RU2272203C1

RU2272203C1 - Sealing spacer

Info

Publication number: RU2272203C1
Application number: RU2004121059/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Павлович Епишов (RU); Александр Павлович Епишов; Валентин Алексеевич Максимов (RU); Валентин Алексеевич Максимов; Евгений Викторович Садун (RU); Евгений Викторович Садун; Сергей Борисович Татаринов (RU); Сергей Борисович Татаринов; Леонид Иванович Щуров (RU); Леонид Иванович Щуров
Priority date: 2004-07-09
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2006-03-20
Also published as: RU2004121059A

Abstract

FIELD: sealing engineering.

SUBSTANCE: sealing spacer comprises bearing plate mounted inside the sealing member made of a flexible material and flexible members arranged on both sides of the bearing plate. The hollows defined by the contact of the flexible members with the bearing plate are filled with the colloid graphitic-plastic compound. The flexible members are made of metallic rings having wavy cross-section. The metallic rings can be made of flat rings or trancated cones whose bases face each other.

EFFECT: enhanced reliability.

8 cl, 7 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к уплотнительной области техники и предназначено для уплотнения фланцевых соединений открытого или закрытого типа, а также для уплотнения штоков запорно-регулирующей арматуры.The claimed invention relates to the sealing field of technology and is intended for sealing flange joints of open or closed type, as well as for sealing rods of shut-off and control valves.

Одной из проблем в данной области является, в частности, создание надежной конструкции уплотнения фланцевого соединения сосудов высокого давления. Острота проблемы обусловлена тем, что в процессе эксплуатации сосудов высокого давления в силу тех или иных причин может произойти изменение температуры либо давления среды и, как следствие такого изменения, температурный перекос фланцев. Резкое увеличение скорости подъема и снижения давления среды в сосудах высокого давления также неблагоприятно сказывается на работе уплотнительного узла. Острота проблемы становится особенно ясной при учете того, что габариты фланцевых разъемов могут достигать значительных размеров, а поэтому работы, связанные с заменой уплотнения, сложны и требуют значительных материальных затрат. При уплотнении штоков запорно-регулирующей арматуры возникают проблемы, связанные с обеспечением длительной эксплуатации сальников.One of the problems in this area is, in particular, the creation of a reliable seal design for the flange connection of pressure vessels. The severity of the problem is due to the fact that during the operation of high pressure vessels, for one reason or another, a change in temperature or pressure of the medium and, as a consequence of such a change, a temperature distortion of the flanges can occur. A sharp increase in the rate of rise and decrease in the pressure of the medium in the pressure vessels also adversely affects the operation of the sealing assembly. The severity of the problem becomes especially clear when you consider that the dimensions of the flange connectors can reach significant sizes, and therefore the work associated with replacing the seal is complex and requires significant material costs. When sealing the rods of shut-off and control valves, problems arise associated with the long-term operation of the seals.

Ранее была предложена конструкция уплотнительного узла фланцевого разъема подогревателя высокого давления (акц. заявка JP №55-38546, публ. 04.10.80 г.). В таком подогревателе на цилиндрических поверхностях фланцев герметично закреплены мембраны, внешние кромки которых герметизированы сваркой, фланцы стянуты шпильками. Из-за повреждений трубной системы подогреватели высокого давления достаточно часто вскрывают. Мембранные уплотнения допускают ограниченное вскрытие, не более 2-3 раз, причем при каждом последующем вскрытии труднее обеспечить герметичность мембранного уплотнения. Кроме того, требуется обязательное выполнение теплоизоляции фланцев, так как даже местные воздушные сквозняки могут привести к отказу мембранного уплотнения.Previously, the design of the sealing assembly of the flange connector of the high-pressure heater was proposed (acc. JP application No. 55-38546, publ. 04.10.80). In such a heater, membranes are sealed on the cylindrical surfaces of the flanges, the outer edges of which are sealed by welding, the flanges are pulled together with studs. Due to damage to the pipe system, high pressure heaters are often opened. Membrane seals allow limited opening, no more than 2-3 times, and with each subsequent opening it is more difficult to ensure the tightness of the membrane seal. In addition, the required thermal insulation of the flanges is required, since even local air drafts can lead to failure of the membrane seal.

