CN103351488A - 一种泵用柔性密封填料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泵用柔性密封填料，由4～6wt%石墨和二硫化钼混合组料、32～38wt%PTFE纤维、15～20wt%Kelvar纤维、28～32wt%润滑剂、8～12wt%天然橡胶、2～4wt%碳酸钙组成。所述石墨和二硫化钼混合组料中石墨和二硫化钼的质量比为3:2；所述润滑剂包括高温硅油和凡士林，高温硅油和凡士林的质量比为5:1。该泵用柔性密封填料具有良好的电绝缘性和抗化学性，可塑性强。特别的，该泵用柔性密封填料具有突出的抗拉耐磨、防裂防锈性能以及高回弹性能。

Description

一种泵用柔性密封填料及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种密封填料，具体涉及一种泵用柔性密封填料及其制造方法。

背景技术

泵的好坏，除了泵采用材料和结构符合工况介质的要求外，密封结构和形式的选择也至关重要。密封结构和形式的合理选择是确保生产正常有序地进行、降低维护和维修成本、减轻工程的劳动强度、减少物料浪费、避免环境污染的关键。

目前，针对不同的工况和介质，以及用户对密封性能不同的要求，出现了多种密封方案，分别为盘根密封、机械密封、柔性填料密封。其中盘根密封是通过缠绕达到密封效果的，该密封方式廉价、安装更换简单方便，但由于其为挤压方式，易出现泄漏甚至因泄漏造成污染，易磨损轴，耗能耗水，寿命短，此外还容易造成多种类的库存；机械密封为动环加颈环加“O”型圈密封，该方式泄漏量少、寿命长、不损伤轴、电耗低，但是安装更换麻烦，一旦损坏，泄漏难以控制，此外，大规格无法制作，价格昂贵；柔性填料密封是一种新的密封方式，其优点是其他密封方式无法比拟的，如：合理使用可以达到完全无泄漏的效果，节能节水，可反复使用，同时，安装维护方便、可以不停机在线维护、对轴无磨损、不受规格尺寸限制，但是该密封方式不适用于高温高压的环境，在停泵的情况下也易出现渗水的现象。

柔性密封填料，俗称泥状软填料，是一种新的无石棉高分子材料合成的密封填料，外观如胶泥状具有特殊的可塑性，能够在填料涵内由两端盘根环封闭住填料后形成圆筒状的滑块，与轴的相对运动面之间产生非常薄的液膜，构成“轴承效应”和“迷宫效应”，由于柔性填料的特殊材料的作用，产生的摩擦热接近于零。因此柔性密封填料是世界上产生摩擦阻力最小填料之一，而填料之间高分子阻隔剂的作用保证了介质之间的泄漏量少或者无渗漏。因此，柔性密封填料是唯一一种可塑的、低摩檫而不需冷却水冲洗的泵用填料。

目前出现的柔性密封填料都存在如下的问题：不适合高温高压环境；柔性密封填料中多只包含一种纤维材料，纤维强度不够影响其抗拉伸能力；回弹性差，影响补偿固体积损失引起的应力松弛，出现因密封轴不圆度及偏摆造成的密封性能下降；无填料防裂效果，无法保证填料适度，会引起填料表面皲裂或调料硬化现象；防锈效果差，和填料接触部分多为金属面，长时间的使用难免出现生锈的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能在高温高压环境中使用、抗拉耐磨、防裂防锈、具有高回弹性能的泵用柔性密封填料。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种泵用柔性密封填料，其特征在于：所述泵用柔性密封填料由4～6wt%石墨和二硫化钼混合组料、32～38wt%PTFE纤维、15～20wt%Kelvar纤维、28～32wt%润滑剂、8～12wt%天然橡胶、2～4wt%碳酸钙组成。

作为改进，所述润滑剂包括高温硅油和凡士林，高温硅油和凡士林的质量比为5:1。

较好的，所述石墨和二硫化钼混合组料中石墨和二硫化钼的质量比为3:2。

上述泵用柔性密封填料的制造方法，其特征在于：将石墨和二硫化钼混合组料、PTFE纤维、Kelvar纤维、天然橡胶和碳酸钙在粉碎机中粉碎，将得到的混合粉末放置于恒温加热容器中，使用搅拌设备进行搅拌，当搅拌动作完成到使混合粉末均匀混合后，加入润滑剂继续搅拌，搅拌过程需保持容器恒温，始终保持在90～180度之间，直至完成搅拌最后形成泥状产物。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)、该发明中采用了两种纤维材料PTFE纤维和Kelvar纤维，Kelvar纤维自身具有热稳定性强、抗火性、抗化学性以及绝缘性等特点，纤维强度可以达到同类产品的至少2倍，再与PTFE纤维混合使用，使得该泵用柔性密封填料的强度和抗拉伸能力大大增加。

