CN113775757A - 耐高温化纤垫圈及其制作方法 - Google Patents

Abstract

耐高温化纤垫圈，包括由化学纤维制作而成的垫圈本体，该垫圈本体具有内层和外层组合而成的双层结构，其中：内层为由第一纤维缠绕形成的一体化实心环状结构；外层为第二纤维缠绕在内层上形成的一体化包裹结构，一体化包裹结构的首尾连接部位设置有由第三纤维缠绕在外层上形成的连接固定层。耐高温化纤垫圈的制作方法，包括：选取多根第一纤维，依照设定的周长、缠绕设定圈数形成一体化环状结构内层；选取多根第二纤维，缠绕编织在所述内层上形成首尾相互重叠的一体化包裹结构外层；将所述外层的首尾相互重叠部位进行环切，使其首尾齐平相接；用第三纤维在首尾齐平相接部位缠绕紧固，形成连接固定层，最终得到耐高温化学垫圈。

Description

耐高温化纤垫圈及其制作方法

技术领域

本申请属于化纤制品技术领域，具体涉及耐高温化纤垫圈及其制作方法。

背景技术

目前市场上多使用橡胶及金属制垫圈，垫圈普遍存在不耐高温、易老化、制作运输成本高等问题。

发明内容

有鉴于此，一方面，一些实施例公开了耐高温化纤垫圈，该耐高温化纤垫圈包括由化学纤维制作而成的垫圈本体，该垫圈本体具有内层和外层组合而成的双层结构，其中：

内层为由第一纤维缠绕形成的一体化实心环状结构；

外层为第二纤维缠绕在内层上形成的一体化包裹结构，一体化包裹结构的首尾连接部位设置有由第三纤维缠绕在外层上形成的连接固定层。

进一步，一些实施例公开的耐高温化纤垫圈，内层由第一纤维形成的多个粗股纱线缠绕形成。

一些实施例公开的耐高温化纤垫圈，外层由第二纤维形成的多根加捻纱线编织而成。

一些实施例公开的耐高温化纤垫圈，第一纤维为耐高温纤维，包括芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维或其任一组合形成的混合纤维。

一些实施例公开的耐高温化纤垫圈，第二纤维为耐高温纤维，包括芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维或其任一组合形成的混合纤维。

一些实施例公开的耐高温化纤垫圈，连接固定层的厚度不大于0.5mm。

一些实施例公开的耐高温化纤垫圈，第三纤维为高韧性纤维，包括芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维或其任一组合形成的混合纤维。

一些实施例公开的耐高温化纤垫圈，第一纤维、第二纤维和第三纤维为相同的化学纤维。

另一方面，一些实施例公开了耐高温化纤垫圈的制作方法，用于制作耐高温化纤垫圈，该方法具体包括：

选取多根第一纤维，依照设定的周长、缠绕设定圈数形成一体化环状结构内层；

选取多根第二纤维，缠绕编织在所述内层上形成首尾相互重叠的一体化包裹结构外层；

将所述外层的首尾相互重叠部位进行环切，使其首尾齐平相接；

用第三纤维在首尾齐平相接部位缠绕紧固，形成连接固定层，最终得到耐高温化学垫圈。

进一步，一些实施例公开的耐高温化纤垫圈的制作方法，还包括耐高温化纤垫圈的拉伸定型步骤。

本申请实施例公开的耐高温化纤垫圈，结构简单，具有柔性可变形状，耐高温、强度高，性能稳定，可以作为精密部件用垫圈，能够适应复杂严苛环境，具有良好使用前景。

附图说明

图1实施例1耐高温化纤垫圈结构示意图

图2实施例2耐高温化纤垫圈形状示意图

附图标记

1 垫圈本体 2 连接固定层

11 内层 12 外层

100 横截面

具体实施方式

在这里专用的词“实施例”，作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。本申请实施例中性能指标测试，除非特别说明，采用本领域常规试验方法。应理解，本申请中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本申请公开的内容。

