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密封材料组合物以及包含该密封材料组合物的压盖填料的制作专利

来源:未知 编辑:晚一步 时间:2018-05-11

本发明涉及密封材料组合物以及包含该密封材料组合物的压盖填料。



背景技术:

作为用于制备密封材料的密封材料组合物,例如已知有诸如专利文献1所述的纱线。这种纱线由将纤维材料编织或编组而形成的筒状构件以及填充到该筒状构件中的复数个纤维状构件(纤维状膨胀石墨)构成。

所述复数个纤维状膨胀石墨是分别具有挠性的长条状的膨胀石墨,在投入所述筒状构件中以使各个长度方向与所述筒状构件的长度方向大致一致之后,以一边弯曲变形一边随机排列在所述筒状构件中的状态进行填充(参照图6)。

因此,在所述筒状构件中,在所述复数个纤维状膨胀石墨中的相邻的纤维状膨胀石墨之间容易产生不均匀的间隙,通常包括多数个这样的间隙。而且,这些间隙在所述筒状构件的长度方向上趋于以较短的间隔存在。

因此,例如,为了使用所述纱线来制备密封材料或者为了一边将所述纱线卷绕在线轴等圆棒状构件一边进行搬运,在使所述纱线翘曲而弯曲时,有时从使纱线弯曲的部分急剧地弯折而导致所述复数个纤维状膨胀石墨中的任一个发生断裂。

即,所述纱线因外力而受到弯曲作用时,虽然能够根据该外力允许规定量的挠度,但在受到容许量以上的外力的情况下,有可能会在所述复数个纤维状膨胀石墨发生缺损。因此,所述复数个纤维状膨胀石墨的缺损,有可能引起使用所述纱线而制备的密封材料的性能降低的风险。

另外,以往在泵或阀等流体设备中具有作为前述密封材料的压盖填料。这种压盖填料是使用芯材以及以被扭转的状态或被编组的状态集束在所述芯材周围的复数条纱线(编织纱)而构成的(例如,参照专利文献2)。

该压盖填料在使用时首先被调节为具有规定的长度方向长度。然后,所述压盖填料保持该状态形成与规定的流体设备的轴材料对应的环状,在压缩成型为与所述轴材料对应的环状之后,被填充到所述流体设备中位于所述轴材料周围的填料箱中。

但是,在所述压盖填料中,所述芯材由将纤维材料编织或编组而形成的筒状构件以及填充到该筒状构件中的复数个纤维状膨胀石墨构成,因此在弯曲所述压盖填料使之呈环状时,所述芯材从弯曲的部分急剧弯曲导致所述复数个纤维状膨胀石墨中的任一个发生断裂。

也即,所述芯材因外力而受到弯曲作用时,虽然能够根据该外力允许规定量的挠度,但在受到容许量以上的外力的情况下,有可能会在所述复数个纤维状膨胀石墨发生缺损。因此,所述复数个纤维状膨胀石墨的缺损,有可能引起所述芯材进而所述压盖填料的密封性能降低的风险。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2007-138315号公报。

专利文献2:日本特开2007-191803号公报。



技术实现要素:

本发明是鉴于这种情况提出的,其目的在于,提供在具有包含膨胀石墨的片状构件的密封材料组合物中不易在其片状构件产生缺损的密封材料组合物。另外,本发明的目的在于,提供能够提高密封性能的压盖填料。

本发明的密封材料组合物具有:

层叠体,以及

包围所述层叠体的长条状的包围体,

所述层叠体具有复数个由膨胀石墨形成为带状的片状构件,

复数个所述片状构件在与所述包围体的长度方向交叉的方向层叠,

在所述复数个片状构件中,在层叠方向上相邻的所述片状构件被设置成在所述包围体的长度方向上错开并且能够彼此相对移动,

所述包围体在保持所述相邻的片状构件的层叠状态的同时允许所述相邻的片状构件沿所述包围体的长度方向相对移动。

根据本发明的密封材料组合物的另一方案,

所述片状构件具有:

