带电绝缘涂料的衬垫制造技术

本发明专利技术公开了一种电绝缘衬垫，其中，涂料层被布置在电绝缘衬垫的盘形芯衬垫部件的至少一个表面上，并且在一些实施例中，被布置在所有表面上。芯衬垫部件可以由金属材料制成，并且可以在芯衬垫部件的每个轴向表面中包括一个或多个凹槽。当所述芯衬垫部件包括这样的凹槽时，涂料可被应用于所述凹槽的所有表面以及所述芯衬垫部件的所有其他表面，以使所述涂料封装所述芯衬垫部件。涂料层可以是，例如，聚酰亚胺，聚酰胺，陶瓷，和氧化铝。

Liner for live insulating coating

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带电绝缘涂料的衬垫本申请要求2017年10月5日提交的美国专利申请No.15/726,080的权益和优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
在多种不同的行业和应用中需要提供具有电绝缘性能的衬垫。然而，先前已知的具有电绝缘性能的衬垫存在许多限制。例如，在一些情况下，这些衬垫的电绝缘性能对于给定的应用或行业来说不够高。这可能是因为用于提供电绝缘性能的材料不是高介电材料。在一些情况下，具有电绝缘性能的衬垫仅限于低温应用，因为它们不能承受高温。在一个示例中，具有电绝缘性能的衬垫使用玻璃增强环氧树脂(GRE)。然而，GRE具有在250到350°F之间的最大玻璃化转变温度。当GRE衬垫暴露在高于该温度范围的温度下时，GRE变得柔软，像橡胶一样，随后GRE缺乏适当地支撑密封元件的强度，从而导致衬垫失效。此外，GRE通常通过使用粘合剂粘附在衬垫的芯上。这种粘合剂在高温和高压下可能失效，从而导致层离。由于具有电绝缘性能的材料被添加到衬垫的芯以赋予电绝缘性能，许多包含该材料的衬垫具有更大的厚度。许多常用的绝缘材料的介电强度值在400到800伏特/密耳之间。因此，需要厚的衬垫来获得用于常用应用的足够的电压电阻。这些厚度较高的衬垫会限制衬垫的使用范围。与先前已知的具有电绝缘性能的衬垫相关的其他问题包括结构复杂性，有限的尺寸稳定性，和有限的耐化学腐蚀性。因此，需要改进具有电绝缘性能的衬垫。概述本文描述了具有电绝缘性能的衬垫的多种实施例。在一些实施例中，衬垫包括芯衬垫部件，该芯衬垫部件的至少一个表面上具有介电材料的涂料或膜。在一些实施例中，所述涂料或膜包括聚酰亚胺，陶瓷，或氧化铝。在一些实施例中，涂料或膜形成在芯衬垫部件的所有表面上，包括在芯衬垫部件的轴向表面中/上形成的任何凹槽和/或突起的表面上。本文还描述了由涂料或膜完全封装的芯衬垫部件。附图说明图1是根据本文所述的多种实施例的衬垫的俯视图。图2A是图1所示的衬垫沿线2-2得到的截面图。图2B是根据本文所述的多种实施例的衬垫的截面图。图2C是根据本文所述的多种实施例的衬垫的截面图。具体实施例参考图1，示出了根据本文所述的多种实施例的具有改进的电绝缘性能的衬垫100。衬垫100通常包括芯衬垫部件110(也被称为护圈)和形成在芯衬垫部件110的至少一个表面上的介电涂料120(形成在芯衬垫部件110的至少顶部轴向表面上，如图1所示)。芯衬垫部件110可以包括形成在芯衬垫部件110的轴向表面中的一个或多个凹槽，每个凹槽具有布置在其中的密封元件130，140。芯衬垫部件110通常可以具有盘形，使得衬垫100适合于放置在例如相邻管段的法兰之间。芯衬垫部件110的尺寸(例如，外径，内径，轴向表面之间的厚度等)通常不受限制，并且可以根据要使用衬垫的具体应用来选择。将芯衬垫部件110的材料提供到适合在衬垫中使用(包括满足或超出在特定应用中使用衬垫100所需的性能)的芯衬垫部件100通常不受限制。芯衬垫部件110的材料通常是导电材料，因为本申请的目的是向芯提供电绝缘涂料。在一些实施例中，芯衬垫部件110的材料是金属。在一些实施例中，芯衬垫部件110的材料是不锈钢。如上所述，芯衬垫部件110可以包括形成在芯衬垫部件110的一个或多个轴向表面中的一个或多个凹槽。在一些实施例中，凹槽是与芯衬垫部件110同心对齐的圆形凹槽，尽管也可以使用其他构造。在一些实施例中，形成在一个轴向表面中的凹槽与形成在相对的轴向表面中的凹槽相同，尽管也可能存在其他非对称构造。在图1中，芯衬垫部件110包括形成在芯衬垫部件110的至少顶部轴向表面中的两个同心对齐的凹槽，每个凹槽具有布置在其中的密封元件130，140。虽然上文和本文档中特别地提到凹槽，但芯衬垫部件110可以包括代替凹槽或除凹槽之外的凸起特征。凸起特征可以用于，例如，锁定在适当位置或作为应力集中的密封。现在参考图2A-2C，示出了图1的衬垫100沿着线2-2得到的截面图，图2A，2B，和2C中的每一个都示出了衬垫100的不同实施例。在图2A中，介电涂料120形成在芯衬垫部件110的至少一个表面上；在图2B中，介电涂料120形成在凹槽115的至少一个表面上，该凹槽115形成在芯衬垫部件110中；在图2C中，介电涂料120形成在芯衬垫部件110的所有表面上，包括凹槽115的多个表面。虽然图2A-2C中未示出，但是芯衬垫部件110还可以包括从芯衬垫部件110的轴向表面111突出的一个或多个特征。在包括这样的特征的实施例中，介电涂料120可被布置在凸起特征的一个或多个表面上。芯衬垫部件110中提供的凹槽115的具体数量不受限制。此外，每个凹槽的截面形状，深度，宽度，和位置(例如，与内径的径向距离)通常不受限制。如图2A-2C所示，在每个轴向表面111中包括两个凹槽115，凹槽115具有大体上为方形的截面形状，凹槽115位于靠近芯衬垫部件110的内径的位置，并且形成在一个轴向表面中的凹槽115与形成在相对的轴向表面中的凹槽115在形状，深度，和位置上是相同的。在一些实施例中，形成在芯衬垫部件110中的凹槽115用作密封凹槽。这些密封凹槽被配置为使得一个或多个密封元件可以被布置在密封凹槽115内。任何类型的密封元件都可以被布置在密封凹槽115中，包括例如E形环，C形环，O形环，和螺旋缠绕式密封。在一些实施例中，如图2A-2C所示，E形环130可被布置在径向外凹槽115中，唇形密封140可被布置在径向内凹槽115中。在一些实施例中，凹槽115的形状和尺寸被设置为使得仅单个密封元件适合于凹槽内。例如，径向外凹槽115的形状和尺寸可以被配置为使得布置在其中的E形环占据凹槽115的全部并且不为诸如压缩限制器的其它部件留下额外的空间。凹槽115形状和尺寸可以以这样的方式被设置，因为在本文所述的实施例中，衬垫护圈(即，芯衬垫部件110)本身可以充当压缩限制器，从而消除了将单独的压缩限制器部件并入衬垫100的需要。衬垫100还包括介电涂料120。如上所述，介电涂料120被施加到芯衬垫部件110的至少一个表面，要么是部分地(如图2A和2B所示)要么是完全地(如图2C所示)覆盖其被施加到的表面。如图2C所示，在一些实施例中，介电涂料120被完全施加到芯衬垫部件110的每个表面，包括形成在芯衬垫部件110中/上的任意凹槽115(和/或凸起特征)的表面。换言之，介电涂料120可以形成在芯衬垫部件110上，以便完全地包裹芯衬垫部件110。以这种方式，该介电涂料120可将金属芯衬垫部件110电绝缘，并增加衬垫100的适用范围。在一些实施例中，形成在芯衬垫部件110的一个或多个表面上的介电涂料120具有一致的厚度，包括当介电涂料120被提供在芯衬垫部件110的所有表面上时。介质涂料的厚度通常不受限制。在一些实施例中，介电涂料的厚度在小于6mm的范围内。在一些实施例中，涂料的厚度为0.381mm或更小，例如0.127mm或更小。在一些实施例中，例如在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电绝缘衬垫，包括：/n金属芯衬垫部件，所述芯衬垫部件呈盘形并且包括形成在所述金属芯衬垫部件的轴向面中的一个或多个凹槽；以及/n形成在所述金属芯衬垫部件的一个或多个表面上的涂料，所述涂料包括介电材料；/n其中，所述涂料设置在所述一个或多个凹槽的至少一个表面上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171005 US 15/726,0801.一种电绝缘衬垫，包括：
金属芯衬垫部件，所述芯衬垫部件呈盘形并且包括形成在所述金属芯衬垫部件的轴向面中的一个或多个凹槽；以及
形成在所述金属芯衬垫部件的一个或多个表面上的涂料，所述涂料包括介电材料；
其中，所述涂料设置在所述一个或多个凹槽的至少一个表面上。