除非另有说明，否则本文使用的技术和科学术语具有本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义；作为本申请中其它未特别注明的试验方法和技术手段均指本领域内普通技术人员通常采用的实验方法和技术手段。

本文所用的术语“基本”和“大约”用于描述小的波动。例如，它们可以是指小于或等于±5％，如小于或等于±2％，如小于或等于±1％，如小于或等于±0.5％，如小于或等于±0.2％，如小于或等于±0.1％，如小于或等于±0.05％。在本文中以范围格式表示或呈现的数值数据，仅为方便和简要起见使用，因此应灵活解释为不仅包括作为该范围的界限明确列举的数值，还包括该范围内包含的所有独立的数值或子范围。例如，“1～5％”的数值范围应被解释为不仅包括1％至5％的明确列举的值，还包括在所示范围内的独立值和子范围。因此，在这一数值范围中包括独立值，如2％、3.5％和4％，和子范围，如1％～3％、2％～4％和3％～5％等。这一原理同样适用于仅列举一个数值的范围。此外，无论该范围的宽度或所述特征如何，这样的解释都适用。

在本文中，包括权利要求书中，连接词，如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“容纳”等被理解为是开放性的，即是指“包括但不限于”。连接词“由……构成”和“由……组成”是封闭连接词。

为了更好的说明本申请内容，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在实施例中，对于本领域技术人员熟知的一些方法、手段、仪器、设备等未作详细描述，以便凸显本申请的主旨。

在不冲突的前提下，本申请实施例公开的技术特征可以任意组合，得到的技术方案属于本申请实施例公开的内容。

在一些实施方式中，耐高温化纤垫圈包括由化学纤维制作而成的垫圈本体，垫圈本体具有由内层和外层组合新成的双层结构，其中：内层为由第一纤维缠绕形成的一体化实心环状结构；外层为第二纤维缠绕在内层上形成的一体化包裹结构，一体化包裹结构的首尾连接部位设置有由第三纤维缠绕在外层上形成的连接固定层。一般地，第一纤维按照设定的周长连续重复缠绕，形成一体化实心环状结构，其中设定的周长即为实心环状结构的周长，也约等于化纤垫圈的周长；重复缠绕的次数决定了实心环状结构的粗细。第二纤维连续缠绕在实心环状结构上，形成该环状结构的包裹层，该包裹层由第二纤维连续缠绕形成，在环状结构外形成连续包裹套管，该套管首尾并齐相连，防止首尾部分相互重叠增大垫圈厚度和/或宽度；在连续包裹套管的首尾并齐连接部位由第三纤维缠绕形成连接固定层，该连接固定层具有适当的长度将连续包裹套管的首尾连接处包裹紧密，确保化纤垫圈在制作、储存、使用过程中不开不散，具有稳定可靠的结构。

作为可选实施例，耐高温化纤垫圈的内层由第一纤维形成的多个粗股纱线缠绕形成。通常多根第一纤维形成多个粗股纱线，再由多个粗股纱线连续缠绕形成内层结构，有利于提高纱线强度，进而提高内层环状结构的强度，而且有利于提高缠绕效率。

作为可选实施例，耐高温化纤垫圈的外层由第二纤维形成的多根加捻纱线编织而成。通常多根第二纤维加捻形成加捻纱线，再由加捻纱线在内层上连续编织，包裹在内层环状结构上形成连续包裹层，连续包裹层可以看做是连续包裹套管，紧密套设在内层环状结构上；第二纤维加捻形成加捻纱线可以提高纱线强度，进而提包裹层的强度，而且有利于提高编织、缠绕效率。

作为可选实施例，第一纤维为耐高温纤维，包括芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维或其任一组合形成的混合纤维。一般地，可以选取芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维中任一种纤维作为第一纤维，制作垫圈内层，也可以选择芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维中一种以上的多种纤维作为第一纤维制作垫圈内层，选取多种纤维时多个第一纤维通常形成第一混合纤维，可以第一混合纤维来制作垫圈内层，使垫圈内层兼具多种纤维的性能。

