一种采用Ni基石墨复合材料的新型密封的制作方法

本发明涉及新材料新工艺技术领域，尤其涉及一种采用ni基石墨复合材料的新型密封。

背景技术：

迷宫密封也称梳齿密封，属于非接触式密封，主要用于密封气体介质，迷宫密封的泄漏量与节流齿隙的大小成正比。

对于汽轮机，燃气轮机等转轴较长的设备，其在启动和停止转动的过程中，转轴的转速在变化的过程中需要通过一个以上的临界转速，在临界转速附近，转轴的振动会急剧增大，由此会使得梳齿与转轴发生摩擦甚至碰撞，导致节流齿隙变大，甚至有可能会因梳齿折断而让迷宫密封丧失密封效果。

另外现有的迷宫密封整体在耐腐蚀以及耐磨方面性能差，进而使得迷宫密封整体使用寿命较短。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决背景技术所发现的问题，而提出的一种采用ni基石墨复合材料的新型密封。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种采用ni基石墨复合材料的新型密封，包括密封基体和密封件，所述密封基体和密封件均由ni基石墨复合材料制成，所述密封基体和密封件之间安装有橡胶减震垫，所述密封件由第一密封件和第二密封件组成，所述第一密封件和第二密封件上均等间距固定安装有多个梳齿，所述第二密封件的两端均固定安装有一个固定杆，所述第一密封件的两端均开设有一个空腔和一个圆形凹槽，且空腔和相应的圆形凹槽相互连通，每个所述空腔内均放置有一个移动块，且移动块的侧壁与空腔的内壁充分接触，所述固定杆穿过相应的圆形凹槽并固定连接在移动块上，所述移动块和空腔的内壁之间安装有一个复位弹簧，且复位弹簧套设在固定杆上。

在上述的一种采用ni基石墨复合材料的新型密封中，所述第一密封件的两端均固定安装有一个第一梳齿块，所述第二密封件的两端均固定安装有一个第二梳齿块，所述第一梳齿块和第二梳齿块大小、形状均相同。

在上述的一种采用ni基石墨复合材料的新型密封中，所述第一密封件的两端均对称开设有两个限位腔，且限位腔与相应的空腔连通。

在上述的一种采用ni基石墨复合材料的新型密封中，所述移动块的两端均固定安装有一个限位块，且限位块分别位于相应的限位腔内，且限位块的侧壁与限位腔的内壁贴合。

在上述的一种采用ni基石墨复合材料的新型密封中，所述密封基体和橡胶减震垫之间共同开设有安装槽，每个所述安装槽的内壁上均固定安装有多个减震弹簧，位于左侧的多个所述减震弹簧的一端固定在第一密封件上，位于右侧的多个所述减震弹簧的一端固定在第二密封件上。

在上述的一种采用ni基石墨复合材料的新型密封中，所述安装槽由弧形凹槽和弧形通孔组成，所述弧形凹槽开设在密封基体上，所述弧形通孔开设在橡胶减震垫上。

ni基石墨复合材料，包括ni基石墨复合材料，所述ni基石墨复合材料是由ni基合金与石墨组成，所述ni基合金主要成分由ni、cr、mo、si组成，所述ni基合金主要成分的配比为按质量分数ni50-60％、cr15-20％、mo5-15％、si2-5％。

ni基石墨复合材料制备的步骤，包括以下步骤：

(1)将ni基合金研磨进行初步研磨，对研磨后的ni基合金粉末进行筛选；

(2)将石墨研磨成粉，对研磨后的石墨粉末进行筛选；

(3)将筛选后的石墨粉末与ni基合金粉末充分混合；

(4)将复合粉末置于450-550℃，50-60mpa的条件下进行放电等离子体火花烧结条件下烧结。

与现有的技术相比，本发明优点在于：

1：转轴振动与密封件接触时，密封件会对橡胶减震垫进行挤压，橡胶减震垫对密封件受到的外力进行初步减弱。

2：转轴振动与密封件接触后会带动密封件移动，密封件移动会对复位弹簧进行挤压，对密封件受到的外力转化为复位弹簧的弹力。

3：密封件在移动过程中还会对减震弹簧进行挤压，使得减震弹簧被压缩，将密封件受到的外力转化为减震弹簧的弹力。

4：密封基体和密封件均由ni基石墨复合材料制成，所述ni基合金主要成分由ni、cr、mo、si组成，使得密封基体和密封件在耐腐蚀以及耐磨方面性能都得以提升，提高密封基体和密封件的使用寿命。

综上所述，本发明密封基体和密封件均由ni基石墨复合材料制成，使得密封基体和密封件的使用寿命变长；对转轴振动产生的力进行充分转换消除，提高密封基体和密封件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明提出的一种采用ni基石墨复合材料的新型密封的结构示意图；

