[发明专利]复合型泥状填料密封结构

说明书

本发明公开了一种复合型泥状填料密封结构，包括旋转轴，旋转轴外套设有填料函，填料函内填充有泥状填料，填料函的外侧端开口以填料压盖封闭，填料函内填充的泥状填料按照流动性区分至少为2类，流动性强的第一泥状填料位于中部，流动性弱的第二泥状填料分别紧贴的设于第一泥状填料的内、外端。本发明的有益效果是：在保持良好的密封效果的前提下，既不会出现泥状填料易挤出、易损耗的问题，又能保持旋转轴在较小的转动阻力下转动。

技术领域

本发明涉及密封材料与结构技术领域，尤其是涉及一种复合型泥状填料密封结构。

背景技术

泥状填料是一种新型的动密封原件。2010年5月出版的《第十二届国际摩擦密封材料技术交流暨产品展示会论文集》公开了作者为王仕江的《新型动密封元件-泥状填料》，其中对泥状填料进行了介绍：泥状填料是用高等级的合成纤维加各种油、脂和粘胶混合而成的胶泥状物质，是纤维和粘胶的特殊混合物，使用时需要通过高压枪注入设备填料函内。其基本密封原理是：泥状填料在使用过程中，其中间的纤维和轴之间由于运动产生的剪切力使得纤维随着轴的运转逐渐缠绕在轴上，开始形成一个旋转层，随着旋转层的逐渐增大，距离轴越远，轴的旋转对纤维产生的剪切力就越小，纤维缠绕轴的能力就越差，最终纤维在远离轴一定距离后，不再缠绕轴，从而形成一个分界层，在分界层的外部，纤维和填料函的内壁保持相对静止，而在分界层靠近轴的部分，泥状填料随着轴一起运转。分界层的形成使得填料不再直接摩擦轴及填料函的内壁，而是在泥状填料内部之间旋转，这样就避免了对轴及填料函内壁的磨损。由于泥状填料的粘性特点，使得每一次随着轴的运动形成分界层之后，分界层两端都会自动粘合，使得分界层形成具有不重复性，这样分界层就不仅仅是一个面，而是一个区域，在这个区域内，纤维纵横交错，形成一层一层的微小分界层，正是这些微小的分界层，像一个迷宫一样，这种特殊结构产生的效果使得流体介质被密封在由填料端环和泥状填料形成的分界层中，从而实现真正意义上的零泄漏。由于采用的原料摩擦系数低，在填料内部摩擦运动产生的热量远远小于编织填料对轴摩擦产生的热量，摩擦做功越少，能量消耗就越少，因此这种泥状填料的使用寿命也大大延长，电机能量的消耗也大大减少。此后，中国专利文献CN102410215A于2012年4月11日公开了“旋转泵用层状剪切式密封填料及其制备方法”，将无石棉矿物纤维、石墨、润滑脂投入到高速搅拌机进行混合，然后充分搅拌；将无石棉矿物纤维、石墨、润滑脂的混合物进行揉合处理；将揉合处理完成的混合物投入到柱塞式挤出设备的行腔里进行挤出，挤出后即出成品旋转泵用层状剪切式密封填料。中国专利文献CN102433100A于2012年5月2日公开了“一种旋转泵用层状剪切式密封填料及其制备方法”，将植物纤维投入到梳绒机进行梳绒，使其呈蓬松的绒絮状；将润滑脂与无机填料进行去水处理，然后再将润滑脂与无机填料进行混合，然后投入到搅拌机中进行充分搅拌；将植物纤维投入到搅拌机中与润滑脂、无机填料进行混合处理，混合均匀后即出成品旋转泵用层状剪切式密封填料。

本领域已经有将泥状填料应用在动密封结构中的小规模应用。通过这些小规模应用结果的反馈，发现尚存在如下问题：泥状填料的流动性决定了其变形程度，变形程度的好坏决定了其密封效果。流动性强、变形程度好的泥状填料，虽然可以提供好的密封效果，但是反过来也会带来易挤出、易损耗的问题。而为了防止挤出损耗问题，势必要降低泥状填料的流动性，可这样又会导致旋转轴转动阻力变大，能量损耗增加。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种复合型泥状填料密封结构，在保持良好的密封效果的前提下，既不会出现泥状填料易挤出、易损耗的问题，又能保持旋转轴在较小的转动阻力下转动。

为了实现发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合型泥状填料密封结构，包括旋转轴，旋转轴外套设有填料函，填料函内填充有泥状填料，填料函的外侧端开口以填料压盖封闭，填料函内填充的泥状填料按照流动性区分至少为2类，流动性强的第一泥状填料位于中部，流动性弱的第二泥状填料分别紧贴的设于第一泥状填料的内、外端。