DE202019001783U1

DE202019001783U1 - seal products

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Publication number: DE202019001783U1
Application number: DE202019001783.6U
Authority: DE
Original assignee: Haff Dichtungen GmbH; Haff-Dichtungen GmbH
Current assignee: Haff Dichtungen GmbH; Haff-Dichtungen GmbH
Priority date: 2019-04-20
Filing date: 2019-04-20
Publication date: 2019-05-22
Anticipated expiration: 2029-04-21

Abstract

Dichtungsartikel, bestehend aus Graphit- Dichtungsringen, wobei die Graphit-Dichtungsringe zu Graphit-Packungsringen konfektioniert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Graphit-Packungsring einzeln oder zu mehreren zu einer Graphit-Stopfbuchspackung zusammen gefügten Graphit-Packungsringe mit einer Kohlenstoffschicht, die aus einer harten diamantähnlichen, eine Härte von 2000 bis 3000 HV aufweisende, Kohlenstoffschicht und aus einer auf der harten diamantähnlichen Kohlenstoffschicht aufgebrachten, weichen und versiegelnden Kohlenstoffschicht besteht, beschichtet sind.A gasket article comprising graphite gaskets, wherein the graphite gaskets are assembled into graphite packing rings, characterized in that the graphite packing ring is formed individually or in a plurality of graphite packing rings assembled together into a graphite gland packing with a carbon layer consisting of a hard layer diamond-like carbon layer having a hardness of 2000 to 3000 HV and consisting of a soft and sealing carbon layer applied to the hard diamond-like carbon layer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtungsartikel für Packungsringe und Stopfbuchspackung aus Graphit.The invention relates to a sealing article for packing rings and stuffing box packing made of graphite.

