CN204025694U - 具有密度梯度的压缩填料 - Google Patents

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励行根
沈明学
励洁
彭旭东
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NINGBO TIANSHENG SEALING PACKING CO Ltd
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Abstract

具有密度梯度的压缩填料，所述的填料环的密度依次逐个增加。本实用新型还包括依照该方法生产的压缩填料，由若干个沿受力方向叠加的填料环构成；在沿受力方向上，所述的填料环的密度依次逐个增加。

Description

具有密度梯度的压缩填料
技术领域
本实用新型涉及一种压缩填料，属于密封件技术领域，可广泛应用于转轴密封和往复运动的轴封等流体密封场合。
背景技术
压缩填料密封也称为盘根(packing)密封、压盖填料(glandpacking)密封。其密封结构简单、材料来源广泛、安装维护方便、价格低廉，因而被广泛用于离心泵、真空泵、搅拌机、反应釜和船舶螺旋桨等转轴密封，柱塞泵、往复式压缩机、制冷剂的往复运动轴密封，以及各种阀门阀杆的旋动密封等。
安装前后压缩填料的密度是填料密封性能的重要影响因数，填料密封是将填料装于填料函内，通过压盖将填料压实过程中沿径向胀开后贴紧轴表面来阻止介质外漏达到密封效果的。作为一种可压缩性密封材料，安装后的填料密度相比安装前有明显的提高。但是由于摩擦力的存在致使压紧力沿轴向逐渐减小，因此产生的径向压紧力由外端(压盖一侧)向内端呈下降趋势且内侧填料的压实程度远不如外侧。如果内端径向应力小于介质压力，介质便开始渗入内端。当然，只要外端的径向接触应力大于介质压力，填料不会发生泄漏。但是随着轴的运动内侧较疏松的填料会发生二次压实，相反，外端较密实的填料会变的疏松。随着填料密度逐渐的“走匀”，径向的接触应力沿轴向逐渐趋势平缓，而最大接触应力的下滑将直接导致填料的密封失效。
发明内容
本实用新型所要解决现有技术压缩填料因径向接触应力沿轴向分布呈递减趋势的弊端，提供一种密封效果好、使用寿命长的具有密度梯度的压缩填料。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
具有密度梯度的压缩填料的密封方法，包括如下步骤：
步骤1，将条形填料按一定的重量和尺寸置于成形模具内(该条形填料可以是原工艺制备填料时用的原材料)，
步骤2，用压机压制成环形填料环，压制时可通过预定高度的衬垫挡块来精确控制填料环的成形高度，从而获取所需密度的填料环；
步骤3，将填料环沿受力方向叠加，在沿受力方向上，所述的填料环的密度依次逐个增加。
依照上述方法生产的压缩填料，其特征在于：由若干个沿受力方向叠加的填料环构成；在沿受力方向上，所述的填料环的密度依次逐个增加。
进一步，所述的压缩填料是编织盘根填料。
或者，所述的压缩填料的上端填料环和下端填料环是编织盘根，中间的填料环是具有密度梯度的柔性石墨环组成的压缩填料。
本实用新型所述的受力方向，是指压盖压迫填料的方向。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型采用具有密度梯度的填料环，填料在自上而下的压缩过程中提高了底层填料侧向胀开能力，既避免了填料安装后底层压缩不充分，又确保了填料的整体密实和侧向受力均匀，从而有效提高了填料的密封性能。此外，本实用新型制备的压缩填料在服役期间摩擦系数稳定、制作简单、生产成本低。
附图说明
图1是本实用新型的具有密度梯度压缩填料安装时填料环的叠加顺序。
图2是用本实用新型具有密度梯度压缩填料与等密度填料在工作过程中泄漏率随循环次数的演变。
图3是用本实用新型具有密度梯度压缩填料与等密度填料在工作过程中泄漏率随循环次数的演变。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型
参照附图：
具有密度梯度的压缩填料的密封方法，包括如下步骤：
步骤1，将条形填料按一定的重量和尺寸置于成形模具内(该条形填料可以是原工艺制备填料时用的原材料)，
步骤2，用压机压制成环形填料环，压制时可通过预定高度的衬垫挡块来精确控制填料环的成形高度，从而获取所需密度的填料环；
步骤3，将填料环沿受力方向叠加，在沿受力方向上，所述的填料环的密度依次逐个增加。
依照上述方法生产的压缩填料，其特征在于：由若干个沿受力方向叠加的填料环构成；在沿受力方向上，所述的填料环的密度依次逐个增加。
所述的压缩填料是编织盘根填料。或者，所述的压缩填料的上端填料环和下端填料环是编织盘根，中间的填料环是具有密度梯度的柔性石墨环组成的压缩填料。
例如，具有密度梯度的压缩填料为一组由若干个不同密度的填料环组成的组合填料；上述的组合填料在沿受力方向上若干填料环1、填料环2、填料环3、填料环4、填料环5叠加构成，填料环的密度由填料环1至填料环5依次逐个增加。
上述的压缩填料不仅局限于编织盘根填料，也可以是上端的填料环1、下端的填料环5为编织盘根、中间填料环2、填料环3、填料环4为具有密度梯度的柔性石墨环组成的其他类型压缩填料。
这样，填料在自上而下的压缩过程中，有效提高了底层填料侧向胀开的能力，既避免了填料安装后底层压缩不充分、填料环密度自上(即压盖一侧)而下递减的弊端，又确保了填料的整体密实和侧向受力均匀，大大提高了填料的密封性能。且本实用新型摩擦系数稳定、制作简单、生产成本低。
采用以上本实用新型的密封方法进行的部分实验佐证结果如下：
实验用密封填料为：因科镍(inconel)金属丝编织盘根压缩填料，盘根(1)至(5)初始密度依次为1.7g/cm3、1.75g/cm3、1.8g/cm3、1.85g/cm3、1.9g/cm3的具有密度梯度的组合填料；另外3个对比组的等密度压缩填料的密度分别为2.0g/cm3、1.8g/cm3、1.6g/cm3；试验采用的端盖轴向压紧应力均为30MPa、往复行程80mm、线速度6.4mm/s运行周次1000次。
图2是用本实用新型具有密度梯度压缩填料与等密度填料在工作过程中泄漏率随循环次数的演变。从图中可以看出：等密度的压缩填料随着循环次数的增加泄漏率会逐渐提高；而具有密度梯度压缩填料密封性能明显优于等密封压缩填料。
图3是用本实用新型具有密度梯度压缩填料与等密度填料在工作过程中泄漏率随循环次数的演变。从图中可以看出：等密度的压缩填料在前100个循环周次内，由于存在一个“填料密度走匀”过程，摩擦力会出现迅速下滑的阶段。在后期密度为2.0g/cm3的填料摩擦力最小；而具有密度梯度压缩填料尽管摩擦力高于密度为2.0g/cm3的填料，但在整个运行周期内摩擦力始终较平稳，表明该填料的摩擦系数在服役期间较稳定。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包涵本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (3)

1.具有密度梯度的的压缩填料，其特征在于：由若干个沿受力方向叠加的填料环构成；在沿受力方向上，所述的填料环的密度依次逐个增加。
2.如权利要求1所述的压缩填料，其特征是：压缩填料是编织盘根填料。
3.如权利要求1所述的压缩填料，其特征是：所述的压缩填料的上端填料环和下端填料环是编织盘根，中间的填料环是具有密度梯度的柔性石墨环组成的压缩填料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104154243A (zh) * 2014-06-19 2014-11-19 宁波天生密封件有限公司 具有密度梯度的压缩填料的密封方法及其压缩填料

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