Известна конструкция уплотнительной прокладки (п. US №5161807, публ. 10.11.92 г.) для уплотнения плоских фланцевых разъемов. Спирально наматываемая прокладка имеет кольцо, состоящее из нескольких наложенных один на другой витков профилированной металлической ленты и нескольких витков ленты из расширенного графита профилированной формы, установленных между витками металлической ленты. Уплотнительный материал, расширенный графит, выступает относительно металлических витков при образовании прокладки определенной толщины на 25-40%. Прокладка такого типа может быть использована для уплотнения фланцевых разъемов относительно небольшого размера, поскольку при использовании такой прокладки для уплотнения разъемов, достигающих несколько метров, возникнут проблемы, связанные с ее изготовлением, транспортировкой и установкой между фланцами.A known design of the gasket (p. US No. 5171807, publ. 10.11.92,) for sealing flat flange connectors. The spiral wound gasket has a ring consisting of several turns of profiled metal tape superimposed on top of one another and several turns of expanded graphite tape of profiled shape installed between the turns of the metal tape. Sealing material, expanded graphite, protrudes relative to metal coils during the formation of a gasket of a certain thickness by 25-40%. A gasket of this type can be used to seal flange connectors of a relatively small size, since when using such a gasket to seal connectors reaching several meters, there will be problems associated with its manufacture, transportation and installation between the flanges.

Была предложена конструкция уплотнительного узла (п. FR №2671848, публ. 24.07.92 г.), содержащая два жестких кольца и установленное между кольцами деформируемое кольцо из расширенного графита. Деформируемое кольцо из расширенного графита выполнено методом прессования и имеет ряд профильных поверхностей, которыми она взаимосвязана с жесткими кольцами, и профильные поверхности для взаимодействия с фланцами разъема. Жесткие кольца и деформируемое кольцо расположены до затяжки фланцев на разных уровнях до затяжки фланцев. Конструкция прокладки предназначена для уплотнения фланцев небольшого диаметра, например трубопроводов.A design was proposed for the sealing assembly (paragraph FR No. 2671848, published July 24, 1992), containing two rigid rings and a deformable expanded graphite ring installed between the rings. The expanded graphite deformable ring is made by pressing and has a number of profile surfaces with which it is interconnected with rigid rings, and profile surfaces for interaction with the connector flanges. Rigid rings and a deformable ring are located before tightening the flanges at different levels before tightening the flanges. The gasket design is designed to seal small diameter flanges, such as pipelines.

Известна конструкция уплотнительной прокладки (п. GB №2182985, публ. 28.05.1987 г.), содержащая плоскую металлическую сердцевину, на противоположных поверхностях которой расположены слои из терморасширенного графита с тонкой металлической арматурой. Известная прокладка обладает ограниченной упругостью, которая обусловлена ее конструкцией.A known design of the gasket (p. GB No. 2182985, publ. 05/28/1987), containing a flat metal core, on the opposite surfaces of which are layers of thermally expanded graphite with thin metal reinforcement. Known gasket has limited elasticity, which is due to its design.