Packungsmaterialien werden in breitem Umfang verwendet, um den Austritt von Fluid um ein Arbeitselement in einem Gehäuse mit Fluid, wie z. B. einen drehenden Schaft oder einen Gleitschaft in Fluidregelventilen oder bei einem hin- und hergehenden Pumpenschaft, zu verhindern. Normalerweise wird eine derartige Packung aus einem elastischen Element gebildet und wird unter eine statische Last gesetzt, indem sie innerhalb einer Stopfbuchse um das Arbeitselement in ihrer Position verschraubt wird. In anderen Fällen wird die Packung einer Federbelastung ausgesetzt, was als vorgespannte Packungskonfiguration bezeichnet wird. Eine vorgespannte Packung ist besonders nützlich, wenn man das Austreten von unerwünschten Fluiden in die Umgebung verhindern will. Ferner wird bei Betriebstemperaturbedingungen von etwa 232°C (das heißt Betriebstemperatur im Packungsbereich) angestrebt, eher allgemein verfügbare Graphitpackungen anstatt Packungsmaterial, das aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) gebildet ist, zu verwenden, da eine PTFE-Packung bei derartigen erhöhten Temperaturen zum Extrudieren neigt, was zum Versagen der Packung und zum Austritt von Fluid führen könnte.
Als Dichtungsmaterial von zum Beispiel Verbindungsteilen von Rohren und dergleichen in Kraftwerken oder der chemischen Industrie, d. h. zum Dichten von vor allem heißen, gefährlichen und/oder kriechfähigen Medien wie Dampf oder Wärmeträgeröle, wird Graphit als Grundmaterial zur Herstellung von Dichtungen verwendet. Graphit zeichnet sich vor allem durch seine Eignung und Wärmebeständigkeit in einem weiten Temperaturbereich von ungefähr -200°C bis zu ungefähr 550°C, Unempfindlichkeit gegen Wechsellasten, hohe Anpassungsfähigkeit an Unebenheiten von Dichtflächen (wie z. B. Flanschflächen), Leckagedichtigkeit und im Wesentlichen universelle chemische Beständigkeit aus. Dichtungen auf der Basis von Graphit als Dichtungsmaterial weisen typischerweise ferner eine hohe Gasdichtigkeit und Biegbarkeit auf und können üblicherweise bis zu einem Innendruck von ungefähr 250 bar eingesetzt werden. Neben den vorstehend genannten Eigenschaften weist Graphit als Dichtungsmaterial eine gute Leitfähigkeit von Wärme und elektrischem Strom auf. Graphit als Dichtungsmaterial wird bevorzugt in Form von expandiertem Graphit verarbeitet, das in einem hohen Maße komprimiert wird. Graphit ist allerdings empfindlich für Oxidation. Der Oxidationsprozess wird mit zunehmender Temperatur in Gegenwart von Sauerstoff beschleunigt und führt bei einer Temperatur von ungefähr 500°C zu einem signifikanten Masseverlust. Ab einer Temperatur von ungefähr 600°C beginnt expandiertes Graphit in Gegenwart von Sauerstoff zu sublimieren. Hierdurch besteht die Gefahr, dass die Abdichtungseigenschaften bereits deutlich unterhalb der vorstehend genannten Temperaturgrenze verloren gehen. Je nach Anwendungszweck können sich auch die elektrische Leitfähigkeit, die Empfindlichkeit gegenüber elektrolytischer Korrosion und die Empfindlichkeit gegenüber starker Säuren als nachteilig erweisen. Eine Dichtung auf der Basis von Graphit kann auch eine Kontamination eines abzudichtenden Mediums mit Graphitpartikeln verursachen, da Graphitdichtungen dazu neigen an Dichtungsflächen zu verkleben. Beim Lösen einer derart verklebten Dichtung kann es zur Freisetzung von Graphitpartikeln kommen, die nachfolgend in das Medium gelangen können. Insbesondere bildet die Passivierung einen Schutz gegen Oxidation und/oder vermindert das Anhaften der Dichtung an zu dichtenden Oberflächen durch Ausbildung einer Anti-Haftschicht. Wenn Graphit als Dichtungsmaterial verwendet wird, kann es zur Verklebung bzw. Anhaftung der Graphitdichtung an den zu dichtenden Oberflächen kommen, an denen die Graphitdichtung anliegt. Durch die Anhaftung kann es beim Ausbau einer Graphitdichtung nach ihrer Verwendung auch zu einer Delamination der Graphitdichtung kommen. Eine Passivierung vermindert zumindest und verhindert bevorzugt im Wesentlichen die Anhaftung des Graphitdichtungsmaterials der Dichtung an einer oder mehreren zu dichtenden Oberflächen. Bei Kontakt mit Luft bzw. Sauerstoff ist die maximale Einsatz- bzw. Betriebstemperatur einer Graphitdichtung aufgrund der Oxidation auf eine Temperatur zwischen ungefähr 450°C und 550°C beschränkt.Packing materials are widely used to control the escape of fluid around a working element in a housing with fluid, such as fluid. As a rotating shaft or a sliding shaft in fluid control valves or a reciprocating pump shaft to prevent. Normally, such a packing is formed of an elastic member and is placed under a static load by being screwed in place within a stuffing box around the working member. In other cases, the package is subjected to spring loading, which is referred to as a preloaded packing configuration. A prestressed packing is particularly useful in preventing leakage of undesired fluids into the environment. Further, at operating temperature conditions of about 232 ° C (that is, operating temperature in the packing area), it is desirable to use generally available graphite packages rather than packing material formed from polytetrafluoroethylene (PTFE), since a PTFE packing tends to extrude at such elevated temperatures, which could lead to failure of the packing and leakage of fluid.
As a sealing material of, for example, connecting parts of pipes and the like in power plants or the chemical industry, ie for sealing especially hot, dangerous and / or creepable media such as steam or heat transfer oils, graphite is used as a base material for the production of seals. Graphite is particularly characterized by its suitability and heat resistance over a wide temperature range of about -200 ° C to about 550 ° C, insensitivity to alternating loads, high conformability to imperfections of sealing surfaces (such as flange surfaces), leakage leakage, and substantially universal chemical resistance. Further, graphite gaskets as gaskets typically have high gas tightness and bendability, and can usually be used up to an internal pressure of about 250 bar. In addition to the properties mentioned above, graphite has a good conductivity of heat and electric current as a sealing material. Graphite as a sealing material is preferably processed in the form of expanded graphite, which is compressed to a high degree. Graphite, however, is sensitive to oxidation. The oxidation process is accelerated with increasing temperature in the presence of oxygen and results in a significant mass loss at a temperature of about 500 ° C. From a temperature of about 600 ° C, expanded graphite begins to sublime in the presence of oxygen. As a result, there is a risk that the sealing properties are already lost significantly below the above-mentioned temperature limit. Depending on the application, the electrical conductivity, the sensitivity to electrolytic corrosion and the sensitivity to strong acids may prove disadvantageous. A graphite-based gasket may also cause contamination of a medium to be sealed with graphite particles because graphite gaskets tend to stick to gasket surfaces. When releasing such a bonded seal, it may lead to the release of graphite particles, which may subsequently enter the medium. In particular, the passivation forms a protection against oxidation and / or reduces the adhesion of the seal to surfaces to be sealed by forming an anti-adhesion layer. When graphite is used as a sealing material, the graphite seal may adhere to the surfaces to be sealed against which the graphite gasket rests. The adhesion may also result in delamination of the graphite gasket when a graphite gasket is removed after use. Passivation at least minimizes and preferably substantially prevents the adhesion of the graphite sealant material of the seal to one or more surfaces to be sealed. Upon contact with air or oxygen, the maximum operating temperature of a graphite gasket due to oxidation is limited to between about 450 ° C and 550 ° C.

