CN1171967C - 一种可再成型的软密封填料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可再成型的软密封填料，特征在于它包括：2-10wt%氯丁橡胶，50-84wt%聚四氟乙烯乳液，3-20wt%聚合纤维，0.5-5wt%增强填料，10-20wt%润滑油，0.5-3wt%增塑剂，和0-4wt%石墨。本发明的密封填料具有密封性能优异，耐久，摩擦系数低，不需水冷却，自润滑性能好，不磨损轴和轴套，减少无用功，节能约5%，耐腐蚀，可以重复使用等特点。

Description

一种可再成型的软密封填料

技术领域

本发明涉及一种用于各种泵类、阀门、减速机等的密封填料，该密封填料具有密封效果好，耐久性优异，摩擦系数低，可再循环使用等特点。

背景技术

在传统的泵类密封上，盘根密封和机械封一直占据着主导位置。盘根密封的工作原理是由于盘根受到来自法兰盖轴向的压榨力，使盘根变形，形成径向扩张力，抱紧轴杆，从而达到密封的目的。不论是早期的油浸盘根，还是近期的石墨盘根，聚四氟乙烯盘根，由于它们的物理化学特性，决定着此种密封存在着以下几大缺陷：

1、径向扩张力使得轴或轴套磨损严重，需定期更换轴套，造成人员、材料浪费。

2、摩擦产生的热量必须通过介质的泄露而散发，污染环境。

3、寿命短，需定期更换，更换期间水封环易产生轴向位移，给维修带来困难。

4、不可循环利用，泵体定期检修只能丢弃，产生垃圾。

5、径向扩张力加大盘根与轴套之间的摩擦，消耗一定的轴功率，增加无用功。

盘根密封应用广泛，历史长久，单一材料费低廉，用户便于接受。但由于盘根寿命短，需定期更换和维修，因此盘根密封每年的综合费用不低。

机械密封虽然是一种密封性能较好的密封形式，但由于它单一成本太高，对制造、安装、维护水平要求也很高，且不能有效地耐酸、碱、盐与腐蚀性强的介质，使之广泛应用受到了很大的限制。

发明内容

为解决上述问题，发明人进行了深入细致的研究，结果发现，通过提供由以下组分制成的密封填料，克服了上述现有技术的缺陷。实验证明，本发明的填料具有密封性能好(不漏水)，耐久，耐磨损，不损坏轴套，不用水冷却，可以重复使用等优点。本发明的密封填料可适用于各种动、静密封，可以替代目前使用的盘根、机械封、橡胶圈等。

本发明的新型密封填料包括以下组分：

2-10wt％氯丁橡胶

50-84wt％聚四氟乙烯乳液

3-20wt％丝绵或聚合纤维

0.5-5wt％增强填料

10-20wt％润滑油

0.5-3wt％增塑剂

0-24wt％石墨。

其中所述润滑油可以是本领域中常用的那些，例如N46液压油，20#齿轮油等。

所述聚四氟乙烯乳液是浓度为50-60％的聚四氟乙烯乳液。

聚合纤维包括聚酯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚酰胺、涤纶等纤维，其中聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维是优选的。聚合纤维的长度一般为1-3cm左右，直径一般约0.5-50um。

增强填料可以是本领域中常用的那些，例如二氧化硅，二氧化钛，玻璃纤维等，或它们的混合物。

增塑剂可以是本领域中常用的那些，例如邻苯二甲酸二甲氧基乙酯，间苯二甲酸二异辛酯，己二酸二异辛酯，己二酸二辛酯，癸二酸二辛酯，马来酸二异辛酯，衣康酸二丁酯等。

制备本发明的密封填料例如可以按照以下方法来实施：

在丝绵或聚合纤维中加入润滑油，混合，再倒入聚四氟乙烯乳液，浸泡20-60分钟，同时进行搅拌，再加入氯丁橡胶、增塑剂、增强填料和任选的石墨，混合均匀，进入100-200℃的烘箱5-10小时，冷却后取出，风干，再进入200-300℃的烘箱5-10小时，冷却后取出，风干成型即可。

按上述方法制备的密封填料为柔性、无固定形状的物质。由于本发明的密封填料无固定形状，填充后纹织交错，形成无数“迷宫”，介质分子被多次截流，充分利用了“迷宫效应”的密封原理；本发明的密封填料填充到填料箱后，压紧法兰，此时在概念上与盘根密封有明显区别，盘根密封中压紧法兰，是因为需要轴向的压榨力，使盘根变形，形成径向扩张力，抱紧轴杆，从而达到密封，而本发明的密封填料在填充时压紧法兰，是为了达到填料的工作密度，使填料与填料分子间，填料与轴套分子间到达适宜距离，填料分子迅速规则吸附在轴套表面，使相对运动面缝隙减小，水分子不能通过，从而达到零泄露水平；泵在运转中，因为径向扩张力的大大减小，使得填料与轴套之间摩擦力大大降低，去除了无用功和热量的产生原因，从而实现节能和不需冷却，同时轴和轴套免受径向扩张力的挤压，延长自身使用寿命；当因维修、换件等工作掏出填料时，只需加入适量润滑油均匀搅拌，本发明的填料即可恢复如初，达到再使用的目的。

