RU2489260C1

RU2489260C1 - Method of ring seal repair and device to this end

Info

Publication number: RU2489260C1
Application number: RU2011154563/05A
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Стефанов; Василий Николаевич Козлов; Андрей Викторович Щегольков; Ольга Ивановна Пожариская; Александр Михайлович Коляскин; Андрей Николаевич Калмыков
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выспупает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2013-08-10
Also published as: RU2011154563A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to repair and reconditioning of ring seal used in various mechanisms and assemblies. In compliance with this method, rubber ring seal to be reconditioned is placed horizontally on base surface to prepare ring seal surfaces and to bond said surfaces by adhesive. Damaged section or ring seal is placed in lengthwise semicircular groove made in one plane to be aligned with mate part of the second plane. Said planes are centered relation to each other to fix said damaged section in said semi-circular groove by threaded joint, groove diameter mating with the of ring seal. Damaged section is cut out in the plane corresponding to inclination of through transverse opening in every aligned planes of the device.

EFFECT: faster and simplified repair of ring seals.

2 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к области работ по восстановлению и ремонту потерявших работоспособность уплотнительных упругих элементов различных механизмов и сборок.The present invention relates to the field of work on the restoration and repair of impaired sealing elastic elements of various mechanisms and assemblies.

При длительной эксплуатации резиновых кольцевых прокладок, служащих для уплотнения мест соединения гермоднищ и корпусов конструкций, происходит увеличение их линейных размеров (длины), что препятствует установке гермоднищ на посадочные места, в связи с чем требуется замена уплотнительных резиновых прокладок.During long-term operation of rubber ring gaskets, which serve to seal the joints of the hermetic bottoms and structures, an increase in their linear dimensions (lengths) occurs, which prevents the installation of hermetic bottoms on the seats, and therefore the replacement of the rubber gaskets is required.

Уплотнительные кольцевые прокладки предназначены для обеспечения требуемой герметичности изделий, создания в герметизированных объемах допустимого микроклимата, при котором обеспечивается надежность и безопасность работ при их разборке. По соображениям экономии материалов и сбережения расходуемых материальных ресурсов часто возникает необходимость восстановления отработанных и претерпевших необратимые деформирования кольцевых прокладок.Sealing ring gaskets are designed to provide the required tightness of products, creating an acceptable microclimate in sealed volumes, which ensures reliability and safety of work during disassembly. For reasons of material saving and saving of expendable material resources, it is often necessary to restore the used and undergoing irreversible deformations of the ring gaskets.

Известен способ ремонта упругих элементов путем наплавки на изношенную поверхность ремонтного материала, включающий расположения деталей горизонтально, или вертикально на базовой поверхности в соответствии с расположением изношенной поверхности детали (патент РФ №2205098, МПК В23Р 6/00, публ. 27.05.2003 г.).A known method of repairing elastic elements by surfacing on a worn surface of a repair material, including the location of parts horizontally or vertically on the base surface in accordance with the location of the worn surface of the part (RF patent No. 2205098, IPC V23P 6/00, publ. May 27, 2003) .

Недостатком известного способа является то, что данный способ приемлем только для ремонта изделий из металла, и неприемлем для ремонта уплотнительных кольцевых прокладок и вообще изделий из резины; кроме того данный способ является дорогостоящим вследствие применения для его осуществления высокоэнергоемкого оборудования.The disadvantage of this method is that this method is acceptable only for the repair of metal products, and is unacceptable for the repair of sealing ring gaskets and, in general, rubber products; in addition, this method is expensive due to the use of highly energy-intensive equipment for its implementation.

Известен способ ремонта отработанных полимерных изделий (патент РФ №2103174, МПК В29С 73/00, публ. 27.01.1998 г.), включающий изготовление вкладыша из полимерного материала, совмещение склеиваемых поверхностей вкладыша и изделия с использованием адгезива, или герметика, или двусторонней клеящей ленты для склеивания и восстановления целостности ремонтируемого изделия.A known method of repairing spent polymer products (RF patent No. 2103174, IPC VC 73/00, publ. 01/27/1998), including the manufacture of a liner from a polymeric material, combining the glued surfaces of the liner and the product using adhesive, or sealant, or double-sided adhesive tapes for gluing and restoring the integrity of the product being repaired.

