[发明专利]一种自密封圈及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及密封圈技术领域，尤其是涉及阀门用的一种自密封圈及其加工方法。

背景技术

填料密封是一种历史悠久的密封技术，早在一千多年前，我国就开始使用棉、麻等纤维材料制作机械轴封结构，欧洲早期的蒸汽机中也广泛使用这种技术。填料密封具有填料材料来源广泛、加工容易、价格低廉、密封可靠及操作简单等特点，广泛应用于化工、电力、石油、机械、航空等领域，尤其是在高温、强腐蚀介质工况时。

自密封圈是阀门行业常用的密封形式之一，其特点是结构紧凑、密封性能好、工作参数范围广，是目前静密封的主要结构形式之一。按结构和使用特点，自密封圈可分为软密封圈和硬密封圈两种。硬密封圈的优点是加工尺寸精准，承压能力强，密封后性能可靠和使用周期长；其缺点是材料成本高、表面容易出现损伤而报废、变形量小、只能一次使用而不能重复使用、预紧压力大等。软密封圈通常采用橡胶、柔性石墨、天然纤维等制成，其适用的介质压力最大可到35MPa，工作温度为-50--600度，密封面线速度可达20m/s。

自密封圈密封也称为成型填料密封，自密封圈一般安放在密封面的沟槽内，其工作原理是：依靠本身在机械压紧力或介质压力的自紧作用下产生弹塑性变形，而堵塞流体泄漏通道，从而实现密封。传统的自密封圈的回弹率通常只有15％-25％，其密封性能的可靠性低，容易出现泄漏，报废率高。尤其是使用在高温高压的特殊位置的阀门上的自密封圈，例如火电站高温高压阀门使用的自密封圈，如果其回弹率没有达到国家标准要求的回弹率≥35％的标准，在使用过程中很容易出现泄漏，甚至因密封性能失效而导致报废。据统计，国内相关行业中，因自密封圈泄漏、密封性能失效等而造成停机或检修所带来的直接损失每年都会在几千万元以上。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种自密封圈及其加工方法，提高自密封圈的密封可靠性，减少自密封圈在使用过程中发生泄漏甚至密封性能失效的故障率。

本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种自密封圈，包括网状金属外壳、第一石墨线、非金属填料层以及弹性加强筋和第二石墨线，所述金属外壳的顶端面与外圆周面之间形成楔形结构，在金属外壳内腔顶端设置第一石墨线，内腔底端设置第二石墨线，在第一石墨线、第二石墨线之间设置螺旋状的弹性加强筋，金属外壳内腔余部空间是非金属填料层。

优选地，所述的金属外壳是不锈钢钢网或者是合金钢钢网或者是钛合金钢网，所述非金属填料层是石墨填料层，所述弹性加强筋是不锈钢板或者是合金钢板或者是钛合金板，且所述自密封圈成型后的密度在2.0克/立方厘米以上。

优选地，还包括保护层，所述保护层固结在金属外壳的外圆周面外侧。

优选地，所述的保护层是石墨涂层。

优选地，所述金属外壳的顶端面与外圆周面之间的夹角为30-60度。

如上所述的一种自密封圈的加工方法，包括如下步骤：

第1步，由石墨加金属丝网编制成第一石墨线、第二石墨线；

第2步，将第一石墨线、第二石墨线分别安装到网状金属外壳内腔的两端；

第3步，将弹性加强筋、非金属填料层安装到金属外壳内腔余部空间；

第4步，模压成型。

优选地，所述自密封圈模压成型后，再在金属外壳的外圆周面上以辊压方式固结保护层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过网状金属外壳形成全包结构的自密封圈，其内腔中的第一石墨线、非金属填料层以及螺旋状的弹性加强筋和第二石墨线相互补充，且网状金属外壳的顶端面与外圆周面之间形成楔形结构，从而使得本发明的自密封圈得以充分利用非金属材料的特性和金属材料的特性相结合，并把传统自密封圈的挤压变形密封的不可变性改变为可调节形式的密封，完善了产品的各项机械性能，有效地提高了自密封圈的回弹率，从而有效地提高了自密封圈的密封可靠性，减少了自密封圈在使用过程中的失效和报废。

附图说明

图1为本发明一种自密封圈的结构剖视图。

图中标记：1-网状金属外壳，2-第一石墨线，3-保护层，4-非金属填料层，5-弹性加强筋，6-第二石墨线，11-顶端面，12-外圆周面，13-底端面，14-内圆周面。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。