IT9002952A1

IT9002952A1 - Composto per la costituzione di guarnizioni di tenuta a baderna

Info

Publication number: IT9002952A1
Application number: IT002952A
Authority: IT
Inventors: Sergio Carrara
Original assignee: Sergio Carrara
Priority date: 1990-10-23
Filing date: 1990-10-23
Publication date: 1992-04-23
Also published as: ES2090203T3; DK0482489T3; EP0482489B1; GR3021598T3; DE69121831T2; ATE142288T1; IT9002952A0; DE69121831D1; DE482489T1; IT1242251B; EP0482489A1

Description

Descrizione di un'invenzione industriale.

DESCRIZIONE

L'invenzione concerne un composto per la costituzione di guarnizioni di tenuta a baderna sostanzialmente costituito dalla combinazione di filamenti continui di acciaio e filamenti continui di altri prodotti singoli o combinati, quali: carbonio, grafite pura, Polibenzoimidazolo (PBI), fibre Aramidiche ,fibre Politetrafluoroetilene (PTFE) e simili, combinati tra loro e ritorti con un processo di filatura a strappo che provoca, nell'insieme una configurazione filata continua, mentre i singoli filamenti risultano strappati in spezzoni più o meno lunghi; tale configurazione conferisce al ritorto un'elevata flessibilità pur essendo ad elevata resistenza per la presenza di una buona percentuale di filamenti in acciaio. Gli attuali composti ritorti utilizzati per la preparazione di trecce sagomate atte ad essere impiegate per la costituzione di guarnizioni di tenuta a baderna sono preferibilmente realizzate mediante la combinazione di fili continui in acciaio rivestiti di fibre di carbonio.

In particolare i prodotti attualmente noti più resistenti e qualificati sono ottenuti mediante fili continui in acciaio inossidabile, aventi diametro 0,08 r 0,1 min., sui quali vengono avvolte delle fibre di carbonio. L'abbinamento intrecciato di detti fili rivestiti da luogo a delle trecce resistenti, nelle quali è presente una percentuale di 10 ÷ 13 % di acciaio. Le guarnizioni di tenuta a baderna così costituite, pur risultan do di buone qualità generali, presentano alcuni inconvenienti e/o limitazioni di impiego.

Uno di detti inconvenienti è derivato dagli stessi fili metallici continui, i quali, per la loro naturale rigidezza, oppongono una eccessiva resistenza al taglio trasversale all'atto della preparazione degli spezzoni configuranti le baderne; tale resistenza, oltre a rendere difficoltoso il taglio, è causa di sezionature sfrangiate scarsamente accoppiabili per la precisa tenuta sulle sezioni di taglio.

Altro inconveniente consiste nel fatto che la presenza dei fili interni metallici conferisce alle trecce una indesiderata rigidezza .

Ulteriori inconvenienti sono rappresentati dal fatto che le guarnizioni a baderna, costituite dai filamenti suddetti, possono essere utilizzate solo per determinate applicazioni e non per altre, quali ad esempio per steli valvole, pistoni e simili, in quanto non possono essere sottoposte a scorrimento assiale per scarsa lubrificazione e scarsa resistenza alla temperatura. Scopo del presente trovato è quello di eliminare i suddetti inconvenienti.

L'invenzione, quale essa è caratterizzata dalle rivendicazioni, risolve il problema mediante un composto per la costituzione di guarnizioni di tenuta a baderna, per mezzo del quale si ottengono i seguenti risultati: le dimensioni filamentose di acciaio e di altri prodotti singoli o combinati, combinati assieme in filati continui ritorti tra loro con un processo di filatura a strappo, sono molto piccole,dell 'ordine di qualche micron e tali da costituire insiemi molto flessibili, facilmente tagliabili e non sfrangiabili; i filati delle suddette combinazioni di filamenti di acciaio e di filamenti di fibre diverse, combinate o singole, quali carbonio, grafite pura, fibre Aramidi che e simili sono componibili a treccia e costituiscono dei composti per la formazione di guarnizioni di tenuta a baderna molto resistenti, flessibili, tagliabili e autolubrificanti.

I vantaggi conseguiti col presente trovato consistono essenzialmente nel fatto che le guarnizioni a baderna realizzabili presentano tagli precisi e ben accostabili, sono molto flessibili e facilmente adattabili alle sedi di contenimento; possono comprendere prodotti autolubrificanti; sono adottabili anche per steli di valvole, pistoni di pompe e simili e comunque per qualsiasi applicazione a scorrimento.