К недостаткам известного способа относится сравнительно продолжительное подготовительное и операционное время ремонта, сравнительно невысокая надежность склеивания разнородных материалов: восстановительного фрагмента и изделия.The disadvantages of this method include the relatively long preparatory and operational repair time, the relatively low reliability of bonding of dissimilar materials: recovery fragment and product.

Известен в качестве прототипа предлагаемого способ ремонта резиновых изделий (патент РФ №2331517, МПК В29С 73/30, публ. 20.08.2008 г.), включающий укладку поврежденного участка подлежащей восстановлению резиновой детали горизонтально на базовой поверхности, подготовку ремонтируемой поверхности резиновой детали и дополнительного кордового пластыря, формирование соединения ремонтируемых поверхностей с использованием адгезива в виде клеевого состава.Known as a prototype of the proposed method for repairing rubber products (RF patent No. 2331517, IPC VC 73/30, publ. 08/20/2008), including laying the damaged area to be restored rubber parts horizontally on the base surface, preparing the surface of the rubber part to be repaired and additional cord patch, the formation of the connection of the repaired surfaces using adhesive in the form of an adhesive composition.

К недостаткам прототипа относится сравнительно продолжительное подготовительное и операционное время ремонта, сравнительно невысокая надежность склеивания разнородных материалов: восстановительного фрагмента (кордового пластыря) и резинового изделия, имеющих разные коэффициенты линейного расширения, что приводит к возникновению избыточного напряжения в клеевом шве.The disadvantages of the prototype include a relatively long preparatory and operational repair time, the relatively low reliability of bonding dissimilar materials: recovery fragment (cord patch) and rubber products having different coefficients of linear expansion, which leads to excessive stress in the adhesive joint.

Задачей авторов изобретения является разработка способа ремонта уплотнительных кольцевых прокладок, обеспечивающего возможность реставрации потерявших работоспособность кольцевых прокладок (разбухших, деформированных в продольном направлении и изменивших свои геометрические параметры).The task of the authors of the invention is to develop a method of repair of sealing ring gaskets, which provides the possibility of restoration of lost working ring gaskets (swollen, deformed in the longitudinal direction and changed their geometric parameters).

Новый технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого способа, заключается в обеспечении ускорения и упрощения процесса восстановления геометрических параметров уплотнительных кольцевых прокладок и их работоспособности.A new technical result achieved by using the proposed method is to accelerate and simplify the process of restoring the geometric parameters of the sealing ring gaskets and their performance.

Указанные задача и новый технический результат обеспечивается тем, что в известном способе ремонта уплотнительных кольцевых прокладок, включающем укладку поврежденного участка подлежащих восстановлению уплотнительных кольцевых прокладок горизонтально на базовой поверхности, подготовку ремонтируемой поверхности, соединение ремонтируемых поверхностей с использованием адгезива, согласно предлагаемому способу укладку поврежденного участка подлежащей восстановлению кольцевой прокладки производят в продольный полукруглый в поперечном сечении паз, выполненный на одной базовой плоскости, входящей в состав устройства для ремонта, с последующим совмещением указанной плоскости с ответной частью второй плоскости, также входящей в состав устройства для ремонта, центрированием этих плоскостей относительно друг друга и закреплением поврежденного участка кольцевой прокладки в образовавшемся кольцевом канале, диаметр которого соответствует диаметру кольцевой прокладки, путем фиксации плоскостей резьбовым соединением относительно друг друга, с последующим удалением поврежденного участка подлежащей восстановлению кольцевой прокладки вырезанием его лезвием режущего инструмента в плоскости, соответствующей углу наклона сквозного поперечного паза, имеющегося в каждой из двух совмещаемых плоскостей устройства для ремонта.The specified task and a new technical result is ensured by the fact that in the known method of repair of sealing ring gaskets, including laying the damaged portion of the sealing rings to be repaired horizontally on the base surface, preparing the surface to be repaired, connecting the surfaces to be repaired using adhesive, according to the proposed method, laying the damaged section to be the restoration of the annular gasket is produced in a longitudinal semicircular transverse cross section, a groove made on one base plane that is part of the repair device, followed by alignment of the specified plane with the counterpart of the second plane, also part of the repair device, centering these planes relative to each other and fixing the damaged portion of the ring gasket in the resulting an annular channel, the diameter of which corresponds to the diameter of the annular gasket, by fixing the planes with a threaded connection relative to each other, followed by removal of of the damaged portion of the annular gasket to be restored by cutting it with a cutting tool blade in a plane corresponding to the angle of inclination of the through transverse groove present in each of the two compatible planes of the repair device.