In der DE 20 2012 003 210 U1 wird ein Verfahren zur Passivierung von Graphitdichtungen durch Beschichten beschrieben, wobei die Herstellung eines erfindungsgemäßen modifizierten Dichtungselements folgende Schritte umfasst:

a. Bereitstellen eines Graphitdichtungsmaterial;
b. Formen/Bilden eines Dichtungselements aus dem Graphitdichtungsmaterial, wobei das Graphitdichtungsmaterial insbesondere eine Weichstoffauflage des Dichtungselements bildet;
c. teilweises oder vollständiges Einbringen eines Polysilazan-Precursors in das Dichtungselement und/oder teilweises oder vollständiges Aufbringen des Polysilazan-Precursors auf die Oberfläche des Dichtungselements;
d. Vernetzen des Polysilazan-Precursors; und
e. Pyrolyse des Polysilazan-Precursors, so dass der pyrolysierte Polysilazan-Precursor einen keramikartigen Bestandteil des Dichtungselements bildet.

In the DE 20 2012 003 210 U1 A process for the passivation of graphite seals by coating is described, wherein the production of a modified sealing element according to the invention comprises the following steps:

a. Providing a graphite sealant material;
b. Forming / forming a seal member from the graphite sealant material, the graphite sealant material in particular forming a soft cloth overlay of the seal member;
c. partially or completely introducing a polysilazane precursor into the sealing element and / or partially or completely applying the polysilazane precursor to the surface of the sealing element;
d. Crosslinking the polysilazane precursor; and
e. Pyrolysis of the polysilazane precursor, so that the pyrolyzed polysilazane precursor forms a ceramic-like component of the sealing element.

