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Verfahren zur Herstellung von Stopfbüchsenpackurigen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stopfbüchsenpackungen, die organische, anorganische oder synthetische Fasern in Form von Fäden und schmierend wirkende Feststoffe enthalten.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Stopfbüchsenpackungen dieser Art in der Weise herzustellen, dass man aus Faserstoffen, z. B. Asbest, Garne herstellt und aus diesem Garn Spulen wickelte, vorzugsweise derart, dass das Garn sich in den einzelnen Windungen der Spulen kreuzte, worauf man diese Spulen mit einem Bindemittel, z. B. natürlichem oder künstlichem Kautschuk, imprägnierte und dann die festen Schmiermittel, z. B. Graphit, aufbrachte.
Ebenso ist bereits vorgeschlagen worden, hülsenartige Stopfbüchsenpackungen aus papierartigen Faserstoff-Folien oder Faserstoff-Vliesen durch Wickeln herzustellen, wobei ebenfalls auf diese Fasern oder Vliese nachträglich feste Schmiermittel, z. B. Graphit, an der Oberfläche aufgebracht wurden, vorzugsweise nach Befeuchtung mit einem Bindemittel.
Die graphitierten Hülsen werden dann in einem Press werkzeug ziehharmonikaförmig zu einer glatten und festen Stopfbüchsenpackung zusammengestaucht. Durch die vorher erfolgte Graphitierung überzieht die gesamte Oberfläche eine dünne Graphitschicht.
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weil sich die dünne, auf der Oberfläche haftende Graphitschicht schnell verbraucht, so dass dann die trockene Faser eine sehr hohe Reibung verursacht.
Ferner sind Stopfbüchsenpackungen bekannt geworden, die aus kunstseideähnlichen Fäden geflochten oder aus derartigen Fäden hergestellten Geweben gewickelt wurden. Die Kunstseidefäden wurden in der Weise hergestellt, dass man in der Viskoselösung oder einer Schmelze des zu verspinnenden Stoffes kolloidalen Graphit verteilte, der bei Herstellung der Einzelfasern mit aus der Spinndüse herausgedrückt wurde. Die aus der Spinndüse in das Fällbad tretenden oder sich durch Erstarrung der Spinnmasse bildenden Fasern und Fäden bestanden aus einem homogenen Gemisch von Kunstseide und in jeder Einzelfaser fein verteiltem Graphit.
Diese graphithaltigen Fasern ergaben als Bestandteile der Stopfbüchsenpackungen nur eine mangelhafte Schmierwirkung, weil die Graphitmenge zu gering ist, der Graphit nicht an der Oberfläche der Fasern sitzt und auch nicht in Form feinster Schüppchen vorliegt.
Schliesslich wurde zur Herstellung von Stopfbüchsenpackungen aus zu Rollen gewickelten vliesartigen Schichten schon vorgeschlagen, in die Zwischenräume der miteinander verschlungenen, das Vlies bildenden Fasern Graphit oder andere feste Schmierstoffe einzubringen.
Die Imprägnierung dieser bekannten Stopfbüchsenpackungen, die aus Garnen und daraus erzeugten Textilgeweben, -gewirken oder -geflechten, oder aus papierartigen Folien gewickelt waren, ergaben keine befriedigende Dauerfestigkeit, weil der Graphit nur an der Oberfläche und nicht im Inneren der Garnfäden oder Folien liegt. Bei Packungen, die aus Vliesen gewickelt wurden, war der Graphit nur in die Zwischenräume der zur Vliesbildung dienenden Fasern eingebracht, ohne die Fasern vollständig zu umhüllen.
Das Verfahren gemäss der Erfindung schafft Stopfbüchsenpackungen mit einem bohen, bisher nicht erreichten Gehalt an festen Schmierstoffen, insbesondere Graphit, im wesentlichen dadurch, dass man auf den zur Herstellung der Fäden verwendeten Fasern zunächst in an sich bekannter Weise die schmierend wirkenden Feststoffe, vorzugsweise Graphit, z. B. durch Tauchen in eine diese Feststoffe enthaltende Lösung oder Dispersion oder durch Aufsprühen z. B. eines die Feststoffe enthaltenden Bindemittels aufbringt, so dass sie jede einzelne Faser möglichst allseitig umhüllen, worauf man, wie an sich bekannt,
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aus diesen einzelnen Fasern Fäden und aus diesen Fäden die Packungen herstellt.