Наиболее близким по своей технической сущности по отношению к заявляемому изобретению является расположенная в канавке фланца уплотнительная прокладка (п. US №4127276, публ. 28.11.78 г.), содержащая опорную пластину, упругие элементы, расположенные по обеим сторонам опорной пластины, и уплотнительный элемент из деформируемого материала. В известной уплотнительной прокладке уплотнительный элемент выполнен из двух полос эластомерного материала. Одна такая полоса прижата к днищу канавки и одной ее боковой стенке, а другая полоса также прижата к днищу канавки и другой ее боковой стенке. Опорная пластина расположена между полосами эластомерного материала на некотором расстоянии от них, а в образовавшемся зазоре установлены упругие элементы, которые выжимают края полос эластомерного материала из канавки фланца. Когда второй фланец прижимается к первому, уплотнительные полосы вдавливаются в канавку и дополнительно сжимают упругие элементы. В результате этого образуется герметичное уплотнение между двумя фланцами, а упругие элементы обеспечивают постоянное усилие прижима полос эластомерного материала при длительной работе соединения.The closest in technical essence with respect to the claimed invention is a gasket located in the flange of the flange (p. US No. 4127276, publ. 11/28/78), containing a support plate, elastic elements located on both sides of the support plate, and a sealing element made of deformable material. In the known sealing gasket, the sealing element is made of two strips of elastomeric material. One such strip is pressed to the bottom of the groove and one of its side walls, and the other strip is also pressed to the bottom of the groove and its other side wall. The support plate is located between the strips of elastomeric material at a certain distance from them, and elastic elements are installed in the resulting gap, which squeeze the edges of the strips of elastomeric material from the flange groove. When the second flange is pressed against the first, the sealing strips are pressed into the groove and additionally compress the elastic elements. As a result of this, a tight seal is formed between the two flanges, and the elastic elements provide a constant clamping force of the strips of elastomeric material during continuous operation of the joint.

Данная уплотнительная прокладка требует наличия канавки на одном из фланцев соединения, т.е. она не предназначена для уплотнения фланцевых соединений открытого типа. Поскольку прокладка состоит из нескольких не связанных между собой элементов, при монтаже фланцевого соединения каждый элемент в определенной последовательности устанавливается в канавку фланца, что по себе не очень удобно, особенно при проведении ремонтно-восстановительных работ, проводимых не в заводских условиях. Кроме того, механизм работы известной уплотнительной прокладки заключается в трансформировании осевого усилия от сжатия фланцев при их воздействии на уплотнительные полосы, в радиальном воздействии на упругие элементы и в обратном направлении при ослаблении стыка соединения, что всегда связано с потерей части усилия при таком трансформировании. Следствием этого является неадекватное упругое восстановление уплотнительной прокладки при ослаблении стыка, что недопустимо при переменных динамических нагрузках.This gasket requires a groove on one of the connection flanges, i.e. it is not intended for sealing open-type flanged joints. Since the gasket consists of several elements that are not interconnected, when installing a flange connection, each element in a certain sequence is installed in the flange groove, which is not very convenient in itself, especially when carrying out repair work carried out outside the factory. In addition, the mechanism of operation of the known sealing gasket consists in transforming the axial force from compression of the flanges when they act on the sealing strips, in the radial effect on the elastic elements and in the opposite direction when the joint joint is weakened, which is always associated with the loss of a part of the force during such a transformation. The consequence of this is inadequate elastic restoration of the gasket when the joint is weakened, which is unacceptable under variable dynamic loads.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в обеспечении точного соответствия между изменениями прилагаемой нагрузки и упругой деформации уплотнительной прокладки при переменных динамических нагрузках.The technical result achieved by the claimed invention is to ensure an exact match between changes in the applied load and the elastic deformation of the gasket under variable dynamic loads.

В основу настоящего изобретения была положена задача - разработать конструкцию уплотнительной прокладки, которую можно использовать для уплотнения фланцевых соединений сосудов высокого давления, а также для уплотнения запорно-регулирующей арматуры.The present invention was based on the task of developing a design of a sealing gasket that can be used to seal flange joints of pressure vessels, as well as to seal shut-off and control valves.

Для достижения технического результата в уплотнительной прокладке, содержащей опорную пластину, упругие элементы, расположенные по обеим сторонам опорной пластины, и уплотнительный элемент из деформируемого материала, согласно изобретению опорная пластина и упругие элементы размещены внутри уплотнительного элемента из деформируемого материала, в качестве которого применен терморасширенный графит, а упругие элементы выполнены в виде металлических колец с волнообразной поверхностью, при этом пустоты, образовавшиеся при контакте упругих элементов с опорной пластиной, заполнены коллоидной графитопластовой пастой.To achieve a technical result, in a sealing gasket containing a support plate, elastic elements located on both sides of the support plate, and a sealing element of a deformable material, according to the invention, the support plate and elastic elements are placed inside a sealing element of a deformable material, which is used as thermally expanded graphite and the elastic elements are made in the form of metal rings with a wavy surface, while the voids formed upon contact of the control ogy elements with a support plate filled with colloidal graphitoplast paste.