Im Falle einer Precursor-Lösung kann die gewünschte bzw. erforderliche Viskosität anhand der Konzentration des Polysilazan-Precursors in dem Lösungsmittel eingestellt werden. Die Konzentration des Polysilazan-Precursors in der Lösung beträgt bevorzugt ungefähr 20 Gew.-%. Der Polysilazan-Precursor, wenn er als Feststoff vorliegt, kann ebenso in Pulverform verarbeitet werden, indem der feste, bevorzugt pulverförmig aufbereitete Polysilazan-Precursor z. B. bei einer Temperatur im Bereich von ungefähr 100°C bis 120°C, bevorzugt bei einer Temperatur von ungefähr 110°C, mittels Infrarotstrahlung an- bzw. aufgeschmolzen wird. Sofern die erfindungsgemäße Dichtung lediglich an ihren äußeren Oberfläche mit einer dichten Schutzschicht zu versehen ist, kann z. B. ein hochviskoser Polysilazan-Precursor aufgebracht werden, von dem lediglich eine geringfügige Menge in die Dichtung eindringt. Das Trocknen wird bei Temperaturen im Bereich von ungefähr 100°C bis 120°C, bevorzugt bei einer Temperatur von etwa 110°C, insbesondere über eine Dauer von ungefähr 15 Minuten durchgeführt. Vorzugsweise wird das Dichtungselement nach jedem Einbringen und/ oder Aufbringen des Polysilazan-Precursors getrocknet.In the case of a precursor solution, the desired or required viscosity can be adjusted based on the concentration of the polysilazane precursor in the solvent. The concentration of the polysilazane precursor in the solution is preferably about 20% by weight. The polysilazane precursor, if it is present as a solid, can also be processed in powder form by the solid, preferably powdered polysilazane precursor z. B. at a temperature in the range of about 100 ° C to 120 ° C, preferably at a temperature of about 110 ° C, by means of infrared radiation on or is melted. If the seal according to the invention is to be provided only on its outer surface with a dense protective layer, z. B. a highly viscous polysilazane precursor can be applied, of which only a small amount penetrates into the seal. The drying is carried out at temperatures in the range of about 100 ° C to 120 ° C, preferably at a temperature of about 110 ° C, especially over a period of about 15 minutes. Preferably, the sealing element is dried after each introduction and / or application of the polysilazane precursor.

Die EP 027 535 A zeigt einen Packungsring auf, der aus Graphit mit einem im Wesentlichen quadratischen Querschnitt hergestellt ist. Die axiale innere Oberfläche des Ringes ist beschichtet, vorzugsweise mit PTFE. Die Beschichtung kann ein PTFE-Profil umfassen, dessen Abmessungen denjenigen des Graphitringes entsprechen. Mehrere derartige Dichtringe können nebeneinander angeordnet werden, um einen Packungssatz zu bilden, wobei sie gegeneinander gepreßt werden.The EP 027 535 A shows a packing ring made of graphite having a substantially square cross-section. The axial inner surface of the ring is coated, preferably with PTFE. The coating may comprise a PTFE profile whose dimensions correspond to those of the graphite ring. Several such sealing rings can be arranged side by side to form a pack set, wherein they are pressed against each other.

