CN1045982C

CN1045982C - 密封填料

Info

Publication number: CN1045982C
Application number: CN93105200A
Authority: CN
Inventors: 上田隆久; 盐见富一
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 1991-11-21
Filing date: 1993-04-05
Publication date: 1999-10-27
Anticipated expiration: 2013-04-05
Also published as: JPH05339558A; JPH0689322B2; CN1093390A

Abstract

本发明提供一种能防止基体材料在编织或扭拧加工时发生龟裂等损伤，并且使耐腐蚀性能和密封性能不会很快就下降的密封填料，其中的基体材料是用增强材料包裹的膨胀石墨制成的。这种密封填料是用膨胀石墨做成的基体材料表面上包覆增强材料而构成的。基体材料使用的膨胀石墨的膨胀率在40倍以上，石墨含量在90重量%以上，基体材料的密度是0.3g/cm³以上。

Description

密封填料

本发明涉及一种在流体机械的轴密封部分等处使用的、用作压盖密封垫的结构材料的密封填料。

以往的密封填料，例如用编织或扭拧加工而成的压盖密封填料的密封填料，为了摆脱使用石棉，采用耐热性和密封性优良的膨胀石墨片材作为基体材料，又为了弥补这种膨胀石墨片材的抗拉强度差的弱点，采用在由膨胀石墨片材制成的基体材料的***，用由各种纤维制成的增强材料把它包裹起来的结构。

然而，构成上述基体材料的膨胀石墨片材是使众所周知的鳞片状的天然石墨膨胀成蜗杆状之后，再把这种膨胀石墨成形为片状的。这种以膨胀石墨片材作为基体材料的上述以往的密封填料，在编织时不仅一定要有增强材料，而且因为对上述基体材料施加了较大的拉伸力，在这基体材料中经常产生龟裂等损伤。此外，由于在以往的密封填料的其体材料中，在膨胀石墨中含有很多灰分和残留的硫黄之类的杂质，由这些大量的杂质使膨胀石墨粒子相互之间的物理吸附力减弱，这就成为基体材料抗拉强度下降的原因，同时还因为大量杂质的氧化使基体材料在早期就发生腐蚀，有使密封填料的耐蚀性能和密封性能早早就下降的问题。

本发明就是签于上述实际情况而提出来的。其目的是提供一种密封填料，这种填料在用增强材料包覆的膨胀石墨制成的基体材料进行编织或者扭拧加工时能防止发生龟裂损伤，同时还能使它的耐蚀性能和密封性能不在早期就下降。

为了达到上述的目的，本发明的密封填料具有用膨胀石墨成形所制成的基体材料，以及包覆在这基体材料表面上的增强材料，上述的基体材料使用膨胀率在40倍以上的膨胀石墨，并且石墨含量在90重量％以上，它的密度在0.3g/cm³以上。

按照上述构成的密封填料，由于使用了由膨胀率在40倍以上的膨胀石墨做成的基体材料，所以膨胀石墨粒子之间就有充分的物理吸附力在起作用，而且，因为石墨的含量在90重量％以上，灰分之类杂质引起的坏影响，也就是使膨胀石墨粒子相互之间的物理吸附力大幅度降底的问题也得到了改进，再又，由于大量杂质的氧化而使基体材料早早地腐蚀的现象也被抑制止，因而提高了密封填料的长期耐腐蚀性能和密封性能。另外，由于规定了用膨胀石墨制成的基体材料密度在0.3g/cm³以上，所以上述的膨胀石墨粒子相互之间有充分的物理吸附力，同时也不会有在使用状态下发生形状崩溃的问题。

