesh, on its inner part with respect to the neutral bending line the mesh cells will come closer together, and on the opposite external part the cells will stretch.

Выбранные верхняя граница плотности сетки и нижняя граница размеров отверстия сетки исключают при изгибе уплотнительного шнура образование гофр на сетке на внутренней поверхности уплотнительного шнура, т. е. исключают изменение поперечного сечения уплотнительного шнура при его изгибе. Выбранные нижняя граница плотности сетки и верхняя граница размера отверстия сетки обеспечивают сохранность графитовых полос сердечника от случайного их разрушения при соприкосновении шнура с посторонними предметами как в процессе укладки, так и в процессе транспортировки и в то же время предохраняют от высыпания кусочков графитовых полос сквозь оплетку в случае разрушения полос 4 при резком их изгибе. The selected upper boundary of the mesh density and the lower boundary of the mesh hole dimensions exclude the formation of corrugations on the mesh on the inner surface of the sealing cord during bending of the sealing cord, i.e., they exclude the change in the cross section of the sealing cord during bending. The selected lower boundary of the mesh density and the upper boundary of the mesh hole size ensure that the core graphite strips are not accidentally destroyed when the cord comes into contact with foreign objects both during laying and during transportation, and at the same time they protect the pieces of graphite strips from spilling through the braid into in case of destruction of strips 4 during sharp bending.

Такой уплотнительный материал в виде шнура может быть намотан на барабан или уложен в бухту и в таком виде поставляться заказчику для последующего изготовления из него уплотнительных прокладок на месте их установки. Such a sealing material in the form of a cord can be wound on a drum or laid in a bay and delivered to the customer in this form for the subsequent production of sealing gaskets from it at the place of their installation.

При изготовлении уплотнительной прокладки сматывается уплотнительный шнур необходимой длины. Шнур отрезают. Перед размещением шнура в уплотняемом соединении осуществляют смещение части 5 оплетки 3 вдоль конца сердечника. На освободившемся от оплетки конце сердечника 6 осуществляют образование элементов 7 для геометрического замыкания концов сердечника уплотнительного шнура между собой. Точно так же на противоположном конце сердечника уплотнительного шнура осуществляют образование контрэлементов 8, ответных элементам 7 для их взаимного геометрического замыкания. Элементы 7 и контрэлементы 8 могут быть выполнены в виде прямой ступенчатой вырезки каждой полосы пучка сердечника 2. Эти же элементы и контрэлементы могут быть выполнены в виде косого среза всего пучка сердечника. Возможны и другие способы образования элементов и контрэлементов на концах сердечника уплотнительного шнура. In the manufacture of the gasket, a sealing cord of the required length is wound. The cord is cut off. Before placing the cord in the sealable joint, the part 5 of the braid 3 is displaced along the end of the core. At the end of the core 6 freed from the braid, the formation of elements 7 is carried out for geometric closure of the ends of the core of the sealing cord to each other. In the same way, at the opposite end of the core of the sealing cord, the counter elements 8 are formed, corresponding to the elements 7 for their mutual geometric closure. Elements 7 and counter-elements 8 can be made in the form of a direct stepwise cut-out of each strip of the core bundle 2. These same elements and counter-elements can be made in the form of an oblique cut of the entire core bundle. There are other possible ways of forming elements and counter elements at the ends of the core of the sealing cord.

После соединения концов сердечника уплотнительного шнура между собой осуществляют смещение частей 5 оплетки, а затем всей оплетки вдоль сердечника 2 с перекрытием места соединения концов 6 сердечника уплотнительного шнура. After connecting the ends of the core of the sealing cord to each other, displace the parts 5 of the braid, and then the entire braid along the core 2 with the overlap of the connection of the ends 6 of the core of the sealing cord.

Если при отрезке шнура из бухты его отрезать несколько длиннее, чем длина требуемого уплотнения, а затем лишнюю часть сердечника удалить, не укорачивая оплетку 3, то после перекрытия места соединения концов сердечника уплотнительного шнура части 5 оплетки 3 за счет сил внутренней упругости будут плотно прижиматься друг к другу, и в этом месте не будет происходить оголение сердечника. If, when cutting a cord from a bay, it is cut off somewhat longer than the length of the required seal, and then the excess part of the core is removed without shortening the braid 3, then after overlapping the joint of the ends of the core of the sealing cord, part 5 of the braid 3 will be tightly pressed against each other due to internal elastic forces to a friend, and in this place the core will not be exposed.

После того, как концы уплотнительного шнура будут подготовлены, как это описано выше, он может быть уложен в расточку 9 фланцевого соединения, образованного фланцами 10 и 11, или может быть размещен в сальниковой камере 12 запорной арматуры 13. Затем путем затягивания уплотняемого соединения с контролированием усилия затяжки осуществляют формообразование уплотнительной прокладки. After the ends of the sealing cord are prepared as described above, it can be laid in the bore 9 of the flange joint formed by the flanges 10 and 11, or it can be placed in the stuffing box 12 of the stop valve 13. Then, by tightening the sealing joint with monitoring tightening forces shape the gasket.

В тех случаях, когда уплотняемое соединение имеет небольшую длину и простую форму, соединение концов уплотнительного шнура может быть осуществлено до установки уплотнительного шнура в уплотняемое соединение. Если же уплотняемое соединение имеет большую длину или сложную форму, то соединение концов уплотнительного шнура между собой целесообразно осуществить в процессе размещения уплотнительного шнура в уплотняемом соединении. In cases where the sealing joint has a short length and simple shape, the connection of the ends of the sealing cord can be made before installing the sealing cord in the sealing joint. If the sealing joint has a long or complex shape, then it is advisable to connect the ends of the sealing cord to each other during the placement of the sealing cord in the sealing joint.

Таким образом, уплотнительный материал позволяет расширить диапазон его применения, поскольку форма его выполнения и состав позволяют изготовить уплотнительный шнур любой длины, свернуть его в бухту или намотать на барабан, и в таком виде поставлять заказчику. Там, на месте установки уплотнительной прокладки из него может быть изготовлена любая уплотнительная прокладка как по форме, так и длине, способом, описанным выше. Сам процесс изготовления уплотнительной прокладки для различных видов уплотняемых соединений не требует применения специального оборудования и прост в исполнении. Thus, the sealing material allows you to expand the range of its application, because the form of its execution and composition allows you to make a sealing cord of any length, roll it into a bay or wrap it on a drum, and in this form deliver to the customer. There, at the place of installation of the gasket, any gasket can be made from it, both in shape and length, in the manner described above. The manufacturing process of the gasket for various types of sealed joints does not require the use of special equipment and is simple to perform.

Claims

1. Sealing material in the form of a cord for the manufacture of gaskets, containing a core of rectangular cross section and its surrounding braid, characterized in that the core is formed by joining into a bundle of strips of equal width cut from expanded graphite tape, and the braid is made in the form of a mesh woven from threads anti-friction fiber either from metal wire, and is installed with the possibility of displacement along the core.

2. A method of manufacturing a gasket, including the placement of a shielding cord in the sealing joint and its subsequent pressing in the tightening mode of the sealing joint, characterized in that at the respective ends of the core of the sealing cord they form elements and counter elements for their geometric closure with each other during preliminary alternating displacement of the braid on the corresponding the ends of the core, and after connecting the ends of the core of the sealing cord to each other, the braid is displaced along core with overlapping joints of the ends of the core of the sealing cord.