Als Dichtungsmaterial ist flexibler Graphit erfolgreich verwendet worden, wie beispielsweise in US-Patent 4.190.257 offenbart wird. Die hierin benutzte Bezeichnung „flexibler Graphit“ bedeutet ein Material, das im Wesentlichen aus Graphit besteht, das durch Verdichten von abgeblätterten Graphitflocken zwecks Bildung eines zusammenhängenden Produkts hergestellt wurde. Flexibler Graphit wird als Dichtungsmaterial bevorzugt, weil es seine Federkraft gestattet, dass das Dichtungsmaterial seine Kontur an die inneren Dimensionen der Stopfbüchse anpasst und einen genauen Pressverband mit der Welle bildet und damit eine Dichtung liefert. Außerdem weist der Graphit thermische und chemische Beständigkeit auf, da er im Wesentlichen aus reinem Kohlenstoff besteht. Ein Problem mit flexiblem Graphit als Dichtungsmaterial besteht darin, dass er zum Extrudieren oder Abfließen in den Spielraum an der Stelle neigt, an der die Welle durch eine Öffnung in die Stopfbüchse tritt. Dieses Problem ist besonders dort schwerwiegend, wo die Spielräume groß sind, z.B. verursacht durch Verschleiß. Eine Lösung dieses Problems ist die Bereitstellung eines Dichtungs-Systems, das einen kreisförmigen Endring rund um die Welle an der Stelle enthält, an der die Welle durch die Öffnung der Stopfbüchse hindurchgeht. Der Endring sollte von einem Material sein, das genügend steif ist, um die Auspressen des Ringes selbst zu verhindern, aber genügend elastisch sein, um eine undurchlässige Dichtung rund um die Welle zu bilden. Der Endring dient zum Verstopfen oder Verringern des Spiels zwischen der Welle und der Stopfbüchse und zur Verhinderung des Auspressens von Dichtungsmaterial in den Spielraum.
Die Anwesenheit dieser Verstärkungsmittel, wie Maschendraht oder durch Laminierung von Platten flexiblen Graphits auf verstärkten Polymer- oder Metallplatten hergestellt, sind in der US 4.457.491 und US 4.234.639 offenbart, verschlechtert jedoch gewöhnlich die chemische die thermische Beständigkeit dieser Verbundwerkstoffe. Außerdem können Metallverstärkungen in einem Endring die Welle beschädigen und übermäßigen Verschleiß verursachen.As a sealing material, flexible graphite has been successfully used, such as in U.S. Patent 4,190,257 is disclosed. As used herein, the term "flexible graphite" means a material consisting essentially of graphite made by compacting exfoliated graphite flakes to form a coherent product. Flexible graphite is preferred as a sealing material because its spring force allows the sealing material to conform its contour to the inner dimensions of the gland and form a tight interference fit with the shaft, thereby providing a seal. In addition, the graphite has thermal and chemical resistance because it consists essentially of pure carbon. A problem with flexible graphite as a sealing material is that it tends to extrude or drain into the clearance at the point where the shaft passes through an opening in the gland. This problem is particularly severe where the margins are large, eg caused by wear. A solution to this problem is to provide a sealing system which includes a circular end ring around the shaft at the point where the shaft passes through the mouth of the stuffing box. The end ring should be of a material that is sufficiently stiff to prevent the ring itself from being squeezed out, but sufficiently resilient to form an impermeable seal around the shaft. The end ring serves to clog or reduce the clearance between the shaft and the stuffing box and to prevent the squeezing of sealing material into the clearance.
The presence of these reinforcing agents, such as wire mesh or lamination of sheets of flexible graphite on reinforced polymer or metal plates, are well known in the art US 4,457,491 and US 4,234,639 However, usually the chemical degrades the thermal stability of these composites. In addition, metal reinforcements in an end ring can damage the shaft and cause excessive wear.

Die DE 68 906 805 T2 beschreibt Verbundwerkstoffringe aus 65 Gew. % von beweglichen Graphitteilchen und aus 35 Gew. % des Phenolharzes, bezogen auf das Gesamtgewicht. Dieser Verbundwerkstoff soll ein Extrudieren oder Abfließen der Graphitteilchen verhindern. Die Packungsringe aus flexiblem Graphit wurden aus flexiblem Graphitplattenmaterial bis zu einer Dichte von 1,44 g/cm³ gepresst. Dieser Ringtyp wird gegenwärtig kommerziell in Kugelhähnen benutzt.The DE 68 906 805 T2 describes composite rings of 65% by weight of mobile graphite particles and 35% by weight of the phenolic resin, based on the total weight. This composite is intended to prevent extrusion or flow of the graphite particles. The packing rings of flexible graphite were pressed flexible graphite sheet material to a density of 1.44 g / cm ^3. This ring type is currently used commercially in ball valves.