Вышеуказанные металлические кольца могут быть выполнены либо в виде плоских колец, либо в виде усеченных конусов, обращенных друг к другу своими основаниями.The above metal rings can be made either in the form of flat rings, or in the form of truncated cones facing each other with their bases.

Вершины гофр волнообразных поверхностей вышеупомянутых упругих элементов могут быть расположены напротив друг друга или могут быть смещены относительно друг друга.The corrugation vertices of the undulating surfaces of the aforementioned elastic elements can be located opposite each other or can be offset relative to each other.

Опорная пластина может быть выполнена либо из металла, либо из безасбестового паронита.The support plate can be made of either metal or asbestos-free paronite.

Целесообразно уплотнительный элемент выполнить из фольги терморасширенного графита плотностью 1.4-1.6 г/см³.It is advisable that the sealing element is made of thermally expanded graphite foil with a density of 1.4-1.6 g / cm ³ .

Уплотнительный элемент может быть выполнить в виде сэндвича, образованного слоями терморасширенного графита плотностью 1.1-1.2 г/см³ и 1.4-1.6 г/см³, при этом слои терморасширенного графита большей плотности примыкают к волнообразной поверхности вышеупомянутых упругих элементов.The sealing element can be made in the form of a sandwich formed by layers of thermally expanded graphite with a density of 1.1-1.2 g / cm ³ and 1.4-1.6 g / cm ³ , while layers of thermally expanded graphite of greater density adjoin the wavy surface of the aforementioned elastic elements.

Желательно торцевые поверхности уплотнительного элемента из деформируемого материала перекрыть металлическими шайбами.It is desirable to block the end surfaces of the sealing element of the deformable material with metal washers.

Металлические шайбы могут быть выполнены либо из нержавеющей стали, либо из меди или никеля, либо из сплавов меди или никеля.Metal washers can be made of either stainless steel or copper or nickel, or alloys of copper or nickel.

Отличительным признаком предлагаемой уплотнительной прокладки является размещение опорной пластины и упругих элементов внутри уплотнительного элемента из деформируемого материала, что позволяет упростить установку уплотнительной прокладки при ее монтаже. Это преимущество особенно заметно при проведении ремонтно-восстановительных работ, проводимых в незаводских условиях. Применение в качестве деформируемого материала терморасширенного графита расширяет область использования уплотнительной прокладки. Заполнение пустот, образующихся при контакте упругих элементов с опорной пластиной, коллоидной графитопластовой пастой дополнительно к упругим свойствам терморасширенного графита усиливает упругие свойства уплотнительной прокладки и одновременно способствует более адекватной реакции на ослабление стыка фланцевого соединения в результате изменения температуры и давления уплотняемой среды. Выполнение упругих элементов в виде металлических колец с поперечным сечением волнообразной формы позволяет повысить упругие и прочностные характеристики уплотнительной прокладки. А перекрытие торцевых поверхностей уплотнительного элемента металлическими шайбами позволяет ее использовать для уплотнения запорно-регулирующей арматуры.A distinctive feature of the proposed sealing gasket is the placement of the base plate and the elastic elements inside the sealing element of a deformable material, which makes it easier to install the sealing gasket during its installation. This advantage is especially noticeable when carrying out repair work carried out in non-factory conditions. The use of thermally expanded graphite as a deformable material expands the field of use of the gasket. Filling the voids formed upon contact of the elastic elements with the base plate with colloidal graphite-plastic paste in addition to the elastic properties of thermally expanded graphite enhances the elastic properties of the gasket and at the same time contributes to a more adequate reaction to the weakening of the flange joint as a result of changes in temperature and pressure of the medium being sealed. The implementation of the elastic elements in the form of metal rings with a cross-section of a wave-like shape allows to increase the elastic and strength characteristics of the gasket. And the overlap of the end surfaces of the sealing element with metal washers allows it to be used for sealing shut-off and control valves.

