本申請屬于流體密封,具體涉及一種密封盤根及其制備方法。
背景技術:
1、在許多類型的機械設備中,盤根是一種用于防止液體或氣體泄漏的重要組件。它們通常由耐磨損、耐高溫和耐化學腐蝕的材料制成。盤根的形狀和尺寸可以根據(jù)需要進行定制,以適應各種不同的設備和應用,例如,用于密封泵、閥門、熱交換器等。
2、目前,盤根種類很多,并且大部分采用纖維線編織制成,如四氟纖維盤根、芳綸纖維盤根、碳纖維盤根、苧麻纖維盤根等。這樣的盤根的優(yōu)點在于加工簡單、使用方便、價格便宜、應用廣泛,缺點在于壓縮變形量大、性能單一、強度不夠、磨損軸套、不耐腐蝕。
3、為了加強盤根的回彈性能、抗壓性能和持久密封性能,可以在纖維線之間加入橡膠線,或者以比纖維線更粗的橡膠線作為心線來編織盤根。這類改進有助于改善盤根的回彈能力性能,并且可以部分緩解在溫度和壓力均不高且工況較好情況下的密封問題,但對于溫度和壓力均較高或工況較差的情況幫助不大。在上述情況下,依然存在盤根因抗壓性能、回彈性能和耐磨蝕性能等不足而導致密封周期短的問題。盤根的四角尤其容易在擠壓下變形,這種變形在泵軸跳動下或磨損介質中變得尤為迅速,造成盤根的四角失去原有的形狀,密封性能的急劇降低,并最終失效。
4、盤根的主要應用領域之一是輸送管線上的機泵的密封。這些設備通常在工況復雜多變的情況下連續(xù)運轉,因此對密封的安全性、可靠性和壽命有較高要求。需要開發(fā)一種性能更好的盤根來滿足這些要求。
技術實現(xiàn)思路
1、本申請的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足,提供一種密封盤根,其具有擠壓變形量小、回彈性能高、抗壓性能強、耐磨、耐腐蝕和自潤滑等特性,并且能夠提供高效的密封和被密封設備的長期穩(wěn)定運行。
2、本申請?zhí)岢隽艘环N密封盤根,用于在設備殼體和轉動軸之間產(chǎn)生密封,其特征在于,所述密封盤根包括:
3、芯部;
4、外殼,其包裹在所述芯部外部并且具有圓角矩形的橫截面形狀,其中,所述外殼包括互相編織在一起的多個纖維線,以及填充在所述多個纖維線之間并且填充在所述芯部與所述外殼之間的阻隔密封劑;和
5、潤滑層,其覆蓋在所述外殼上,
6、其特征在于,
7、所述芯部的橫截面面積占所述密封盤根的橫截面面積的15%-75%;
8、所述芯部包括橫截面呈x形的中心支撐加強芯以及多個彈力補強芯;
9、所述中心支撐加強芯具有沿所述芯部的中心軸線延伸的中心部和從所述中心部向外延伸的四個支撐部;
10、所述中心支撐加強芯的每個支撐部指向所述外殼的對應的每個角部。
11、根據(jù)可選的實施方式,所述中心支撐加強芯的相鄰的支撐部的末端的連線與所述密封盤根的外沿基本平行。
12、根據(jù)可選的實施方式,所述彈力補強芯設置在所述中心支撐加強芯的每兩個相鄰的支撐部之間并且抵接這兩個支撐部,以與所述中心支撐加強芯組合形成具有※形橫截面形狀的所述芯部。
13、根據(jù)可選的實施方式,所述中心支撐加強芯的所述中心部具有沿所述芯部的中心軸線延伸的通孔。
14、根據(jù)可選的實施方式,所述彈力補強芯具有圓形、橢圓形、矩形、楔形或三角形的橫截面形狀。
15、根據(jù)可選的實施方式,所述中心支撐加強芯和所述彈力補強芯具有彼此不同的硬度。
16、根據(jù)可選的實施方式,以邵氏a硬度計算,所述中心支撐加強芯的硬度高于所述彈力補強芯的硬度至少5度。
17、根據(jù)可選的實施方式,所述中心支撐加強芯由硅橡膠、氟硅橡膠、聚氨酯橡膠、氟橡膠、乙丙橡膠、丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、氯丁橡膠中的一種材料或多種材料組合制成;以及