长度方向一端部、长度方向另一端部以及连接长度方向一端部和长度方向另一端部的长度方向中途部,

所述长度方向一端部和所述长度方向另一端部在夹持所述长度方向中途部的相反一侧与所述包围体接触。

根据本发明的密封材料组合物的其它另一方案,

所述片状构件的长度方向一端部和所述长度方向另一端部沿着相对于所述包围体的长度方向倾斜的方向延伸设置。

根据本发明的密封材料组合物的其它另一方案,

所述片状构件中的所述长度方向中途部以相对于所述包围体的长度方向倾斜的方式进行设置,

所述片状构件中的所述长度方向一端部和所述长度方向另一端部中的至少一者以沿着所述包围体的长度方向的方式进行设置。

本发明的压盖填料包含前述密封材料组合物。

根据本发明的压盖填料的其它另一方案,其具有:

使用所述密封材料组合物的芯材,以及

以被扭转的状态或被编组的状态设置在所述芯材周围的纱线。

根据本发明的压盖填料的其它另一方案,

所述密封材料组合物的包围体由金属丝形成,

所述纱线具有膨胀石墨材料、用于增强所述膨胀石墨材料的增强材料。

根据本发明的压盖填料的其它另一方案,

以所述压盖填料的总质量为基准计,所述芯材为5质量%以上且70质量%以下。

根据本发明的压盖填料的其它另一方案,

其仅由所述密封材料组合物形成。

根据本发明能够提供在包含膨胀石墨的密封材料组合物中不易在其片状构件产生缺损的密封材料组合物。另外,根据本发明能够提供能够提高密封性能的压盖填料。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的密封材料组合物的立体图。

图2是图1的密封材料组合物的概略俯视图。

图3是图1的密封材料组合物的概略局部剖视图。

图4是图1的密封材料组合物弯曲时的概略局部剖视图。

图5是本发明的其它实施方式的密封材料组合物的概略局部剖视图。

图6是作为比较例的以往的密封材料组合物的概略局部剖视图。

图7是表示实验结果的图。

图8是本发明的一实施方式的压盖填料的局部截面立体图。

图9中(a)是表示图1的压盖填料的使用状态的一个例子的剖视图,图9中(b)是(a)的压盖填料的概略立体图。

图10是图1的压盖填料的剖视图。

图11是表示实验机的概略结构的示意图。

图12是表示使用图11的实验机的实验的实验结果的图。

附图标记的说明如下:

1密封材料组合物;5层叠体;6包围体;10纤维状构件;13纤维状构件的长度方向一端部;14纤维状构件的长度方向另一端部;15纤维状构件的长度方向中途部;51压盖填料;53芯材;54纱线;151膨胀石墨材料;152增强材料。

具体实施方式

首先,边参照附图边说明本发明的密封材料组合物的一实施方式。

图1表示本发明的密封材料组合物的一实施方式的密封材料组合物1的概略立体图。图2表示密封材料组合物1的概略俯视图。图3表示密封材料组合物1的概略局部剖视图。

需要说明的是,关于密封材料组合物1(后述层叠体5(片状构件10)和包围体6),将图1中的箭头X方向设为长度方向,将箭头Y方向设为宽度方向,将箭头Z方向设为厚度方向(上下方向)。另外,为了便于说明,适当地夸大了图中的尺寸比率,有时与实际的尺寸比率不同。

密封材料组合物1是作为材料包含膨胀石墨并且用于形成密封材料的构件,其用于制备压盖填料或密封垫等密封材料。对于密封材料组合物1,其一部分或全部可用于成型所述密封材料的一部分(例如,芯材)或所述密封材料整体(例如,成型填料)。

如图1、图2、图3所示,密封材料组合物1具有层叠体5和包围体6。包围体6用于形成长条状,设置成包围层叠体5。在本实施方式中,密封材料组合物1是呈长方体形状的绳带状(长条状)构件,具有能够制备压盖填料或密封垫等密封材料中至少一者的长度方向长度。

层叠体5具有复数个片状构件10。这些片状构件10例如由膨胀石墨形成为带状(tape),并且沿着与包围体6的长度方向交叉的方向层叠,配置成沿长度方向具有规定间隔。而且,在复数个片状构件10中,在层叠方向相邻的片状构件10被设置成在包围体6的长度方向错开并且彼此能够相对移动。

