新型组合密封填料环制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型组合密封填料环，由密封主体、顶环和底环组成，密封主体由依次叠放的压环、密封圈和支撑环组成，顶环位于密封主体的上方，底环位于密封主体的下方，所述的密封圈的截面呈Ｖ型。这种组合密封填料环，顶环和底环在具备密封作用的同时利用自己的回弹性对Ｖ型密封圈受到的压紧力起到缓冲作用，并向Ｖ型密封圈提供持续的压紧力。密封主体由压环、Ｖ型密封圈、支撑环相互叠加，由于支撑环的作用，在压紧力作用下Ｖ型密封圈的唇部发生变形，当介质压力增大和压紧力增大时唇尖改变接触形状，唇部与被密封面贴合更紧密，密封效果更好。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于密封，尤其涉及一种新型组合密封填料环。技术背景在各种生活和生产领域，阀门作为控制或保护元件，应用非常广范，据工 况和使用条件的不同，阀门的种类繁多，阀门执行机构也多种多样，通常分为 手动、气动、电动，其中手动和电动执行机构的阀杆以旋转运动为主，气动执 行机构以往复运动为主，阀杆在动作时处于动密封状态，当阀门处于工作状态 时，阀杆又处于静密封状态，而阀杆的密封属于填料密封，通常要求不能有泄 漏，所以对阀门轴杆的密封性要求非常严格，是评价阀门性能的关键技术指标 之一 ，也是阀门生产商和阀门使用者最为关心的问题。阀门在工作状态，通常会出现两种泄漏， 一种为内漏，即阀门内部被截止 的两端通过阀芯密封面间的间隙泄漏或渗漏；另一种为外漏，即阀门内部与阀 门外部通过密封面间的间隙泄漏或渗漏。内漏产生的原因主要为密封元件加工精度不符合设计要求、出现磨损、压 力或温度变化范围大造成密封元件变形、操作失误造成密封面损伤等。外漏产生的原因主要为密封件选型不正确、密封件质量差、密封面磨损、 安装不正确、阀杆变形、压力冲击、温度波动造成的热胀冷縮等。据国内外有关资料显示，阀门的泄漏问题,其中内漏率为36%，外漏率为54 %，所以有效的解决阀门的外漏问题是提高阀门质量的有效方法之一，从而设 计一种突破传统结构形式的新型轴杆密封填料是非常有必要的。上述外漏的主要原因密封件选型不正确、密封件质量差、密封面磨损、安 装不正确、阀杆变形等原因在整个外漏中占得比率非常小，而且可以通过人为 的控制和修补、更换来解决；而压力冲击和温度波动造成的热胀冷縮往往是在 阀门工作中出现，往往无法人为的去控制，在外漏原因中比率占的非常大，所 以设计一种新型的密封填料来适应工况信息的变化以避免外漏是提高阀门综合 性能的有效手段。阀杆密封填料的密封机理主要取决于两个效应，即轴承效应和迷宫效应。 在压盖的轴向压縮下，使填料中浸渍的润滑剂被挤出，在盘根填料和轴之间会 存在着一层薄薄液膜，使盘根填料和轴类似于滑动轴承，起到了一定的润滑作 用，称之为"轴承效应"。轴在微观下表面非常的不平整，与盘根只能部分贴合，而部分未接触，所以在盘根和轴之间存在着微小的间隙，像迷宫一样，带压介 质在间隙中多次被节流，从而达到密封的作用，称之为"迷宫效应"。这就是填 料密封的机理。显然，良好的密封在于维持"轴承效应"和"迷宫效应"。也就是说， 要保持良好的润滑和适当的压紧。阀杆填料密封的工况一般要求比较严格，多为高温高压，强腐蚀的工作环 境。因此，要求密封填料既要有静密封材料的具有良好压缩率和回弹率及应力 松弛率等性能外，而且还要求应具有动密封材料优良的韧性、抗拉性、回复性、 耐磨性、自润滑性、热传导性、防腐性等性能。单一的填料材料或者单层密封 填料无法满足阀杆填料密封的特殊需要，密封效果较差。同时，传统的阀门用盘根密封填料或者填料环的结构形状均为方形，填料 密封在受到压盖轴向的压力后，受力方向较为单一，盘根填料的变形也较为单 一，由于单一的受力使填料的变形处在不受控状态，其结果造成流体沿径向内 外两个方向上不规则的泄漏。为达到密封的要求在实际使用的过程中主要是通 过加大填料的轴向压力，以取得较大的变形来实现的。但是密封填料较大变形 量增大了填料与阔杆的摩擦系数，加速了阀杆的磨损，因密封面的损伤导致泄 漏的产生。由于在对泄漏的预防和治理方法上存在矛盾，因此技术难度较大， 出现无从下手的状况。当前阀门流体泄漏的预防和治理也在根据不同的工况状态，采取了多方面 的尝试，譬如在填料材质的优选和改进方面；增加填料密封的数量等方面。