用于制造编织的双面压紧填料密封件的方法与装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及编织的双面压紧填料密封件、用于制造与使用此密封件的方法、以及适于制造此密封件的装置。编织的双面压紧填料密封件由两种或多种不同的材料通过这样的方式组成：在横截面中，压紧填料密封件相对于基本上垂直于纵轴并且基本上垂直于压紧填料密封件的侧面的第一轴具有非对称构造。因此，当在横截面平面中观察时，压紧填料密封件可以沿着密封件的第一侧面基本上仅暴露第一材料，并且沿着密封件的第二侧面基本上仅暴露第二材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造编织的双面压紧填料密封件的方法与装置及其使用方法相关申请的交叉引用本申请要求2011年9月26日提交并且标题为“用于制造编织的双面压紧填料密封件的方法与装置及其使用方法”的美国临时申请No.61/539,173的优先权。上述申请的内容通过引用的方式包含于此。
技术介绍
在一些机械领域，必须在装置的零件之间实现密封。例如，密封技术的一种通常的应用涉及在一端具有流体15的旋转轴。在如图1A和图1B中描述的此情形中可能期望的是防止流体15从轴10的周围泄露。因此，密封箱20可以围绕轴10。密封箱20可以包括这里称作压紧填料密封件30的填料材料，其包围在旋转轴周围并且在旋转轴10与密封箱20之间提供界面与密封表面。压紧填料密封件30可以由一系列轴向对接填料环组成。通常地使用套环40并且其与填料环30一起安装。套环40与轴并且与形成在密封箱20中的流体传送通道42联通。套环可以包括用于将诸如水或润滑油的流体从通道42传送到旋转轴10的孔。压紧填料密封件30可以是当在横截面中观察时通常地正方形或圆形的编织材料的形式，但是压紧填料密封件30可以设置成多种横截面形状。压紧填料密封件30可以切割到适当的尺寸并且包围在轴10的周围以形成环。可以沿着轴10的长度设置多个环以便在轴10的周围提供密封。填料压盖50用于固定密封箱20内的压紧填料密封件30。通常地，为了形成压紧填料密封件30，一种或多种材料以诸如正方形模式或角落加强模式的编织模式编织在一起。通过沿着x-y平面中的一系列材料路径移动两个或多根纱线来实现编织模式，这构建了在z平面中尺寸增加的编织结构。图2A-图2D描述了在传统压紧填料密封件中使用的通常的编织模式。例如，图2A描述了通过沿着材料路径60的两轨道组(在上面指出的x-y平面中描述)编织通常具有相同的材料类型的两根纱线形成的称作正方形编织的编织物。结果是图2B中示出的编织结构70，其中两根纱线在正方形的各角落处交替。图2C描述了3轨道交叉编织的正方形结构，其中沿着三轨道组的材料路径80编织三根纱线。结果是图2D中示出的编织结构90，其中三根纱线在正方形的各侧面上交替。图2E描述了图2D的编织结构90的三维透视图。类似地，图2F描述了4轨道交叉编织正方形结构，其中沿着四轨道组的材料路径100编织四根纱线。结果是图2G中示出的编织结构110，其中四种材料在正方形的各侧面上交替。图2H描述了图2F的4轨道交叉编织正方形结构的特殊情形。在图2H中，提供了四轨道组的材料路径120。然而，两种不同类型的材料用于四轨道材料路径中的纱线。即，在两个“内部”材料路径上重复相同的材料，并且在“外部”材料路径上重复不同的材料。因此，如图2I中所示，第一材料沿着压紧填料密封件的侧面出现，而第二材料出现于压紧填料密封件的角落中。例如，如果期望压紧填料密封件的角落比侧面接收更多的磨损，那么此结果可能是有用的。因此，可以利用更坚固的材料来加强角落部分，同时可以使用不那么昂贵的材料来填充侧面。可以使用多种类型的材料来形成压紧填料密封件，并且密封箱/轴/流体系统的特性可以影响对填料密封件以及由此在压紧填料密封件中使用的材料的要求。然而，密封箱/轴/流体系统的特性贯穿整个系统可能不是定性或定量地均匀地分布。例如，由于轴的旋转面向轴的填料密封件的侧面可以暴露到大量磨损，同时相对侧(其面向密封箱)可能受到显著减小的应力。此外，在最靠近密封流体的密封箱的角落中的密封件的侧面可能需要具有对挤压的更大耐性，因为在此位置处密封件必须实现密封使得密封箱的底部与轴之间具有间隙。由于不需要横跨此间隙密封，因此在密封件的中间环上不存在挤压的担心。上述的传统的编织模式中的每个都遭受在解决上面的问题中的缺点。更具体地说，编织结构的不同材料趋于围绕整个编织结构均匀地分布。例如，如在图2C的四轨道结构中示出的，4轨道交叉编织正方形结构的每个侧面都暴露全部材料。因此，很难布置4轨道交叉编织结构以使仅一些材料暴露到一些情形。例如，对于4轨道交叉编织结构来说不能在面向轴10的侧面上为了持久性出现一种选择的材料，并且在面向密封箱20的侧面上出现另一种不昂贵的材料。而是，全部四种材料面向各个方向出现。