Der hohe Gehalt an festen Schmierstoffen verleiht den erfindungsgemäss hergestellten Packungen eine wesentlich längere Lebensdauer. Auch halten die Packungen wesentlich höheren Drücken und Temperaturen stand als Packungen, die nach den bisher bekannten Methoden hergestellt wurden. Beim erfindungsgemässen Verfahren kann man sowohl von organischen Fasern, wie Baumwolle, Wolle, Seide, Kunstseide, Fasern aus Polytetrafluoräthylen, Polyamidfasern u. dgl., wie auch von anorganischen Fasern, z. B. Asbest, Glasfasern, Quarzfasern, Schlacken- oder Gesteinswolle usw., ausgehen.
Als schmierender Bestandteil kommt in erster Linie Graphit in Frage ; jedoch sind auch andere pulverige Zusätze mit schmierenden Eigenschaften geeignet, z. B. Glimmer, Talkum, Molybdändisulfid u. dgl., ferner bestimmte Metallpulver, z. B. Blei, Kupfer, Zinn, Aluminium, Zink. Man setzt die schmierend wirkenden Feststoffe, z. B. den Graphit, während der Verarbeitung der Einzelfasern derart zu, dass die Fasern noch vor Erzeugung eines Garnes allseitig von den schmierend wirkenden Bestandteilen umhüllt werden. Praktisch wird man also den Graphit oder die sonstigen festen Zusatzstoffe spätestens auf der Krempel zu den Faserstoffen geben.
Hiebei ist die Mitverwendung eines Bindemittels sehr zweckmässig, das z. B. aus organischen oder auch anorganischen Klebemitteln bestehen kann. Geeignet sind insbesondere natürliche und synthetische Kautschuke, wie Polymere und Mischpolymere des Isobutylen, Äthylens, Styrols und ihrer Homologen ; Polyvinylcaloride, Polyvinyläther, Polyvinylacetate, Polyvinylalkohole, Polyacrylnitrile, Polyacrylester, Polyacrylamide, Polyurethane, Polycaprolaktame, Polymere von Adipinsäuren und ihren Derivaten, Isocyanate, Polyester, Terephthalsäure-Harze, halogenierte Kunststoffe, insbesondere fluorhainge ; Phenol-, Kresol- und andere Kondensationsharze, Silikonharze und-kautschuke ; tierische, pflanzliche und synthetische Leime ; anorganische Bindemittel, wie Wasserglas u. dgl.
Diese Bindemittel können in verschiedenen Formen vorliegen ; als Flüssigkeiten, Schmelzen, Lösungen, Emulsionen, Latices und Suspensionen. In diesen Formen bringt man die Mittel auf die Fasern zusammen mit einem Koagulationsmittel, z. B. einer Säure, einem sauer reagierenden Salz oder einem ändern Elektrolyten auf. Im Falle von Kautschuklatex sind in Gegenwart von Asbest im allgemeinen keine Koagulationsmittel nötig.
Das Aufbringen auf die Fasern geschieht durch Eintauchen der Fasern in eine Lösung oder Dispersion eines Bindemittels ; man rührt oder streut die losen Fasern in eine Dispersion oder Lösung des Bindemittels mit dem schmierend wirkenden festen Zusatz, arbeitet das Ganze gut durch und schlägt dann durch Koagulation des Bindemittels dieses mit dem schmierend wirkenden Zusatz gemeinsam auf der Faser nieder. Die Masse wird dann getrocknet, aufgefasert und in üblicher Weise versponnen. Auch durch Aufstreichen oder Aufsprühen einer solchen Flüssigkeit oder Lösung auf die getrockneten Faserstoffe spätestens auf der Krempel mit anschliessendem Aufbringen der festen Schmiermittel oder auch durch Tau-
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mit den feinverteilten schmierend wirkenden Feststoffen erhält man Vorprodukte für die Herstellung der Garne.
