КОМБИНИРОВАННОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Полезная модель относится к химическому машиностроению, а более конкретно к комбинированным уплотнениям, которые применяются для длительной герметизации конструктивных узлов, контактирующих с воздухом и работающих в условиях водной среды, преимущественно в деминерализованной воде, при температуре выше 250°С и давлении до 15 Мпа.
Известно комбинированное уплотнение, содержащее кольцо из резины на основе этиленпропиленового каучука и защитный элемент (журнал «Вопросы атомной науки и техники» серия «Физика и техника ядерных реакторов» №6 (28), 1982 г., с.85).
Известное комбинированное уплотнение применяется для длительной герметизации конструктивных узлов, контактирующих с воздухом и работающих в условиях деминерализованной воды при температуре 250°С и давлении до 15 Мпа. Хорошие уплотняющие свойства резины определяются природой этиленпропиленового каучука, который является ее основой. Однако нагретый каучук в условиях длительного контакта с кислородом воздуха разлагается до вязкого состояния, теряя тем самым свои упругие свойства. Защитный элемент, выполненный в виде набора из трех разрезных паронитовых шайб, предназначен для изоляции резинового кольца от воздуха. Однако защитный элемент изолирует от воздуха только часть поверхности резинового кольца, которая контактирует с паронитовой шайбой, а остальная открытая часть поверхности резинового кольца контактирует с воздухом, что приводит к деструкции резины.
Недостатком известного комбированного уплотнения является деструкция (разложение до вязкого состояния) резины, контактирующей с воздушной средой, нагретой до той же температуры, что и водная среда. Деструкция резины приводит к разрушению уплотнения и, следовательно, к снижению его ресурса работы. Кроме этого, из паронита при высокой температуре выделяются коррозионно-активные элементы, в частности хлориды, что приводит к коррозии контактирующего с ним металла.
Задачей настоящей полезной модели является создание комбинированного уплотнения, имеющего длительный ресурс эксплуатации в герметизирующих узлах, контактирующих с воздухом и работающих в условиях деминерализованной воды при температуре выше 250°С и давлении до 15 Мпа.
Техническим результатом настоящей полезной модели является исключение деструкции резины на всей поверхности, контактирующей с воздухом, за счет создания защитного слоя, предохраняющего этиленпропиленовый каучук как органическую составляющую резины от окисления.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном комбинированном уплотнении, содержащем кольцо из резины на основе этиленпропиленового каучука и защитный элемент,
защитный элемент выполнен в виде обмотки из углеродной нити, уплотненной пироуглеродом от 0,5 до 0,8%, при этом обмотка содержит по меньшей мере два слоя витков упомянутой нити, которые расположены на всей поверхности резинового кольца.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлено комбинированное уплотнение, установленное в герметизирующем узле трубопровода (продольный разрез).
Комбинированное уплотнение содержит кольцо 1, выполненное из термостойкой резины на основе этиленпропиленового каучука, и защитный элемент 2. Защитный элемент 2 выполнен в виде обмотки из углеродной нити. Обмотка содержит не менее двух слоев витков углеродной нити. Витки выполнены по всей поверхности кольца 1 и плотно (без зазоров) расположены относительно друг друга. Диаметр углеродной нити выбран в пределах от 1,5 мм до 2,0 мм. Для повышения стойкости к истиранию при возможных термоподвижках металлических элементов углеродная нить уплотнена пироуглеродом. Уплотнение пироуглеродом осуществляют известным способом. Величина уплотнения выбрана в пределах от 0,5 до 0,8%. При степени уплотнения менее 0,5% износ углеродной нити увеличивается, а при степени уплотнения более 0,8% гибкость нити уменьшается. Комбинированное уплотнение установлено в герметизирующем узле, который размещен в трубопроводе 3. Герметизирующий узел содержит металлическую вставку 4 с пазом для размещения комбинированного уплотнения. Резиновое кольцо 1 поджато с помощью пуансона 5 через металлическую шайбу 6 на 25-30%
Комбинированное уплотнение работает следующим образом.
С одной стороны металлической вставки 4 комбинированное уплотнения граничит с деминерализованной водой при температуре 250°С и давлении до 15 Мпа, а с другой стороны металлической вставки 4 комбинированное уплотнение граничит с окружающей средой (воздухом), нагретой до температуры 250°С. Резиновое кольцо 1 нагревается от вставки 4 до температуры деминерализованной воды, при этом резиновое кольцо 1 защищено от контракта с воздушной средой слоями плотно расположенных витков углеродной нити 2, что предотвращает деструкцию резины.