18、所述彈力補強芯由硅橡膠、氟硅橡膠、聚氨酯橡膠、氟橡膠、乙丙橡膠、丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、氯丁橡膠中的一種材料或多種材料組合制成。
19、根據(jù)可選的實施方式,所述纖維線由綸纖維、碳纖維、聚四氟乙烯纖維、植物纖維、石墨纖維中的一種或多種制成;以及
20、所述阻隔密封劑由石墨或聚四氟乙烯制成。
21、本申請還提出了一種用于制備密封盤根的方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:
22、s1:將中心支撐加強芯和彈力補強芯組合在一起,并且對纖維線進行預處理;
23、s2:將預處理的所述纖維線和組合在一起的所述中心支撐加強芯和所述彈力補強芯裝機編織,形成以所述中心支撐加強芯和所述彈力補強芯為芯部、以所述纖維線為外殼的繩狀結構,并且預留加工余量;
24、s3:將步驟s2中的繩狀結構放入阻隔密封劑中浸漬,并且取出干燥;
25、s4:將步驟s3中的繩狀結構裝機編織,以形成由所述芯部和所述外殼組成的密封盤根;
26、s5:將步驟s4中的所述密封盤根放入潤滑劑中浸漬,并且取出晾干,以在所述外殼外部形成潤滑層。
27、根據(jù)本申請的密封盤根具有以下優(yōu)點。
28、抗變形性:中心支撐加強芯的朝向外殼的角部延伸的支撐部極大地加強了密封盤根的角部在振動工況下的抗變形性能,使得密封盤根在壓力波動、泵軸跳動下或在磨損介質中也可以維持角部的原有形狀,并維持密封。
29、耐磨性:外殼和潤滑層使得密封盤根能夠抵抗在密封接口處的摩擦力。耐磨性強的盤根可以在高壓和高速條件下保持有效密封。
30、耐溫性:芯部和外殼的材料使得密封盤根能夠在其操作的溫度范圍內(nèi)保持其物理和化學性能。這包括抵抗高溫導致的熱膨脹或低溫導致的收縮。
31、耐化學性:芯部和外殼的材料使得密封盤根能夠抵抗其可能接觸到的化學物質的腐蝕。這可能包括流體本身,也可能包括用于清潔或維護設備的化學品。
32、壓縮回彈性:中心支撐加強芯和彈力補強芯的組合使得密封盤根具有足夠且良好的壓縮回彈性能,這有助于盤根在安裝過程中適應微小的表面不規(guī)則性,還使得盤根在被壓縮時容易形成有效的密封,即使在預緊力較低的情況下或壓力變化時也可以維持長效密封。
1.一種密封盤根(1),用于在設備殼體和轉動軸之間產(chǎn)生密封,其特征在于,所述密封盤根(1)包括:
2.根據(jù)權利要求1所述的密封盤根(1),其特征在于,
3.根據(jù)權利要求1所述的密封盤根(1),其特征在于,
4.根據(jù)權利要求1所述的密封盤根(1),其特征在于,
5.根據(jù)權利要求1所述的密封盤根(1),其特征在于,
6.根據(jù)權利要求1所述的密封盤根(1),其特征在于,
7.根據(jù)權利要求6所述的密封盤根(1),其特征在于,
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的密封盤根(1),其特征在于,
9.根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的密封盤根(1),其特征在于,
10.一種用于制備根據(jù)權利要求1-9中任一項的密封盤根(1)的方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟: