一种密封填料及其制备方法和安装方法与流程

本发明涉及机械密封领域，特别涉及一种密封填料及其制备方法和安装方法。

背景技术：

填料密封又称压盖填料(glandpacking)密封，俗称盘根(packing)，主要用于过程机器和设备运动部分的密封，如离心泵，真空泵，搅拌机，反应釜等的转轴和往复泵，往复压缩机的柱塞或活塞杆，以及做螺旋运动阀门杆与固定机体之间的密封。它是最古老的一种密封结构，中国古代的提水机械就是用填塞棉花的方法堵住泄漏的。世界上最早出现的蒸汽机也是采用这种密封形式。而19世纪石油和天然气开采技术的产生与发展，使填料密封的材料有了新的发展。到了20世纪，填料密封因其结构比较简单，价格不贵，来源广泛而获得许多工业部门青睐。然而，随着现代工业，尤其是宇航，核电，大型石化等工业的发展，对密封的要求越来越高，在许多苛刻的工况下，填料密封被其他——密封形式所代替。尽管如此，由于填料密封本身固有的特点，至今在较多场合仍是普遍使用的密封形式，特别是近年来许多新材料和新结构的出现，赋予了填料密封新的生机，获得了新的发展。

现有技术中，很多企业采用的是聚四氟乙烯来加工生产密封填料的，而这种密封填料由于导热性能差，在使用过程中，由于摩擦热的产生逐步引起密封填料升温，最后导致填料因过热烧灼变硬变脆，从而大幅降低填料的密封效果。并且，受热后还容易产生蠕变和冷流现象。所以不太适合用于强摩擦，高线速度场合。因而，研发出一种导热性能好的高性能密封填料是非常有必要的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种密封填料，其具有良好的导热性，适合在多种恶劣环境中进行使用，同时其生产方法较为简单，适合进行规模化生产，并且其安装方法也较为方便。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种密封填料，由32根克维拉合股纤维以穿心式进行编制，且所述克维拉纤维经ptfe乳液和润滑剂浸渍。

通过采用上述技术方案，经过ptfe乳液的浸渍，使得克维拉合股纤维的柔韧性增强，减少了其热膨胀系数。而润滑剂不仅增强了密封填料的润滑效果，降低了密封填料与机械设备之间摩擦所产生的热量。而且，分布于密封填料表面的润滑剂，在机械设备运动过程中，会受到机械设备的挤压流动，这样带有大量热量的润滑剂在接触外界空气的时候，顺道也将热量传递到了大气中。

优选为，所述ptfe乳液包括聚四氟乙烯、丙烯酸、表面活性剂和碳酰胺，按质量份数计，其中聚四氟乙烯为17～23份、丙烯酸为12～18份、表面活性剂为1.0～1.4份和碳酰胺为1.1～1.5份。

优选为，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

通过采用上述技术方案，这个过程中，当昆虫在啃咬克维拉纤维的时候，碳酰胺和十二烷基苯磺酸钠就会被虫子吸入到体内，这时碳酰胺就会破坏昆虫体壁几丁质，而十二烷基苯磺酸钠会将体壁蜡质层溶解，并附着在上面形成不透水和不透气的一层膜，从而也就能够使昆虫气孔堵塞并窒息死亡，从而也就降低了昆虫对克维拉纤维的破坏。

优选为，所述ptfe乳液还包括1.3～1.7份的碘化盐。

通过采用上述技术方案，碘化盐加入于ptfe乳液中，并随着ptfe乳液浸渍入克维拉纤维中，这样能够有效地提升克维拉纤维的热稳定性，降低了克维拉纤维因为过热烧灼而变硬变脆的概率。

