[其他]金属-膨胀石墨复合填料密封件

说明书

本实用新型属于填料密封件。

在填料密封技术中，为了保证被密封部位如填料箱处密封不漏，通常是在该处安装由各种纤维材料如棉、麻、石棉等编织构成的填料密封件，通过压紧力的作用，填料密封件发生变形贴紧被密封的部位而达到密封。近年来，人们开始采用膨胀石墨材料作为填料的密封材料。在现有技术中，由膨胀石墨材料构成的填料密封件通常是把带状的膨胀石墨缠绕在芯轴上至一定尺寸，然后放在模具里模压成断面呈矩形的填料密封件。这种纯石墨材料模制的填料密封件，由于膨胀石墨材料的优异密封性能而获得令人满意的密封效果。但由于膨胀石墨材料本身的机械强度较低，单纯由膨胀石墨模制成的填料密封件很容易被破坏。在实际使用中可能因某种原因造成填料箱泄漏，此时，被泄漏的高速流体将冲刷强度不高的膨胀石墨填料密封件，以致将填料冲走，使泄漏加剧。泄漏的加剧又将导致膨胀石墨填料受到更剧烈的冲刷。如此恶性循环，最终可能在短时内填料全部被“吹空”，从而造成严重的泄漏事故，这在高温高压场合尤为危险。因而由纯膨胀石墨材料构成的填料密封件在实际使用中安全性不够。另一方面，膨胀石墨材料在与被密封的轴或杆接触时有可能发生所谓“石墨转移”现象，即石墨材料会粘附于轴或杆的表面，当轴或杆运动时就会使填料密封件本身受到损坏，从而导致泄漏。此外，如果使用做成便于安装的开口填料密封件时，由于纯膨胀石墨填料强度不高，在安装中，掰开填料时往往会损坏填料或破坏填料的结构完整性，而且拆卸时不易整圈拉出，因而从密封处如填料箱处拆卸也比较困难。

申请号为CN87207110的专利申请推出了一种由金属材料和膨胀石墨复合    构成的垫片密封件，它是以在密封表面有同心沟糟的金属环为骨架，在带沟糟的表面上复合一层膨胀石墨材料，以克服纯膨胀石墨垫片密封件强度低的缺点。但我们知道，垫片密封与填料密封是二类性质不同的密封方式，垫片密封一般用于法兰联接等静密封场合，而填料密封一般用于填料箱等动密封场合，由于二者密封的作用方式不同，因而金属一膨胀石墨复合垫片密封件不能用于动密封的填料箱场合。本实用新型提供了一种金属－膨胀石墨复合的填料密封件，它不仅密封性能优良，而且结构牢固，使用寿命长，安全可靠。

本实用新型的实质是密封件由带状金属材料与膨胀石墨复合构成，密封件为圆环状，带状金属材料与膨胀石墨以密封件的中心线为中心同心地交替相同，且密封件的内、外圈表面为膨胀石墨材料。根据使用场合的不同，密封件圆环的断面可以是矩形或梯形等多种形状。从原理上来讲，所述的金属材料可以是任何强度高于膨胀石墨的金属，但在实际使用中，根据使用条件一般采用铁、铜、铅、铝、锌及它们的合金。

所述的膨胀石墨可以是纯膨胀石墨材料，也可以加入少量“牺牲金属”，以防止石墨材料的电化腐蚀。

为了加强带状金属材料与膨胀石墨的结合力，带状金属材料可以是断面呈波纹状的箔带，由于波纹的存在，金属带与膨胀石墨便互相交错咬合。带状金属材料还可以是金属丝网带，这样与膨胀石墨之间的结合力也是很理想的。

附图1、2展示了本实用新型的细节。

图1为矩形断面的密封件，通常可用作填料箱轴封密封件。图2为梯形断面的密封件，通常可作为设备联接的自密封圈。二图中，1为断面为波纹状的金属箔带，2为膨胀石墨材料，它们以密封件中心线为中心，同心地互相交错相间并互相咬合在一起，且在密封件的内圈表面3和外圈表面4均为膨胀石墨材料。

复合填料密封件可以是封闭的整圈，而为了安全拆卸方便也可以是带开口的整圈或分成两块拼合的形式。附图3表示带开口的整圈复合密封件，附图4表示分成两块的复合密封件，由两半圆块6和7拼合而成。在图3和图4中，5为开口处，开口处接合面一般为斜面，也可以是垂面。带开口的整圈复合密封件在安装时可以像其它石棉填料圈那样在开口处掰开装入填料箱中而不必从轴端套入。分成两块拼合的填料密封件则可分开直接装入填料箱，因此安装时比不开口整圈方便。带开口的复合密封件和由两块拼合的填料密封件尽管有一个或两个接合面，但和其它软质填料一样，它们在轴向力的压紧下将发生变形、并填塞接合处的泄漏隙，使接合部位保持良好的密封性能。复合填料密封件实际使用时，由于压紧力的作用发生变形，密封件的内、外圈表面贴紧被密封的部位，由于与被密封部位相接触的内、外圈表面层为膨胀石墨材料，因而能获得良好的密封性能。金属材料的强固作用使复合密封件内部结构非常紧密牢固，从而防止了膨胀石墨材料被流体“吹空”的可能。如果被密封的是轴或杆，那么在轴或杆运动时因“石墨转移”而被粘附在轴或杆表面的膨胀石墨会被金属箔或丝网从上面刮下来而保留在原来的地方，使密封件免受损坏，实际上起到自身保护的作用，因此大大提高了复合填料的安全可靠性，可延长寿命。另一方面，由于金属材料的增强作用，如前面所述的带开口复合填料密封件在掰开安装时不容易被损坏，从填料箱拆卸时容易整圈拉出，因而给安装更换密封件带来方便。因此，本实用新型提供的金属－膨胀石墨复合填料密封件不尽具有膨胀石墨填料密封件的优良密封性能，而且解决了已有的纯膨胀石墨填料密封件在安全可靠性、寿命和装卸等方面存在的问题。它能广泛用作各种设备如泵、阀门等的填料箱密封元件或设备如阀门或其他设备联接的自密封圈，或其他填料密封元件。