專利名稱：扁平疊層密封環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用在水位計(jì)孔口的耐高溫、高壓的無石棉長(zhǎng)壽密封圈。
在高溫高壓下使用的密封圈有多種類型，例如亞瑪莫托(Yamamoto)等人的美國專利4，477，094揭示了一種金屬薄芯板的一側(cè)或兩側(cè)有許多小凸臺(tái)的技術(shù)應(yīng)用。通常有密封材料施加于薄板兩表面。本參考也講述了密封材料的應(yīng)用例如能從橡膠或樹脂形成的紙層材料。石棉纖維、云母粉末，甚至石墨薄片可以膏劑混合在一起。石棉板或者膨脹的石墨也是眾所周知的技術(shù)。
美國專利4，477，094揭示了一種由多種材料形成的密封圈，但主要是蛭石包在一金屬板周圍，這個(gè)參考討論了相當(dāng)于石棉的唯一的填充劑石墨的應(yīng)用。
尤士(Usher)等人的美國專利4，463，959揭示了一種帶有兩個(gè)耐熔材料的間隔環(huán)的合成密封圈和一種金屬絲網(wǎng)編織的環(huán)。金屬絲網(wǎng)延伸進(jìn)入并從耐熔環(huán)出來。這個(gè)參考講述了聯(lián)合碳化物公司注冊(cè)商標(biāo)的軟石墨層與云母紙環(huán)的共同應(yīng)用。在比較那個(gè)發(fā)明時(shí)，它指出這兩個(gè)之間的差異是較小的。
蓋爾尼(Gcellner)的美國專利4，507，521揭示了一種在圓柱形凹槽里使用軟膨脹石墨密封圈的電傳導(dǎo)探測(cè)器。這個(gè)石墨密封圈可以包含加強(qiáng)金屬絲。
這些專利反映的技術(shù)狀況表明軟石墨材料適宜用作高溫密封圈。
伴隨著技術(shù)狀況申請(qǐng)人遇到的問題是當(dāng)密封圈用于水位計(jì)孔口時(shí)產(chǎn)生壓扁，泄漏或物理性破損。雖然石墨用于高溫密封圈是令人滿意的，但當(dāng)遇到高壓時(shí)，它趨于擠壓而產(chǎn)生泄漏。這些另件工作極限約在表壓3000磅/吋2，696°F范圍。由于在這些另件里有這些較軟的材料和非金屬材料必然無金屬對(duì)金屬的密封。
本發(fā)明經(jīng)試驗(yàn)優(yōu)于螺旋纏繞密封圈或云母密封圈。它有所期望的改型性特點(diǎn)，提供了剛性、彈性、無任何泄漏并且無須再扭轉(zhuǎn)。
本發(fā)明屬于一種扁平疊層密封環(huán)，包括和一個(gè)金屬墊圈一起被安置于環(huán)之間的軟石墨材料，一個(gè)與墊圈孔相重合并貫穿密封圈的開口。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種耐高溫高壓的防泄漏密封，它對(duì)于平滑的、較軟的和非金屬材料例如水位計(jì)孔口具有顯著的作用。
本發(fā)明以上的和另外的目的和特征在下面的附圖中將會(huì)更全面地顯現(xiàn)，其中

圖1是本發(fā)明的正視圖，圖2是沿圖1Ⅱ-Ⅱ線的剖視圖，圖3是利用了本發(fā)明的水位計(jì)孔口的另件分解圖。
一個(gè)平滑的、耐腐蝕的金屬墊圈有一個(gè)第一邊和第二邊或中央間隔環(huán)4，在每一邊上和軟石墨材料6一起被分層。開口8穿過疊層密封環(huán)2以便軟石墨材料6的內(nèi)徑與墊圈4同時(shí)擴(kuò)張，見圖2。疊層密封環(huán)2最好是扁平的，雖然可能形狀上變化較小但不影響它的使用效果。扁平疊層密封環(huán)2的形狀最終取決于它的應(yīng)用。
用于本發(fā)明的軟石墨材料6被壓成石墨薄片例如石墨薄膜，它是聯(lián)合碳化物公司注冊(cè)商標(biāo)的。石墨材料6最初借助于眾所周知的加溫加壓的粘接技術(shù)附著于墊圈4。每一疊層密封環(huán)已被安置了一致的接觸支撐壓力以保持它被密封。石墨材料6具有好的密封性，在工作中不損壞，提供的彈性不導(dǎo)致蠕變，不擠出并不損傷與其相連件，石墨材料6能提供在696°F高溫下密封。
金屬墊圈4進(jìn)一步提供了必需的支撐，使石墨材料6在約3000磅/吋的高壓下不擠出。墊圈4厚約0.094～0.099吋2，最好用不銹鋼制做，在金屬墊圈4拿懇槐呱系氖牧 的厚度被彈性變形和擠壓所限定。應(yīng)用于水位計(jì)孔口的厚度最好約0.015吋。如果石墨材料較厚就會(huì)在高壓下被擠出。相反，如果它是較薄的就會(huì)失去一些彈性變形。石墨材料6厚度的另一重要因素取決于確切地應(yīng)用。