优选为，所述碘化盐为碘化锂。

通过采用上述技术方案，碘化锂相较于其他碘化盐，不仅因为自身的物理性能能够提高克维拉纤维的热稳定性能。同时，碘化锂中的锂离子还能够与克维拉纤维中的羰基之间存在配合作用，产生了类似网络的结构，阻碍了克维拉纤维分子链及相应自由基的运动，因而使聚合物分子链在受热分解时比完全自由的分子链需克服更大的能垒，从而，促使了克维拉纤维具有更高的热分解温度。

优选为，所述润滑剂为有机硅、taf和乙醇，按质量份数计，其中有机硅为8～10份，taf为5～7份和乙醇为83～87份。

通过采用上述技术方案，首先有机硅兼备了无机材料与有机材料的性能，能够有效地调和有机和无机物质之间的性能，并且本身也具备有良好的润滑性。

其次，taf不仅提高克维拉纤维的润滑性能，同时还能够与克维拉纤维中的极性基团相结合形成极性基团结构。同时，taf能够在ptfe乳液与克维拉纤维之间形成了类似锚固结点，改善了ptef乳液与克维拉纤维的结合性，进而改善了ptef乳液在克维拉纤维中的分散性。

一种密封填料的制备方法，包括以下步骤：

s1、将克维拉纤维纱线浸渍于ptfe乳液中，保持0.5h～1h；

s2、将s1中浸渍后的克维拉纤维纱线于60～70℃环境下进行干燥；

s3、将干燥后的若干根克维拉纤维纱线进行合股，得到克维拉合股纤维；

s4、利用4轨道32锭方型穿心编织机将32根克维拉合股纤维以穿心式编制成一根克维拉纤维盘根；

s5、将s4得到的克维拉纤维盘根再次浸渍于ptfe乳液中；

s6、将浸渍ptfe乳液后的克维拉纤维盘根干燥后，再浸渍于润滑剂中；

s7、将浸渍润滑剂后的克维拉纤维盘根进行干燥，之后进行整形、捲绕得到成品。

通过采用上述技术方案，在编制前后对克维拉纤维进行ptfe乳液和润滑剂的浸渍，这样有利于对编制过程中的损失的ptfe乳液和润滑剂的量进行补偿，从而有利于保证克维拉纤维的质量。

优选为，ptfe乳液和润滑剂是处于流动状态的，且流速均为1～2m/s。

由于干燥的克维拉纤维在浸入到ptfe乳液和润滑剂中的时候，表面往往会附着上大量的气泡。这样附着有气泡部分的克维拉纤维往往都无法很好地被ptfe乳液和润滑剂浸润透，这样也就会影响到密封填料的最终质量。而ptfe乳液和润滑剂在流动的过程中，能够及时地带走气泡，从而也就保证了克维拉纤维能够充分地被浸润透。

一种密封填料的安装方法，包括以下步骤：

a、清理旧填料，将密封填料安装于泵口处；

b、待密封填料安装之后，把压盖放在填料上，用手指拧紧压盖螺母，开动泵，把螺栓拧紧直至渗漏减小到允许的最小泄漏程度为止；

c、重新安装后的密封填料在设备开动时测试泄漏允许量，在设备开动后的1小时内将压盖螺栓分步拧紧，以减少到允许的滴漏和发热程度。

通过采用上述技术方案，这样能够有效地提高密封填料的密封效果。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、利用浸渍过ptfe乳液和润滑剂的克维拉纤维来替代传统的ptfe来生产密封填料，能够有效地增强密封填料的抗磨损和导热的性能；