在本实施方式中,片状构件10是以膨胀石墨为主要成分的膨胀石墨制的带状体。片状构件10是呈大致扁平长方体形状的带状体,具有大致一定的厚度以及比包围体6短的长度方向长度。需要说明的是,各片状构件10不仅是彼此具有严密的相同形状的构件,而且是包括制备上的误差的构件,只要是具有能够成型为层叠体5的形状的构件即可。

复数个片状构件10配置成彼此沿大致相同方向延伸。而且,复数个片状构件10在使相邻的片状构件10中的一侧片状构件10相对于另一侧片状构件10在所述包围体6的长度方向上错开规定量的状态下,层叠为使所述层叠体5去除长度方向两端部呈长方体形状。

此处,与前述包围体6的长度方向交叉的方向、即复数个片状构件10的层叠方向是指,相对于与包围体6的长度方向和宽度方向正交的厚度方向倾斜的方向。

详细而言,相邻的片状构件10层叠为一侧片状构件10与另一侧片状构件10沿着与层叠方向大致正交的方向(包围体6的长度方向)能够彼此滑动。一侧片状构件10与另一侧片状构件10的层叠状态不受这些片状构件的滑动的影响而被包围体6保持。

另外,尤其如图3所示,关于层叠体5中的所有位置错开产生处的相邻的片状构件10的错开量(即,一侧片状构件10与另一侧片状构件10的错开量)G被设定为在外力作用于密封材料组合物1且不弯曲的图3所示的初始状态下,沿包围体6的长度方向大致相同。

而且,在这样的层叠状态下,在相邻的片状构件10之间,与一侧片状构件10(或另一侧片状构件10)的厚度对应地形成有台阶部11。该台阶部11形成在层叠体5的各个上面侧表层部8和下面侧表层部9,沿包围体6的长度方向大致等间隔地配置。

需要说明的是,对所述初始状态下的所述相邻的片状构件10的错开量G没有特别限制,只要设定为在因所述相邻的片状构件10相对移动(彼此滑动)而扩大所述初始状态的错开量G的情况下也保持层叠状态即可。例如,这些错开量G也可以彼此不同。

另外,在本实施方式中,片状构件10具有露出于上面侧表层部8的长度方向一端部13、露出于下面侧表层部9的长度方向另一端部14以及连接这些两端部13、14的长度方向中途部15。片状构件10的长度方向一端部13和长度方向另一端部14沿着相对于包围体6的长度方向倾斜的方向延伸,以使得分别在夹持长度方向中途部15的相反一侧(层叠体5的上面侧表层部8侧和下面侧表层部9侧)与包围体6接触。

详细而言,如图3所示,在层叠体5的上面侧表层部8和下面侧表层部9中,由各个片状构件10的长度方向一端部13和长度方向另一端部14形成台阶部11。而且,形成各片状构件10的大部分的长度方向中途部15相对于包围体6的长度方向具有规定的倾斜角度θ1。

各片状构件10形成层叠体5的一个层。层叠体5在本实施方式中采用层叠有7层片状构件10的结构。需要说明的是,对各片状构件10的层叠数量没有特别限制,可根据各片状构件10的厚度等适当地设定,至少为2层以上即可。

另外,在图1和图3中,夸张地表示了相邻的片状构件10之间的间隙,但实际上,复数个片状构件10层叠为几乎不产生该间隙(参照图4),由此,层叠体5比图1和图3所示的层叠体更加偏平。

而且,在本实施方式中,各片状构件10的长度方向一端部13和长度方向另一端部14中的至少一者沿着包围体6的长度方向进行设置。详细而言,长度方向一端部13和长度方向另一端部14这两者以分别与包围体6的长度方向大致平行地延伸的方式相对于长度方向中途部15弯曲。

另外,片状构件10例如具有100mm以上且300mm以下(优选为150mm以上且250mm以下)左右的长度方向长度、具有1mm以上且30mm以下(优选为3mm以上且15mm以下)左右的宽度方向(与长度方向和厚度方向Z分别正交的方向)长度、具有0.01mm以上且3.0mm以下(优选为0.1mm以上且1.0mm以下)左右的厚度。

