形成大直径热塑性密封件的方法技术

一种形成密封圈的方法包括将一个挤出棒加热至高于玻璃化转变温度的一个温度。该挤出棒具有第一以及第二末端。该方法进一步包括：在温度高于玻璃化转变温度时将该挤出棒弯曲成一种圆形结构、将该挤出棒的第一和第二末端并接以形成一个半完成的圈、并且将该半完成的圈退火。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本披露总体上涉及热塑性密封件、并且具体地涉及大直径热塑性密封件。
技术介绍
在不同行业正日益增加地转向大型设备以满足多项操作要求。因为工业上发展了大型设备，它也寻求着大型部件，如密封件和0形环。通常，这种大型设备是位于偏远的苛刻环境中，从而增加了对持久的并且坚硬的密封件的要求。例如，随着石油和天然气工业力求在更深的水中钻探，所使用的设备的规模正在增加，并且其结果是，对于可以在苛刻的环境下幸存的更持久的大型产品的要求也在增加。然而，用于形成热塑性密封件的常规方法并没有生产出具有所希望的机械特性的大直径密封件。
技术实现思路
一种常规方法包括压缩模制。常规的压缩模制的密封件具有差的机械特性，如低的断裂伸长率。其结果是，通过此类常规压缩模制技术形成的密封件趋向于具有低的耐久性以及差的性能。另一种常规的技术限制了可以制成的密封件的尺寸、并且趋向于产生显著量的废物。例如，圆形密封件可以是从一种挤出的热塑性材料板上切下，从而留下了显著量的废料。此外，这些密封件的尺寸受到该热塑性材料板的宽度所限制。这样，一种用于形成密封件的新方法将是令人希望的。附图说明通过参见附图可以更好地理解本披露，并且使其许多特征和优点对于本领域的普通技术人员变得清楚。图1和图2包括示例性密封件的图示。图3和图4包括用于形成密封件的示例性方法的框图。图5包括一种成形装置的图示。图6包括一种示例性加热器的图示。图7包括一种用于切割的示例性模板的图示。图8包括一个示例性热塑性棒的图示。图9包括一种示例性的挤出的材料的图示。图10包括一种示例性焊接装置的图示。在不同的图中使用相同的参考符号表示相似的或相同的事项。具体实施例方式在一个具体的实施方案中，一种用于形成密封圈的方法包括加热一个挤出棒、将该挤出棒进行弯曲、将该挤出棒的这些末端进行并接以形成一个半完成的圈、并且将该半完成的圈退火。可以将该半完成的圈进行机加工或者进一步加工以形成密封圈、支撑环、或者其他密封装置，在此共同地称为密封圈。在一个实例中，将该挤出棒的这些末端进行并接包括通过熔化这些末端并且将这些末端压在一起来焊接该挤出棒的末端。具体地说，加热这些挤出棒包括将这些棒加热至大于玻璃化转变温度的一个温度。例如，可以将这些挤出棒加热到在0. 65至0. 999范围内的一个加热指数。在另一个实例中，将该半完成的圈在大于玻璃化转变温度的一个温度下退火至少两小时的一段时间。在另一个示例性实施方案中，一个密封圈包括按照ASTM D638测试规范具有至少 5%的焊缝断裂伸长率的一种挤出的热塑性材料。该密封圈具有至少1.5米的周长。例如， 该密封圈可以具有至少1.3米的直径。在一个实例中，该密封圈包括至少一个焊缝。在一个具体的实例中，该挤出的热塑性材料包括一种具有大于100°C的玻璃化转变温度的热塑性材料。在另一个实例中，该挤出的热塑性材料具有不大于0.45的摩擦系数。此外，该热塑性材料可能具有至少3100psi (21. 4MPa)的屈服拉伸强度。如在图1中所展示的，一个密封圈100可以包括一个热塑性棒102。在一个实例中，该热塑性棒是一个挤出的热塑性棒，如一个熔体挤出的棒。具体地说，该挤出的热塑性棒不是糊剂挤出的。可替代地，棒102可以是一个压缩模制的棒。热塑性棒102的这些末端可以在焊缝104处进行并接。在图2所展示的另一个实施方案中，一个密封圈200可以包括热塑性棒202以及204。这些热塑性棒202和204可以在它们的末端在焊缝206和208 处进行并接。尽管在此所说明的这些方法总体上是关于由单一弯曲棒所形成的密封圈而进行说明的，但这些方法可以延伸至由多于一个热塑性棒(例如2、3、4或更多的挤出棒)所形成的密封圈。图3包括用于形成密封圈的一种示例性方法300的图示。该方法包括加热一个挤出的热塑性棒，如在302展示的。可替代地，该棒可以是一个压缩模制的棒。