作为可选实施例，第二纤维为耐高温纤维，包括芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维或其任一组合形成的混合纤维。一般地，可以选取芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维中任一种纤维作为第二纤维，制作垫圈外层，也可以选择芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维中一种以上的多种纤维作为第二纤维制作垫圈外层，选取多种纤维时多个第二纤维通常形成第二混合纤维，可以第二混合纤维来制作垫圈外层，使垫圈外层兼具多种纤维的性能。

作为可选实施例，连接固定层的厚度不大于0.5mm。

作为可选实施例，第三纤维为高韧性纤维，包括芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维或其任一组合形成的混合纤维。一般地，可以选取芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维中任一种纤维作为第三纤维，缠绕在垫圈外层外部形成连接固定层，也可以选择芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维中一种以上的多种纤维作为第三纤维，缠绕在垫圈外层外部形成连接固定层，选取多种纤维时多个第三纤维通常形成第三混合纤维，可以第三混合纤维缠绕形成连接固定层，使其兼具多种纤维的性能。

作为可选实施例，第一纤维、第二纤维和第三纤维为相同的化学纤维。

一些实施方式公开的耐高温化纤垫圈的制作方法，用于制作耐高温化纤垫圈，该方法具体包括：

选取多根第一纤维，依照设定的周长、缠绕设定圈数形成一体化环状结构内层；一般地，可以选取合适的耐高温化纤作为第一纤维，经高速加捻机将多合单纤维加捻为第一纤维粗股纱并缠绕到辊子上；将缠绕第一纤维粗股纱的辊子放置到张力架上，施加0.1～1KN的力并保持恒定，粗股纱经导纱孔后连接到捻线绕线机上；调节捻线绕线机伸缩臂的长度，使缠绕的周长与最终垫圈成品的周长相匹配；打开捻线绕线机直到第一纤维粗股纱缠绕设定的圈数，形成垫圈内层；

选取多根第二纤维，缠绕编织在垫圈内层上形成首尾相互重叠的一体化包裹结构外层；一般地，选取合适的耐高温化纤作为第二纤维，经分线机分装到编织纱管上，编织纱管安装到编织机上；将垫圈内层放置到编织中心点上开始编织，直到整个垫圈内层上全部包覆有第二纤维编织形成的包裹结构外层；在编织过程中，前牵引处施加挤压力使化纤垫圈呈现扁平状；

将外层的首尾相互重叠部位进行环切，使其首尾齐平相接；

用第三纤维在首尾齐平相接部位缠绕紧固，形成连接固定层；一般地，采用高韧性纤维进行缠绕紧固，使接头部位不开绳、皮不散，最终得到耐高温化学垫圈。

作为可选实施例，耐高温化纤垫圈的制作方法还包括耐高温化纤垫圈的拉伸定型步骤。一般地，可以采用一定的拉伸力对缠绕有连接固定层的垫圈进行拉伸定型，拉伸力可以设置在20-60KN之间。

以下结合实施例对技术细节做进一步示例性说明。

实施例1

图1为实施例1公开的耐高温化纤垫圈结构示意图。

实施例1中，耐高温化纤垫圈由化学纤维制作而成，包括垫圈本体1和设置在垫圈本体1外部的连接固定层2，垫圈本体1具有内层11和外层12组合而成的双层结构，其中：内层11为由第一纤维缠绕形成的一体化实心环状结构；外层12为第二纤维缠绕在内层11上形成的一体化包裹结构，一体化包裹结构的首尾连接部位设置有由第三纤维缠绕形成的连接固定层2。

