CN114231345A - 一种柔性连接装置密封润滑填料环及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
为解决柔性连接装置工作过程中球头与阀座配合过紧导致旋转力矩大，运动过程中密封不力、导热介质泄露的问题，本发明提出一种柔性连接装置的密封润滑填料环及其制备方法。本发明的密封润滑填料环以鳞片石墨作为基体，能够提供足够的强度保持密封润滑填料环的形状，考虑到鳞片石墨粒径大而存在间隙，利用粒径较小的膨胀石墨填充鳞片石墨的间隙，增加鳞片石墨间的连接，形成稳定的润滑层，从而提高柔性连接装置中球头与阀座的润滑，有效降低了柔性连接装置的运动力矩，改善了球头与阀座间的密封性能，延长了柔性连接装置的使用寿命，提高了管道运行的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于填料密封领域，具体涉及一种柔性连接装置密封润滑填料环及其制备方法，可用于高温或高压下输送流体管道中柔性连接装置的严格密封和润滑作用，降低柔性连接装置工作时的力矩。
背景技术
柔性连接装置常被用于流体管道中实现相邻两部分管道之间的连接及相对角度运动，同时允许连续流体通过管道，以适应管道的膨胀和收缩。柔性连接装置在槽式太阳能光热发电厂的热力管道的连接上也应用广泛，安装在两个集热管道之间或者集热管与总管道之间，实现对日跟踪系统中集热管道与固定管道之间的轴向旋转，并能够承受适当弯折、连续扭曲旋转和轻微震动。
目前，柔性连接装置主要是通过螺栓6的拧紧力矩将阀座2与球头1压紧，阀座2与球头1之间为接触配合，依靠阀座2表面特殊处理方式实现球头1与阀座2的润滑，并起到辅助密封的作用。同时，还在壳体内填充鳞片石墨3进行密封润滑，依靠自身运动带动鳞片石墨3进入球头1与阀座2之间的摩擦面，保证球头1与阀座2之间的良好润滑，但却造成球头1与阀座2 之间的间隙不可调整，使得旋转接头在长时间使用后阀座2与球头1间隙增大，运动过程中壳体内填充的鳞片石墨3会通过间隙泄露，从而导致高温导热介质的泄露，影响产品密封性能。
发明内容
为了解决柔性连接装置工作过程中球头与阀座配合过紧导致旋转力矩大，运动过程中密封不力、导热介质泄露的问题，本发明提出一种柔性连接装置的密封润滑填料环及其制备方法。
本发明的技术方案是：
一种柔性连接装置密封润滑填料环，其特殊之处在于：由鳞片石墨、膨胀石墨和高温润滑脂组成；所述鳞片石墨占混合物总重量的60％～70％，膨胀石墨占混合物总重量的20％～30％，高温润滑脂占混合物总重量的5％～ 10％。
进一步地，所述鳞片石墨为500目的鳞片石墨。
进一步地，权利要求2所述的柔性连接装置密封润滑填料环，其特征在于：所述鳞片石墨占混合物总重量的60％，膨胀石墨占混合物总重量的30％，高温润滑脂占混合物总重量的10％。
本发明还提供了一种上述柔性连接装置密封润滑填料环的制备方法，其特殊之处在于，步骤如下：
步骤1：配料
按比例分别称取鳞片石墨、膨胀石墨和高温润滑脂；
步骤2：物料搅拌混合
将步骤1称取的各物料进行高速搅拌混合，搅拌速度不低于1200转/分，搅拌时间不低于5分钟；
步骤3：压制模具表面处理
将压制模具表面清洗干净，涂覆脱模剂；
步骤4：压制成型:
将搅拌均匀的混合物料倒入处理干净的模具中，压制成型，得到密封润滑填料环。
进一步地，步骤4压制成型的具体方法为：将混合物料倒入涂覆有脱模剂的压制模具中，在10MPa压力下压制10S、排气10s、在10MPa压力下压制10S、排气10s、在15MPa压力下保压1分钟，泄压后取出，得到密封润滑填料环。
本发明的优点：
1、本发明的密封润滑填料环以鳞片石墨作为基体，能够提供足够的强度保持密封润滑填料环的形状，考虑到鳞片石墨粒径大而存在间隙，利用粒径较小的膨胀石墨填充鳞片石墨的间隙，增加鳞片石墨间的连接，形成稳定的润滑层，从而提高柔性连接装置中球头与阀座的润滑，有效降低了柔性连接装置的运动力矩，改善了球头与阀座间的密封性能，延长了柔性连接装置的使用寿命，提高了管道运行的可靠性。
2、在柔性连接装置磨损失效时，本发明的密封润滑填料环更易注入补充、维修方便，维护费用低。
3、本发明的密封润滑填料环采用压制成型，在压制过程中若压力不够，则压制成型的填料密封环在使用过程中易破裂，若压力过高，润滑效果会大打折扣，因此本发明通过控制合适的压制工艺参数，保证了所制成的密封润滑填料环的润滑密封效果。
附图说明
图1是柔性连接装置的结构示意图。
附图标记：
1-球头；2-阀座；3-鳞片石墨；4-填料；5-堵头；6-螺栓。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1：
按70％、20％、10％的质量分数分别称取500目鳞片石墨、膨胀石墨和高温润滑脂，将其混合后以不低于1200转/分的速度搅拌10分钟；然后，将混合物倒入涂覆有脱模剂的压制模具中，在10MPa压力下压制10S、排气10s、在10MPa压力下压制10S、排气10s、在15MPa压力下保压1分钟，泄压后取出，得到密封润滑填料环。
