一种柔性石墨低泄漏组合成型填料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种能够更好地满足低泄漏要求、有较为稳定持久的变形补偿能力、可以在较小的压紧力下使填料达到密封要求的柔性石墨低泄漏组合成型填料，其技术关键为：中间环的截面形状为六边形，其内侧的两个顶点和外侧的两个顶点相连为平行四边形，分别以上侧和下侧的两个内、外顶点为起点将前述平行四边形的上边和下边向截面内侧偏转一小角度后相交，构成六边形截面的上两边和下两边；凸形适配端环的一端端面为平面、另一端与中间环的凸端端面相同并在使用时与中间环的凹端端面配合；凹形适配端环的一端端面也为平面、另一端与中间环的凹端端面相同并在使用时与中间环的凸端端面配合。
【专利说明】一种柔性石墨低泄漏组合成型填料
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种填料，具体涉及一种柔性石墨低泄漏组合成型填料。
【背景技术】
[0002]填料是各类阀门和机电产品不可缺少的重要的密封配件，尤其是柔性石墨填料，由于其耐高温、耐蚀性好，应用较为广泛。常规的柔性石墨成型填料，截面为正方形或矩形，当应用于压力较高的工况，或对外泄漏有很严格的要求、需要符合相关的低逸散性标准要求的产品如核电阀门上时，由于其径向变形能力不足、侧压系数低，不能完全满足工况要求。为满足低泄漏要求而出现的柔性石墨低泄漏组合填料环，目前国内外己经有多个厂家生产，其成型填料环的截面一般为形状不一的异型截面，通常都具有比常规的正方形或矩形截面的填料更好的密封保证能力，但由于在异型截面的设计方面还存在一些不足之处，因此有必要通过新的结构设计使低泄漏组合填料环的使用性能得到进一步的提升。
[0003]如图1是目前应用较多的一种柔性石墨低泄漏组合填料环，以美国Garlock公司的产品QUICKSET9001低泄漏组合填料环为代表，其中间环为平行四边形截面。图2是美国Flexitallic公司的Enviroflex500和GR160阀杆密封低泄漏组合成型填料，中间环和上、下端环各一个，均为三角形截面。图3的低泄漏填料结构国内外也有一些厂家生产。
[0004]上述后两种低泄漏组合填料结构，有一个共同的不足之处:用于增大填料环径向变形能力和侧压系数的楔形斜面为单斜面，压紧时各斜面均匀接触，填料的所有部分被均衡压紧，当填料与相邻零件的内表面或外表面达到足以满足密封要求的压紧比压时，填料内部的各部分也具有了较高的压紧应力，除了增加了压紧填料需要的压紧力以外，也透支了当填料内外侧被磨损后需要由填料中部来提供补偿的补偿能力，因而也缩短了填料的使用寿命。
[0005]应用较广泛的图1所示的结构，上、下两个端环的楔角与中间环的楔角角度相差较大(如Garlock填料环两个楔角的角度分别为30°和45°，相差15° )，其目的是为了增加后续需要再压紧时的变形补偿能力。虽然填料压紧后由这个角度差所形成的间隙，为后期的再压紧预留了变形空间从而增加了填料的补偿能力，但却导致了三个中间环的压紧不均衡一压紧填料时，两侧的中间环的顶端的楔尖被提前压紧，在一定程度上阻滞了压紧力向中部的中间环的传递，导致中部的中间环的效能不能得到充分发挥。另外，由这个角度差所构成的变形、补偿空间的大小，完全受装配前填料与内、外侧零件的间隙大小的影响，当该间隙小时变形补偿空间会较大，而当该间隙较大时变形补偿空间会变小甚至于在第一次压紧后变形补偿空间就己经很小或不存在。
【发明内容】