该热塑性棒可以由一种热塑性材料(如一种工程学的或者高性能的热塑性聚合物)形成。例如，该热塑性材料可以包括一种聚合物，如一种聚酮、聚芳酰胺、热塑性聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、 聚苯硫醚、聚醚砜、聚砜、聚苯砜、聚酰胺酰亚胺、超高分子量聚乙烯、热塑性氟聚合物、聚酰胺、聚苯并咪唑、一种液晶聚合物、或它们的任何组合。在一个实例中，该热塑性材料包括一种聚酮、聚芳酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯砜、氟聚合物、聚苯并咪唑、它们的衍生物或它们的组合。在一个特别的实例中，该热塑性材料包括一种聚合物，如聚酮、热塑性聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚砜、聚砜、聚酰胺酰亚胺、它们的衍生物、或它们的组合。在另一个实例中，该热塑性材料包括聚酮，如聚醚醚酮 (PEEK)、聚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酮醚酮酮、它们的衍生物、或它们的组合。一种示例性的热塑性氟聚合物包括氟化的乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、 全氟烷氧基(PFA)，四氟乙烯、六氟丙烯及偏二氟乙烯的一种三聚物(THV)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)、或者它们的任何组合。一种示例性的液晶聚合物包括芳香族聚酯聚合物，如在商品名XYDAR (Amoco)、VECTRA (Hoechst Celanese)、SUMIKOSUPER(Sumitomo Chemical)或 EK0N0L (Sumitomo Chemical)^DuPont HX DuPont ZENITE (Ε.I.DuPont de Nemours)>RODRUN (Unitika)、GRANLAR(Grandmont)下可得到的那些，或它们的任何组合。在一个另外的实例中，该热塑性聚合物可以是超高分子量聚乙烯。在此方法中可以使用超高分子量聚乙烯，即使其玻璃化转变温度是大约-160°C。该热塑性材料还可以包括一种填充剂，如一种固体润滑剂、陶瓷或矿物填充剂、聚合物填充剂、纤维填充剂、金属微粒填充剂、或盐类或它们的任何组合。一种示例性的固体润滑剂包括聚四氟乙烯、二硫化钼、二硫化钨、石墨、单层石墨、膨胀石墨、氮化硼、滑石、氟化钙、氟化铈、或它们的任何组合。一种示例性的陶瓷或矿物包括氧化铝、硅石、二氧化钛、 氟化钙、氮化硼、云母、硅灰石、碳化硅、氮化硅、氧化锆、碳黑、颜料类、或它们的任何组合。 一种示例性的聚合物填充剂包括聚酰亚胺、液晶聚合物如Ekonol 聚酯、聚苯并咪唑、聚四氟乙烯、以上所列出的热塑性聚合物中的任何一种、或它们的任何组合。一种示例性的纤维包括尼龙纤维、玻璃纤维、碳纤维、聚丙烯腈纤维、聚芳酰胺纤维、聚四氟乙烯纤维、玄武岩纤维、石墨纤维、陶瓷纤维、或它们的任何组合。示例性的金属包括青铜、铜、不锈钢、或它们的任何组合。一种示例性的盐包括硫酸盐、硫化物、磷酸盐、或它们的任何组合。在一个示例性实施方案中，该棒可以由一种挤出的复合材料形成。例如，该复合材料可以是由一种热塑性材料基体和一种填充剂形成的。在一个具体的实例中，该填充剂是一种固体润滑剂。在另一个实例中，该填充剂包括一种氟聚合物。在另一个实例中，该填充剂包括固体润滑剂与氟聚合物的组合。在一个实施方案中，该复合材料包括一种聚酮基体如PEEK，并且包括一种固体润滑剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种形成密封圈的方法，该方法包括：将一个热塑性棒加热至高于玻璃化转变温度的一个温度，该热塑性棒具有第一和第二末端；在该温度高于该玻璃化转变温度时，将该热塑性棒弯成一种圆形结构；将该热塑性棒的第一和第二末端并接以形成一个半完成的圈；并且将该半完成的圈进行退火。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·韦德斯沃兰，
申请(专利权)人：美国圣戈班性能塑料公司，
类型：发明
国别省市：US