CN103363187B - 可二次膨胀补充性柔性石墨填料 - Google Patents

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本发明涉及一种阀门填料，尤其是一种可二次膨胀补充性柔性石墨填料。首先采用鳞片石墨为原料，经膨胀前处理；然后在温度为350-370度的范围内，进行膨胀处理；再将膨胀后的石墨压模成填料成品；最后将填料成品放入阻蚀剂浸泡1小时以上，取出烘干，在填料成品表面形成一层绝缘层。上述石墨填料主要特点在于，如在快速的阀杆运动中对石墨填料造成磨损后，摩擦生热，由于温度提升，石墨填料就可以进行二次膨胀，使其与阀杆重新达到良好的密封状态，从而解决现有技术石墨填料由于磨损而造成泄漏的问题。

Description

可二次膨胀补充性柔性石墨填料
技术领域
本发明涉及一种阀门填料，尤其是一种可二次膨胀补充性柔性石墨填料。
背景技术
目前我国所使用的阀门柔性石墨填料是由天然高纯鳞片石墨经化学及高温处理，模压滚压成柔性石墨卷材/板材，然后经过模压制成石墨填料。
但这种柔性石墨填料应对API622标准1500次高低温开关，及欧洲低泄漏标准，各石油公司内部标准都很难达到其密封要求，在快速的阀杆运动中对石墨的磨损非常大，直接造成密封超标。为应对这种国外技术避垒我们对现有的柔性石墨填料进行了加工艺的改进，以达到高次数的开关密封要求。
目前国内的做法都是将可膨胀鳞片石墨加温到1000度完全膨胀到位，模压滚压成柔性石墨卷材/板材，就不会再次膨胀，因为1000度高温以经将期完全膨胀到位了，那么在快速的阀杆运动中对石墨造成磨损后，填料的密封性就变差，那么在继续使用的时候，随着填料的密封性下降，就会产生泄露，从而影响整个阀门的运行，降低阀门的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可以二次膨胀、使用寿命长的可二次膨胀补充性柔性石墨填料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可二次膨胀补充性柔性石墨填料，首先采用鳞片石墨为原料，经膨胀前处理；然后在温度为350-370度的范围内，进行膨胀处理；再将膨胀后的石墨压模成填料成品；最后将填料成品放入阻蚀剂浸泡1小时以上，取出烘干，在填料成品表面形成一层绝缘层。
本发明的进一步设置为：所述的膨胀前处理为化学氧化处理或电化学氧化处理，使石墨层层间形成层间氧化物。
本发明的进一步设置为：还包括环盖，在填料成品的上端面和下端面上分别各自固定压设一个环盖。
上述石墨填料主要特点在于，如在快速的阀杆运动中对石墨填料造成磨损后，摩擦生热，由于温度提升，石墨填料就可以进行二次膨胀，使其与阀杆重新达到良好的密封状态，从而解决现有技术石墨填料由于磨损而造成泄漏的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例的结构示意图；
具体实施方式
本发明一种可二次膨胀补充性柔性石墨填料，首先采用鳞片石墨为原料，经膨胀前处理；然后在温度为350-370度的范围内，进行膨胀处理；再将膨胀后的石墨压模成填料成品，在填料成品的上端面和下端面上分别各自固定压设一个环盖；最后将填料成品放入阻蚀剂浸泡1小时以上，取出烘干，在填料成品表面形成一层绝缘层。
其中膨胀前处理为化学氧化处理或电化学氧化处理，使石墨层层间形成层间氧化物，比如化学氧化处理，是在石墨原料中添加氧化剂进行氧化，比如固体氧化剂KMnO4、KCLO4等，而液体氧化剂如H2SO4、HNO3等，一般在污染指标的限制下，利用H2O2比较多，因为H2O2反应比较温和无污染；而电化学氧化处理不需要氧化剂，只需要将石墨和辅助阳极一起构成阳极室浸泡在浓硫酸电解液中，通直流或脉冲电流，即可进行氧化，主要目的是在石墨层之间形成如H2SO4-GLC这样的层间化合物，使其可以遇高温瞬间膨胀，膨胀倍数可达150-400倍，由片状变为蠕虫状，从而结构疏松，多孔而弯曲，比表面大，吸附力强，蠕虫状石墨之间可自行嵌合，这样增加了它的柔软性、回弹性和可加工性。
本发明中的温度控制是很关键的，因为低于350度时，膨胀的结果是半蠕虫状态，就是一片鳞片石墨有50%变成了蠕虫状态有50%还是颗粒状态，如果将此种半蠕虫状态直接模压滚压成柔性石墨卷材/板材，会有抗拉强度低，易折断等缺点，达不到填料的性能标准；如果温度处于370度到1000度之间时，我们是得到了将鳞片石墨变成蠕虫状态，但是对蠕虫二次在加温时它对温度膨胀反应灵敏度太低，膨胀系数不是很高，因为超过370度时温度反复对其加温刺激膨胀，局部会有完全膨胀的装态出现，由于膨化炉的正负温差是15度，如果将此种蠕虫状态直接模压滚压成柔性石墨卷材/板材抗拉强度高，不易折断，密度公差，厚度公差均良好，但是遇温可二次膨胀性能很低，就算膨胀灵敏度很高，这种温度也超出了机械在工作时所能达到的温度范围，由于一般的膨胀处理装置，本身会存在温差，因此在温度设置的时候会设置成360度，以便对温度的平衡控制。这种特性需要反复试验才能得到温度数据，传统的工艺是将膨胀温度直接设置在1000度左右，使石墨达到完全膨胀的状态。
而本发明中所用的阻蚀剂是一种现有试剂，作用在于在填料成品表面形成一层绝缘层，由于石墨是导电体，比如在阀门行业中，将石墨填料一个个装入阀门中之后加工就会形成一电极腐蚀，相当于阀门的填料箱变成了一个电池结构，这时就会出现电极腐蚀也会对阀杆的光洁度产生腐蚀引响密封，因此通过浸泡阻蚀剂，在填料成品表面形成绝缘层，使其失去导电性能，从而防止电机腐蚀，延长其使用寿命。
参考图1可知，在填料成品1的上下端面设置改盖板2，从结构上提高密封性能，使填料成品形成一个整体密封结构，提高其密封性能，介质不会从填料中穿过流失，这是由于在传统的填料结构中，上下是不封闭的，由于上下方向是不受力的，因此没有必要设置遮挡物，这是常识，但是如果采用本发明中的填料，由于二次膨胀，是需要石墨原料作为膨胀基础支撑的，如果介质流过填料成品，会造成石墨流失，会影响本发明产品的性能，因此在填料成品上下端面固定盖板，是为了解决石墨流失的问题，延长本发明的使用寿命。
显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种可二次膨胀补充性柔性石墨填料，其特征在于：首先采用鳞片石墨为原料，经膨胀前处理；然后在温度为350-370度的范围内，进行膨胀处理；再将膨胀后的石墨压模成填料成品；最后将填料成品放入阻蚀剂浸泡1小时以上，取出烘干，在填料成品表面形成一层绝缘层；
其中，所述的膨胀前处理为化学氧化处理或电化氧化处理，使石墨层层间形成层间氧化物。
2.按照权利要求1所述的可二次膨胀补充性柔性石墨填料，其特征在于：还包括环盖，在填料成品的上端面和下端面上分别各自固定压设一个环盖。
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