Эти и другие особенности и преимущества заявляемого изобретения будут приведены ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, где:These and other features and advantages of the claimed invention will be given below with reference to the accompanying drawings, where:

фиг.1 - плоская прокладка для фланцевого соединения с упругим элементом в виде плоского кольца;figure 1 is a flat gasket for flange connection with an elastic element in the form of a flat ring;

фиг.2 - плоская прокладка для фланцевого соединения с конусообразными упругими элементами;figure 2 is a flat gasket for flange connection with conical elastic elements;

фиг.3 - прокладка с противолежащими гофрами упругого элемента;figure 3 - gasket with opposite corrugations of the elastic element;

фиг.4 - прокладка со смещенными гофрами упругого элемента;figure 4 - gasket with offset corrugations of the elastic element;

фиг.5 - прокладка с уплотнительным элементом в виде сэндвича;5 is a gasket with a sealing element in the form of a sandwich;

фиг.6 - прокладка для уплотнения запорно-регулирующей арматуры с упругим элементом в виде плоского кольца;6 is a gasket for sealing shut-off and control valves with an elastic element in the form of a flat ring;

фиг.7 - прокладка для уплотнения запорно-регулирующей арматуры с упругим элементом в виде усеченного конуса;7 is a gasket for sealing shut-off and control valves with an elastic element in the form of a truncated cone;

Уплотнительная прокладка 1 (фиг.1), предназначенная для уплотнения фланцев сосуда высокого давления, содержит опорную пластину 2 и упругие элементы 3 в виде металлических колец с волнообразными поверхностями, размещенные внутри уплотнительного элемента 4 из деформируемого материала, в качестве которого применен терморасширенный графит. Эти металлические кольца могут быть выполнены либо в виде плоских колец 5 (фиг.1), либо в виде усеченных конусов 6, обращенных друг к другу своими основаниями (фиг.2). Вершины 7 гофр волнообразных поверхностей упругих элементов 3 могут быть расположены напротив друг друга (фиг.3) или могут быть смещены относительно друг друга (фиг.4). Смещая вершины 7 гофр противолежащих упругих элементов 3 относительно друг друга, можно изменять общую упругость уплотнительной прокладки 1.The sealing gasket 1 (Fig. 1), designed to seal the flanges of the pressure vessel, contains a support plate 2 and elastic elements 3 in the form of metal rings with wavy surfaces, placed inside the sealing element 4 from a deformable material, which is used as thermally expanded graphite. These metal rings can be made either in the form of flat rings 5 (Fig. 1), or in the form of truncated cones 6, facing each other with their bases (Fig. 2). The vertices 7 of the corrugations of the undulating surfaces of the elastic elements 3 can be located opposite each other (Fig.3) or can be offset relative to each other (Fig.4). By shifting the vertices 7 of the corrugations of the opposite elastic elements 3 relative to each other, it is possible to change the overall elasticity of the gasket 1.