Die EP 672 851 B1 beschreibt eine Graphitdichtung zur zuverlässigen Abdichtung , die aus einer Stopfbuchse in einem Gehäuse; einer Grundbuchseinrichtung zum Haltern eines Arbeitselements in der Stopfbuchse und einer Packungsanordnung, aus Packungsringen besteht, wobei der Packungsring aus einer Vielzahl von räumlich getrennten Platten aus flexiblem Graphitplattenmaterial gebildet ist und jede flexible Graphitplatte mit einer jeweiligen Zwischenplatte aus PTFE-Plattenmaterial laminiert ist,The EP 672 851 B1 describes a graphite seal for reliable sealing, consisting of a stuffing box in a housing; a land register means for holding a working member in the gland and a packing assembly consisting of packing rings, the packing ring being formed of a plurality of spaced sheets of flexible graphite sheet material and each flexible graphite sheet being laminated to a respective intermediate sheet of PTFE sheet material;

In der DE 29 42 598 A1 wird ein Dichtungsring aus Graphit mit im Wesentlichen rechteckigem, V' insbesondere von quadratischem Querschnitt beschrieben, wobei der Dichtungsring mindestens an seiner axialen Innen- und/oder Außenfläche eine zur Isolierung von elektrischen Strömen geeignete Beschichtung aufweist. Die Beschichtung ist aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) hergestelltIn the DE 29 42 598 A1 a gasket of graphite is described with substantially rectangular, V 'in particular of square cross-section, wherein the sealing ring has at least on its axial inner and / or outer surface a suitable for the isolation of electric currents coating. The coating is made of polytetrafluoroethylene (PTFE)

Die EP 10 776 A1 beschreibt ein extrudiertes Packungsmaterial für Stopfbuchspackungen, das aus einer gesinterte Mischung aus PTFE-Harz und mindestens einem Füllstoffmaterial wie Kohlenstoff, Graphit, Glimmer oder metallischen Füllstoffen besteht. Der Stopfbuchspackungsring wird aus der Wicklung geschnitten, die durch Extrudieren des Packungsmaterials in Form einer spiralförmigen Spule entsteht und anschließend gesintert wird.The EP 10 776 A1 describes an extruded packing material for stuffing box packings, which consists of a sintered mixture of PTFE resin and at least one filler material such as carbon, graphite, mica or metallic fillers. The gland packing ring is cut from the coil formed by extruding the packing material in the form of a helical coil and then sintered.

Alle aus dem Stand der Technik bekannten Graphitdichtungen weisen den Nachteil auf, dass der Graphit zum Extrudieren oder Abfließen in den Spielraum an der Stelle neigt, an der die Welle durch eine Öffnung in die Stopfbüchse tritt. Dieses Problem ist besonders dort schwerwiegend, wo der Dichtungsspalt durch Verschleiß, auch durch Haftreibung groß ist und die Innendrücke über 250 bar sowie die Arbeitstemperatur über 500°C liegen.All known from the prior art graphite gaskets have the disadvantage that the Graphite tends to extrude or drain into the clearance at the point where the shaft passes through an opening in the stuffing box. This problem is particularly serious where the sealing gap is high due to wear, also by static friction and the internal pressures above 250 bar and the working temperature above 500 ° C.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Graphitdichtung, insbesondere Graphitdichtringe für Stopfbuchspackungen zu entwickeln, die eine niedrige Haftreibung aufweisen und ein Extrudieren und Abfließen des Graphits vermeiden.The object of the invention is to develop a graphite gasket, in particular graphite gaskets for stuffing box packings, which have a low static friction and avoid extrusion and drainage of the graphite.