Das Aufbringen der Feststoffe schliesst entweder an das Überziehen der Einzelfasern mit den Bindemitteln an, oder die festen Stoffe und die Bindemittel werden gleichzeitig aufgebracht. Wenn die festen Stoffe nach dem Bindemittel aufgebracht werden, kann man diese entweder aufstäuben oder auf elektrostatischem Wege aufbringen.
Wenn die festen Schmiermittel. auf den Fasern genügend haften, kann man auch auf den Zusatz von Bindemitteln verzichten.
Ein anderer Weg zur Herstellung solcher Garne besteht darin, dass man aus den Einzelfasern und den festen schmierend wirkenden Stoffen sowie vorzugsweise den Bindemitteln nach Art der Papiertechnik einen Brei herstellt und diesen Brei zu papierähnlichen Folien oder Vliesen verarbeitet, die man anschliessend in schmale Streifen zerschneidet, die dann gerillt werden (ähnlich wie bei Papierkordeln), so dass sie garnartige Fäden ergeben, die zu Packungen weiterverarbeitet werden.
Die Weiterverarbeitung erfolgt entweder durch Herstellung von Spulen, deren einzelne Fadenlagen sich kreuzen, wodurch die Spulen eine ausreichende Festigkeit erhalten. Oder man stellt Gewebe, Gewirke oder Geflechte in Form von Bahnen her, deren Breite etwa der axialen Länge der gewünschten Pakkungen entspricht und wickelt diese Bahnen zu den gewünschten Packungen auf.
Statt der Verwendung der Gewebe oder Gewirke kann man zum Aufwickeln der Packungen auch so vorgehen, dass man die Fäden entweder als solche oder nach Verarbeitung zu breiteren Litzen um einen Kern flicht oder klöppelt und das Geflecht so weit aufwickelt, dass die Packung die genügende Dicke erhält.
Noch eine andere Möglichkeit besteht darin, dass man einen langen Garnfaden der oben beschrie-
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benen Art um den von der Packung zu umgebenden Metallkern an der gewünschten Stelle herumwickelt und auf diese Weise die Packung an Ort und Stelle erzeugt.
Die Zeichnung erläutert einige Ausführungsmöglichkeiten des erfindungsgemässen Verfahrens.
Fig. l und 2 zeigen eine aus einzelnen Garnlagen gewickelte Packung in Form einer Spule im Schnitt bzw. in Draufsicht, Fig. 3 zeigt eine durch Aufwickeln eines Gewebes oder Gewirkes hergestellte Pak- kung, Fig. 4 das Umflechten eines Kernes mit Litzen zur Herstellung einer Packung und Fig. 5 das Auf- wickeln eines einzigen langen Fadens auf eine Welle, um eine Packung an Ort und Stelle zu erzeugen.
In Fig. l und 2 ist die Packung 1 aus mehreren Garnlagen 2 aufgewickelt, wobei die Richtungen der
Fäden 3 und 4 einander überkreuzen. In Fig. 3 ist die Packung durch Aufwickeln eines Gewebe- oder Ge- wirkbandes 6 auf einen Kern 15 als Rolle 5 hergestellt. Gemäss Fig. 4 werden ein Faden 8 oder etwas ver- breiterte Litzen zu einem Band geflochten und dieses auf einen Kern 15 aufgewickelt, so dass eine Spu- le 7 entsteht. Fig. 5 zeigt das Aufwickeln eines langen Fadens 9 auf eine Welle 10, deren Durchmesser bei i2. etwas. grösser als bei 13 ist. 11 ist der Absatz, von dem aus man das Aufwickeln des Fadens be- ginnt und so lange fortsetzt, bis der Wickel etwa genau so hoch ist wie der Abschnitt 12.
Während man bei den bisher bekanntgewordenen Verfahren höchstens 30 - 40 Vol. ¯5ta der schmierend wirkenden festen Zusätze in die Packung hineinbringen konnte, ist es nach dem erfindungsgemässen Ver- fahren möglich, bis zu 80 VOl, -0/0 und mehr der Packung derart einzuverleiben, dass sich die schmierend wirkenden Feststoffe über den ganzen Querschnitt der Packung gleichmässig verteilen, so dass die Pak- kung eine grosse Reserve an festen schmierend wirkenden Stoffen enthält, die nicht so leicht herausge- waschen oder herausgerieben werden können. Viele dieser Schmierstoffe haben die Form von Schuppen oder Plättchen, die durch ihr kennzeichnendes Kristallisationsgitter besonders niedrige Reibungskoeffizienten ergeben. Andere Zusätze. z.