2.根据权利要求1所述的电绝缘衬垫，其中所述芯衬垫部件由不锈钢制成。


3.根据权利要求1所述的电绝缘衬垫，其中所述涂料材料选自聚酰亚胺，聚酰胺，陶瓷，和氧化铝。


4.根据权利要求3所述的电绝缘衬垫，其中所述涂料材料为聚酰亚胺。


5.根据权利要求1所述的电绝缘衬垫，其中所述一个或多个凹槽的所有表面都涂有所述涂料。


6.根据权利要求1所述的电绝缘衬垫，其中所述芯衬垫部件的所有表面都涂有所述涂料。


7.根据权利要求6所述的电绝缘衬垫，其中所述涂料具有一致的厚度。


8.根据权利要求7所述的电绝缘衬垫，其中所述厚度小于6mm。


9.根据权利要求7所述的电绝缘衬垫，其中所述厚度小于0.381mm。


10.根据权利要求7所述的电绝缘衬垫，其中所述厚度小于0.127mm。


11.根据权利要求1所述的电绝缘衬垫，其中所述芯衬垫部件包括在所述芯衬垫部件的第一轴向表面中的径向外凹槽和径向内凹槽，以及所述芯衬垫部件的第二轴向表面中的径向外凹槽和径向内凹槽，其中在所述第一轴向表面中的所述凹槽同心对齐，并且所述第二轴向表面中的所述凹槽同心对齐。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊恩·布朗，瑞恩·布蒂默，斯科特·T·坦纳，
申请(专利权)人：卡罗克管道技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US