Указанные задача и технический результат обеспечены в устройстве для ремонта уплотнительных кольцевых прокладок, выполненном составным из двух - базовой и ответной частей, выполненных в виде двух пластин, на рабочей поверхности которых вдоль центральной продольной оси выполнен продольный полукольцевой паз, таким образом, что при совмещении указанных пластин образуется кольцевой канал круглого сечения для укладки и фиксации в нем удаляемого поврежденного участка кольцевой прокладки, в каждой из совмещаемых пластин выполнен поперечный сквозной паз для вхождения лезвия режущего инструмента, формирующего срез поврежденного фрагмента кольцевой прокладки, расположенный под углом 30-40° к оси продольного паза с заходом за контур последнего на 2-3 мм, базовая и ответная пластины центрированы относительно друг друга посредством направляющих штифтов и зафиксированы резьбовыми элементами.The aforementioned task and technical result are provided in a device for repair of sealing ring gaskets, made up of two basic and reciprocal parts made in the form of two plates, on the working surface of which a longitudinal semi-ring groove is made along the central longitudinal axis, so that when combining these an annular channel of circular cross section is formed for laying and fixing in it a removable damaged portion of the annular gasket, in each of the combined plates transverse a through groove for the entry of the blade of the cutting tool forming a cut of the damaged fragment of the annular gasket, located at an angle of 30-40 ° to the axis of the longitudinal groove, approaching the contour of the latter by 2-3 mm, the base and counter plates are centered relative to each other by means of guide pins and fixed threaded elements.

Предлагаемые способ и устройство для ремонта отработанных уплотнительных кольцевых прокладок - это, преимущественно, резиновые изделия - поясняется следующим образом.The proposed method and device for the repair of spent sealing ring gaskets - these are mainly rubber products - is explained as follows.

На фиг.1 представлен вид предлагаемого устройства для реализации предлагаемого способа в собранном виде, где 1 - пластина с базовой плоскостью, 2 - пластина с ответной плоскостью, 3 - поперечный сквозной паз для вхождения лезвия режущего инструмента, 4 -продольный паз круглого сечения, 5 - уплотнительная кольцевая прокладка, подлежащая ремонту, 6 - крепежные резьбовые элементы.Figure 1 presents a view of the proposed device for implementing the proposed method in assembled form, where 1 is a plate with a reference plane, 2 is a plate with a reciprocal plane, 3 is a transverse through groove for an entry of a cutting tool blade, 4 is a longitudinal groove of circular cross section, 5 - sealing ring gasket to be repaired; 6 - threaded fasteners.

На фиг.2 представлено предлагаемое устройство в разобранном виде, где также 1 - пластина с базовой плоскостью, 2 - пластина с ответной плоскостью, 3 - поперечный сквозной паз для вхождения лезвия режущего инструмента, 4 - продольный паз круглого сечения, 5 - уплотнительная кольцевая прокладка, подлежащая ремонту, 6 - крепежные резьбовые элементы, 7 - направляющие штифты.Figure 2 presents the proposed device in an unassembled form, where also 1 is a plate with a reference plane, 2 is a plate with a reciprocal plane, 3 is a transverse through groove for the blade to enter the cutting tool, 4 is a longitudinal groove of circular cross section, 5 is a sealing ring gasket to be repaired, 6 - fixing threaded elements, 7 - guide pins.

Предлагаемое устройство собирается и работает следующим образом.The proposed device is assembled and operates as follows.

В продольный паз (канал) 4 (фиг.1) на базовой плоскости пластины 1 укладывают подлежащую ремонту кольцевую прокладку 5, той ее частью, которая деформирована, или подверглась износу, вследствие чего ее геометрические параметры изменились и вышли за пределы допустимых по документации параметров.In the longitudinal groove (channel) 4 (Fig. 1), on the base plane of the plate 1, the annular gasket 5 to be repaired is placed with the part that is deformed or has undergone wear, as a result of which its geometric parameters have changed and went beyond the parameters allowed by the documentation.