(2)、采用了天然橡胶材料，其具有良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气且抗拉耐磨，重要的增加了该发明中柔性密封填料的弹性，使其具有优秀的回弹能力。

(3)、采用了碳酸钙，碳酸钙作为橡胶工业中使用量最大的填充剂之一，可增加制品的容积，并节约昂贵的天然橡胶，从而大大降低成本，将碳酸钙和天然橡胶同时使用于该柔性密封填料中，能获得比纯橡胶硫化物更高的抗张强度、撕裂强度和耐磨性。

(4)、采用的润滑剂由高温硅油和凡士林组成，高温硅油具有良好的耐热性、耐水性、电绝缘性，表面张力较小，适用于高温高压环境，增加的凡士林具有优良的保湿作用，可以完好的保持该柔性密封填料湿度，保证其表面不皲裂，同时还能弥补碳酸钙可能会带来的密封填料硬化现象，起到互补作用，此外凡士林的防锈效果突出，且经济实惠，更能优化柔性密封填料的润滑作用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

泵用柔性密封填料由石墨和二硫化钼混合组料、PTFE纤维、Kelvar纤维、高温硅油、凡士林、天然橡胶、碳酸钙组成。其各材料的重量比为：

石墨        3%；

二硫化钼    2%；

PTFE纤维    35%；

Kelvar纤维  17%；

高温硅油    25%；

凡士林      5%；

天然橡胶    10%；

碳酸钙      3%。

将石墨和二硫化钼混合组料、PTFE纤维、Kelvar纤维、天然橡胶和碳酸钙在粉碎机中粉碎，将得到的混合粉末放置于恒温加热容器中，使用搅拌设备进行搅拌，当搅拌动作完成到使混合粉末均匀混合后，加入润滑剂继续搅拌，搅拌过程需保持容器恒温，始终保持在90～180度之间，直至完成搅拌最后形成泥状产物。

本实施例中的高温硅油，具有较好的耐热性、耐水性、电绝缘性和较小的表面张力。且同时具有无色无毒无味不易挥发的特性。凡士林具有保湿作用，在产品中能够完好的保持泥状填料的湿度，保证其表面不皲裂，且凡士林能起到防锈、润滑等作用，且价格低廉，因此在本实施例的泥状填料中加入该成分，能弥补碳酸钙可能会带来的泥状填料硬化现象，起到互补作用，性价比非常高。PTFE纤维由聚四氟乙烯为原料,经纺丝或制成薄膜后切割或原纤化而制得的一种合成纤维；在上世纪60年代，美国杜邦公司研制出一种新型复合材料聚对苯二甲酰对苯二胺，并以“Kevlar”（凯芙拉）作为其商标，是一种芳纶复合材料，Kelvar纤维具有热稳定性强、抗火性、抗化学性以及绝缘性，该纤维强度可以达到同类产品的至少2倍，与PTFE纤维混合，能够弥补PTFE强度不够的特点。天然橡胶弹性高，有良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气且抗拉耐磨。碳酸钙可增加制品的容积，并节约昂贵的天然橡胶，从而大大降低成本。碳酸钙填入橡胶中，能获得比纯橡胶硫化物更高的抗张强度、撕裂强度和耐磨性。

Claims (4)

1.一种泵用柔性密封填料，其特征在于：所述泵用柔性密封填料由4～6wt%石墨和二硫化钼混合组料、32～38wt%PTFE纤维、15～20wt%Kelvar纤维、28～32wt%润滑剂、8～12wt%天然橡胶、2～4wt%碳酸钙组成。

2.根据权利要求1所述的泵用柔性密封填料，其特征在于：所述润滑剂包括高温硅油和凡士林，高温硅油和凡士林的质量比为5:1。

3.根据权利要求1所述的泵用柔性密封填料，其特征在于：所述石墨和二硫化钼混合组料中石墨和二硫化钼的质量比为3:2。

4.一种如权利要求1所述的泵用柔性密封填料的制造方法，其特征在于：将石墨和二硫化钼混合组料、PTFE纤维、Kelvar纤维、天然橡胶和碳酸钙在粉碎机中粉碎，将得到的混合粉末放置于恒温加热容器中，使用搅拌设备进行搅拌，当搅拌动作完成到使混合粉末均匀混合后，加入润滑剂继续搅拌，搅拌过程需保持容器恒温，始终保持在90～180度之间，直至完成搅拌最后形成泥状产物。