需要说明的是,片状构件10具有与密封材料组合物1的长度方向、宽度方向及厚度方向分别相同的长度方向、宽度方向及厚度方向。

如各图所示,包围体6被构成为在保持相邻的各片状构件10(层叠体5)的层叠状态的同时允许沿包围体6的长度方向相对移动。在本实施方式中,包围体6具有沿其长度方向能够插入层叠体5的筒状。包围体6的长度方向两端部成为能够使层叠体5的长度方向两端部露出的开放状态。

包围体6是具有网格结构的网状体,在与包围体6所围绕的层叠体5的表层大致接触的状态下沿长度方向延伸设置。围绕层叠体5的状态的包围体6的外形实质上形成了密封材料组合物1的外形。包围体6是使用通过适当的编织方式(編み方)(例如,针织编织)或者适当的编组(組み方)方式编组而成的线材17构成的。

需要说明的是,包围体6在本实施方式中具有相对于长度方向以规定角度扭转的(被拧转的)线材17,但不限于此,也可以具有沿着与长度方向大致相同方向延伸的线材。另外,线材17的间隔如各图所示,可以不均等,也可以大致均等。

作为线材17,例如可以使用镍合金或不锈钢丝等由以铁为主要成分的合金等构成的金属丝、天然橡胶等天然树脂、合成树脂、聚四氟乙烯等氟树脂或天然纤维或合成纤维等。需要说明的是,对于本实施方式中的线材17使用金属丝。另外,线材17例如采用具有0.01mm以上且1mm以下左右直径的圆线。需要说明的是,包围体6实际上包围比图1和图3更扁平的层叠体5,以使得如前所述在相邻的片状构件10之间基本不产生间隙。

在这样的结构中,例如为了使用密封材料组合物1来制备密封材料或者为了一边将密封材料组合物1卷绕在圆棒状构件一边进行搬运,可在使密封材料组合物1挠曲而弯曲时,使相邻的片状构件10分别沿包围体6的长度方向滑动,以使彼此产生错位。

即,密封材料组合物1能够一边使所述相邻的片状构件10分别翘曲,一边使相邻的片状构件10、即一侧片状构件10和另一侧片状构件10沿着包围体6的长度方向发生相对移动。而且,此时能够保持相邻的片状构件10的层叠状态。

具体而言,如图4所示,在保持复数个片状构件10的层叠状态不变的情况下,在层叠体5的上面侧(外周面侧)表层部8中,能够使长度方向一端部13如箭头18中所示的那样滑动并且在层叠体5的下面侧(内周面侧)表层部9中能够使长度方向另一端部14沿箭头19所示那样滑动。

因此,在为了使密封材料组合物1弯曲而对其施加外力时,能够阻止在密封材料组合物1产生急剧弯曲的部分的情况,能够抑制复数个片状构件10中的任一个因这样的折曲部分而发生断裂的情况。因此,能够防止在密封材料组合物1产生缺损而引起性能降低的情况。

本发明的密封材料组合物1不限于上述实施方式,例如,也可以具有如图5所示的各片状构件20比各片状构件10短的长度方向长度以及大于上述实施方式的倾斜角度θ1的倾斜角度θ2。另外,虽然省略图示,但也可以具有各片状构件20比各片状构件10长的长度方向长度以及相对于包围体6的长度方向小于所述倾斜角度θ1的倾斜角度。

然后,通过关于密封材料组合物的挠性的实验确认了能够获得如前所述的作用效果。实验方法如下。在该实验中,作为密封材料组合物,在准备本发明的实施例1、本发明的实施例2以及具有与以往的密封材料组合物同样结构的比较例1的同时,准备第一圆棒状构件和第二圆棒状构件。

实施例1具有与密封材料组合物1同样的结构。层叠体5中的复数个片状构件10分别具有约200mm的长度方向长度,形成层叠了7层的结构。另外,复数个片状构件10配置成在包围体6的长度方向具有诸如每10cm形成五个台阶部11的错开量G。