Затем поверх кольцевой прокладки устанавливают второй элемент устройства для ремонта, выполненный в виде пластины 2 с ответной плоскостью для поверхности базовой пластины 1 (на каждой из них выполнены по два продольных полукольцевых в поперечном сечении канала для ремонта не только одной кольцевой прокладки, но и одновременного ремонта двух кольцевых прокладок) и с помощью направляющих штифтов 7 осуществляется центрирование указанных пластин относительно друг друга. После чего производят жесткое фиксирование (закрепление) кольцевой прокладки на базовой поверхности с помощью 4-х или более резьбовых элементов 6.Then, on top of the annular gasket, a second element of the repair device is installed, made in the form of a plate 2 with a reciprocal plane for the surface of the base plate 1 (each of them has two longitudinal semicircular channels in the cross section for repairing not only one annular gasket, but also repairing it at the same time two annular gaskets) and with the help of guide pins 7, these plates are centered relative to each other. Then produce a rigid fixation (fixing) of the annular gasket on the base surface using 4 or more threaded elements 6.

В процессе ремонта осуществляется соединение участков отработанной кольцевой прокладки 5 по линии среза, образовавшейся после удаления поврежденного участка прокладки, с использованием клеевого состава (адгезива). Клеевой состав наносят на подготовленные и обезжиренные контактные участки кольцевой прокладки по образовавшемуся косому срезу, сопрягают соединяемые поверхности кольцевой прокладки и фиксируют их в устройстве для ремонта на 5-6 часов для отверждения адгезива в соединительном шве. Состав адгезива выбран из условия сохранения эластичности соединения после его полимеризации, чему в большей степени соответствует состав клея марки «Момент».In the repair process, the sections of the spent annular gasket 5 are connected along the cut line formed after the removal of the damaged gasket section using an adhesive composition (adhesive). The adhesive composition is applied to the prepared and degreased contact areas of the annular gasket according to the oblique cut formed, the connected surfaces of the annular gasket are mated and fixed in the repair device for 5-6 hours to cure the adhesive in the joint. The composition of the adhesive is selected from the condition of preserving the elasticity of the compound after polymerization, which to a greater extent corresponds to the composition of the Moment adhesive.

Расположение наклонного поперечного паза под углом 30°-40° относительно главной оси продольного паза с заходом за контур последнего на 2-3 мм на рабочих плоскостях устройства для ремонта кольцевой прокладки обеспечивает увеличение контактной поверхности, необходимой для надежного склеивания, по сравнению со срезом, выполненным, например, под углом 90°, где контактная поверхность значительно меньше и ниже соответственно и надежность склеивания.The location of the inclined transverse groove at an angle of 30 ° -40 ° relative to the main axis of the longitudinal groove with the approach of the latter by 2-3 mm on the working planes of the device for repairing the annular gasket provides an increase in the contact surface necessary for reliable bonding, compared with the cut made for example, at an angle of 90 °, where the contact surface is much smaller and lower, respectively, and the bonding reliability.

Восстановленные предлагаемым способом с использованием предлагаемого устройства уплотнительные кольцевые прокладки, как это показали испытания, пригодны для повторного применения и характеризуются показателями упругости и эластичности, близкими к исходным. При этом по сравнению с прототипом это потребовало времени меньше на продолжительность процедуры изготовления пластыря и подготовки поверхности, его размещения и центрирования, привлечения дополнительных средств фиксации на ремонтируемой поверхности и т.д.Restored by the proposed method using the proposed device, the sealing ring gaskets, as shown by the tests, are suitable for repeated use and are characterized by elasticity indicators that are close to the original ones. Moreover, compared with the prototype, it took less time for the duration of the procedure for manufacturing the patch and preparing the surface, its placement and centering, attracting additional means of fixation on the repaired surface, etc.

Таким образом, при использовании предлагаемых способа и устройства для ремонта уплотнительных кольцевых прокладок обеспечивается возможность ускорения и упрощения процесса восстановления геометрических параметров поврежденных уплотнительных кольцевых прокладок и их работоспособности при значительной экономии материальных ресурсов производства.Thus, when using the proposed method and device for repair of sealing ring gaskets, it is possible to accelerate and simplify the process of restoring the geometric parameters of damaged sealing ring gaskets and their performance with significant savings in material production resources.

Возможность промышленного использования предлагаемого устройства и способа ремонта уплотнительных кольцевых прокладок подтверждается следующими примерами.The possibility of industrial use of the proposed device and method of repair of sealing ring gaskets is confirmed by the following examples.