图2为本发明提出的一种采用ni基石墨复合材料的新型密封中第一密封件与第二密封件未装配时的结构示意图；

图3为本发明提出的一种采用ni基石墨复合材料的新型密封中a部分的结构放大示意图；

图4为本发明提出的一种采用ni基石墨复合材料的新型密封中b部分的结构放大示意图。

图中：1密封基体、2第一密封件、3第二密封件、4橡胶减震垫、5梳齿、6第一梳齿块、7第二梳齿块、8固定杆、9空腔、10圆形凹槽、11移动块、12复位弹簧、13限位腔、14限位块、15安装槽、16减震弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

参照图1-4，一种采用ni基石墨复合材料的新型密封，包括密封基体1和密封件，密封基体1和密封件均由ni基石墨复合材料制成，密封基体1和密封件之间安装有橡胶减震垫4，密封件由第一密封件2和第二密封件3组成，第一密封件2和第二密封件3上均等间距固定安装有多个梳齿5。

第一密封件2的两端均固定安装有一个第一梳齿块6，第二密封件3的两端均固定安装有一个第二梳齿块7，第一梳齿块6和第二梳齿块7大小、形状均相同，当第一密封件2与第二密封件3贴合时第一梳齿块6和第二梳齿块7相互贴合形成一个完整的梳齿5。

第二密封件3的两端均固定安装有一个固定杆8，第一密封件2的两端均开设有一个空腔9和一个圆形凹槽10，且空腔9和相应的圆形凹槽10相互连通，每个空腔9内均放置有一个移动块11，且移动块11的侧壁与空腔9的内壁充分接触，空腔9的内壁对移动块11起到一定的限位作用，使得移动块11只能沿着平行于空腔9的方向进行移动。

固定杆8穿过相应的圆形凹槽10并固定连接在移动块11上，移动块11和空腔9的内壁之间安装有一个复位弹簧12，且复位弹簧12套设在固定杆8上。

第一密封件2的两端均对称开设有两个限位腔13，且限位腔13与相应的空腔9连通，移动块11的两端均固定安装有一个限位块14，且限位块14分别位于相应的限位腔13内，且限位块14的侧壁与限位腔13的内壁贴合，限位腔13对限位块14具有限位作用，使得限位块14只能沿着平行于限位腔13的方向进行移动。

密封基体1和橡胶减震垫4之间共同开设有安装槽15，安装槽15由弧形凹槽和弧形通孔组成，弧形凹槽开设在密封基体1上，弧形通孔开设在橡胶减震垫4上。

每个安装槽15的内壁上均固定安装有多个减震弹簧16，位于左侧的多个减震弹簧16的一端固定在第一密封件2上，位于右侧的多个减震弹簧16的一端固定在第二密封件3上，减震弹簧16对第一密封件2和第二密封件3起到一定的减振作用。

在该密封件与振动的转轴接触时，以转轴与第一密封件2接触举例说明，此时转轴与第一密封件2上的梳齿5接触，会对第一密封件2上的梳齿5产生一个向左的力，进而使得第一密封件2向左移动，此时第一密封件2首先会对橡胶减震垫4进行挤压，橡胶减震垫4对第一密封件2受到的外力进行初步减弱，第一密封件2向左移动会带动复位弹簧12向左移动，此时固定杆8不发生移动，由于移动块11和固定杆8之间固定连接，进而移动块11不发生移动，最终使得复位弹簧12被压缩，将第一密封件2受到的外力转化为复位弹簧12的弹力，第一密封件2在移动过程中还会对左侧的减震弹簧16进行挤压，使得减震弹簧16被压缩，将第一密封件2受到的外力转化为减震弹簧16的弹力。

ni基石墨复合材料，包括ni基石墨复合材料，ni基石墨复合材料是由ni基合金与石墨组成，ni基合金主要成分由ni、cr、mo、si组成，ni基合金主要成分的配比为按质量分数ni50％、cr15％、mo5％、si2％。

ni基石墨复合材料制备的步骤，包括以下步骤：

(1)将ni基合金研磨进行初步研磨，对研磨后的ni基合金粉末进行筛选；

(2)将石墨研磨成粉，对研磨后的石墨粉末进行筛选；

(3)将筛选后的石墨粉末与ni基合金粉末充分混合；

(4)将复合粉末置于450-550℃，50-60mpa的条件下进行放电等离子体火花烧结条件下烧结。

实施例2

与实施例1的不同之处在于：ni基合金主要成分的配比为按质量分数ni55％、cr18％、mo10％、si3.5％。

实施例3

与实施例1的不同之处在于：ni基合金主要成分的配比为按质量分数ni60％、cr20％、mo15％、si5％。

进一步说明，上述固定连接，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义理解，例如，可以是焊接，也可以是胶合，或者一体成型设置等本领域技术人员熟知的惯用手段。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。