实施例2具有与如图5所示的密封材料组合物同样的结构。层叠体5中的复数个片状构件20分别具有约100mm的长度方向长度,形成层叠了7层的结构。另外,复数个片状构件20配置成在包围体6的长度方向具有诸如每10cm形成七个台阶部11的错开量G。

比较例1具有与如图6所示的以往的密封材料组合物同样的结构。复数个纤维状构件30以随机地排列的方式填充在包围体32内。另外,复数个纤维状构件30配置成在包围体32附近不产生台阶部而在包围体32内产生多个(宽面积)间隙。

第一圆棒状构件能够使实施例1、实施例2及比较例1绕整个圆周卷绕,具有10mm的直径。第二圆棒状构件能够使实施例1、实施例2及比较例1绕整个圆周卷绕,具有30mm的直径。

然后,使实施例1、实施例2及比较例1一边分别翘曲而弯曲,一边绕大致整个圆周分别卷绕在第一圆棒状构件和第二圆棒状构件上。其后,将实施例1、实施例2和比较例1分别从第一圆棒状构件和第二圆棒状构件卸下,并且确认片状构件10和20、纤维状构件30的状态。

将其结果示于图7。即,在实施例1和实施例2中,在复数个片状构件10和20均没有确认到断裂(在图中,将该情况表示为○)。与此相对,在比较例1中,在包围体32的长度方向的两处确认到遍布整个层的断裂(在图中,将该情况表示为×)。

另外,在本实施方式中,由于各片状构件10如前所述在相对于包围体6的长度方向倾斜的方向延伸,因此在弯曲作用作用于密封材料组合物1时,能够使相邻的片状构件10分别顺畅地滑动。因此,能够使复数个片状构件10更不易发生断裂。

另外,在本实施方式中,各片状构件10的长度方向一端部13和长度方向另一端部14分别沿着包围体6的长度方向进行设置,因此这些端部13、14不从包围体6的网格部分朝外部凸出。因此,能够抑制长度方向一端部13和长度方向另一端部14由于与位于外部的设置物等碰撞而导致破损的情况。

接着,边参照附图边说明包含前述密封材料组合物1的本发明的压盖填料的一实施方式。

图8是本发明的压盖填料的一实施方式的压盖填料51的局部截面立体图。图9中(a)是表示压盖填料51的使用状态的一个例子的剖视图。图9中(b)是图9中(a)的压盖填料51的概略立体图。图10是压盖填料51的剖视图。需要说明的是,在这些图中,为了便于说明,示意性地示出压盖填料51。

如图8所示,压盖填料51是使用密封材料组合物1构成的绳带状的密封材料。压盖填料51如图9中(a)所示,被构成为:在使用时能够在彼此对置的内侧被密封部(规定设备的轴材料)101与外侧被密封部(所述规定设备的静止部)102之间,在与该对置方向大致正交的方向(所述轴材料的轴向)上在被压缩的状态下进行密封。

在本实施方式中,如图8、图10所示,压盖填料51具有由密封材料组合物1构成的芯材53。压盖填料51,作为其它的密封材料组合物还具有,多条以被扭转的状态或被编组的状态设置在芯材53周围的纱线(编织纱)54。压盖填料51形成为具有规定的长度方向长度的绳带状。

压盖填料51例如在使用时,首先如图9中(b)所示,形成为或者被压缩成型为与内侧被密封部101对应的环状。然后,如图9中(a)所示,压盖填料51被填充至位于内侧被密封部101周围的外侧被密封部102的填料箱103,保持被压盖(填料压环)104紧固的状态。

需要说明的是,如图9中(b)所示,在压盖填料51形成为与内侧被密封部101对应的环状的情况下,与构成芯材53的密封材料组合物1的包围体6的长度方向交叉的方向、即复数个片状构件10(层叠体5)的层叠方向,能够形成图10中的纵(上下)向(大致内侧被密封部101的径向)、图10中的横(左右)向(大致内侧被密封部101的轴向)或图10中的倾斜方向。需要说明的是,优选所述层叠方向为图10中的横(左右)向(换言之,片状构件10相对于内侧被密封部101的轴向以纵向(大致正交的方向)排列)。