Die DE 10 2016 012 178 A1 des Anmelders beschreibt eine Flachdichtung aus Graphit, die aus einer Graphit-Dichtungsplatte aus flexiblen, expandierten Grafitfolien, mit/oder ohne Edelstahlblecheinlage oder Edelstahl-Spießblechträger oder aus einer verstärkten, mehrlagigen Graphit- Dichtungsplatte in kleberfreiem Verbund mit Edelstahlfolien oder aus flexiblem expandierten Graphit im mechanischem Verbund mit einer dreidimensionalen Streckblecheinlage aus Chrom-Nickel-Stahl besteht, wobei die aus einer Graphit-Dichtungsplatte ausgestanzte oder ausgeschnittene Dichtung mit einer Kohlenstoffschicht, die aus einer harten diamantähnlichen Kohlenstoffschicht und aus einer auf der harten diamantähnlichen Kohlenstoffschicht aufgebrachten, weichen und versiegelnden Kohlenstoffschicht besteht, beschichtet ist. Ziel dieser Erfindung ist es, eine Beschichtung von Graphitdichtungen zu entwickeln, die bei hohen Temperaturen und hohem Druck auf den Dichtungsoberflächen zu keinen Verkleben führt und damit keine Verunreinigung auf den Dichtoberflächen verursacht und geringe Leckagewerte aufweist.The DE 10 2016 012 178 A1 Applicant describes a graphite flat gasket made of a graphite gasket sheet of flexible expanded graphite foil, with or without stainless steel plate insert or stainless steel spiked plate carrier, or a reinforced multilayer graphite gasket plate in adhesive-free composite with stainless steel foils or flexible expanded graphite in the mechanical one Composite with a three-dimensional expanded metal insert of chromium-nickel steel, wherein the gasket punched or cut out of a graphite sealing plate with a carbon layer consisting of a hard diamond-like carbon layer and a deposited on the hard diamond-like carbon layer, soft and sealing carbon layer, is coated. The aim of this invention is to develop a coating of graphite gaskets which, at high temperatures and high pressure on the sealing surfaces, will not cause sticking and thus will not cause contamination on the sealing surfaces and will have low leakage values.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass diese Beschichtung aus einer ersten harten diamantähnlichen, eine Härte von 2000 bis 3000 HV aufweisende Kohlenstoffschicht und aus einer auf dieser ersten harten diamantähnlichen Kohlenstoffschicht aufgebrachten, zweiten weichen und versiegelnden Kohlenstoffschicht, die auf einen Graphit-Packungsring oder auf eine aus mehreren Graphit- Packungsringen bestehende Stopfbuchspackung bei Dichtungen für dynamische Belastungen durch rotierende oder lineare Bewegungen von Wellen oder Stangen aufgetragen sind, wesentlich das Verschleiß- und Abfließverhalten und die tribologischen Eigenschaften verbessern und die Haftreibung sowie den Welleneinlauf verringern.
Die Beschichtung kann sowohl auf einen einzelnen Graphit- Packungsringe nach dessen Konfektionierung, aber auch auf eine Stopfbuchspackung bestehend aus einzelnen Graphit- Packungsringen aufgebracht sein.
Die Beschichtung besteht aus einer mittels einer plasmaunterstütze chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) mit einer Abscheidespannung bis 900 V gefertigte erste harte diamantähnliche Schicht (Diamond-Like-Carbon DLC) und einer auf diese harte diamantähnliche (DLC) Schicht mit einer Abscheidespannung von 500 bis 700 V aufgebracht zweite weiche, versiegelnde Schicht.Surprisingly, it has now been found that this coating consists of a first hard diamond-like carbon layer having a hardness of 2000 to 3000 HV and a second soft and sealing carbon layer applied to this first hard diamond-like carbon layer and deposited on a graphite packing ring multiple packing rings are applied to seals for dynamic loads caused by rotary or linear movements of shafts or rods, significantly improve wear and drainage performance and tribological properties, and reduce stiction and shaft entry.
The coating can be applied both to a single graphite packing rings after its fabrication, but also to a stuffing box packing consisting of individual graphite packing rings.
The coating consists of a first hard diamond-like layer (Diamond-Like-Carbon DLC) made by plasma assisted chemical vapor deposition (PECVD) with a deposition voltage of up to 900 V and a diamond-like (DLC) layer with a deposition voltage of 500 to 700 V. applied second soft, sealing layer.