[0006]为了克服现有结构所存在的上述的一些不足之处，本发明提供了一种能够更好地满足低泄漏要求、有较为稳定持久的变形补偿能力、可以在较小的压紧力下使填料达到密封要求的柔性石墨低泄漏组合成型填料。[0007]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0008]一种柔性石墨低泄漏组合成型填料，它包括多个截面形状相同的中间环、一端的凸形适配端环、另一端的凹形适配端环，其主要技术关键在于:中间环的截面形状为六边形，所述的六边形截面，其内侧的两个顶点和外侧的两个顶点相连为平行四边形，分别以上侧的两个内、外顶点为起点将前述平行四边形的上边向截面内侧偏转一小角度后相交，构成六边形截面的上两边，再分别以下侧的两个内、外顶点为起点将前述平行四边形的下边向截面内侧偏转一小角度后相交，构成六边形截面的下两边，以此六边形截面回转形成的碟形的实体即为中间环；凸形适配端环的一端端面为平面、另一端与中间环的凸端端面相同并在使用时与中间环的凹端端面配合；凹形适配端环的一端端面也为平面、另一端与中间环的凹端端面相同并在使用时与中间环的凸端端面配合；中间环为以柔性石墨带缠绕、模压成的整体成型填料，凸形适配端环和凹形适配端环可以为整体成型填料、也可以为柔性石墨编织、模压成的编织成型填料。
[0009]为了提高上述低泄漏组合成型填料的使用性能，还进一步附加如下技术方案:当凸形适配端环和凹形适配端环采用柔性石墨带缠绕、模压成的整体成型填料时，在该低泄漏组合成型填料的上、下端各增加一圈正方形或矩形截面的柔性石墨编织成型填料。
[0010]为了提高上述低泄漏组合成型填料的使用性能，另外还进一步附加下述技术方案:在中间环、凸形适配端环、凹形适配端环的锐角形楔角的尖部采用圆角或平角过渡使所述的楔角尖部形成钝角。
[0011]本发明的有益效果是:能够使组合填料环更好地满足低泄漏要求、有较为稳定持久的变形补偿能力、可以在较小的压紧力下使填料达到密封要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是美国Garlock公司的QUICKSET9001低泄漏组合填料环结构示意图。
[0013]图2是美国Flexitallic公司的阀杆密封低泄漏组合成型填料结构示意图。
[0014]图3是现行的低泄漏组合成型填料的另外一种结构的示意图。
[0015]图4是本发明提出的低泄漏组合成型填料的结构示意图。
[0016]图5是本发明提出的低泄漏组合成型填料的局部放大图。
[0017]图6是本发明提出的低泄漏组合成型填料的填料环端面的示意图。
[0018]图中，1、凸形适配端环；2、中间环；3、凹形适配端环。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的阐述。
[0020]如图4所示，是本发明所提出的一种柔性石墨低泄漏组合成型填料的具体结构，它包括多个截面形状相同的中间环(2)、一端的凸形适配端环(I)、另一端的凹形适配端环
(3)。其主要的技术关键在于:中间环(2)的截面形状为六边形，所述的六边形截面，其内侧的两个顶点和外侧的两个顶点相连为平行四边形(见图5);分别以上侧的两个内、外顶点为起点将前述平行四边形的上边向截面内侧偏转一小角度后相交，构成六边形截面的上两边，再分别以下侧的两个内、外顶点为起点将前述平行四边形的下边向截面内侧偏转一小角度后相交，构成六边形截面的下两边(见图6);以此六边形截面回转形成的碟形的实体即为中间环(2)。凸形适配端环(I)的一端端面为平面、另一端与中间环(2)的凸端端面相同并在使用时与中间环(2)的凹端端面配合；凹形适配端环(3)的一端端面也为平面、另一端与中间环(2)的凹端端面相同并在使用时与中间环(2)的凸端端面配合。中间环(2)为以柔性石墨带缠绕、模压成的整体成型填料；凸形适配端环(I)和凹形适配端环(3)可以为柔性石墨带缠绕模压的整体成型填料(图4右图所示)，也可以为柔性石墨编织、模压成的编织成型填料(图4左图所示)。