金屬墊圈4的周邊10能延伸到石墨材料6以外。它在水位計(jì)孔口中最佳的應(yīng)用被圖3所描繪。周邊10的倒角與孔口相配以便改型，用于約0.485吋孔深的墊圈外形是可變的并因此不需新的孔口件當(dāng)過載時(shí)墊圈不會(huì)象其他墊圈那樣被壓扁或物理性破損，也不需再扭轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的一個(gè)重要特性是墊圈設(shè)計(jì)成偏平疊層環(huán)。沒有金屬對(duì)金屬的密封。當(dāng)密封較軟材料和非金屬材料時(shí)這樣特性是必不可少的，正像在水位計(jì)孔口結(jié)構(gòu)中所使用的。
本發(fā)明提供了一種耐用的，易維護(hù)的用于水位計(jì)孔口的無石棉密封一一在那里平滑表面和非金屬另件被應(yīng)用一一相對(duì)低的成本，無損于現(xiàn)有設(shè)備和另件結(jié)構(gòu)，其使用極限是約3000磅/吋2和約696°F。
本發(fā)明與連接著石墨薄膜防護(hù)墊圈的螺旋纏繞密封墊相比，石墨薄膜疊層密封墊需要一個(gè)新的蓋板(見圖3)，它在剛度、改型能力、彈性和不泄漏方面是較好的。
本發(fā)明提供了一種在高溫高壓場(chǎng)合防泄漏密封，參照?qǐng)D3，表明了使用了本發(fā)明的水位計(jì)孔口。有一個(gè)牢固地安裝著疊層密封環(huán)2的中心板12，內(nèi)部元件14、16、18作為密封環(huán)2的蓋板裝在中心板12內(nèi)。帶有緊固件22的蓋板20把密封環(huán)牢固地保持在中心板12內(nèi)，水位計(jì)孔口結(jié)構(gòu)是眾所周知的技術(shù)。
中心板12鄰近開口24的外徑約為2.062吋，孔深約0.485吋，內(nèi)徑26約1吋，扁平疊層密封環(huán)2有一個(gè)約2.052吋的外徑和一個(gè)約1.420吋的內(nèi)徑。墊圈4的周邊10兩側(cè)的倒角約為0.016吋形成一個(gè)朝外顯露的截頭錐形。這就允許密封環(huán)安裝在中心板12內(nèi)的凹處。緊鄰密封環(huán)2為一個(gè)為防護(hù)介質(zhì)的圓形層狀云母。它有一個(gè)大約與密封環(huán)2的外徑相等的外徑。相鄰于層狀云母14的是一個(gè)被石墨薄膜包裹的玻璃圓片16，玻璃圓片16的外徑大約1.304吋并有大約0.628吋的厚度。玻璃圓片16平齊地裝于位于蓋板20上的凸臺(tái)28內(nèi)。一個(gè)防護(hù)墊18防止玻璃圓片16從內(nèi)側(cè)與蓋板20金屬對(duì)金屬地接觸。
蓋板借助于緊固件22牢固地將密封環(huán)2保持在中心板內(nèi)。緊固件22初始扭矩是25磅·呎并不需再扭轉(zhuǎn)。
事實(shí)上，顯然本發(fā)明的形狀不僅限于圓形，主要是取決于水位計(jì)孔口的類型或特定的用途，本發(fā)明還可以有許多不違背本發(fā)明宗旨的形狀。
權(quán)利要求
1.一個(gè)扁平疊層密封環(huán)，包括一個(gè)金屬墊圈，它有一個(gè)帶通孔的第一邊和第二邊，并且在墊圈的兩邊有石墨材料被覆層，石墨材料和墊圈一起擴(kuò)張孔。
2.如權(quán)利要求1所述的扁平疊層密封環(huán)，在墊圈每邊上的石墨材料約厚0.015吋。
3.如權(quán)利要求1或2所述的扁平疊層密封環(huán)，其金屬墊圈有一個(gè)稍延伸在石墨材料外的邊緣。
4.如權(quán)利要求3所述的扁平疊層密封環(huán)，其延伸的邊緣被倒角。
5.一個(gè)用于水位計(jì)孔口的扁平疊層密封環(huán)有一個(gè)帶有緊固件的蓋板和一個(gè)帶有孔和凹槽口的中心板，包括一個(gè)金屬墊圈，它有一個(gè)帶通孔的第一邊和第二邊，其開口有一個(gè)比中心板內(nèi)凹槽口的內(nèi)徑更大的直徑和一個(gè)在墊圈兩邊上的石墨材料被覆層，石墨材料和墊圈一起擴(kuò)張孔。
6.如權(quán)利要求5所述的扁平疊層密封環(huán)，墊圈兩邊的石墨材料約厚0.015吋。
7.如權(quán)利要求5或6所述的扁平疊層密封環(huán)，其金屬墊圈約厚0.094吋。
8.如權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的扁平疊層密封環(huán)，其金屬墊圈有一個(gè)稍延伸出石墨材料的邊緣。
9.如權(quán)利要求8所述的扁平疊層密封環(huán)，其延伸邊緣是被倒角的。
全文摘要
一個(gè)扁平疊層密封環(huán)包括一個(gè)金屬中心間隔環(huán)或墊圈，在帶有軟石墨材料的每一邊上被分層，用于密封水位計(jì)孔口。
文檔編號(hào)F16J15/12GK1033475SQ88107750
公開日1989年6月21日 申請(qǐng)日期1988年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月11日
發(fā)明者杰姆斯·享利·希普爾, 唐·吳·史密斯 申請(qǐng)人:巴布考克和威爾科斯公司