Опорная пластина 2 может быть выполнена либо из металла, предпочтительно нержавеющей стали, либо из безасбестового паронита ОАО "ТИИР" марки ТИИР-743 ТУ 2575-015-001521129-2002. При выполнении опорной пластины 2 из металла гофры упругих элементов 3 при приложении к уплотнительному элементу 4 нормальной нагрузки будут скользить по опорной пластине 2. В результате этого податливость уплотнительного элемента 4 возрастет. В случае же выполнения опорной пластины 2 из безасбестового паронита гофры будут частично внедряться в опорную пластину 2. В этом случае уплотнительный элемент 4 будет иметь более жесткую характеристику. Пустоты 8, образовавшиеся при контакте упругих элементов 3 с опорной пластиной 2, заполнены коллоидной графитопластовой пастой 9 НПО "Знамя Труда" С-1 ОСТ 6008-431-75. Коллоидная графитопластовая паста 9 при сборке уплотнительной прокладки обеспечивает сцепление между собой опорной пластины 2 и упругих элементов 3 за счет сил молекулярного сцепления, что упрощает процесс изготовления уплотнительной прокладки.The support plate 2 can be made either of metal, preferably stainless steel, or of asbestos-free paronite of the TIIR OJSC of the TIIR-743 brand TU 2575-015-001521129-2002. When the supporting plate 2 is made of metal, the corrugations of the elastic elements 3, when a normal load is applied to the sealing element 4, will slide along the supporting plate 2. As a result, the compliance of the sealing element 4 will increase. If the support plate 2 is made of asbestos-free paronite, the corrugations will partially penetrate into the support plate 2. In this case, the sealing element 4 will have a more rigid characteristic. The voids 8 formed upon the contact of the elastic elements 3 with the support plate 2 are filled with colloidal graphite-plastic paste 9 of the Znamya Truda Scientific Production Association S-1 OST 6008-431-75. Colloidal graphite-plastic paste 9 during assembly of the gasket provides adhesion between the support plate 2 and the elastic elements 3 due to molecular adhesion forces, which simplifies the manufacturing process of the gasket.

В качестве материала уплотнительного элемента 4 из деформируемого материала применена фольга терморасширенного графита, например марки "Графлекс"^®, плотностью 1,4-1,6 г/см³, что позволяет повысить упругие свойства уплотнительной прокладки и упростить процесс его изготовления, поскольку изготовление уплотнительной прокладки осуществляется путем намотки фольги терморасширенного графита вокруг упругих элементов. Для уплотнения фланцев с поврежденными поверхностями уплотнительный элемент 4 целесообразно выполнить в виде сэндвича (фиг.5), состоящего из наружных слоев 10 терморасширенного графита плотностью 1,1-1,2 г/см³ и внутренних слоев 11 терморасширенного графита плотностью 1,4-1,6 г/см³, при этом внутренние слои 11 терморасширенного графита большей плотности примыкают к волнообразной поверхности упругих элементов 3. При приложении нормальной нагрузки к уплотнительной прокладке в этом случае будет наблюдаться опережающая деформация наружных слоев 10 уплотнительного элемента 4, контактирующих с уплотняемыми поверхностями фланцев, по сравнению с его внутренними слоями 11. Варьированием толщины слоев сэндвича обеспечивается требуемая величина контактных напряжений уплотнительной прокладки с фланцами сосуда высокого давления при одновременной необходимой величины упругой деформации уплотнительной прокладки.As the material of the sealing element 4 from the deformable material, thermally expanded graphite foil, for example, Graflex ^® brand, with a density of 1.4-1.6 g / cm ^{3 is used} , which allows to increase the elastic properties of the gasket and simplify the process of its manufacture, since the manufacture of the sealing laying is carried out by winding foil of thermally expanded graphite around elastic elements. To seal flanges with damaged surfaces, the sealing element 4 is expediently made in the form of a sandwich (figure 5), consisting of the outer layers 10 of thermally expanded graphite with a density of 1.1-1.2 g / cm ³ and the inner layers 11 of thermally expanded graphite with a density of 1.4- 1.6 g / cm ³ , while the inner layers 11 of thermally expanded graphite of higher density are adjacent to the wave-like surface of the elastic elements 3. When a normal load is applied to the gasket in this case, anticipatory deformation of the outer layers 10 the sealing element 4 in contact with the sealing surfaces of the flanges, in comparison with its inner layers 11. By varying the thickness of the sandwich layers, the required contact stresses of the sealing gasket with the flanges of the pressure vessel are provided, while the required elastic deformation of the sealing gasket is provided.

