[发明专利]圆筒形垫圈及其制造方法以及使用该圆筒形垫圈的插入型排气管接头

权利要求书

1.一种用于插入型排气管接头的圆筒形垫圈，包括：由压缩的金属丝网构成的加强构件；填充在所述加强构件中的金属丝网的网格中并包含压缩的石墨、酸处理石墨和无机粘结剂的耐热材料；以及孔隙，所述孔隙分散地分布于所述加强构件和所述耐热材料内，其中，所述加强构件和所述耐热材料彼此缠结以具备结构完整性，沿圆筒形内周面到圆筒形外周面的径向方向致密地包含所述加强构件，并且相对于所述圆筒形垫圈的总体积，所述加强构件占据体积的32％到60％，所述耐热材料占据体积的5％到58％，而所述孔隙占据体积的10％到35％。

2.根据权利要求1所述的圆筒形垫圈，其特征在于，所述石墨选自天然石墨、人造石墨和膨胀石墨中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的圆筒形垫圈，其特征在于，酸处理石墨是膨胀处理前的酸处理石墨。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的圆筒形垫圈，其特征在于，无机粘结剂选自磷酸二氢铝、磷酸氢铝、磷酸二氢镁、磷酸氢镁、磷酸二氢钙、磷酸氢钙和磷酸中的至少一种。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的圆筒形垫圈，其特征在于，石墨和所述酸处理石墨之间的质量比为1:0.01到0.5，一方面所述石墨与所述酸处理石墨和另一方面所述无机粘结剂之间的质量比为1:0.1到1。

6.一种用于插入型排气管接头的圆筒形垫圈的制造方法，包括以下步骤:

(1)以预定比例混合石墨粉、酸处理石墨粉、无机粘结剂和蒸馏水，将它们揉捏以制成含有所述石墨粉末、所述酸处理石墨粉末和所述无机粘结剂的湿混合物；

(2)制备通过编织细金属丝获得的管状金属丝网，并使所述管状金属丝网通过一对辊之间，从而沿径向进行压缩，以制成带形金属丝网；

(3)将混合物供给到所述带形金属丝网的两个表面，并用辊来辊压所述混合物，以用所述混合物来填充所述带形金属丝网的网格，随后干燥填充在所述带形金属丝网的网格中的混合物，以去除所述混合物中的水分，从而形成复合带形构件，其中所述混合物填充并保持在所述带形金属丝网的网格中；

(4)将所述复合带形构件卷绕至少两圈以形成圆筒形状，以制成管状基体构件；并且

(5)将所述管状基体构件插入模具的圆筒形中空部分内，并且使所述管状基体构件在所述模具中沿其轴向压缩成型，

其中，所述圆筒形金属丝包括：由压缩的带形金属丝网制成的加强构件；填充在所述加强构件的所述带形金属丝网的网格中并且包含压缩的石墨、酸处理石墨和无机粘结剂的耐热材料；以及孔隙，所述孔隙分散地分布于所述加强构件和所述耐热材料内，并且其中所述加强构件和所述耐热材料彼此缠结以具备结构完整性，沿圆筒形内周面到圆筒形外周面的径向方向致密地包含所述加强构件，并且相对于所述圆筒形垫圈的总体积，所述加强构件占据体积的32％到60％，所述耐热材料占据体积的5％到58％，所述孔隙占据体积的10％到35％。

7.根据权利要求6所述的圆筒形垫圈的制造方法，其特征在于，所述石墨选自天然石墨、人造石墨和膨胀石墨中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的圆筒形垫圈的制造方法，其特征在于，所述膨胀石墨粉末是通过切割和粉碎膨胀石墨板材所形成的粉末。

9.根据权利要求6到8中的任一项所述的圆筒形垫圈的制造方法，其特征在于，所述酸处理石墨粉末是膨胀处理前的酸处理石墨粉末。

10.根据权利要求6到9中的任一所述的圆筒形垫圈的制造方法，其特征在于，所述无机粘结剂选自从磷酸二氢铝、磷酸氢铝、磷酸二氢镁、磷酸氢镁、磷酸二氢钙、磷酸氢钙和磷酸中的至少一种。

11.根据权利要求6到10中的任一所述的圆筒形垫圈的制造方法，其特征在于，包含于湿混合物中的石墨粉末和酸处理石墨粉末之间的质量比为1:0.01到0.5，一方面石墨粉末与酸处理石墨粉末以及另一方面无机粘结剂之间的质量比为1:0.1到1。

12.一种插入型排气管接头，包括：

外管，所述外管具有管端部、扩大直径圆筒形部、开口端部、凸缘部和多个狭缝，所述扩大直径圆筒形部经由环形肩部在所述管端部处设有扩大直径，所述开口端部设置在所述扩大直径圆筒形部的一个轴向端部处，所述凸缘部以径向向外延伸的方式设置在所述开口端部的外周面上，所述多个狭缝以从所述开口端部的环形端面轴向延伸并且沿圆周方向等距分布的方式设置在所述扩大直径圆筒形部和所述凸缘部内；

内管，所述内管具有管端部和凸缘，所述管端部通过所述外管的扩大直径圆筒形部的内部，并在其一个轴向端部处装到所述外管的管端部，所述凸缘竖直地设置在所述管端部的另一轴向端部的外周面上；

如权利要求1到5中的任一项所述的圆筒形垫圈，所述圆筒形垫圈装入所述内管的管端部的圆筒形外表面和所述外管的扩大直径圆筒形部的内表面之间的环形间隙内；

以及紧固箍，所述紧固箍布置在所述外管的扩大直径圆筒形部的圆筒形外表面上，从而通过被束紧而将所述外管的扩大直径圆筒形部的圆筒形内表面压到所述圆筒形垫圈的所述圆筒形外周面，由此，按压所述紧固箍将所述圆筒形垫圈的所述圆筒形内周面压到所述内管的管端部的圆筒形外表面，其中，在所述环形间隙中，布置成其一个轴向端部的环形端面邻抵于所述内管的所述凸缘的所述圆筒形垫圈设置成使包含在所述耐热材料中的酸处理石墨由于流经所述内管的废气的热量而适于经历体积膨胀，以密封位于所述圆筒形垫圈的圆筒形外周面和所述外管的扩大直径圆筒形部的圆筒形内周面之间的间隙以及位于所述圆筒形垫圈的圆筒形内周面和所述内管的管端部的圆筒形外表面之间的间隙，并密封由所述圆筒形垫圈的一个端面、所述内管的管端部以及所述外管的扩大直径部分部的环形肩部所形成的空间。