在使用聚合纤维，尤其聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维等的情况下，本发明的密封填料具有耐酸、碱、盐的功能，可用于各种工业泵，尤其输送含酸或碱的泵的密封。通过试验发现，将本发明的密封填料分别置于98％浓硫酸、饱和氢氧化钠溶液及硫酸盐溶液中浸泡1周，取出后测量其重量、外观均无改变，强度等性能也没有降低。

本发明密封填料的安装方法包括：1、清除旧盘根，水封环和水封管，将水封管接口堵住；2、清洁轴或轴套；3、将本发明填料用手层层填入填料箱，每层应均匀压紧，保证填充密实度在95％以上，直至装至距离泵壳外端为止；5、安装法兰盖，并使之进入填料箱3-4mm，同时调整法兰盖的对中度，用手盘动泵轴，确认转动灵活后，才能开泵试车。填充深度：填料深度由水泵的压力决定，压力小于0.5Mpa，深度≥50mm，压力每增加1.0Mpa，深度相应增加10mm。其它泵类、减速机和阀门的密封方法与此方法类似。

具体实施方式

实施例

以下结合实施例来说明本发明，应该理解的是，这些实施例仅用于说明的目的，本发明不限于这些实施例。

实施例1

在15重量份丝绵中加入18重量份N46液压油，混合，再倒入62重量份聚四氟乙烯乳液，浸泡30分钟，同时进行搅拌，再加入3重量份氯丁橡胶、1重量份间苯二甲酸二异辛酯、1重量份玻璃纤维，混合均匀，进入140℃的烘箱约5小时，冷却后取出，风干，再进入约200℃的烘箱约5小时，冷却后取出，风干即可。

实施例2

在17重量份聚丙烯纤维中加入13重量份20#齿轮油，混合，再倒入65重量份聚四氟乙烯乳液，浸泡30分钟，同时进行搅拌，再加入3重量份氯丁橡胶、1重量份己二酸二辛酯、1重量份二氧化钛，混合均匀，进入150℃的烘箱约6小时，冷却后取出，风干，再进入220℃的烘箱约6小时，冷却后取出，风干即可。

实施例3

在8重量份丝绵中加入12重量份20#齿轮油，混合，再倒入60重量份聚四氟乙烯乳液，浸泡30分钟，同时进行搅拌，再加入5重量份氯丁橡胶、1重量份己二酸二辛酯、2重量份二氧化硅和12重量份石墨，混合均匀，进入150℃的烘箱约6小时，冷却后取出，风干，再进入220℃的烘箱约6小时，冷却后取出，风干即可。

实施例4

分别用牛油石棉盘根、石墨盘根、聚四氟乙烯盘根和本发明实施例1密封填料在相同规格的75KW双吸卧式泵上进行试验。实验条件：介质：水，温度：常温，压力：5Mpa，线速度：11m/s，密封面长度：100mm。运行时间达500小时以上，结果用牛油石棉盘根，石棉盘根和聚四氟乙烯盘根的泵在运行200小时以后泄露量均超过100ml/min，而用本发明的密封填料的泵运行达1000小时以上，泄露量几乎为0，节能约5％，结果如图1所示(其中1为牛油石棉盘根，2为石墨盘根，3为聚四氟乙烯盘根，4为本发明盘根)。

实施例5

用本发明实施例2的密封填料按前面所述的方式填入工业泵填料箱中，进行密封。再连续泵送带有工业废硫酸的废液达30天。泄露量几乎为0，表明密封良好。再打开填料箱，测量填料重量，本发明填料的损失率低于1％，表明本发明的填料能耐酸，该密封填料用润滑油重新混合均匀后，恢复如初。

以上结果表明，本发明的填料具有密封性能优异，耐久，摩擦系数低，不需水冷却，自润滑性能好，不磨损轴和轴套，减少无用功，节能约5％，耐腐蚀，可以重复使用等特点。

Claims (6)

1、一种可再成型的密封填料，特征在于它包括：

2-10wt％氯丁橡胶

50-84wt％聚四氟乙烯乳液

3-20wt％聚合纤维

0.5-5wt％增强填料

10-20wt％润滑油

0.5-3wt％增塑剂

0-24wt％石墨

2、根据权利要求1的密封填料，其中聚合纤维选自聚丙烯、聚丙烯腈、涤纶、聚酰胺和聚酯纤维。

3、根据权利要求1的密封填料，其中增强填料选自玻璃纤维，二氧化硅和二氧化钛中的一种或多种的混合物。

4、根据权利要求1的密封填料，其中增塑剂选自邻苯二甲酸二甲氧基乙酯，间苯二甲酸二异辛酯，己二酸二异辛酯，己二酸二辛酯，癸二酸二辛酯，马来酸二异辛酯和衣康酸二丁酯。

5、制备权利要求1-4中任一项的密封填料的方法，包括：在聚合纤维中加入润滑油，混合，再倒入聚四氟乙烯乳液，浸泡20-60分钟，同时进行搅拌，再加入氯丁橡胶、增塑剂、增强填料和任选的石墨，混合均匀，进入100-200℃的烘箱5-10小时，冷却后取出，风干，再进入200-300℃的烘箱5-10小时，冷却后取出，风干，成型为所需形状。

6、根据权利要求1的密封填料，其特征在于它是柔性的，而且可再成型。

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