本发明涉及一种密封填料，特别是一种广泛应用于石油化工、化肥、化纤、发电、原子工业中的贮存、输送流体介质的机械装置上，作为防止介质泄漏的编织弹性密封填料及其制造方法。 编织密封填料是密封填料中历史最悠久的一种。随着现代工业的发展，编织密封填料在组成材质、编织结构、制造方法等方面进行了许多革新和创造。公知的密封填料主要是由各种合成纤维、无机纤维为骨架材料，经浸渍润滑剂、粘接剂编织而成，这些材料各具特色，在单独组成填料时，有的特色则成为必须克服的缺点。否则，就会影响到填料的应用效能和密封效果。例如：用聚四氟乙烯纤维编织成的密封填料，化学稳定性强、自润滑性好，耐温范围广、强度高。其缺点是导热性差，膨胀系数大。如果将其单独组成的填料装入填料箱内，要阻止流体的泄漏，只有拧紧压盖，加大压力，使填料的经向力也相应加大，流体的泄漏问题才能得到解决。但是，随之而产生了另一方面的问题，这就是由于经向力的加大，增加了摩擦热，致使磨耗大，再加上其导热性差，膨胀系数大的缺陷，摩擦热量的积蓄，势必导致填料被烧坏，缩短使用寿命的结果。同样，具有抗压强度高，导热性能好，自润滑性强的优点的碳素纤维组成填料，也因抗张强度低，追随性差地缺点，面临经不起高压或强氧化物腐蚀的考验。这样便把单单用纤维作为骨架材料的填料，应用范围和应用参数固定在较狭窄的范围。特别是用于动密封部位的工况条件较差的情况下，由于动轴存在不同程度的偏心度，单一纤维作为骨架材料的填料，易使其压缩变形能力超过本身的性能范围，而达不到密封的目的。
本发明的任务是提供一种编织弹性密封填料，它不仅弹性大，追随性好，耐磨、耐腐蚀，而且抗压强度高，热传导性能好，能够适应高压流体密封部位及较高线速度密封部位的工况条件，其制造工艺简单，可根据不同的工况，选用相应的合成纤维、无机纤维、弹性材料制成不同种类的密封填料。
本发明的任务是这样完成的：该密封填料的结构采用合成纤维或无机纤维或其混合应用编织成外层包皮，用未经硫化的弹性材料作为中芯，以润滑剂和粘结剂填充纤维空隙，再经压制、高温处理硫化成形。也可采用予先硫化并进行外表面麻面处理的空心弹性材料为中芯，以润滑剂和粘结剂填充纤维空隙，再用常规的整理方法成形，即制成编织弹性密封填料。该填料的型号、规格视给定的密封部位的实际工况条件制造。
本发明填料的制造方法，主要是根据密封部位使用工况的要求，依据各种纤维材料和弹性材料自身具备的优异特性，合理选配，充分发挥优点，克服缺点，以提高填料的应用效能。将选配好的纤维材料集成纤维束后，浸入配有润滑剂和粘接剂的混合液中，使其表面浸渍一层液体后，除净多余的液体绕在锭管上，以未经硫化的实心弹性材料为中芯，用编织机进行套层编织或穿心编织来包覆外层包皮，编织成的填料置于温度为70～100℃的干燥室内，干燥1～2小时。干燥后的填料再浸入配有润滑剂和粘结剂的混合液中，浸渍10～30分钟再次干燥。如此反复浸渍、干燥2～3次。然后将干燥后的填料置于特制的模具中，加压贴附进行硫化处理，在150～250℃的温度下保压15～150分钟，自然冷却至室温取出，即制成编织弹性密封填料。
本发明填料的制造方法，还可将选配好的纤维材料集成纤维束后，用编织机编织成圆筒状外层包皮，再将其浸入配有润滑剂和粘结剂的混合液中，使其浸渍10～30分钟后，除净多余的液体，在温度为70～100℃的干燥室内，干燥1～6小时。如此反复浸渍、干燥2～3次。将干燥后的圆筒状外层包皮，包覆卷缠未经硫化的实心弹性材料，作为中芯的实心弹性材料在卷缠过程中必须处于外层包皮卷层的中间位置，卷缠后的填料置于特制的模具中，加压贴附进行硫化处理，在150～252℃的温度下保压15～150分钟，自然冷却至室温取出，即制成编织弹性密封填料。
本发明填料的制造方法，也可将选配好的纤维材料集成纤维束，绕在锭管上，以予先硫化并进行外表面麻面处理的空心弹性材料为中芯，用编织机进行套层编织或穿心编织来包覆外层包皮。编织成的填料再置于配有润滑剂和粘结剂的混合液中，浸渍10～30分钟，除净多余的液体，在温度为70～100℃的干燥室内，干燥1～2小时。如此反复浸渍、干燥2～3次，然后将干燥后的填料用常规的方法整理成形，即制成编织弹性密封填料。