[0021]本实施例中，平行四边形基本截面的上、下斜边(面)的倾斜角Y按45°，斜边向截面内侧偏转凹进的小角度α 1、α 2、β 1、β 2均按2.5° (凸端和凹端对应楔紧斜面的楔角偏差即间隙角为5° )，填料环的凸端和凹端端面均为内外两段斜度不一样的同轴锥面所组成。当填料使用中被压紧时，压紧力主要集中在内、外楔尖部位以及填料的内侧和外侧一段范围内，其中各个楔尖部位对相邻内、外零件表面的密封比压为最大，从而对需要密封的部位形成了多级密封的作用机理，使该组合成型填料能够实现更为有效的零泄漏效果。
[0022]由于压紧力主要集中在楔尖部位以及填料内外侧一段范围，填料中段的压应力较小，因此不仅使压紧填料达到密封要求所需的压紧力相对较小，而且也在填料内储存了在后续使用期间因磨损或应力松驰需要再压紧时的变形和补偿能力，从而可以延长填料的使用寿命。
[0023]为了保证组合成型填料的使用性能，本结构还需要采取如下的技术方案:当凸形适配端环(I)和凹形适配端环(3)采用柔性石墨带缠绕、模压成的整体成型填料时，在该低泄漏组合成型填料的上、下端需要各增加一圈正方形或矩形截面的柔性石墨编织成型填料。
[0024]由于采用柔性石墨带缠绕模压的整体成型填料的抗冲刷能力差，因此需要在整体成型填料的上、下端增加抗冲刷能力较好的柔性石墨编织成型填料。
[0025]为了保证组合成型填料的使用可靠性，本结构另外还需要增加如下的技术方案:在中间环(2)、凸形适配端环(I)、凹形适配端环(3)的锐角形楔角的尖部采用圆角或平角过渡使所述的楔角尖部形成钝角。
[0026]当填料环的楔角尖部为锐角时，由于工艺和模具因索的影响，尖部往往会带有飞边，装配时飞边如果被带入而被镶嵌在填料环与相邻零件的密封表面，无疑会给填料的密封可靠性带来影响。
[0027]以上结合附图对本发明的【具体实施方式】作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围。本【技术领域】的技术人员应该知晓，本发明不受上述实施例的限制，其保护范围由所附的权利要求书所界定，任何在不超出本发明权利要求书所界定的范围内的各种改动、变型所形成的技术方案，都没有偏离本发明的精神和技术实质，仍然会属于本发明的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种柔性石墨低泄漏组合成型填料，它包括多个截面形状相同的中间环(2)、一端的凸形适配端环(I)、另一端的凹形适配端环(3)，其特征在于:中间环(2)的截面形状为六边形，所述的六边形截面，其内侧的两个顶点和外侧的两个顶点相连为平行四边形，分别以上侧的两个内、外顶点为起点将前述平行四边形的上边向截面内侧偏转一小角度后相交，构成六边形截面的上两边，再分别以下侧的两个内、外顶点为起点将前述平行四边形的下边向截面内侧偏转一小角度后相交，构成六边形截面的下两边，以此六边形截面回转形成的碟形的实体即为中间环(2);凸形适配端环(I)的一端端面为平面、另一端与中间环(2)的凸端端面相同并在使用时与中间环(2)的凹端端面配合；凹形适配端环(3)的一端端面也为平面、另一端与中间环(2)的凹端端面相同并在使用时与中间环(2)的凸端端面配合；中间环⑵为以柔性石墨带缠绕、模压成的整体成型填料，凸形适配端环⑴和凹形适配端环(3)可以为整体成型填料、也可以为柔性石墨编织、模压成的编织成型填料。
2.根据权利要求1所述的柔性石墨低泄漏组合成型填料，其特征在于:当凸形适配端环(I)和凹形适配端环(3)采用柔性石墨带缠绕、模压成的整体成型填料时，在该低泄漏组合成型填料的上、下端各增加一圈正方形或矩形截面的柔性石墨编织成型填料。
3.根据权利要求1所述的柔性石墨低泄漏组合成型填料，其特征在于:在中间环(2)、凸形适配端环(I)、凹形适配端环(3)的锐角形楔角的尖部采用圆角或平角过渡使所述的楔角尖部形成钝角。
【文档编号】F16K41/02GK103759012SQ201410032825
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】章华 申请人:章华