СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛОСКОЙ ПРОКЛАДКИ Российский патент 1997 года по МПК F16J15/12 

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности, к технологии изготовления плоских прокладок.

Известен способ изготовления шайб с эластичной прокладкой. Этот способ (см. а.с СССР N 262288, B 21 D 53/20 ) предусматривает применение в качестве заготовки куска цельнотянутой трубы, который превращают в готовое изделие путем последовательных операций: отгиба фланца, накладывание на него эластичной прокладочной шайбы путем надевания ее на трубчатую часть и загибание последней. Такие операции производят обычным штампованием.

Данный способ может быть применен, когда эластичная прокладочная шайба представляет собой отдельное готовое изделие.

Известен также способ изготовления плоской прокладки (см. патент GB N 1272523, F 16 J 15/12), при котором заготовки прокладки приклеиваются к металлическому сердечнику. Перед склеиванием на сопрягающиеся поверхности заготовки прокладки и металлического сердечника наносят слой клея определенной толщины. Затем сердечник обезжиривают и покрывают слоем эмульсии, а прокладочный слой покрывают компаундом на основе каучука. Перед соединением сердечника и прокладочного слоя покрытия сушат и частично отверждают. Затем из полученной ленты вырубают прокладки.

Данный способ также предусматривает наличие прокладочных заготовок в виде готового изделия.

Был предложен способ изготовления плоской прокладки (см. патент GB N 1299033, F 16 J 15/06), при котором на непрерывно движущуюся ленту из алюминиевой или стальной фольги или из пластмассовой пленки на базе поливинилхлорида наносится уплотняющий материал в виде массы на основе каучука. При проходе ленты с этой массой через специальные валки на ленте образуются эластичные выступы. Полотно проходит через сушильную печь, а затем с помощью пресса из него вырубают прокладки.

Этот способ предусматривает формирование уплотнительных элементов в процессе изготовления полотна, из которого вырубают прокладки. Для этого используют сложное технологическое оборудование, а в качестве уплотнительного материала может быть применен материал, который при тепловом воздействии может образовывать прочное соединение с основой.

Известен способ изготовления плоских прокладок (см. патент Японии N 53-36551, F 16 J 15/00), при котором слоистая пленка, состоящая из слоев мягкого материала и слоев металла, имеет сквозные отверстия или углубления. При этом слои материала пробиты насквозь, а края отверстий загнуты в сторону мягкого материала. На слоистую пленку наносят со стороны слоя металла под давлением слой с примесью каучука или асбеста и заполняют отверстия или углубления в пленке, при этом получают прочное трехслойное полотно, из которого затем вырубают прокладки.

Этот способ изготовления плоских прокладок не может быть применен в случае применения в качестве уплотнительного материала расширенного графита.

Наиболее близким по своей технической сущности пор отношению к заявляемому является способ изготовления плоской прокладки (см. патент DE N 3309338, F 16 J 15/12), при котором фольгу из расширенного графита приклеивают с двух сторон плоского металлического сердечника. Затем трехслойный материал помещают в штамп, где путем совместной штамповки слои соединяют между собой за счет наплыва материала.

При изготовлении плоской прокладки по вышеуказанному способу слои уплотнительного материала из расширенного графита, примыкающие к уплотняемым поверхностям фланцев, не соединены между собой, а разделены жестким сердечником. При сжатии такой прокладки при затяжке фланцев в силу возникновения радиальных усилий возможен сдвиг в радиальном направлении графитовой фольги относительно металлического сердечника, который может приверти к отрыву слоев. Кроме того, имеющийся клеевой слой между фольгой и сердечником под воздействием знакопеременных термических нагрузок и радиационного облучения претерпевает изменения. Все это приводит к снижению надежности уплотнения, при относительной сложности процесса изготовления прокладок.

Целью настоящего изобретения является упрощение изготовления и повышение надежности изготавливаемых прокладок.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ изготовления плоской прокладки, который позволил бы получать прокладки, обладающие повышенной надежностью с одновременным упрощением способа изготовления.

Эта задача решается тем, что в способе изготовления плоской прокладки, при котором уплотнительный материал в виде фольги из расширенного графита накладывают на сердечник с обоих его сторон, прикладывают давление к сторонам прокладки с обеспечением плотного контакта между фольгой и сердечником, а затем формообразуют прокладку, согласно изобретению сердечник образуют путем запрессовки в ячейки металлической конструкции периодической структуры расширенного графита, при этом плотность графита в ячейках получают в 2^oC4 раза ниже плотности фольги накладываемой на сердечник, фольгу частично внедряют в металлическую структуру, а между фольгой и графитом структуры образуют плотный контакт.

Эта задача решается тем, что расширенный графит для сердечника применяют в насыпном виде. Эта задача решается тем, что расширенный графит для сердечника применяют в виде препрега низкой и средней плотности.

Такой способ изготовления плоской прокладки, при котором фольга из уплотнительного материала сцеплена с материалом в ячейках металлической конструкции периодической структуры приводит к образованию прокладки, в которой внутри спрессованного расширенного графита заключена металлическая конструкция периодической структуры и вся прокладка в целом представляет условно-однородную среду. Эта структура препятствует вытеснению уплотнительного материала в радиальном направлении. Таким образом, при затяжке фланцев сохраняется фактически неизменной площадь контакта, а соответственно сохраняется постоянными контактные давления, что способствует многократному повторяющемуся упругому восстановлению прокладки при работе ее в условиях переменного силового и теплового нагружения.