Пример 1. В лабораторных условиях предлагаемый способ опробован на опытном образце приспособления, изображенного на фиг.1. Ремонту были подвергнуты кольцевые прокладки, снятые с крышки корпуса герметизируемого контейнера, выполненные из резины марки ИРП 1118 диаметром сечения 3-4 мм. Все элементы устройства, изображенного на фиг.1 изготовлены из алюминиевого сплава марки Д16. Режущий элемент (резак) выполнен из стали марки 65Г. В качестве адгезива для соединения фрагментов ремонтируемой кольцевой прокладки был применен клей «Момент» для резиновых изделий (ТУ 2252-033-45539771-2000). Продолжительность процесса отверждения клея в условиях примера - 2-5 часов, тогда как в прототипе для этого потребовалось свыше 24 часов. Геометрические параметры кольцевой прокладки полностью восстановлены по посадочному месту за счет опытного подбора фрагментов изделия наложением по исходному контуру или путем расчета. Так в условиях примера была взята кольцевая прокладка с увеличенной в процессе износа длиной окружности ~1250 мм (деформация износа составила 26 мм). Для соответствия посадочному месту кольцевая прокладка должна быть с габаритным диаметром 390 мм и длиной окружности 1224 мм, что и было достигнуто в эксперименте. Достигнутые показатели упругости и эластичности позволили осуществить повторное использование в герметизируемом контейнере для поддержания степени герметизации порядка 1,2 атм.Example 1. In laboratory conditions, the proposed method is tested on a prototype device, shown in figure 1. The ring gaskets removed from the housing cover of the container to be sealed, made of rubber grade ИРП 1118 with a cross-sectional diameter of 3-4 mm, were subjected to repair. All elements of the device depicted in figure 1 are made of aluminum alloy brand D16. The cutting element (cutter) is made of steel grade 65G. The adhesive “Moment” for rubber products (TU 2252-033-45539771-2000) was used as an adhesive to connect fragments of a repaired annular gasket. The duration of the curing of the adhesive in the conditions of the example is 2-5 hours, while in the prototype it took more than 24 hours. The geometrical parameters of the ring gasket are completely restored to the footprint due to the experimental selection of product fragments by overlaying on the initial contour or by calculation. So, under the conditions of the example, an annular gasket was taken with a circumference of ~ 1250 mm increased during wear (the wear deformation was 26 mm). To match the seat, the ring gasket should be with an overall diameter of 390 mm and a circumference of 1224 mm, which was achieved in the experiment. The achieved elasticity and elasticity indicators allowed reuse in a sealed container to maintain a degree of sealing of about 1.2 atm.

Итак, как это показали испытания, использование предлагаемого способа и устройства обеспечивает возможность ускорения и упрощения процесса восстановления геометрических параметров поврежденных уплотнительных кольцевых прокладок и их работоспособности при значительной экономии материальных ресурсов производства.So, as tests have shown, the use of the proposed method and device provides the ability to accelerate and simplify the process of restoring the geometric parameters of damaged sealing ring gaskets and their performance with significant savings in material production resources.

Claims

1. A method of repairing sealing ring gaskets, including laying the damaged portion of the ring gasket to be repaired horizontally on the base surface, preparing the repaired surface of the gasket ring, forming a joint of the repair surfaces using adhesive, characterized in that the damaged part of the ring gasket to be repaired is laid in a longitudinal semicircular in cross section, a groove made on one plane that is part of the device TWA for repair, with subsequent alignment of the specified plane with the counterpart of the second plane, which is also part of the device for repair, centering these planes relative to each other and fixing the damaged section of the ring gasket in the formed annular channel, the diameter of which corresponds to the diameter of the ring gasket by fixing the planes with a threaded connection relative to each other, followed by removal of the damaged portion of the ring gasket to be repaired by cutting its blade cutting tool in a plane corresponding to the angle of inclination of the through transverse groove present in each of the two superposed planes for the repair device.

2. A device for implementing the method of repair of sealing ring gaskets according to claim 1, characterized in that it is made up of two mating parts made in the form of two plates, on the working surface of which along the central longitudinal axis is made longitudinal, in cross section - a half-ring groove , so that when combining these plates, an annular channel of circular cross section is formed for laying and fixing in it a removable damaged section of the annular gasket, pop is made in each of the combined plates a through-through groove for the entry of the blade of the cutting tool, forming a cut of the damaged fragment of the annular gasket, located at an angle of 30-40 ° to the axis of the longitudinal groove with the approach of the latter by 2-3 mm, the plates are centered relative to each other by means of guide pins and fixed with threaded elements .