Die Erfindung soll nun näher an Hand eines Beispiels beschreiben werden: Die Packung besteht aus besteht aus Graphitringen, die in an sich bekannter Weise gefertigt werden. Auf diesen Graphitring wird mittels plasmaunterstütze chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) mit einer Abscheidespannung bis 900 V eine harte diamantähnliche Schicht (Diamond-Like-Carbon DLC) auf den Packungsring aufgetragen. Je härter diese Schicht ist, desto optimalere legt sich die Schicht auf die Oberfläche des Packungsringes und verbindet. sich mit dieser.
Diese DLC-Schichten besitzen Härten von ca. 2000 bis 3000 HV und zeichnen sich ganz besonders durch gegenüber metallischen Reibpartnern sehr niedrige Trockenreibwerte von ca. 0,1 bis 0,25 aus, die sie auch in inerten Atmosphären oder unter Vakuum beibehalten. Sie sind bis ca. 500°C anwendbar. Auf diese harte diamantähnliche (DLC) Schicht wird eine weiche Schicht zur Kohlenstoffversiegelung aufgetragen, wobei diese Schicht mit einer Abscheidespannung von 500 bis700 V auf die DLC- Schicht aufgetragen.
Bei Stopfbuchspackungen aus Graphitringen kann jeder einzelne Graphit-Packungsring oder eine Packung aus mehreren Graphit-Packungsringen auf dieses Weise mit einer Kohlenstoffschicht beschichtet werden.
Nur in dem Zusammenwirken einer aufgebrachten harten diamantähnlichen Kohlenstoffschicht (DLC) mit einer auf diese DLC- Schicht aufgetragene weiche Kohlenstoffschicht zur Kohlenstoffversiegelung wurden das Verschleiß- und Einlaufverhalten der Dichtungsartikel verbessert und Haftreibung gesenkt.The invention will now be described in more detail by way of example: The packing consists of graphite rings which are manufactured in a manner known per se. A hard diamond-like layer (diamond-like-carbon DLC) is applied to the packing ring by means of plasma-assisted chemical vapor deposition (PECVD) with a deposition voltage of up to 900 V on this graphite ring. The harder this layer is, the more optimal the layer lays on the surface of the packing ring and connects. with this.
These DLC layers have hardnesses of about 2000 to 3000 HV and are characterized by very low compared to metallic friction partners very low dry friction values of about 0.1 to 0.25, which they maintain even in inert atmospheres or under vacuum. They are applicable up to approx. 500 ° C. Onto this hard diamond-like (DLC) layer is applied a soft carbon-sealing layer, which layer is applied to the DLC layer at a deposition voltage of 500 to 700 V.
For graphite ring gland packing, each individual graphite packing ring or pack of multiple graphite packing rings may be coated with a carbon layer in this manner.
Only the interaction of an applied hard diamond-like carbon layer (DLC) with a soft carbon layer applied to this DLC layer for carbon sealing improved the wear and shrinkage behavior of the sealing articles and reduced static friction.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202012003210 U1 [0003]
EP 027535A [0005]
US 4190257 [0006]
US 4457491 [0006]
US 4234639 [0006]
DE 68906805 T2 [0007]
EP 672851 B1 [0008]
DE 2942598 A1 [0009]
EP 10776 A1 [0010]
DE 102016012178 A1 [0013]

Claims

A gasket article comprising graphite gaskets, wherein the graphite gaskets are assembled into graphite packing rings, characterized in that the graphite packing ring is formed individually or in a plurality of graphite packing rings assembled together into a graphite gland packing with a carbon layer consisting of a hard layer diamond-like carbon layer having a hardness of 2000 to 3000 HV and consisting of a soft and sealing carbon layer applied to the hard diamond-like carbon layer.

After sealing article Claim 1 , characterized in that the coating consists of a first hard diamond-like layer (DLC) and a hard diamond-like (DLC) layer with a deposition voltage of 10 μm, produced by means of a plasma assisted chemical vapor deposition (PECVD) with a deposition voltage of up to 900 V. 500 to 700 V applied second soft, sealing layer composed.