下面，参照着附图来说明本发明的实施例。

图1是表示本发明的一个实施例的密封填料的立体图，

图2是表示使用六根上述实施例所述的密封填料进行扭拧加工后的压盖密封填料的立体图，

图3是表示把八根上述实施例所述的密封填料编织成方形的压盖密封填料的立体图，

图4是表示把编织物做芯子的压盖密封填料的立体图，

图5是表示把密封填料编织成的线排列整齐作为芯子的压盖密封填料的立体图，

图6是表示用膨胀石墨颗粒和橡胶做成的成形物作为芯子的压盖密封填料的立体图，

图7是表示用图2所示的编织物作为芯子的压盖密封填料的立体图，

图8是表示把短板状的片材编在一起作为基体材料使用的密封填料在制造过程中的状态的示意图，

图9是表示按照图8制成的密封填料的立体图，

图10是表示把膨胀石墨片材折叠起来作为基体材料而构成的密封填料的立体图，

图11是表示把图10中密封填料的基体材料进行波纹状成形之后的密封填料的立体图，

图12是表示把膨胀石墨片材来回重复折叠两次的材料作为基体材料的密封填料的立体图，

图13是表示把图12所示的密封填料中的基体材料进行波纹状成形后的密封填料立体图，

图14是表示使用棒状基体材料的密封填料的立体图。

在图1中，1是用膨胀石墨形成的基体材料，2是在基体材料1的表面上包覆的增强材料。在本实施例中，上述的基体材料1是把几条(例如四条)具有挠性的膨胀石墨片材1A叠在一起，从而使它的抗拉强度增加。所使用的每一片膨胀石墨片材1A的厚度比较薄，在0.05～0.38mm左右，而且宽度较窄，例如在5mm以下。

上述基体材料1使用的膨胀石墨片材是在把鳞片状天然石墨进行膨胀之后，成形为片状的，在这基体材料1中使用的膨胀石墨的膨胀率在40倍以上，石墨含量在90重量％以上，基体材料的密度为0.3g/cm³以上。

用作增强材料2的材料可从下列各种纤维中选取：棉花、麻等天然纤维；尼龙、人造丝、芳香族聚酰胺、PBI(聚苯并咪唑)等有机纤维；玻璃、陶瓷等无机纤维；不锈钢纤维、铬镍铁合金纤维等金属纤维。本实施例以有机纤维为例，例如可以将40支的芳香族聚酰胺纤维针织编结后织成筒状或者管状。

这样，通过把增强材料2包覆在上述基体材料1上，就构成了作为密封填料的编织线3。

由于在这密封填料3中，基体材料1所使用的膨胀石墨的膨胀率在40倍以上，因而膨胀得相当充分，膨胀石墨粒子相互之间有足够的物理吸附力作用着。另外，虽然膨胀率规定在40倍以上的任意数直都是可以的，但以200倍左右的膨胀率为最好。还由于石墨的含量在90重量％以上，因而能减少灰分之类杂质造成的坏影响，亦即能改善膨胀石墨粒子相互之间的物理吸附力大幅度降低。此外，还能抑制由于大量杂质氧化而造成基体材料早早地被腐蚀的现象，提高密封填料的长期耐腐蚀性能和密封性能。此处所谓石墨的含量在90重量％以上，换言之，就是杂质不到10重量％，具体的数值是可以任意的，但从各种实验结果得知，作为杂质的灰分在50％以下，残留硫黄在1000ppm以下就足够了。此外，由于用膨胀石墨制成的基体材料的密度规定在0.3g/cm³以上，因而上述的膨胀石墨粒子相互之间的物理吸附力就很充分，同时也不会有在使用状态下发生形状崩溃的问题。

按上述组成的密封填料3可以就这样单根进行扭拧加工，或者如图2所示地，例如可把六根密封填料3捆在一起之后，一边用20转/分左右对其进行扭拧加工，一边进行辗压成形，制成压盖密封填料5。还可以如图3所示，例如用八根上述的密封填料3进行方形编织，从而构成压盖密封填料6。除了这种方形编织外，还可采用交义编织等其他方式。

如图4所示，还可将由多根密封填料3编织成的芯子7放在由多根密封填料3编织(例如筒形编织)成的包裹织物中，用这种方式制成压盖密封填料9，或者以芯子7和包裹织物中的任一个采用密封填料3，而另一个采用其他种类的密封填料的方式制成压盖密封填料。还可以如图5所示，把多根排列整齐的芯子8和包裹织物中的任一个采用密封填料3，而另一个采用其他种类的密封填料，用这种方式制成压盖密封填料10。其它，还可以如图6所示，在用多根密封填料3编织成的包裹织物中放置作为芯子11的由膨胀石墨粒子和橡胶混合成的带状物，以这种方式制成压盖密封填料12。

此外，如图7所示，还可以用上述编织线织成的多根密封填料3经扭拧加工做成的芯子14放在用多根密封填料3编织(例如筒形编织)成的包裹织物13中，用这种方式制成压盖密封填料15，或者，以芯子14和包裹织物13中的任意一个采用密封填料3，而另一个采用其他种类密封填料的方式制成压盖密封填料。