图1中，下图为上图中垫圈本体2的横截面100的形状示意图，该横截面100整体为椭圆形。

实施例2

图2为实施例2公开的耐高温化纤垫圈结构示意图。

实施例2中，耐高温化纤垫圈具有与实施例1中耐高温化纤垫圈相同的结构，其中横截面100的形状整体为长方形。

实施例3

实施例3中公开的耐高温化纤垫圈的制作方法具体包括：

选取合适的30000D芳纶纤维作为第一纤维，经高速加捻机将多合单纤维加捻为直径为2.5mm第一纤维粗股纱并缠绕到辊子上；将缠绕第一纤维粗股纱的辊子放置到张力架上，施加0.5KN的力并保持恒定，粗股纱经导纱孔后连接到捻线绕线机上；固定捻线绕线机的三支伸缩臂处于0端，伸缩臂固定长度为1m，调节第四只伸缩臂至0.3～0.305m之间；打开捻线绕线机，设定缠绕圈数为55圈，启动绕线机，缠绕完成后进行人工复查，保证圈数正确；检验准确后缩回第四只伸缩臂，得到垫圈内层，备用；

选取3000D芳纶纤维作为第二纤维，经分线机分装到编织纱管上，编织纱管安装到编织机上；启动编织机，设定转速为800rpm，编织密度为690mm，打开编织机，将垫圈内层放置到编织中心点上开始编织，直到整个垫圈内层上全部包覆有第二纤维编织形成的包裹结构外层；在编织过程中，前牵引处施加挤压力使化纤垫圈呈现扁平状；

将外层的首尾相互重叠部位进行环切，使其首尾齐平相接；

用1500D芳纶纤维作为第三纤维，在首尾齐平相接部位缠绕紧固，形成连接固定层；

采用25KN拉伸力对缠绕有连接固定层的垫圈本体进行拉伸定型，得到耐高温化纤垫圈，其周长约为5.8m±5％。

实施例4

实施例4公开的耐高温化纤垫圈的制作方法具体包括：

选取合适的30000D聚对苯撑苯并二噁唑纤维(PBO纤维)作为第一纤维，经高速加捻机将多合单纤维加捻为直径为3mm第一纤维粗股纱并缠绕到辊子上；将缠绕第一纤维粗股纱的辊子放置到张力架上，施加0.4KN的力并保持恒定，粗股纱经导纱孔后连接到捻线绕线机上；固定捻线绕线机的三支伸缩臂处于0端，伸缩臂固定长度为1m，调节第四只伸缩臂至0.3～0.305m之间；打开捻线绕线机，设定缠绕圈数为70圈，启动绕线机，缠绕完成后进行人工复查，保证圈数正确；检验准确后缩回第四只伸缩臂，得到垫圈内层，备用；

选取3000D聚对苯撑苯并二噁唑纤维作为第二纤维，经分线机分装到编织纱管上，编织纱管安装到编织机上；启动编织机，设定转速为800rpm，编织密度为900mm，打开编织机，将垫圈内层放置到编织中心点上开始编织，直到整个垫圈内层上全部包覆有第二纤维编织形成的包裹结构外层；在编织过程中，前牵引处施加挤压力使化纤垫圈呈现扁平状；

将外层的首尾相互重叠部位进行环切，使其首尾齐平相接；

用1500D聚对苯撑苯并二噁唑纤维作为第三纤维，在首尾齐平相接部位缠绕紧固，形成连接固定层；

采用50KN拉伸力对缠绕有连接固定层的垫圈本体进行拉伸定型，得到耐高温化纤垫圈，其周长约为5.8m±5％。

实施例5

实施例5公开的耐高温化纤垫圈的制作方法具体包括：

选取合适的40000D芳纶纤维作为第一纤维，经高速加捻机将多合单纤维加捻为直径为3.5mm第一纤维粗股纱并缠绕到辊子上；将缠绕第一纤维粗股纱的辊子放置到张力架上，施加4.0KN的力并保持恒定，粗股纱经导纱孔后连接到捻线绕线机上；固定捻线绕线机的三支伸缩臂处于0端，伸缩臂固定长度为1m，调节第四只伸缩臂至0.3～0.305m之间；打开捻线绕线机，设定缠绕圈数为60圈，启动绕线机，缠绕完成后进行人工复查，保证圈数正确；检验准确后缩回第四只伸缩臂，得到垫圈内层，备用；