本发明的编织弹性密封填料由于所用原料是根据密封部位的实际使用工况选配，充分利用各种纤维材料的优异特性，克服了其自身的缺点，有效地提高了填料的应用效能，在耐高压、耐腐蚀、导热性等方面都得到了新的提高。特别是外层包皮的编织结构具有适应某种部位密封的特点，例如穿心编织结构适用于动静密封的机械装置上，套层编织适用于静密封部位。对于编织断面小的填料也可采用八锭编织。但是无论是采用何种编织结构编织填料的外层包皮，均采用未经硫化的实心弹性材料作为中芯，未经硫化的实心弹性材料被外层包皮包覆后，进行高温加压贴附（加压大小视使用工况定），使外层包皮与中芯的接触面呈犬牙交错状硫化成形，使外层包皮与中芯间具有足够的连接强度，保证运转中外层包皮不产生脱落。对于密封部位压力低，偏心度大的使用工况，也可采用予先硫化并经外表面麻面处理的空心弹性材料作为中芯，同样可以达到运转中外层包皮不产生脱落的目的。作为弹性材料之一的橡胶，它的最大优点是压缩回弹性能特优，使制成的密封填料有适宜的弹性和良好的追随性，即使密封表面光洁度较差，密封函与轴的同心度偏差比较大，该密封填料也可以弥补因此而带来的流体介质泄漏，在较为苛刻的工况条件下也能保证密封性能。这种编织弹性密封填料在硫化过程中，由于其实际使用工况不同，加压大小不同，所以在一定温度下保压时间长短不一。只有确定填料的使用工况，才能据此制定加工工艺，做出优质的编织弹性密封填料。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1是本发明带有实心中芯的绳状编织弹性密封填料的一种具体结构示意图。
图2是本发明带有空心中芯的绳状编织弹性密封填料的一种具体结构示意图。
图3是本发明环状编织弹性密封填料的一种具体结构示意图。
图4是图3的横断面视图。
根据图1～4详细说明本发明的具体结构。该密封填料是由外层包皮1和中芯2构成的。其中图1是带有实心中芯的绳状密封填料，图2是带有空心中芯的绳状密封填料。外层包皮1可根据密封部位的实际使用工况和各种纤维材料的优异特性选配，以编织机进行编织。中芯2采用未经硫化的实心弹性材料（截面可方、可圆），以润滑剂和粘结剂填充纤维空隙，经压制、高温处理硫化成形。中芯2也可采用予先硫化并经外表面麻面处理的空心弹性材料制成。图3和图4是环状密封填料的结构示意图。至于采用的各种型号和规格的密封填料，完全按照给定的密封部位使用工况，来决定其制造方法。以下结合实施例具体说明其详细的制造工艺。
实施例1：
回转干燥器转轴的密封部位采用绳状密封填状，其使用工况为：
流体介质：对苯二甲酸
流体温度：170℃
流体压力：20MPa
线速度：0.5m/s
回转轴偏心度：±2mm
填料规格：绳状填料。横截面尺寸25×27（mm）
根据上述使用工况，流体介质的温度比较高且含有固体颗粒，按照各种纤维材料具备的优异特性，选用具有抗张强度和模量高、耐磨性好、耐热性好等特性的芳纶纤维材料。选用未经硫化的实心方形的硅橡胶条作为中芯，这是一种具有很高的耐热性、耐寒性、耐腐蚀性、耐老化性、富有弹性，并且有较高的耐压性的材料。在配备的含有润滑剂和粘结剂的混合液中，选用二硫化钼和聚四氟乙烯乳液，其中二硫化钼具有耐高压、耐流体冲洗，在润滑部位形成润滑膜很牢固，不易破坏，有利滑动，而聚四氟乙烯乳液具有耐酸、碱性强，摩擦系数低，附着性好等特点，并具有优良的耐高、低温特性，其既具有作为粘结纤维的作用，又起到填充纤维与纤维之间空隙，保护纤维的作用。
