螺旋缠绕式衬垫的制作方法_4

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)。连续湿铺法类似于使用Fourdrinier机的传统造纸工艺。
[0068]连续湿铺法可始自片浆料的制备。衬垫片材浆料的制备可与上面更详细描述的片浆料制备步骤类似或相同。在一些实施方式中,片浆料可通过如下方式制备:首先制备滑石浆料,然后将纤维和粘合剂添加到滑石浆料中以制成片浆料。或者可选地,滑石、纤维和粘合剂可同时与水共同混合以产生片浆料。
[0069]在一些实施方式中,包括其中片浆料如上更详细所述般制备的那些实施方式中,在连续湿铺法开始时提供的片浆料将包含从2%到5%的固体材料。在这样的实施方式中,进行稀释片浆料的最初步骤以便将片浆料的固含量降低到从0.5%到3%的范围内。稀释片浆料可通过将另外量的水添加到片浆料中来实现。在一些实施方式中,该稀释步骤可发生于Fourdrinier机的流料箱(headbox)中。优选将片楽料稀释到落入此固体材料的范围内,因为过高的固含量将会导致缠绕填充材料16过湿和厚。还优选不将片浆料稀释到低于0.5%固体材料,因为过高的含水量将会导致缠绕填充材料16过于稀薄和脆弱。
[0070]在连续湿铺法的下一步骤中,被稀释的片浆料被连续转送到连续运行的金属网传送带上。可使用任何合适的将被稀释的片浆料转送到金属网传送带的方式,尽管优选转送被稀释的片浆料的方式提供了大体均匀分布的被稀释的片浆料到金属网传送带上。在一些实施方式中,Fourdrinier机将包含用于将被稀释的片楽料从流料箱转送到金属网传送带上的合适机构。
[0071]金属网传送带的筛目尺寸是可进行调整以改变通过连续湿铺法制成的衬垫材料的特性的工艺参数。在一些实施方式中,金属网传送带的筛目尺寸在从24到32 (在垂直和水平两个方向上每平方英寸中的开口数)的范围内。当筛目尺寸更大时,浆料能通过传送带落下。当筛目尺寸更小时,可能会抑制后续加工步骤中水从浆料中的去除。
[0072]传送带移动的速度是可进行调整以改变通过连续湿铺法制成的衬垫材料的特性的另一项工艺参数。在一些实施方式中,传送带以从2ft/min到5ft/min范围内的速度工作。该范围外的速度可能会从浆料中去除过多量的水(诸如当速度低于此范围时),或者可能从浆料中去除不足量的水(诸如当速度高于此范围时)。
[0073]金属网传送带在一个或更多个吸水箱上运行,所述吸水箱工作以将水从正在被传送带所运载的被稀释的片浆料中抽出并排出。任何吸水箱使用温和真空将水经过金属网传送带抽出。可使用任何合适数量的吸水箱,且吸水箱可位于传送带的整个长度下。
[0074]在传送带将被稀释的片浆料暴露于吸水箱之后或同时,传送带使片浆料通过压榨部,所述压榨部用于将额外的水从浆料中去除,同时还使浆料平坦和光滑。压榨部可包含一个或更多个棍子,传送带会经过这些棍子。当使用Fourdrinier机时,可使用Dandy棍子进行压榨。
[0075]在压榨步骤之后,浆料被传送带携带通过干燥区,所述干燥区的目的在于将浆料的含水量降低到约5%。干燥区可包括蒸汽加热辊子。在一些实施方式中,蒸汽加热辊子可被加热到400-500° F之间的温度。
[0076]在压榨步骤之后,浆料可足够干燥并改变,从而形成缠绕填充材料16。可进行多个额外的加工步骤以进一步完成从而形成缠绕填充材料16的形成。一种这样的加工步骤是在金属网传送带上压延材料。压延可包括将其上布置有片材料的传送带通过一系列辊子,以使材料平滑并提供具有更均匀厚度的材料。
[0077]在一些实施方式中,上面所述的金属网传送带被设置为倾斜15-35°以便改善水从浆料中的去除。当传送带被设置为倾斜时,当浆料向上移动暴露于上面所述的多个加工步骤,包括通过吸水箱和加热辊子干燥以及压榨浆料材料时,浆料的一部分含水量留在下面。
[0078]可对上面所述的湿铺法做出一些变动以适应片浆料的特殊特性。例如,排干步骤可被提高,诸如通过提高传统施加的真空压力。在一些实施方式中,金属网传送带提供了比传统非织造造纸工艺更多的支持,这可归因于预压实片材的湿抗拉强度比常规的更低。另夕卜,可使用通过式干燥器(throughput dryer)来代替过滤式干燥器。通过式干燥器是优选的,这可归因于预压实片材的湿抗拉强度比常规的更低。
[0079]在制备缠绕填充材料16的仍然另外的实施方式中,一种不连续方法使用模具形成各种形状和尺寸的片材。该不连续方法可类似于造纸工业中使用的传统纸浆造型工艺。上面所述的片浆料可被吸取到具有不同形状和结构的细网筛中,然后取出并干燥通过该筛成形的浆料。在一些实施方式中,当使用不连续方法时,片浆料稍微改变。例如,胶乳粘合剂可用溶剂基高弹体替代。
[0080]挤出法也可用于制造本文所述的缠绕填充材料16。在这样的方法中,用于陶瓷的传统挤出设备被用于迫使片浆料通过模具并产生成形的缠绕填充材料16。如同不连续方法一样,当使用挤出法形成缠绕填充材料16时,片浆料中的胶乳粘合剂可被替换为溶剂基高弹体。
[0081]在一些实施方式中,缠绕填充材料16可使用类似或等同于丝网法的方法制备。大体来说,该方法涉及提供片浆料(可能具有较厚的一致性)并将片浆料铺展在具有特定形状的孔上。浆料将充满成形孔,随后可进一步被处理形成具有孔的形状的衬垫。