2、ptfe中的十二烷基苯磺酸钠和碳酰胺的，两者协同作用，具有良好的抗虫害的能力，避免密封填料在储藏过程中能够受到昆虫的破坏；

3、克维拉纤维的整体生产方法也较为简单，适合进行规模化生产；

4、碘化盐的加入，进一步有效地提升了克维拉纤维的热稳定。

附图说明

图1为一种密封填料的制备流程图；

图2为一种密封填料的安装流程图。

具体实施方式

以下结合附图1对实施例一至实施例八作进一步详细说明。

实施例一：

一种密封填料的生产方法，包括以下步骤：

步骤一、ptfe乳液的配制：将17kg聚四氟乙烯、12kg丙烯酸、1.0kg十二烷基苯磺酸钠和1.1kg碳酰胺加入到混合器中混合均匀；

步骤二、润滑剂的配制：将8kg有机硅、5kgtaf和83kg乙醇加入到混合器中均匀混合；

步骤三、将克维拉纤维纱线浸渍于步骤一所得到的ptfe乳液中，保持0.5h；

步骤四、将步骤三中浸渍后的克维拉纤维纱线于60℃环境下进行干燥；

步骤五、将干燥后的三根克维拉纤维纱线进行合股，得到克维拉合股纤维；

步骤六、利用4轨道32锭方型穿心编织机将32根克维拉合股纤维以穿心式编制成一根克维拉纤维盘根；

步骤七、将步骤六得到的克维拉纤维盘根再次浸渍于ptfe乳液中，保持1h；

步骤八、将浸渍ptfe乳液后的克维拉纤维盘根于60℃环境下干燥后，再浸渍于润滑剂中，保持20min；

步骤九、将浸渍润滑剂后的克维拉纤维盘根于常温下沥水、干燥，之后进行整形、捲绕得到成品。

其中，合股的克维拉纤维纱线的数量可以根据实际情况来确定。而ptfe乳液和润滑剂的流速为1m/s。

实施例二：

一种密封填料的生产方法，包括以下步骤：

步骤一、ptfe乳液的配制：将23kg聚四氟乙烯、18kg丙烯酸、1.4kg十二烷基苯磺酸钠和1.5kg碳酰胺加入到混合器中混合均匀；

步骤二、润滑剂的配制：将10kg有机硅、7kgtaf和87kg乙醇加入到混合器中均匀混合；

步骤三、将克维拉纤维纱线浸渍于步骤一所得到的ptfe乳液中，保持～1h；

步骤四、将步骤三中浸渍后的克维拉纤维纱线于70℃环境下进行干燥；

步骤五、将干燥后的三根克维拉纤维纱线进行合股，得到克维拉合股纤维；

步骤六、利用4轨道32锭方型穿心编织机将32根克维拉合股纤维以穿心式编制成一根克维拉纤维盘根；

步骤七、将步骤六得到的克维拉纤维盘根再次浸渍于ptfe乳液中，保持1h；

步骤八、将浸渍ptfe乳液后的克维拉纤维盘根于70℃环境下干燥后，再浸渍于润滑剂中，保持20min；

步骤九、将浸渍润滑剂后的克维拉纤维盘根于常温下沥水、干燥，之后进行整形、捲绕得到成品。

其中，合股的克维拉纤维纱线的数量可以根据实际情况来确定。而ptfe乳液和润滑剂的流速为2m/s。

实施例三：

一种密封填料的生产方法，包括以下步骤：

步骤一、ptfe乳液的配制：将20kg聚四氟乙烯、15kg丙烯酸、1.2kg十二烷基苯磺酸钠和1.3kg碳酰胺加入到混合器中混合均匀；

步骤二、润滑剂的配制：将9kg有机硅、6kgtaf和85kg乙醇加入到混合器中均匀混合；

步骤三、将克维拉纤维纱线浸渍于步骤一所得到的ptfe乳液中，保持0.7h；

步骤四、将步骤三中浸渍后的克维拉纤维纱线于65℃环境下进行干燥；

步骤五、将干燥后的三根克维拉纤维纱线进行合股，得到克维拉合股纤维；

步骤六、利用4轨道32锭方型穿心编织机将32根克维拉合股纤维以穿心式编制成一根克维拉纤维盘根；

步骤七、将步骤六得到的克维拉纤维盘根再次浸渍于ptfe乳液中，保持1h；