Altro vantaggio, relativo alle realizzazioni con combinazioni di filamenti di carbonio e di acciaio inossidabile, consiste nel fatto che le particelle di carbonio sono in grado di proteggere maggiormente i filamenti di acciaio contro le elevate temperature; tale protezione, essendo derivata dalla maggiore disponibilità di intreccio tra particelle di acciaio e particelle di carbonio per la natura stessa dei filamenti di diametro ridotto, può raggiungere anche miglioramenti del 50% rispetto alle guarnizioni a baderna tradizionale. In aggiunta, tali configurazioni consentono un incremento di resistenza alle pressioni di 30 40 % .

L'invenzione viene descritta più in dettaglio nel seguito con riferimento all'allegato disegno, in cui:

la fig. 1 rappresenta schematicamente e in forma fortemente ingrandita la configurazione di base di una combinazione di filati di filamenti in acciaio inossidabile e di filamenti di uno o più di altri prodotti, quale il carbonio, la grafite e/o altri ancora e, la fig. 2 rappresenta uno spezzone di baderna costituita dall'intreccio di più filati ricavati dalla combinazione dei suddetti filamenti, ritorti con un processo di filatura a strappo.

Le figure illustrano un composto per la costituzione di guarnizioni di tenuta a baderna, sostanzialmente formato dalla combina zione ritorta di pluralità di filamenti di acciaio inossidabile (1) e di filamenti di altri prodotti singoli o combinati, quali il carbonio (2), filati assieme con un processo di filatura a strappo. Più precisamente, tale processo consiste nel ritorcere con filatura i filamenti dei componenti tra loro, provocando contemporaneamente delle trazioni intermittenti di entità sufficiente a produrre, ogni volta,lo strappo irregola re di parte degli stessi, senza che essi vengano separati 0 sfilati dagli altri filamenti limitrofi e dall'insieme ritorto.

1 filati (3) completi fcosì ottenuti, pur presentando una configu razione intrinseca sostanzialmente costituita da spezzoni di filamenti di lunghezza variabile e casuale, filati e ritorti tra loro , e pur mantenendo costante il rapporto percentuale prescelto delle sostanze filamentose accoppiate, risultano estremamente resistenti, flessibili e facili da intrecciare fra loro per la formazione delle baderne (4).

A titolo d'esempio preferenziale, ma non limitativo, una combina zione di 20 ÷ 25 % di filamenti di acciaio inossidabile e di 80 4- 75 % di filamenti di carbonio o di grafite pura, aventi dimensione diametrale di 4 8 micron, da origine a filati che, intrecciati, possono costituire baderne aventi una flessibilità, un'adattabilità ed una predisposizione al taglio netto senza sfrangiamenti superiori alle attuali baderne, ottenute con. solo il 10 ÷ 13 % di fili continui in acciaio rivestiti con fibre di carbonio.

Questi risultati, oltre che per la configurazione stessa dei filati ottenuti con filatura a strappi, si ottengono in quanto i filamenti di base, in acciaio inossidabile e in carbonio, grafite pura, fibre plastiche in genere e simili, hanno caratteristiche dimensionali limitate a pochi micron di diametro , ad esempio 4 -j- 8 ;ο.' più, a seconda delle previste esigenze, che conferiscono loro una naturale flessibilità ed un'evidente maggior disponibilità al taglio netto. Come già indicato in precedenza, il composto, oggetto del presente trovato, è ottenibile combinando detti filamenti discontinuidi acciaio (1) anche con dei filamenti discpntinui di altri prodotti (2), in particolare e preferibilmente con filamenti preossidati o di Poliacrilonitri le (PAN) lavorati in temperature in assenza di ossigeno per l'ottenimento della carbonizzazione o preossidazione, oppure con filamenti sintetici, quali quelli ricavabili da fibre Aramidiche, da fibre di Politetraf luoroetilene (PTFE), oppure da fibre di Polibenzoimidazolo (PBI), ed altre ancora.

In ogni caso, oltre alla maggiore resistenza dovuta alla più elevata percentuale di acciaio in filamenti, presente nel composto, si ottengono caratteristiche elevate di elasticità, autolubrificazione, resistenza alla temperatura, resistenza alla pressione, resistenza all'usura per attrito rotante o strisciante, in funzione delle caratteristiche intrinseche dei filamenti ritorti abbinati a quelli di acciaio. I filati (3), ottenuti col processo descritto di filatura a strappo, prima di essere utilizzati per la formazione delle trecce (4), vengono preferibilmente, ma non limitatamente, pre-trattati, ad esempio in ambienti con dispersione di grafite o in presenza di inibitori di corrosione, od anche con immersione o spruzzo in soluzioni acquose di polveri di zinco metallico o tungsteno, con successive essiccazioni in forno.