При применении заявляемой уплотнительной прокладки в качестве уплотнительного кольца сальника для уплотнения штока и корпуса запорно-регулирующей арматуры (не показаны) торцовые поверхности уплотнительного элемента 4 целесообразно перекрыть металлическими шайбами 12. Эти шайбы при приложении осевой нагрузки к сальнику обеспечивают равномерную передачу усилия на уплотнительный элемент 4 по всей его площади, что способствует равномерной радиальной деформации уплотнительного элемента. Кроме того, шайбы 12 предохраняют уплотнительный элемент 4 от разрушения. С целью расширения области использования уплотнительной прокладки металлические шайбы целесообразно выполнить либо из нержавеющей стали, либо из меди или никеля, либо из сплавов меди и никеля - материалов, которые обладают высокой коррозионной стойкостью практически во всех известных средах. И в случае применения уплотнительной прокладки в качестве уплотнительного кольца сальника упругие элементы 3 могут быть выполнены либо в виде плоских металлических колец с волнообразной поверхностью (фиг.6), либо в виде усеченных конусов, обращенных друг к другу своими основаниями (фиг.7). В последнем случае достигается более плотный контакт уплотнительного элемента 4 с поверхностями корпуса и штока запорно-регулирующей арматуры. А за счет дополнительной упругости уплотнительной прокладки, обусловленной ее конусообразной структурой, обеспечивается более длительная эксплуатация сальника без замены уплотнения.When using the inventive sealing gasket as an o-ring for sealing the stem and the valve body (not shown), it is advisable to cover the end surfaces of the sealing element 4 with metal washers 12. These washers, when the axial load is applied to the seal, ensure uniform force transfer to the sealing element 4 over its entire area, which contributes to uniform radial deformation of the sealing element. In addition, the washers 12 protect the sealing element 4 from destruction. In order to expand the field of use of the gasket, it is advisable to make metal washers either from stainless steel, or from copper or nickel, or from alloys of copper and nickel - materials that have high corrosion resistance in almost all known environments. And in the case of using the gasket as an o-ring, the elastic elements 3 can be made either in the form of flat metal rings with a wavy surface (Fig.6), or in the form of truncated cones facing each other with their bases (Fig.7). In the latter case, a more tight contact of the sealing element 4 with the surfaces of the casing and the rod of shut-off and control valves is achieved. And due to the additional elasticity of the gasket, due to its cone-shaped structure, a longer operation of the seal is ensured without replacing the seal.

Работа уплотнительной прокладки 1 при ее применении для уплотнения фланцевого соединения сосудов высокого давления осуществляется в следующей последовательности. После установки уплотнительной прокладки между фланцами сосуда высокого давления осуществляют ее деформацию в режиме затягивания болтов, равномерно установленных по периметру фланцев (не показаны). Уплотнительный элемент 4 из фольги терморасширенного графита плотностью 1.4-1.6 г/см³ при затяжке фланцевого соединения, упруго деформируясь, передает усилие затяжки упругим элементам 3. Упругие элементы 3, деформируясь, воздействуют на коллоидную графитопластовую пасту 9, которая, являясь несжимаемой средой, аккумулирует усилие затяжки. При изменении температуры и давления среды паста 9 реагирует на изменение напряжения в стыке фланцевого соединения и, воздействуя на упругие элементы 3, поддерживает напряжение в стыке фланцевого соединения на уровне, обеспечивающем его герметичность. При применении уплотнительного элемента 4 в виде сэндвича в начальный момент с уплотняемыми фланцами сосуда высокого давления входят в контакт наружные слои 10 терморасширенного графита плотностью 1.1-1.2 г/см³. Поскольку эти слои имеют более низкую плотность, то они первыми подвергаются пластической деформации, заполняя все погрешности поверхности фланцев. И только затем упругой деформации подвергаются внутренние слои 11 терморасширенного графита более высокой плотности, как описано выше.The work of the gasket 1 when it is used to seal the flange connection of pressure vessels is carried out in the following sequence. After installing the gasket between the flanges of the pressure vessel, it is deformed in the mode of tightening the bolts evenly installed around the perimeter of the flanges (not shown). The sealing element 4 of thermally expanded graphite foil with a density of 1.4-1.6 g / cm ³ when tightening the flange joint, elastically deformed, transfers the tightening force to the elastic elements 3. The elastic elements 3, being deformed, act on the colloidal graphite-plastic paste 9, which, being an incompressible medium, accumulates tightening force. When changing the temperature and pressure of the medium, the paste 9 reacts to a change in voltage at the junction of the flange connection and, acting on the elastic elements 3, maintains the voltage at the junction of the flange connection at a level that ensures its tightness. When applying the sealing element 4 in the form of a sandwich at the initial moment with the sealing flanges of the pressure vessel, the outer layers 10 of thermally expanded graphite with a density of 1.1-1.2 g / cm ³ come into contact. Since these layers have a lower density, they are the first to undergo plastic deformation, filling all the flange surface errors. And only then, the inner layers 11 of thermally expanded graphite of higher density are subjected to elastic deformation, as described above.