该填料的制造方法是：先将3000孔芳纶纤维材料集成纤维束，将其浸入配有二硫化钼和聚四氟乙烯乳液的混合液中，使其表面浸渍一层液体后，除净多余的液体绕在锭管上，以未经硫化的横截面为19×21（mm）的实心方形硅橡胶条作为中芯，用编织机进行套层编织来包覆外层包皮。编织成的填料置于温度为80℃的干燥室内干燥2小时，再次浸入混合液中30分钟，然后再干燥，如此反复浸渍、干燥2～3次。最后将干燥后的填料置于横截面为25×27（mm）的模具中升温加压，当温度升至180±10℃时，在40MPa的压力下保压50～60分钟，再自然冷却至室温取出，即制成绳状编织弹性密封填料。该填料的组成为芳纶纤维占总重量的10%，硅橡胶占总重量的60%，二硫化钼占总重量的1%，聚四氟乙烯乳液占总重量的29%。
实施例2：
煤巷掘进机内喷雾用的高压大直径旋转水封，采用环状填料，其使用工况为：
流体介质：清水
流体温度：50℃
流体压力：20MPa
主轴转速：50转/分
填料规格：环状填料φ180×φ150×20（mm）。由于该密封环要求耐压强度高，追随性好，耐腐蚀，所以我们选择了摩擦系数小，热传导性和自润滑性好，耐高压的碳纤维，采用与实施例1相同的弹性材料硅橡胶以及二硫化钼和聚四氟乙烯乳液。
该填料的制造方法是：先将1000孔碳纤维材料集成纤维束，用编织机编织成周长为480mm的圆筒状外层包皮，然后将其浸入配有二硫化钼和聚四氟乙烯乳液的混合液中，使其浸渍20分钟，除净多余的液体，放入温度为100℃的干燥室内，干燥6小时，如此反复浸渍、干燥2～3次，将干燥后的圆筒状外层包皮，包覆卷缠未经硫化的规格为φ114×φ156×14的硅橡胶环。作为中芯的硅橡胶环在卷缠过程中必须处于外层包皮卷层的中间位置。卷缠后的填料置于φ180×φ150×20（mm）的模具中升温加压，当温度升至200±10℃时，在55MPa的压力下保压60～80分钟，自然冷却至室温取出，即制成环状编织弹性密封填料。该填料的组成为碳纤维占总重量的15.3%，硅橡胶占总重量的19.6%，二硫化钼占总重量的0.6%，聚四氟乙烯占总重量的64.5%。
实施例3：
化工厂三联式高压氨泵用密封环，采用环状填料，其使用工况为：
流体介质：液氨
流体温度：40℃
流体压力：16.5MPa
柱塞往复次数：151次/分
填料规格：环状填料φ115×φ95×13（mm）
根据使用工况要求，除选用与实施例2相同的纤维材料、二硫化钼、聚四氟乙烯乳液外，弹性材料选用耐老化性好、耐酸、耐碱、弹性高的乙丙橡胶。
该填料的制造方法：先将1000孔碳纤维材料集成纤维束，用编织机编织成周长为360mm圆筒状外层包皮，其浸渍、干燥工序同实施例2。然后将干燥后的圆筒状外层包皮，包覆卷缠未经硫化的规格为φ109×φ101×7（mm）的乙丙橡胶环。作为中芯的硅橡胶环在卷缠过程中必须处于外层包皮卷层的中间位置。卷缠后的填料置于φ115×φ95×13（mm）的模具中升温加压，当温度升至140±10℃时，在50MPa的压力下保压15～20分钟，自然冷却至室温取出，即制成环状编织弹性密封填料。该填料的组成为碳纤维占总重量的18.8%，乙丙橡胶占总重的10%，二硫化钼占总重的0.6%，聚四氟乙烯占总重的70.6%。
实施例4：
回转干燥器转轴的密封部位采用空心绳状密封填料，其使用工况为：
流体介质：含有固体颗粒的气体
流体温度：140℃
流体压力：0.1MPa
回转轴偏心度：±4mm
线速度：3m/s
填料规格：绳状填料横截面为φ25mm
根据上述使用工况，该填料的密封部位是在压力低，偏心度大的使用条件下。其材料的选用基本同实施例1。
该填料的制造方法是：先将3000孔芳纶纤维材料集成纤维束，绕在锭管上，以予先硫化并进行外表面麻面处理的空心硅橡胶管（管截面为φ19×φ7）为中芯，用编织机进行套层编织来包覆外层包皮。编织成的填料再置于配有二硫化钼和聚四氟乙烯乳液的混合液中，浸渍30分钟后，除净多余的液体，在温度为80℃的干燥室内，干燥2小时。如此反复浸渍、干燥2～3次，然后将干燥后的填料用常规的方法整理成形，即制成编织弹性密封填料。该填料的组成芳纶纤维占总重的5%，碳纤维占总重的15%，弹性材料硅橡胶占总重的50%，二硫化钼占总重1%，聚四氟乙烯乳液占总重的29%。