[0082]在一些实施方式中,缠绕填充材料16使用与注射成型法类似或相同的方法制备。通过糊状物(paste)而不是浆料来制备不连续的缠绕填充材料16。通常,可通过在上面所述的浆料制备步骤中使用较少的水来制备糊状物。将糊状物推入加热的桶中,然后使用例如螺杆型柱塞将其推入(augured)加热的模具中。一旦模具内腔被充满,保持压力被维持以补偿水的蒸发。
[0083]在一些实施方式中,缠绕填充材料16由压模法制成。在这样的方法中,片浆料被填充在模具的阴模部分(negative sect1n of a die),在烘箱中加热,随后在升高的温度和压力下使用模具的阳模部分(positive sect1n of the die)压制。结果是缠绕填充材料I6具有在压模法中所用的模具的形状。
[0084]被填充在模具的阴模部分中的浆料可类似或等同于上面所更详细描述的片浆料,也可通过上面提供的浆料制备步骤制备。在一些实施方式中,浆料在被置于模具的阴模部分中之前被排干。排干浆料可包含将浆料置于网筛上,以使得水在一段时间内从浆料中向下排干并离开。任何允许水而非浆料通过网筛落下的筛均可使用。
[0085]将浆料材料置于模具的阴模部分中的方法不受限制,并且可包括将浆料倒入模具而不经压制或填充步骤,或者将浆料倒入模具中随后夯实浆料,并任选地将额外的浆料添加到模具的阴模部分中。在一些实施方式中,置于模具的阴模部分中的浆料的量少于充满模具的阴模部分的整个内腔的量。
[0086]可使用任何适合用于缠绕填充材料16的压制成形的模具。模具可由例如不锈钢制成。模具的形状不受限制,并且可根据所得衬垫将要用于其中的设备来选择。在一些实施方式中,模具将具有细长形状,从而得到条形衬垫。
[0087]在将浆料置于模具的阴模部分中之后,进行加热步骤。模具可以在是烘箱中并且在升高的温度下暴露一段时间。在一些实施方式中,升高的温度在从200°到250° F的范围内(优选212° F)。在一些实施方式中,模具在烘箱中从I到3小时(优选2小时)。加热步骤用于从浆料中进一步去除水并朝向生成衬垫片材材料移动。
[0088]在加热步骤之后,可将模具的阳模部分插入模具的阴模部分以便在模具的阴模部分内的缠绕填充材料16上施加压力。阳模部分所施加的压力可在从700psi到900psi的范围内(优选750psi)。在该步骤中也可施加升高的温度,包括通过模具的阳模部分提供热。在一些实施方式中,压力的施加在从250°到350° F(优选300° F)范围内的温度进行。
[0089]在施加压力和热之后,将形成具有模具形状的缠绕填充材料16。缠绕填充材料16的密度将为预模制材料密度的约两倍。缠绕填充材料16可被从模具中取出并经历任何最终的加工步骤,诸如使缠绕填充材料16进一步成形或光滑。
[0090]一种缠绕填充材料的装配片材的方法是分成(或如上所述其它方式形成)细长条。这些条可以被标定尺寸为适应所需的螺旋缠绕式衬垫10的特定参数。在一特定实施方式中,缠绕填充材料16形成为大约8英尺长的0.12英寸的条。缠绕填充材料16的条被定位贴靠于金属带14的长度。在至少一个实施方式中,该金属带14的厚度是约0.007英寸;而该金属带14的厚度范围可以从约0.006英寸至约0.008英寸厚。金属带14的宽度将根据应用而变化。金属带14和缠绕填充材料16围绕一形状或心轴,其被标定尺寸以产生弹性螺旋芯15的叠加匝中所需的直径螺旋。在各种实施方式中,前两个缠绕物绕圆周被点焊。一些实施例将采用最少的三个点焊,其间隔不超过3英寸。类似地,外直径可以是具有三个焊接点的电焊。最后一个焊点将是末端焊点。从末端焊点到第一焊点的距离,在一些实施方式中,将不超过1.5英寸。
[0091]螺旋缠绕式衬垫10的各种实施方式可与外导向环18和内导向环20的任一或两者一起被提供。参考图2,螺旋缠绕式衬垫10的实施方式将外导向环18和密封元件12的外周耦接。在一些实施方式中,该结构可以通过过盈配合耦接。在其它实施方式中,该结构可以通过使用其它机械连接方式,包括开槽连接,被耦接到彼此。内导向环20可以被提供以从密封元件12的内周径向地向内延伸,并且以类似于外导向环18和密封元件12的外周之间的连接方式与其耦接。如在图1和2中描绘的实施方式所示,外导向环的厚度通常设置在大约0.117英寸和0.131英寸之间;而外导向环18的厚度可以根据所选择的应用的参数来设置。类似地,所描绘的螺旋缠绕式衬垫10包括具有厚度在大约0.117英寸和0.131英寸之间的内导向环20 ;而该厚度可以根据所选择的应用的参数来设置。外导向环18和内导向环20的任一个或两者的厚度将通过金属带14的厚度和所需的过压缩保护程度来决定。外导向环18和内导向环20的任一个或两者的宽度将由所需的螺旋缠绕式衬垫10的应用和将夹着螺旋缠绕式衬垫10的相对表面的尺寸来决定。各种实施方式将使用由316不锈钢形成的外导向环18和内导向环20。然而,其它的材料,如铬镍铁合金或其它高温冶金可以被使用,
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