选取3000D芳纶纤维作为第二纤维，经分线机分装到编织纱管上，编织纱管安装到编织机上；启动编织机，设定转速为800rpm，编织密度为900mm，打开编织机，将垫圈内层放置到编织中心点上开始编织，直到整个垫圈内层上全部包覆有第二纤维编织形成的包裹结构外层；在编织过程中，前牵引处施加挤压力使化纤垫圈呈现扁平状；

将外层的首尾相互重叠部位进行环切，使其首尾齐平相接；

用1500D芳纶纤维作为第三纤维，在首尾齐平相接部位缠绕紧固，形成连接固定层；

采用30KN拉伸力对缠绕有连接固定层的垫圈本体进行拉伸定型，得到耐高温化纤垫圈，其周长约为5.8m±5％。

本申请实施例公开的耐高温化纤垫圈，结构简单，具有柔性可变形状，耐高温、强度高，性能稳定，可以作为精密部件用垫圈，能够适应复杂严苛环境，具有良好使用前景。

本申请公开的技术方案和实施例中公开的技术细节，仅是示例性说明本申请的发明构思，并不构成对本申请技术方案的限定，凡是对本申请公开的技术细节所做的常规改变、替换或组合等，都与本申请具有相同的发明构思，都在本申请权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.耐高温化纤垫圈，其特征在于，所述耐高温化纤垫圈包括由化学纤维制作而成的垫圈本体，其具有内层和外层组合而成的双层结构，其中：

所述内层为由第一纤维缠绕形成的一体化实心环状结构；

所述外层为第二纤维缠绕在所述内层上形成的一体化包裹结构，所述一体化包裹结构的首尾连接部位设置有由第三纤维缠绕在所述外层上形成的连接固定层。

2.根据权利要求1所述的耐高温化纤垫圈，其特征在于，所述内层由第一纤维形成的多个粗股纱线缠绕形成。

3.根据权利要求1所述的耐高温化纤垫圈，其特征在于，所述外层由第二纤维形成的多根加捻纱线编织而成。

4.根据权利要求1所述的耐高温化纤垫圈，其特征在于，所述第一纤维为耐高温纤维，包括芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维或其任一组合形成的混合纤维。

5.根据权利要求1所述的耐高温化纤垫圈，其特征在于，所述第二纤维为耐高温纤维，包括芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维或其任一组合形成的混合纤维。

6.根据权利要求1所述的耐高温化纤垫圈，其特征在于，所述连接固定层的厚度不大于0.5mm。

7.根据权利要求1所述的耐高温化纤垫圈，其特征在于，所述第三纤维为高韧性纤维，包括芳纶纤维、工业化液晶聚合物纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维或其任一组合形成的混合纤维。

8.根据权利要求1所述的耐高温化纤垫圈，其特征在于，所述第一纤维、所述第二纤维和所述第三纤维为相同的化学纤维。

9.耐高温化纤垫圈的制作方法，用于制作权利要求1～8任一项所述的耐高温化学垫圈，其特征在于，包括：

选取多根第一纤维，依照设定的周长、缠绕设定圈数形成一体化环状结构内层；

选取多根第二纤维，缠绕编织在所述内层上形成首尾相互重叠的一体化包裹结构外层；

将所述外层的首尾相互重叠部位进行环切，使其首尾齐平相接；

用第三纤维在首尾齐平相接部位缠绕紧固，形成连接固定层，最终得到耐高温化学垫圈。

10.根据权利要求9所述的耐高温化纤垫圈的制作方法，其特征在于，还包括耐高温化纤垫圈的拉伸定型步骤。

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