Уплотнительные прокладки с упругими элементами в виде плоского кольца (фиг.1) применяются для компенсации относительно небольшого раскрытия стыка фланцевого соединения. Когда же раскрытие стыка таково, что величины упругой деформации терморасширенного графита недостаточно для его компенсации и поддержания на требуемом уровне контактных напряжений во фланцевом соединении, применяют уплотнительную прокладку с упругими элементами в виде усеченных конусов (фиг.2).Sealing gaskets with elastic elements in the form of a flat ring (Fig. 1) are used to compensate for the relatively small opening of the flange joint. When the joint opening is such that the elastic strain of thermally expanded graphite is not enough to compensate and maintain contact stresses in the flange connection at the required level, a gasket with elastic elements in the form of truncated cones is used (Fig. 2).

При использовании заявляемой прокладки в качестве сальникового уплотнения выполнение уплотнительного элемента 4 из терморасширенного графита не требует его пропитки, свойственной набивкам, а поэтому в процессе эксплуатации свойства такого уплотнительного элемента практически не меняются. Наличие же упругих элементов в конструкции уплотнительной прокладки позволяет повысить ее упругость, что позволяет осуществлять его длительную эксплуатацию без подтяжки. Такая уплотнительная прокладка с металлическими шайбами на ее торцовых поверхностях может быть применена как в конструкциях с возвратно-поступательным движением, так и в конструкциях с вращательным движением запорно-регулирующей арматуры.When using the inventive gasket as an packing, the implementation of the sealing element 4 from thermally expanded graphite does not require its impregnation inherent to the packing, and therefore, during operation, the properties of such a sealing element are practically unchanged. The presence of elastic elements in the design of the gasket allows to increase its elasticity, which allows for its long-term operation without tightening. Such a gasket with metal washers on its end surfaces can be used both in structures with reciprocating motion and in structures with rotational movement of shut-off and control valves.

Claims

1. A sealing gasket containing a support plate, elastic elements located on both sides of the support plate, and a sealing element of a deformable material, characterized in that the support plate and elastic elements are placed inside a sealing element of a deformable material, which is used as thermally expanded graphite, and the elastic elements are made in the form of metal rings with a wavy surface, while the voids formed upon contact of the elastic elements with the support plate are filled colloidal graphitoplast paste.

2. The sealing gasket according to claim 1, characterized in that the above metal rings are made either in the form of flat rings, or in the form of truncated cones facing each other with their bases.

3. The sealing gasket according to claim 1 and 2, characterized in that the corrugated vertices of the wave-like surfaces of the aforementioned elastic elements are located opposite each other or offset relative to each other.

4. The sealing gasket according to claim 1, characterized in that the aforementioned support plate is made of either metal or without asbestos paronite.

5. The sealing gasket according to claim 1, characterized in that its sealing element is made of thermally expanded graphite foil with a density of 1.4-1.6 g / cm ³ .

6. The sealing gasket according to claim 1, characterized in that its sealing element is made in the form of a sandwich of layers of thermally expanded graphite with a density of 1.1-1.2 g / cm ³ and 1.4-1.6 g / cm ³ , this layer of thermally expanded graphite of higher density adjacent to the wavy surface of the aforementioned elastic elements.

7. The sealing gasket according to claim 1, characterized in that the end surfaces of the sealing element of the deformable material are overlapped with metal washers.

8. The gasket according to claim 7, characterized in that the above-mentioned metal washers are made of either stainless steel or copper or nickel, or from copper or nickel alloys.