[发明专利]填密环,生产填密环的方法以及使用了填密环的密封装置

说明书

本发明涉及填密环，用于生产填密环的方法以及使用了填密环的密封装置。

作为密封元件，填密环能够广泛地用于具有转动或往复滑动运动的部件中或静止部件中。例如，它们可以安装在位于阀体或阀壳和阀杆之间的密封装置中，或安装在流体处理装置的密封装置中，以及安装在泵轴密封部件中的密封装置中等。填密环能够有效地密封流体的例子包括密封各种气体，液体和松散固体材料。特别是在近年来，就地球环境保护而言，流体处理装置的流体自由渗出已成为一个严重的问题。由此看来，十分需要开发出具有优越的抗热和抗化学腐蚀性能以及能紧密密封的填密环。

填密环一般分为两类。其中，一类填密环是通过从膨胀石墨板上切出一带状的材料，将其卷为一个螺旋卷并在一模具中环形地压铸此卷而生产的，而另一类填密环是通过层压多层膨胀石墨板并按预定尺寸从所得到的层压结构上冲压出环状元件而得到的。

这两种填密环在使用之前插进用于安装它们的空的空间中，并在里面对其进行挤压。

对于前一种类型的填密环，由于它们在压力作用下易于横向变形，即沿径向变形，它们获得了与填密槽或轴的接触力，并因此甚至在填密槽或轴的表面加工精度和尺寸精度不高的情况下，填密环都能起到足够的密封作用。然而，这种令人满意的密封作用随着时间的推移而逐渐减小，这是因为填密环容易挤入间隙中，例如这种情况出现在填密槽底面和轴之间的间隙中，密封压盖和填密槽的空的空间之间的间隙中，以密封压盖和轴之间的间隙中，并因此引起压紧力的损失。

此外，由于构成填密环的层压板料层之间的粘着连接在作用于填密环的压紧力的作用下会有所降低而不会增强，所处理的流体可能会沿轴向渗过填密环。此外，由于与其它填密环接触的填密环表面，填密槽底面，或密封压盖的固定表面是由构成填密环的板料端面所形成的，填密环在上述表面处表现出不良的粘着连接，并有失去作用的趋势，而且表面本身有受损趋势，并需要仔细加工。

对于第二种类型的填密环，这种填密环得不到很大的、与填密槽或轴相接触的接触力，因为在压紧力作用下填密环的横向变形量，即径向变形量非常小。因此，当填密槽或轴的表面加工精度或尺寸精度不高时，由于不良的粘着连接，填密环有产生流体泄漏的趋势。幸而这种填密环在压力作用下沿轴向能够预防流体的贯穿渗流，起到令人满意的、对填密槽底面或对密封压盖的固定表面的粘着连接作用，不允许流体穿过各层界面而泄漏。此外，这种填密环不会常常挤过用于安装填密环的空的空间，即不会挤入填密槽的底部和轴之间的间隙中，不会挤入密封压盖和轴之间的间隙中以及不会挤入密封压盖和填密槽之间的间隙中。这种填密环因挤入间隙而引起压紧力减小和失去密封作用的可能性是极小的。

这种填密环的另一个缺点是其层压板料的各层之间容易垂直分离，易于受损，需要仔细加工，并且需要大量的时间和人力进行维修。

图18是一纵向局部断面图，表示了日本实用新型公开No.1-29315中的一个密封装置。这种密封装置利用了由上述两种方法生产的膨胀石墨填密环，同时消除了它们的许多缺点并利用了它们的各自优点。

在图18中，参考数字21至25表示的是膨胀石墨填密环，特别是数字21和25代表了由上述两种方法中后一种方法生产的填密环，而数字22，23和24代表了由前一种方法生产的填密环。参考数字26表示的是填密槽，数字27为一阀杆，以及数字28为一密封压盖。

如图18所示，填密环21至25由密封压盖28压在填密槽26中。作为结果，由前一种方法生产的填密环22，23和24产生径向变形并与填密槽26和阀杆27紧密接触，以便预防沿接触界面的可能的流体泄漏。

同时，填密环21和25防止沿轴向渗过填密环22，23和24的流体的泄漏。此外，填密环21和25防止流过其它界面的流体的进一步泄漏，即防止流过填密环21和25与填密环22或24的界面、流过填密槽26的底面26a、以及流过密封压盖28的固定表面28a的流体的泄漏。由于填密环21和25层叠的方向与填密槽26和阀杆27之间的间隙A垂直，与密封压盖28和阀杆27之间的间隙B垂直，也与密封压盖28和填密槽26之间的间隙G垂直，填密环21和25几乎很少挤入这些间隙中。

然而，甚至在如图18所示的密封装置中，填密环21至25都有受损趋势，并需要仔细加工。特别是填密环21和25容易与居中的填密环22至24垂直分离，并使维修工作变得困难。虽然它们只极少地挤入上述的间隙A，B和G中，挤入问题仍是一个需要解决的问题。此外，这种密封装置的缺点是：对于小分子量的气体或强渗透性溶剂不能有效地防止其泄漏。