用本实施例得到的密封润滑填料环替代图1所示柔性连接装置中的鳞片石墨3，然后将装配好的柔性连接装置固定到试验台，进行力矩测试，每个工况运转30个周期(旋转360°为一个周期)，试验过程中，柔性连接装置工作运转稳定、未发生导热介质泄露的情况，试验结果如下：
上表中：压力单位为MPa，温度单位为℃，扭矩单位为N·m。
实施例2：
按60％、30％、10％的质量分数分别称取500目鳞片石墨、膨胀石墨和高温润滑脂，将其混合后以不低于1200转/分的速度搅拌10分钟；然后，将混合物倒入涂覆有脱模剂的压制模具中，在10MPa压力下压制10S、排气10s、在10MPa压力下压制10S、排气10s、在15MPa压力下保压1分钟，泄压后取出，得到密封润滑填料环。
用本实施例得到的密封润滑填料环替代图1所示柔性连接装置中的鳞片石墨3，然后将装配好的柔性连接装置固定到试验台，进行力矩测试，每个工况运转30个周期(旋转360°为一个周期)，试验过程中，柔性连接装置工作运转稳定、未发生导热介质泄露的情况，试验结果如下：
上表中：压力单位为MPa，温度单位为℃，扭矩单位为N·m。
实施例3：
按65％、25％、10％的质量分数分别称取500目鳞片石墨、膨胀石墨和高温润滑脂，将其混合后以不低于1200转/分的速度搅拌10分钟；然后，将混合物倒入涂覆有脱模剂的压制模具中，在10MPa压力下压制10S、排气10s、在10MPa压力下压制10S、排气10s、在15MPa压力下保压1分钟，泄压后取出，得到密封润滑填料环。
用本实施例得到的密封润滑填料环替代图1所示柔性连接装置中的鳞片石墨3，然后将装配好的柔性连接装置固定到试验台，进行力矩测试，每个工况运转30个周期(旋转360°为一个周期)，试验过程中，柔性连接装置工作运转稳定、未发生导热介质泄露的情况，试验结果如下：
上表中：压力单位为MPa，温度单位为℃，扭矩单位为N·m。
实施例4(反例，不是本发明配比时的效果验证)：
按80％、15％、5％的质量分数分别称取500目鳞片石墨、膨胀石墨和高温润滑脂，将其混合后以不低于1200转/分的速度搅拌10分钟；然后，将混合物倒入涂覆有脱模剂的压制模具中，在10MPa压力下压制10S、排气10s、在10MPa压力下压制10S、排气10s、在15MPa压力下保压1分钟，泄压后取出，得到密封润滑填料环。
用本实施例得到的密封润滑填料环替代图1所示柔性连接装置中的鳞片石墨3，然后将装配好的柔性连接装置固定到试验台，进行力矩测试，每个工况运转30个周期(旋转360°为一个周期)，试验过程中，柔性连接装置工作运转稳定、但是出现导热介质轻微泄露的情况，试验结果如下：
上表中：压力单位为MPa，温度单位为℃，扭矩单位为N·m。
通过实施例1实施例3与实施例2对比可以发现，使用实施例2制成的密封润滑填料环测得的力矩更小，表示实施例2制成的密封润滑填料环具有更好的润滑性能，由于更多的膨胀石墨填充到鳞片石墨的缝隙中，增大了球头与密封环的接触面积，能够在500℃、5MPa工作条件下起到更好的润滑效果。
通过实施例2与实施例4对比可以发现，随着鳞片石墨质量分数的增加和膨胀石墨质量分数的减小，测得的力矩明显增大，并且出现了导热介质轻微泄露，说明膨胀石墨在密封环中起到了明显的润滑与密封效果。
Claims (5)
1.一种柔性连接装置密封润滑填料环，其特征在于：由鳞片石墨、膨胀石墨和高温润滑脂组成；所述鳞片石墨占混合物总重量的60％～70％，膨胀石墨占混合物总重量的20％～30％，高温润滑脂占混合物总重量的5％～10％。
2.根据权利要求1所述的柔性连接装置密封润滑填料环，其特征在于：所述鳞片石墨为500目的鳞片石墨。
3.根据权利要求2所述的柔性连接装置密封润滑填料环，其特征在于：所述鳞片石墨占混合物总重量的60％，膨胀石墨占混合物总重量的30％，高温润滑脂占混合物总重量的10％。
4.权利要求1-3任一所述的柔性连接装置密封润滑填料环的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：配料
按比例分别称取鳞片石墨、膨胀石墨和高温润滑脂；
步骤2：物料搅拌混合
将步骤1称取的各物料进行高速搅拌混合，搅拌速度不低于1200转/分，搅拌时间不低于5分钟；
步骤3：压制模具表面处理
将压制模具表面清洗干净，涂覆脱模剂；
步骤4：压制成型:
将搅拌均匀的混合物料倒入处理干净的模具中，压制成型，得到密封润滑填料环。
5.根据权利要求4所述的柔性连接装置密封润滑填料环的制备方法，其特征在于：步骤4压制成型的具体方法为：将混合物料倒入涂覆有脱模剂的压制模具中，在10MPa压力下压制10S、排气10s、在10MPa压力下压制10S、排气10s、在15MPa压力下保压1分钟，泄压后取出，得到密封润滑填料环。
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