Tali trattamenti hanno la funzione di incrementare le già elevate qualità dei filamenti di base, migliorando la loro protezione superficiale, le caratteristiche antiossidanti e quelleautolubrificanti.

Le caratteristiche predominanti,rispetto ài prodotti attuali, delle baderne (4) formate con l'intreccio dei filati (3) ottenuti mediante la filatura a strappo di filamenti in acciaio (1) e di filamenti di altri prodotti (2) idonei, risultano nell'insieme, le seguenti:

a) migliore flessibilità generale,

b) maggiore facilità al taglio senza residui di particelle sfrangiate ,

c) particelle di acciaio di dimensioni più ridotte e più amalgamate o intrecciate con quelle di altri materiali, quali quelli autolubrificanti,

d) maggiore possibilità di impiego anche in applicazioni scorrevoli, con moti alternati, quali movimenti di steli valvole, di pompe a pistone, e di moti rotativi quali pompe centrifughe e così via ;

e) incremento di resistenza alle elevate temperature per la possibile protezione delle parti di acciaio con quelle limitro fe, ad esempio quelle in carbonio e/o grafite pura,

f) incremento di resistenza alle elevate pressioni d'esercizio per la-migliore distribuzione unitaria dei materiali combinati e quindi, della loro pressione specifica media.

Claims

RIVENDICAZIONI Composto per la costituzione di guarnizioni di tenuta a baderna,caratterizzato dal fatto di comprendere dei fili costituiti da filamenti continui in acciaio (l) e filamenti continui (2) di altri prodotti, combinati tra loro e ritorti con un processo di filatura a strappo intermittente. Composto secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i filamenti di acciaio e quelli degli altri prodotti presentano una dimensione diametrale di alcuni micron, in particolare da 4 a 8 micron e più. Composto secondo le rivendicazioni 1 e 2 caratterizzato dal fatto che i filamenti di acciaio sono inossidabili ed i filamenti degli altri prodotti sono singoli o combinati: carbonio, grafite pura, fibre di Polibenzoimidazolo (PBI), fibre Aramidiche, fibre di Politetrafluoroetilene (PTFE) e simili. Composto secondo le rivendicazioni da 1 a 3 caratterizzato dal fatto che il processo di filatura dei filamenti di acciaio inossidabile (1) e di altri prodotti (2) comprende un'azione di ritorsione dei filamenti stessi tra loro ed un'azione di trazione intermittente di entità tale e sufficiente a provocare, ogni volta lo strappo irregolare di uno o più filamenti. Composto secondo le rivendicazioni da 1 a 4 caratterizzato dal fatto che i filati costituiti dalla combinazione ritorta di pluralità di filamenti di acciaio inossidabile (1) e di filamenti di altri prodotti, singoli o combinati, presentano una configurazione intrinseca costituita da spezzoni di filamenti di lunghezza variabile e casuale; tale configurazione è continua, senza sfilamenti dei singoli spezzoni, rispetto a quelli limitrofi. Composto secondo le rivendicazioni da 1 a 5 caratterizzato dal fatto che la flessibilità intrinseca di ogni filato (3) è funzione della combinazione ritorta degli spezzoni di filamenti di acciaio inossidabile (1), degli spezzoni di filamenti di altri prodotti (2), della casualità della loro lunghezza e posizione e della loro dimensione diametrale. 7) Composto secondo le rivendicazioni da 1 a 6 caratterizzato dal fatto che ogni filato (3) è costituito da una pluralità di filamenti in acciaio inossidabile (1) e di altri prodotti (2) nelle proporzioni rispettivamente comprese tra 20÷ 25 % e 80 ÷ 75 % . Composto secondo le rivendicazioni da 1 a 7 caratterizzato dal fatto che ogni filato (3) è trattato in ambienti con dispersione di grafite o in presenza di inibitori di corrosione od anche con immersione o spruzzo in soluzioni acquose di polveri di zinco metallico o tungsteno, con successive essiccazioni in forno. Composto secondo le rivendicazioni da 1 a 8 caratterizzato dal fatto che i filati (3), costituiti dalla combinazione di ritorta di pluralità di filamenti di acciaio inossidabile (1) e di altri prodotti (2), sono intrecciati tra loro per la costituzione di baderne.