如图8、图10所示,纱线54在本实施方式中具有复数个(16条)。纱线54沿着芯材53的长度方向延伸设置,并且被捻制加工或编组而成为集束(设置)在芯材53的周围,从而成型为具有长条形状的绳带状的压盖填料51。

纱线54采用了16打袋状编织以覆盖芯材53。需要说明的是,对于与芯材53一起构成压盖填料51的纱线54,在本实施方式中采用了使用16条纱线的16打袋状编织的结构,但也不限于该结构,例如也可以采用使用了4条纱线的4打方形编织、使用了8条纱线的8打方形编织的结构。

各纱线54形成得比绳带状的芯材53细。而且,在本实施方式中,将压盖填料51中的芯材53(其含有率)设定为以压盖填料51的总质量为基准计成为5质量%以上且70质量%以下,因此使纱线54具有与之对应的含有率(质量比率)。

详细而言,使用图12将在后面叙述,当压盖填料51中的芯材53的含有率小于5质量%时,在紧固完成之后初始紧固力残留的比率(紧固力残留率)变小(在本说明书中将该现象也称为“应力松弛”)。伴随该应力松弛的产生,密封性降低,因此需要使压盖填料51中的芯材53的含有率成为5质量%以上。此处,不保持初始紧固力而产生应力松弛的原因之一是,压盖填料51自身从设备的间隙溢出,压盖填料51的体积减小。另一方面,当压盖填料51中的芯材53的含有率大于70质量%时,纱线54相对于压盖填料51的比率变少,润滑剂不是适当量,因此密封性降低。为了防止该情况,需要使压盖填料51中的芯材53的含有率成为70质量%以下。

另外,更优选将压盖填料51中的芯材53的含有率设定为以压盖填料51的总质量为基准计为5质量%以上且50质量%以下,进一步优选设定为20质量%以上且50质量%以下。通过将压盖填料51中的芯材53的含有率设定为20质量%以上且50质量%以下,能够进一步减少泄漏量,并且容易确保规定以上的高紧固力残留率。

另外,将纱线54设定为全部具有大致相同结构,但例如也可以是一部分纱线54与其余的纱线54相比具有不同的结构。

如图10所示,在本实施方式中,各纱线54由膨胀石墨材料151、润滑剂、用于增强膨胀石墨材料151的增强材料152构成。膨胀石墨材料151形成为长条状。所述润滑剂被设置成夹杂在大致纱线54中的相邻的纱线54之间。作为润滑剂,例如可举出氟树脂粉末(PTFE分散体等)。

增强材料152是使用从膨胀石墨材料151的外侧或内侧增强该膨胀石墨材料151的至少一个线材构成的。在本实施方式中,增强材料152从膨胀石墨材料151的外侧增强该膨胀石墨材料151,形成得比膨胀石墨材料151更细。作为构成增强材料152的所述至少一个线材,例如可以举出镍合金、不锈钢等的金属丝;由有机纤维(棉等)或无机纤维(碳纤维等)形成的非金属丝。

如本实施方式所述,在使用增强材料152从膨胀石墨材料151的外侧增强该膨胀石墨材料151的外侧增强结构的情况下,膨胀石墨材料151由复数个纤维状膨胀石墨构成,增强材料152形成由所述至少一个线材的针织编织等形成的、用于填充膨胀石墨材料151的筒状体。需要说明的是,外侧增强结构不限于此,例如也可以是膨胀石墨材料151为山状弯折和谷状弯折、或者为山状弯折式折叠或谷状弯折式折叠,并且增强材料152形成为覆盖该被折叠状态的膨胀石墨材料151的所述至少一个线材的编组体。

