[发明专利]具有密度梯度的压缩填料的密封方法及其压缩填料

说明书

具有密度梯度的压缩填料的密封方法，包括步骤1，将条形填料按一定的重量和尺寸置于成形模具内；步骤2，用压机压制成环形填料环，压制时可通过预定高度的衬垫挡块来精确控制填料环的成形高度，从而获取所需密度的填料环；步骤3，将填料环沿受力方向叠加，在沿受力方向上，所述的填料环的密度依次逐个增加。本发明还包括依照该方法生产的压缩填料，由若干个沿受力方向叠加的填料环构成；在沿受力方向上，所述的填料环的密度依次逐个增加。

技术领域

本发明涉及一种压缩填料及其密封方法，属于密封件技术领域，可广泛应用于转轴密封和往复运动的轴封等流体密封场合。

背景技术

压缩填料密封也称为盘根(packing)密封、压盖填料(gland packing)密封。其密封结构简单、材料来源广泛、安装维护方便、价格低廉，因而被广泛用于离心泵、真空泵、搅拌机、反应釜和船舶螺旋桨等转轴密封，柱塞泵、往复式压缩机、制冷剂的往复运动轴密封，以及各种阀门阀杆的旋动密封等。

安装前后压缩填料的密度是填料密封性能的重要影响因数，填料密封是将填料装于填料函内，通过压盖将填料压实过程中沿径向胀开后贴紧轴表面来阻止介质外漏达到密封效果的。作为一种可压缩性密封材料，安装后的填料密度相比安装前有明显的提高。但是由于摩擦力的存在致使压紧力沿轴向逐渐减小，因此产生的径向压紧力由外端(压盖一侧)向内端呈下降趋势且内侧填料的压实程度远不如外侧。如果内端径向应力小于介质压力，介质便开始渗入内端。当然，只要外端的径向接触应力大于介质压力，填料不会发生泄漏。但是随着轴的运动内侧较疏松的填料会发生二次压实，相反，外端较密实的填料会变的疏松。随着填料密度逐渐的“走匀”，径向的接触应力沿轴向逐渐趋势平缓，而最大接触应力的下滑将直接导致填料的密封失效。

发明内容

本发明所要解决现有技术压缩填料因径向接触应力沿轴向分布呈递减趋势的弊端，提供一种密封效果好、使用寿命长的具有密度梯度的密封方法及其专用压缩填料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

具有密度梯度的压缩填料的密封方法，包括如下步骤：

步骤1，将条形填料按一定的重量和尺寸置于成形模具内(该条形填料可以是原工艺制备填料时用的原材料)，

步骤2，用压机压制成环形填料环，压制时可通过预定高度的衬垫挡块来精确控制填料环的成形高度，从而获取所需密度的填料环；

步骤3，将填料环沿受力方向叠加，在沿受力方向上，所述的填料环的密度依次逐个增加。

依照上述方法生产的压缩填料，其特征在于：由若干个沿受力方向叠加的填料环构成；在沿受力方向上，所述的填料环的密度依次逐个增加。

进一步，所述的压缩填料是编织盘根填料。

或者，所述的压缩填料的上端填料环和下端填料环是编织盘根，中间的填料环是具有密度梯度的柔性石墨环组成的压缩填料。

本发明所述的受力方向，是指压盖压迫填料的方向。

本发明的有益效果在于：

本发明采用具有密度梯度的填料环，填料在自上而下的压缩过程中提高了底层填料侧向胀开能力，既避免了填料安装后底层压缩不充分，又确保了填料的整体密实和侧向受力均匀，从而有效提高了填料的密封性能。此外，本发明制备的压缩填料在服役期间摩擦系数稳定、制作简单、生产成本低。

附图说明

图1是本发明的具有密度梯度压缩填料安装时填料环的叠加顺序。

图2是用本发明具有密度梯度压缩填料与等密度填料在工作过程中泄漏率随循环次数的演变。

图3是用本发明具有密度梯度压缩填料与等密度填料在工作过程中泄漏率随循环次数的演变。