技术实现思路
本申请解决了关上面指出的贯穿设备/密封系统的应力的不均匀分布的现有压紧填料密封件的弊端。如下面更加详细地描述的，提供了双面压紧填料密封件。压紧填料密封件是具有表面区域的单个编织结构。近似连续的第一半部表面区域由第一材料组成，并且近似连续的第二半部表面区域由与第一材料不同的第二材料组成。即，压紧填料密封件是非对称的并且在任一侧上暴露不同的材料。因此，可以在不同情形中使用单个压紧填料密封件，并且可以根据第一材料与第二材料的组成展现不同的优点。例如，可以使用相对更昂贵与更坚固的第一材料，同时还可以结合使用相对不那么昂贵并且较弱的第二材料。在使用中，压紧填料密封件可以定向为使得较强的第一材料面向将使压紧填料密封件受到诸如旋转轴的高度磨损的压紧的表面。较弱的第二材料可以相对面向，这在许多应用中意味着第二材料将面向密封箱的内部上的静态表面。因此，第二材料不受到如第一材料那么多的磨损。通过此构造，较强的第一材料可以起到杠杆的作用以延长密封件的寿命，同时较弱的第二材料的存在使制造压紧填料密封件的成本保持相对低。有利地，可以通过在单个通道中在单个机器上编织第一材料与第二材料来制造压紧填料密封件。因此，生产成本保持低于例如通过在不同机器上分别地制造填料的不同部分并且然后将此部分通过粘结剂固定在一起生产的压紧填料密封件。此外，交叉编织压紧填料材料的结构比如果分开编织材料并且通过粘结剂固定更坚固。压紧填料密封件由至少第一材料以及不同于第一材料的第二材料组成。将第一材料与第二材料编织以形成压紧填料密封件。第一材料与第二材料相对于彼此布置使得，在横截面中，压紧填料密封件相对于基本上垂直于纵轴并且基本上垂直于压紧填料密封件的侧面的第一轴具有非对称构造。示例性实施方式还提供了用于制造编织的双面压紧填料密封件的方法。至少第一材料与第二材料可以提供到沿着至少四个材料路径的多个载体。材料路径可以包括基本上是三角形形状的第一材料路径、基本上是正方形形状的第二材料路径与第三材料路径、以及基本上是三角形形状的第四材料路径。第一材料与第二材料可以沿着四个材料路径相互锁定以形成压紧填料密封件。相互锁定可以以此种方式完成，使得第一材料与第二材料相对于彼此布置使得，在横截面中，压紧填料密封件相对于垂直于纵轴的第一轴具有非对称构造。示例性实施方式还提供了用于制造双面压紧填料密封件的装置。此装置还可以包括用于移动第一材料与第二材料的第一行移锤轮、用于移动第一材料与第二材料的第二行移锤轮、以及用于移动第一材料与第二材料的第三行移锤轮。还可以设置一个或多个载体以将第一材料或第二材料从第一移锤轮传送到相同行中的第二移锤轮，或者从第一移锤轮到相邻行中的第二移锤轮。第一行、第二行、与第三行移锤轮可以相互连接以沿着一个或多个材料轨道形成至少四个材料路径。材料路径可以包括基本上是三角形形状的第一材料路径、基本上是正方形形状的第二材料路径与第三材料路径、以及基本上是三角形形状的第四材料路径。在一些实施方式中，可以通过将压紧填料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编织的双面压紧填料密封件，其中纵轴沿着所述压紧填料密封件的长度延伸通过所述压紧填料密封件的中心，所述压紧填料密封件包括至少第一材料以及与所述第一材料不同的第二材料，其中所述第一材料与所述第二材料编织以形成所述压紧填料密封件并且其中所述第一材料与所述第二材料相对于彼此布置以使得在横截面中，所述压紧填料密封件相对于基本上垂直于所述纵轴并且基本上垂直于所述压紧填料密封件的侧面的第一轴具有非对称构造，其中所述第一材料基本上完全地沿着所述压紧填料密封件的一侧布置；还包括彼此相对的第一外部侧面与第二外部侧面，其中所述第一外部侧面基本上由所述第一材料组成并且所述第二外部侧面基本上由所述第二材料组成；并且当与所述第二材料编织时所述第一材料形成所述压紧填料密封件的基本上一半以形成所述双面压紧填料密封件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.26 US 61/539,1731.