另外,也可以使用使增强材料152从膨胀石墨材料151的内侧增强膨胀石墨材料151的内侧增强结构来代替所述外侧增强结构,在此情况下,例如可以采用将增强材料152沿着膨胀石墨材料151进行设置,并且将处于该状态的膨胀石墨材料151以包围增强材料152的方式形成为山状弯折和谷状弯折或者山状弯折式折叠或谷状弯折式折叠的绳带状体的内侧增强结构;也可以采用将增强材料152沿着膨胀石墨材料151进行设置,并且使处于该状态的膨胀石墨材料151形成被扭转的绳带状体的内侧增强结构。

通过这样的结构,为了在使用压盖填料51时将压盖填料51配置在内侧被密封部与外侧被密封部之间、即填充到规定设备的填料箱中,在将其弯曲成环状的情况下,压盖填料51中的芯材53(密封材料组合物1)如前所述,能够使相邻的片状构件10分别沿包围体6的长度方向滑动,以彼此产生错位。

因此,能够在抑制片状构件10的膨胀石墨的局部缺损的同时,提高芯材53进而使用该芯材53的压盖填料51的挠性。因此,在弯曲压盖填料51时,能够抑制片状构件10的膨胀石墨的局部缺损而导致发生芯材53的密封性能降低,并且能够提高压盖填料51的密封性能。

而且,例如如图10所示,在使用压盖填料51时,若使压盖填料51形成为环状以使芯材53中的片状构件10的层叠方向成为内侧被密封部的轴向,则能够使层叠的片状构件10分别保持复杂折叠的状态,并且能够提高芯材53的密封性能。由此,能够进一步提高压盖填料51的密封性能。

另外,在本实施方式中,由于使用了没有使用润滑剂的芯材53,因此能够减少压盖填料51中的成为应力松弛的原因之一的润滑剂的使用量。因此,能够抑制应力松弛,由此能够抑制压盖导致的紧固力的降低。结果,在压盖填料51与填料箱的内面之间不易产生间隙,能够很长时间确保良好的密封性能。

通过实施下面的实验能够确认,使用本发明的压盖填料时能够抑制流体的单位时间平均的泄漏量(密封特性)以及紧固力残留率的降低(应力松弛)。在该实验中,在准备本发明的实施例3、实施例4、实施例5、实施例6以及实施例7的同时,准备了比较例2和比较例3。另外,准备了与它们对应的实验机70。

实施例3的压盖填料,具有质量比率为层叠体(膨胀石墨):包围体(金属丝)=85:15的芯材以及质量比率为膨胀石墨材料:增强材料(金属丝):润滑剂=80:10:10的多条纱线,并且具有芯材:多条纱线=5:95的质量比率。

实施例4的压盖填料,具有质量比率为层叠体(膨胀石墨):包围体(金属丝)=85:15的芯材以及质量比率为膨胀石墨材料:增强材料(金属丝):润滑剂=80:10:10的多条纱线,并且具有芯材:多条纱线=20:80的质量比率。

实施例5的压盖填料,具有质量比率为层叠体(膨胀石墨):包围体(金属丝)=85:15的芯材以及质量比率为膨胀石墨材料:增强材料(金属丝):润滑剂=80:10:10的多条纱线,并且具有芯材:多条纱线=30:70的质量比率。

实施例6的压盖填料,具有质量比率为层叠体(膨胀石墨):包围体(金属丝)=85:15的芯材以及质量比率为膨胀石墨材料:增强材料(金属丝):润滑剂=80:10:10的多条纱线,并且具有芯材:多条纱线=50:50的质量比率。

实施例7的压盖填料,具有质量比率为层叠体(膨胀石墨):包围体(金属丝)=85:15的芯材以及质量比率为膨胀石墨材料:增强材料(金属丝):润滑剂=80:10:10的多条纱线,并且具有芯材:多条纱线=70:30的质量比率。

比较例2的压盖填料,具有质量比率为层叠体(膨胀石墨):包围体(金属丝)=85:15的芯材以及质量比率为膨胀石墨材料:增强材料(金属丝):润滑剂=80:10:10的多条纱线,并且具有芯材:多条纱线=4:96的质量比率。

比较例3的压盖填料,具有质量比率为层叠体(膨胀石墨):包围体(金属丝)=85:15的芯材以及质量比率为膨胀石墨材料:增强材料(金属丝):润滑剂=80:10:10的多条纱线,并且具有芯材:多条纱线=71:29的质量比率。