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут выявлены ниже при рассмотрении конкретного примера выполнения способа и прилагаемых чертежей, где: фиг. 1 вариант изготовления сердечника из насыпного графита; фиг. 2 вариант изготовления сердечника из препрега; фиг. 3 вид сердечника; фиг. 4 изготовление плоской прокладки по первому варианту; фиг. 5 - изготовление плоской прокладки по второму варианту.

В специальной пресс-форме 1 (фиг. 1) на насыпной расширенный графит 2 в виде хлопьев устанавливают металлическую конструкцию периодической структуры 3. Сверху структуры укладывают еще один слой 2 насыпного расширенного графита. Затем с помощью пуансона 4 осуществляют запрессовку расширенного графита в ячейки 5 металлической конструкции периодической структуры 2 и получают, таким образом, жесткий сердечник 6 (фиг. 3). Чем выше слои насыпного графита, тем выше плотность спрессованного графита в ячейках структуры, но это плотность всегда в 2^oC4 раза ниже исходной плотности фольги, накладываемой на сердечник.

Затем на изготовленный сердечник сверху и снизу (фиг. 4) накладывают фольгу 7 из расширенного графита и прикладывают давление с обеспечением плотного контакта между фольгой и графитом сердечника. Поскольку плотность графита в ячейках 5 сердечника меньше плотности фольги, то при приложении давления к фольге она частично внедряется в металлическую конструкцию периодической структуры и сожмет графит, расположенный в сердечнике. При этом происходит сцепление графита фольги и графита сердечника на межмолекулярном уровне, т. е. образуется квазигомогенная среда, внутри которой заключена металлическая конструкция периодической структуры.

Сдавливание фольги и сердечника может осуществляться как в штампе, так и путем прокатки в валках. После этого из полученного материала формируют прокладку. При сдавливании фольги и сердечника в штампе операция формообразования прокладки может быть совмещена со сдавливанием.

На фиг. 2 показан вариант изготовления сердечника 6 из препрега. Препрег это полуфабрикат из расширенного графита в виде листового материала различной плотности низкой до 0,2 г/см³ и средней 0,2 0,4 г/см³. Для этого в пресс-форму 1 последовательно укладывают препрег 8, металлическую конструкцию периодической структуры 3, второй слой препрега 8. Затем с помощью пуансона 4 осуществляют запрессовку препрега в ячейки 5 металлической конструкции периодической структуры 3 и получают, таким образом, жесткий сердечник 6 (фиг. 3). И в этом случае плотность графита в ячейках 5 получают такой, чтобы она была в 2^oC 4 раза ниже исходной плотности фольги из расширенного графита, накладываемой на сердечник.

Далее прокладку изготавливают по вышерассмотренному способу со ссылкой на фиг. 4.

Изготовление сердечника из препрега может осуществляться путем прокатки в валках.

На фиг. 5 показан вариант изготовления плоской прокладки. Этот вариант отличается от вышерассмотренного тем, что сердечник образуют в процессе формообразования прокладки. Процесс изготовления прокладки может происходить с применением штамма или путем проката в валках.

Согласно этому варианту на фольгу 9 последовательно накладывают первый слой препрега 10, металлическую конструкцию периодической структуры 2, второй слой препрега 10, фольгу из расширенного графита 11. Плотность слоев из препрега в 2^oC 4 раза ниже плотности фольги. Поэтому в процессе сдавливания препрег полностью внедряется в металлическую конструкцию периодической структуры, и оба слоя препрега соединяются между собой на межмолекулярном уровне, затем происходит частичное внедрение фольги в эту структуру и точно такое же соединение графита фольги с графитом препрега с частичным внедрением фольги в металлическую конструкцию периодической структуры.

Использование: изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано при изготовлении плоских прокладок. Сущность изобретения: способ включает изготовление сердечника путем запрессовки в ячейки металлической конструкции периодической структуры расширенного графита в виде насыпного расширенного графита или в виде препрега, укладку на полученный сердечник с двух его сторон фольги из расширенного графита и приложение давления к сторонам прокладки с обеспечением частичного внедрения фольги в металлическую структуру с образованием плотного контакта между фольгой и расширенным графитом сердечника. 2 с.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ изготовления плоской прокладки, при котором уплотнительный материал в виде фольги из расширенного графита накладывают на сердечник с обеих его сторон, прикладывают давление к фольге с обеспечением плотного контакта между фольгой и сердечником, а затем формообразуют прокладку, отличающийся тем, что сердечник образуют путем запрессовки в ячейки металлической конструкции периодической структуры расширенного графита в виде насыпного графита или в виде препрега низкой и средней плотности, при этом плотность графита в ячейках структуры в 2 4 раза ниже плотности фольги, накладываемой на сердечник, а при приложении давления к фольге фольгу частично внедряют в металлическую структуру с образованием плотного контакта между фольгой и графитом в ячейках структуры. 2. Способ изготовления плоской прокладки, при котором уплотнительный материал в виде фольги из расширенного графита накладывают на сердечник с обеих его сторон, прикладывают давление к фольге с обеспечением плотного контакта между фольгой и сердечником, а затем формообразуют прокладку, отличающийся тем, что сердечник образуют в процессе формообразования прокладки, для чего перед формообразованием прокладки на металлическую конструкцию периодической структуры с двух сторон укладывают слои препрега, а на них фольгу, а затем, прикладывая к фольге давление и запрессовывая препрег в ячейки структуры, фольгу частично внедряют в металлическую структуру с образованием плотного контакта между фольгой и графитом в ячейках структуры.