[发明专利]带电绝缘涂料的衬垫

说明书

本发明公开了一种电绝缘衬垫，其中，涂料层被布置在电绝缘衬垫的盘形芯衬垫部件的至少一个表面上，并且在一些实施例中，被布置在所有表面上。芯衬垫部件可以由金属材料制成，并且可以在芯衬垫部件的每个轴向表面中包括一个或多个凹槽。当所述芯衬垫部件包括这样的凹槽时，涂料可被应用于所述凹槽的所有表面以及所述芯衬垫部件的所有其他表面，以使所述涂料封装所述芯衬垫部件。涂料层可以是，例如，聚酰亚胺，聚酰胺，陶瓷，和氧化铝。

本申请要求2017年10月5日提交的美国专利申请No.15/726,080的权益和优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

在多种不同的行业和应用中需要提供具有电绝缘性能的衬垫。然而，先前已知的具有电绝缘性能的衬垫存在许多限制。

例如，在一些情况下，这些衬垫的电绝缘性能对于给定的应用或行业来说不够高。这可能是因为用于提供电绝缘性能的材料不是高介电材料。

在一些情况下，具有电绝缘性能的衬垫仅限于低温应用，因为它们不能承受高温。在一个示例中，具有电绝缘性能的衬垫使用玻璃增强环氧树脂(GRE)。然而，GRE具有在250到350°F之间的最大玻璃化转变温度。当GRE衬垫暴露在高于该温度范围的温度下时，GRE变得柔软，像橡胶一样，随后GRE缺乏适当地支撑密封元件的强度，从而导致衬垫失效。此外，GRE通常通过使用粘合剂粘附在衬垫的芯上。这种粘合剂在高温和高压下可能失效，从而导致层离。

由于具有电绝缘性能的材料被添加到衬垫的芯以赋予电绝缘性能，许多包含该材料的衬垫具有更大的厚度。许多常用的绝缘材料的介电强度值在400到800伏特/密耳之间。因此，需要厚的衬垫来获得用于常用应用的足够的电压电阻。这些厚度较高的衬垫会限制衬垫的使用范围。

与先前已知的具有电绝缘性能的衬垫相关的其他问题包括结构复杂性，有限的尺寸稳定性，和有限的耐化学腐蚀性。因此，需要改进具有电绝缘性能的衬垫。

概述

本文描述了具有电绝缘性能的衬垫的多种实施例。在一些实施例中，衬垫包括芯衬垫部件，该芯衬垫部件的至少一个表面上具有介电材料的涂料或膜。在一些实施例中，所述涂料或膜包括聚酰亚胺，陶瓷，或氧化铝。在一些实施例中，涂料或膜形成在芯衬垫部件的所有表面上，包括在芯衬垫部件的轴向表面中/上形成的任何凹槽和/或突起的表面上。本文还描述了由涂料或膜完全封装的芯衬垫部件。

附图说明

图1是根据本文所述的多种实施例的衬垫的俯视图。

图2A是图1所示的衬垫沿线2-2得到的截面图。

图2B是根据本文所述的多种实施例的衬垫的截面图。

图2C是根据本文所述的多种实施例的衬垫的截面图。

具体实施例

参考图1，示出了根据本文所述的多种实施例的具有改进的电绝缘性能的衬垫100。衬垫100通常包括芯衬垫部件110(也被称为护圈)和形成在芯衬垫部件110的至少一个表面上的介电涂料120(形成在芯衬垫部件110的至少顶部轴向表面上，如图1所示)。芯衬垫部件110可以包括形成在芯衬垫部件110的轴向表面中的一个或多个凹槽，每个凹槽具有布置在其中的密封元件130，140。

芯衬垫部件110通常可以具有盘形，使得衬垫100适合于放置在例如相邻管段的法兰之间。芯衬垫部件110的尺寸(例如，外径，内径，轴向表面之间的厚度等)通常不受限制，并且可以根据要使用衬垫的具体应用来选择。

将芯衬垫部件110的材料提供到适合在衬垫中使用(包括满足或超出在特定应用中使用衬垫100所需的性能)的芯衬垫部件100通常不受限制。芯衬垫部件110的材料通常是导电材料，因为本申请的目的是向芯提供电绝缘涂料。在一些实施例中，芯衬垫部件110的材料是金属。在一些实施例中，芯衬垫部件110的材料是不锈钢。