如图11所示,实验机70具有:具有油压缸71的油压单元72、轴载荷测定用第一负载变换器73、紧固力测定用第二负载变换器74、填料箱75、加热器76以及控制部77。在填料箱75中组入如图9中(a)所示的密封装置80。

实验机70被构成为:使密封对象流体通过入口流路81吸入箱基部82,利用加热器76使吸入后的密封对象流体升温,其后供给至组入填料箱75的所述密封装置,并且能够使从供给了该密封对象流体的所述密封装置泄漏的流体从箱主部83通过排出流路84排出。

实验机70具有用于检测供给至所述密封装置的密封对象流体的压力的压力计86、用于将该检测后的压力转换为控制用信号的压力转换器87以及用于检测密封对象流体的温度的温度传感器88。而且,实验机70在所述密封装置具有用于测定紧固力残留率的负荷传感器(未图示)。

此处,若使用图9中(a)进行说明,所述密封装置具有:外侧被密封部102(填料箱75)的填料箱103、以围绕内侧被密封部(轴杆)101的状态填充到填料箱103的压盖填料(如压盖填料51那样配置)以及用于紧固填充到填料箱103的状态的所述压盖填料的压盖(填料压环)104。

而且,所述密封装置通过拧紧设置在压盖104侧的螺栓,沿轴杆101的轴向挤压沿轴杆101的轴向排列的复数个所述压盖填料(实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7、比较例2和比较例3中的任一个),从而形成密封填料箱103的内面与轴杆101的外周面之间的密封部。

实验时,首先将实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7、比较例2和比较例3的压盖填料压缩成型为与轴杆101对应的环状。接着,以使实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7、比较例2和比较例3中的任一个压盖填料围绕轴杆101的方式,在所述密封装置设置复数个该压盖填料。接着,将具有这些压盖填料的所述密封装置组入填料箱75。

接着,利用加热器76使从入口流路81进入箱基部82的密封对象流体升温。接着,将升温后的密封对象流体从箱基部82供给到组入填料箱75的所述密封装置。在供给该密封对象流体时,通过驱动油压单元72的油压缸71,使轴杆101往复滑动移动。

此时,在实验机70中,测得来自排出流路84的流体的泄漏量(单位时间平均的泄漏量)以及利用负荷传感器得到的紧固力残留率,并且存储在控制部77。在实验机70中,还分别测得流体的压力、温度、所述密封装置(压盖填料)的紧固力、作用于轴杆101的轴载荷,汇集到控制部77而进行存储。

使用实验机70的实验条件如下所述。即,被压缩性成型为环状的实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7、比较例2和比较例3各自的压盖填料尺寸为:(内径)×(外径)×t6.4(高度)、液体温度为:400℃、液体压力为:15.5MPa。

通过该实验得到图12中所示的实验结果。通过图12所示的实验结果可知,对于各个实施例3、实施例4、实施例5、实施例6和实施例7,能够抑制来自排出流路84的泄漏量(单位时间平均的泄漏量)以及紧固力残留率的降低(应力松弛),是在规定的标准值内(在图中,将其表示为○)。即,明确了具有能够抑制流体的单位时间平均的泄漏量(密封特性)以及紧固力残留率的降低的效果、即能够提高密封性能的效果。

另外,由图12所示的实验结果可知,对于比较例2,难以抑制紧固力残留率,超出规定的标准值(在图中,将其表示为×)。而且,对于比较例3,难以抑制来自排出流路84的泄漏量(单位时间平均的泄漏量),大幅地超出规定的标准值(在图中,将其表示为×)。即明确了若是如比较例2和比较例3那样的结构,则无法预计密封性能的提高。

另外,本发明的压盖填料在本实施方式中由芯材53(密封材料组合物1)和纱线54构成,但不限于此,也可以不使用纱线54而仅由密封材料组合物1构成。

若考虑上述启示,本发明能够得到许多变更形态和变形形态是显而易见的。因此,应理解为本发明在所附权利要求书中,能够用除本说明书中记载以外的方法实施。

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