图8是表示本发明另一个实施例的立体图。在这个实施例中，用从棉花、麻等天然纤维；尼龙、人造丝、芳香族聚酰胺、PBI等有机纤维：玻璃、陶瓷等无机纤维；不锈钢纤维、铬镍铁合金纤维等金属纤维中选出的纤维，例如用40支的芳香族聚酰胺纤维，通过针织编织、筒状编织、管状编织等方法编织成筒状的增强材料17，另一方面，用厚度为0.38mm的膨胀石墨片材截成许多宽为5mm左右、长为25mm的短板状片材18A、把这些短板状片材18A作为基体材料18，随意地集合在一起，按图9所示那样地充填到上述的增强材料17里，形成密封填料19。在这情况下，上述膨胀石墨的膨胀率、石墨含量及密度都取成和上述密封填料3的基体材料1相同的致值。而且，这种密封填料19也和上述的密封填料3一样，可以按照图2、图3、图4、图5、图6和图7那样的方式制作压盖密封填料。

图10是表示本发明又一个实施例的立体图。它是把宽度在5mm以上的较宽的膨胀石墨片材20沿其纵向来回折叠，即折叠成S字形，构成有折叠层21A、21B、21C的带状物，把这种带状物作为基体材料21，再在这基体材料21的表面上用增强材料22包覆，制成密封填料23。上述增强材料22可以从棉花、麻等天然纤维；尼龙、人造丝；芳香族聚酰胺、PBI等有机纤维；玻璃、陶瓷等无机纤维：不锈钢纤维、铬镍铁合金纤维等金属纤维中选用，例如用直径为0.1mm的铬镍铁合金线通过针织编织、管状编织、筒状编织的方法编织成的织物。这里构成上述基体材料21的膨胀石墨的膨胀率、石墨含量及密度都规定成与上述密封材料3的基体材料1相同的。

此外，如图11所示，也可以把上述由宽幅的膨胀石墨片材20折叠形成的各层21A、21B、21C上，借助于波纹形加工或者压花加工(起皱加工)，使其成为有波纹形状20A的基体材料24。用这种方法能够得到基体材料24与增强材料22结合力很大的密封填料23。

也可以使用图10所示的膨胀石墨片材20，把它按图12所示的那样，沿纵向来回折叠两次，做成有折叠层21A、21B、21C的基体材料25，或者也可以如图13所示那样地，把上述膨胀石墨片材沿纵向来回折叠两次，在形成折叠层21A、21B、21C的同时送行波纹形状的成形加工，形成波纹20A后，作成基体材料26。

用上述膨胀石墨做成的基体材料，其形状不限于图1、图8、图9、图10～图13中所示的形状，也可以选用棒状等各种其他形状。使用棒状基体材料的例子如图14所示，在膨胀石墨的立体中至少掺入短纤维、橡胶、树脂或者润滑剂中的一种材料，把它成形为棒状，做成基体材料27，再用增强材料28包裹在基体材料27的表面上，就做成密封填料29。增强材料28可从棉花、麻等天然纤维；尼龙、人造丝、芳香族聚酰胺、PBI等有机纤维；玻璃、陶瓷等无机纤维；不锈钢纤维、铬镍铁合金纤维等金属纤维中选择，例如，可选用铬镍铁合金600纤维等。此外，基体材料27的膨胀石墨的膨胀率、石墨含量及密度也规定成和上述的密封填料3的基体材料1相同的。

此外，根据需要，可以把图2、图3、图4、图5、图6和图7所示的压盖密封填料的表面用硅油、鳞片状石墨、或者橡胶类剂合剂等阻塞材料浸渍。

如上所述，按照本发明在表面用增强材料包覆的基体材料中，使用了膨胀率在40倍以上的膨胀石墨，石墨含量在90重量％以上，而且基体材料的密度在0.3g/cm³以上，借助于膨胀石墨的高膨胀率以及石墨的高含量和高密度所形成的高凝聚性，使膨胀石墨粒子相互之间的物理吸附力得到充分的保证，能够有效地防止在编织或扭拧加工时，包覆有增强材料的基体材料由于拉伸而直接引起龟裂等损伤，而且，由于基体材料使用的膨胀石墨的石墨含量高，能显著地抑制灰分等杂质的氧化，能够保证长期耐腐蚀性和密封性。此外不但密封填料本体，就连用这种密封填料做成的压盖密封填料也相当不易发生形状崩溃之类的问题，因而能提高使用性能。

Claims

1．一种密封填料，它具有用膨胀石墨成形的基体材料和包覆在该基体材料表面上的编织或编结的增强材料，其特征在于上述的基体材料使用膨胀率在40倍以上的膨胀石墨，石墨含量在90重量％以上，基体材料的密度在0.3g/cm³以上。