但 是由于缺乏针对性，又出现了单一的在轴向的密封效果较好或者单一在径向的 密封效果较好，以及在轴向、径向密封效果均能实现的情况下，因填料受力变 性较大，与阀杆的摩擦系数对阀杆的磨损造成密封面的损伤出现使用周期较短 的状况，无法满足实际工业生产的需要。剖析传统的阀用盘根填料的密封缺点，最主要的解决办法就是从根本上改 变密封填料受力方向不受控制、填料变形不受控制的状况，有效控制盘根向理 想的方向变形，在受力较小的条件下同时避免密封流体在轴向和径向上的泄漏。 并根据不同工况信息充分利用不同材质的填料性能的差异采用不同的填料组 合，通过其自身性能的互补，以防止阀杆的腐蚀和降低填料与阀杆的摩擦系数 从而达到优良的综合密封性能。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供一种密封 效果优良的新型组合密封填料环。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案 一种新型组合密封填料环，由密封主体、顶环和底环组成，密封主体由依次叠放的压环、密封圈和支 撑环组成，顶环位于密封主体的上方，底环位于密封主体的下方，所述的密封 圈的截面呈V型。所述的密封主体由柔性石墨压制而成，顶环和底环都是由Inconel网增强的 柔性石墨编织成的盘根压制而成。所述的顶环由两个同样的盘根压制而成。所述的密封主体由改性聚四氟乙烯经机械加工车削而成，顶环和底环都是 由聚四氟乙烯纤维编织成的盘根压制而成。所述的压环、密封圈和支撑环的数量相同，均为一至四个。 所述的密封圈的数量为一至三个。采用上述技术方案的组合密封填料环，顶环和底环在具备密封作用的同时 利用自己的回弹性对V型密封圈受到的压紧力起到缓冲作用，并向V型密封圈 提供持续的压紧力。密封主体由压环、V型密封圈、支撑环相互叠加，由于支 撑环的作用，在压紧力作用下V型密封圈的唇部发生变形，当介质压力增大和 压紧力增大时唇尖改变接触形状，唇部与被密封面贴合更紧密，密封效果更好。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的一个实施例的结构示意图。图3为本技术的另一个实施例的结构示意图。具体实施方式如图1所示的新型组合密封填料环，由密封主体、顶环和底环组成，密封 主体由依次叠放的压环3、密封圈4和支撑环5组成，顶环位于密封主体的上方， 顶环由两个同样的盘根l、 2压制而成。底环6位于密封主体的下方，底环由盘 根压制而成。密封圈4的截面呈V型。密封圈的V型结构使其在受到压盖的轴向压力后，由于支撑环的作用，根 据受力分析，填料环的唇尖会均匀的沿径向变形，并在其与阀杆及密封腔的接 触部位产生压力。当介质工作压力升高时，唇尖改变接触形状和加大接触压力， 使唇部与被密封面结合得更加紧密。用较小的压力达到同时对阀杆和填料腔进 行密封的效果，填料环均匀性变形，有利于通过轴向压紧力控制其与阀杆的摩 擦系数。盘根环l、 2和底环6，作为辅助密封分别置于密封主体的两端，在具 备密封作用的同时利用自己的回弹性对V型密封圈受到的压紧力起到缓冲作 用，并向V型密封圈提供持续的压紧力。根据工况的不同，本技术可采用不同的材料制作当压环3、 V型密封圈4、支撑环5由柔性石墨压制成型，顶环和底环都是 由Inconel网增强的柔性石墨编织成的盘根压制而成的时候，主要适用最高温度 不高于650'C，'最高压力不高于350bar的阀门密封。在高温高压工况下，V型 密封圈材质采用固定碳含量大于99%柔性石墨，同添加增强Incond网的柔性石 墨盘根环组合使用，充分发挥柔性石墨在高温状态下不软化、不变形、不分解 的优异性能，及其自身优良的自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型组合密封填料环，由密封主体、顶环和底环组成，其特征在于：密封主体由依次叠放的压环、密封圈和支撑环组成，顶环位于密封主体的上方，底环位于密封主体的下方，所述的密封圈的截面呈Ｖ型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张志伟，
申请(专利权)人：张志伟，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]