一种编织的双面压紧填料密封件，其中纵轴沿着所述压紧填料密封件的长度延伸通过所述压紧填料密封件的中心，所述压紧填料密封件包括至少第一材料以及与所述第一材料不同的第二材料，其中所述第一材料与所述第二材料编织以形成所述压紧填料密封件并且其中所述第一材料与所述第二材料相对于彼此布置以使得在横截面中，所述压紧填料密封件相对于基本上垂直于所述纵轴并且基本上垂直于所述压紧填料密封件的侧面的第一轴具有非对称构造，其中所述第一材料基本上完全地沿着所述压紧填料密封件的一侧布置；还包括彼此相对的第一外部侧面与第二外部侧面，其中所述第一外部侧面基本上由所述第一材料组成并且所述第二外部侧面基本上由所述第二材料组成；并且当与所述第二材料编织时所述第一材料形成所述压紧填料密封件的基本上一半以形成所述双面压紧填料密封件。2.根据权利要求1所述的压紧填料密封件，其中利用交叉编织模式编织所述第一材料与所述第二材料。3.根据权利要求1所述的压紧填料密封件，其中当在所述压紧填料密封件的横截面中观察时所述压紧填料密封件相对于所述第一轴呈现非对称构造。4.根据权利要求1所述的压紧填料密封件，其中所述第一材料与所述第二材料进一步相对于彼此布置以使得在横截面中，压紧填料密封件相对于垂直于所述第一轴的第二轴具有对称构造。5.根据权利要求1所述的压紧填料密封件，其中所述第一材料包括碳、聚四氟乙烯(PTFE)、对位芳纶合成纤维或者聚苯并咪唑纤维(PBI)。6.根据权利要求1所述的压紧填料密封件，其中所述第二材料包括腈纶、人造丝、碳、石墨或玻璃纤维。7.根据权利要求1所述的压紧填料密封件，其中所述第一材料与所述第二材料具有不同的特性。8.根据权利要求1所述的压紧填料密封件，其中所述第一材料具有比所述第二材料更高的润滑性、比所述第二材料更高的密封性、与所述第二材料不同的构造、比所述第二材料更高的抗挤压性、或者比所述第二材料更高的热传导性。9.根据权利要求1所述的压紧填料密封件，其中所述第二材料具有比所述第一材料更低的成本，比所述第一材料更高的延展性，比所述第一材料更高的模量，或者比所述第一材料更少的PTFE含量。10.根据权利要求1所述的压紧填料密封件，还包括在所述纵轴的方向延伸通过所述压紧填料密封件的一个或多个经线以便加强所述压紧填料密封件。11.根据权利要求1所述的压紧填料密封件，还包括与所述第一材料和所述第二材料不同的第三材料。12.根据权利要求11所述的压紧填料密封件，还包括与所述第一材料、所述第二材料、以及所述第三材料不同的第四材料。13.根据权利要求1所述的压紧填料密封件，其中：当在横截面中观察时所述第一材料与所述第二材料中的一个或多个以基本上三角形的形状形成在所述压紧填料密封件内；并且当在横截面中观察时所述第一材料与所述第二材料中的一个或多个以基本上正方形的形状形成在所述压紧填料密封件内。14.根据权利要求1所述的压紧填料密封件，其中当在横截面中观察时所述压紧填料密封件基本上是矩形的，其中所述压紧填料密封件的一侧与所述压紧填料密封件的另一侧的比率基本上是4:3。15.一种基本上围绕轴填充密封箱以形成密封系统的方法，所述方法包括：提供根据权利要求1的压紧填料密封件；以及将所述压紧填料密封件置于所述密封箱中。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述压紧填料密封件置于所述密封箱中以使所述第一材料面向所述轴并且所述第二材料抵靠所述密封箱的径向内壁向外地面向。17.根据权利要求16所述的方法，其中根据所述密封系统的以下特性中的一个来选择所述第一材料：所密封的流体的类型、在使用中的所述轴的预期...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·V·阿奇贝特，P·V·斯塔比勒，P·M·小马奥尼，
申请(专利权)人：彻斯特顿公司，
类型：发明
国别省市：美国,US