步骤八、将浸渍ptfe乳液后的克维拉纤维盘根于65℃环境下干燥后，再浸渍于润滑剂中，保持20min；

步骤九、将浸渍润滑剂后的克维拉纤维盘根于常温下沥水、干燥，之后进行整形、捲绕得到成品。

其中，合股的克维拉纤维纱线的数量可以根据实际情况来确定。而ptfe乳液和润滑剂的流速为1.5rm/s。

实施例四：

一种密封填料的生产方法，包括以下步骤：

步骤一、ptfe乳液的配制：将20kg聚四氟乙烯、12kg丙烯酸、1.4kg十二烷基苯磺酸钠和1.1kg碳酰胺加入到混合器中混合均匀；

步骤二、润滑剂的配制：将8kg有机硅、6kgtaf和87kg乙醇加入到混合器中均匀混合；

步骤三、将克维拉纤维纱线浸渍于步骤一所得到的ptfe乳液中，保持0.5h；

步骤四、将步骤三中浸渍后的克维拉纤维纱线于60℃环境下进行干燥；

步骤五、将干燥后的三根克维拉纤维纱线进行合股，得到克维拉合股纤维；

步骤六、利用4轨道32锭方型穿心编织机将32根克维拉合股纤维以穿心式编制成一根克维拉纤维盘根；

步骤七、将步骤六得到的克维拉纤维盘根再次浸渍于ptfe乳液中，保持1h；

步骤八、将浸渍ptfe乳液后的克维拉纤维盘根于70℃环境下干燥后，再浸渍于润滑剂中，保持20min；

步骤九、将浸渍润滑剂后的克维拉纤维盘根于常温下沥水、干燥，之后进行整形、捲绕得到成品。

其中，合股的克维拉纤维纱线的数量可以根据实际情况来确定。而ptfe乳液和润滑剂的流速为1m/s。

实施例五、

一种密封填料的生产方法，其与实施例一的区别仅在于，ptfe乳液还包括1.3kg碘化锂。

实施例六、

一种密封填料的生产方法，其与实施例二的区别仅在于，ptfe乳液还包括1.7kg碘化锂。

实施例七、

一种密封填料的生产方法，其与实施例三的区别仅在于，ptfe乳液还包括1.5kg碘化锂。

实施例八、

一种密封填料的生产方法，其与实施例四的区别仅在于，ptfe乳液还包括1.7kg碘化锂。

结合实施例四的操作步骤和下表一的各组分的量，进行对比例一至对比例五的密封填料的制备：

表一

对所得到的成品密封填料进行如下表二所示的测试，并得到表二的测试结果：

表二

从上表二的实施例一至实施例八中能够可以清楚地看出，本申请的密封填料不仅机械性能良好。同时，其还具有良好的耐热、耐酸碱腐蚀的能力，尤其是加入碘化锂之后，其热稳定性的特性进一步提升，即也使得克维拉纤维具备了良好的导热性能。同时，通过对比例一和对比例一与实施例四的比较可以看出，十二烷基苯磺酸钠和碳酰胺的协同作用，能够有效地增强成品密封填料的抗虫性能因而降低了本申请的存储条件，便于提高产品整体的经济效益；而对比例四和对比例五与实施例八的对比可以得出，碘化锂相对于其他碘化盐更能够有效地提升密封填料的热稳定性；并且，对比例三和实施例四的对比可以得出，taf也能够有效地提高克维拉纤维的热稳定性。

以下结合附图1对实施例九作进一步详细说明。

实施例九：

一种密封填料的安装方法，包括以下步骤：

a、清理密封处的旧填料，将密封填料安装于泵口处；

b、待密封填料安装之后，把压盖放在密封填料上，用手指拧紧压盖螺母，开动泵，把螺栓拧紧直至渗漏减小到允许的最小泄漏程度为止；

c、重新安装后的密封填料在设备开动时测试泄漏允许量，在设备开动后的1小时内将压盖螺栓分步拧紧，以减少到允许的滴漏和发热程度。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。