B. Blei-, Aluminium- oder Kupferpulver, sind meist so weich, dass sie im Betrieb ebenfalls sehr bald Plättchenform annehmen und dann gleichfalls die Reibung günstig beeinflussen.
Man kann den Packungen auch chemische Mittel zugeben zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen kalte und heisse Medien, wie Kesselspeisewasser, Meerwasser, sowie Säuren, Laugen, Salzlösun - gen ; ferner gegen anorganische und organische Lösungsmittel und deren Gemische, Öle und Gase. Als derartige Mittel eignen sich Silikone und fluorhaltige Kunststoffe in Öl-oder Kautschukform. Allgemein kann man hiefür. sämtliche oben als Bindemittel aufgezählte Stoffe nehmen. Man kann diese Mittel entweder bereits den Fasern einverleiben oder auch den fertigen Packungen, u. zw. in Gestalt von Lösungen, Schmelzen, Emulsionen oder Suspensionen. In gleicher Weise kann man dem Garn oder den Pakkungen Fette zugeben, oder auch die fertigen Packungen in bekannter Weise damit imprägnieren.
Beispiel l : Spinnfasern, aus Asbest oder ändern Fasserrohstoffen werden in einer Menge von etwa 60 % mit 35 % Pudergraphit und 5 % Naturkautschuk-Latex (berechnet auf wasserfreiem Zustand) im Holländer, d. h. unter Zusatz etwa der 10 - 100-fachen, im Mittel etwa der 50-fachen Menge Wasser durchgearbeitet, wobei sich die Fasern mit Graphit umhüllen.
Um die Haftung des Graphits auf den Fasern zu verbessern, kann man den Latex durch Zugabe einer Spur Säure koagulieren. Das Gemisch wird auf der Lang- oder Rundsiebmaschine zu papierartigen Folien verarbeitet, die nach dem Trocknen in einem Reisswolf wieder zerfasert werden. Diese Einzelfasern, von denen jede völlig mit Graphit umhüllt ist, werden nun zu Fäden verarbeitet. Man verspinnt sie zunächst auf der Krempel zu einem Vorgarn, das dann auf einer Spinnmaschine versponnen und auf der Zwirnmaschine gezwirnt wird. Die so erhaltenen, durch und durch graphithaltigen Fäden werden durch Flechten auf der Flecht- oder Klöppelmaschine oder durch Verweben oder Wirken und anschliessende Konfektionierung zu Stopfbüchsenpackungen verarbeitet.
Beispiel 2 : 10 Teile Baumwollfasern werden mit einer Suspension von 87 Teilen Graphit und so viel einer 20 %igen Lösung Acrylsäurenitril in Dimethylformamid vermengt, dass die Menge des trockenen Acrylsäurenitrilanteiles 3 Gew.-Teilen entspricht. Zum Vermengen gibt man die Suspension aus dem Graphit und der Acrylsäurenitrillösung zu den Fasern, während sie sich über beheizte Flächen bewegen. Hiebei verdampft das Lösungsmittel, und man erhält völlig von Graphit umhüllte Einzelfasern, die nach der in Beispiel 1 beschriebenen Textiltechnik weiterverarbeitet werden. Hiebei beträgt das Volumenverhältnis von (Baumwollfasern + Bindemittel) : Graphit etwa 23 : 77.
Beispiel 3 : Man gibt Spinnfasern aus Asbest auf eine Krempel oder Doppelkrempel auf und behandelt den Faserflor nach dem Verlassen von Tambour und Peigneur mit einer Graphitsuspension aus 95 Gew.-Teilen Graphit und 100 Gew.-Teilen eines 5 %igen Neopren-Latex, so dass alle Fasern völlig von dem Graphit umhüllt werden, wofür ein Volumenverhältnis von etwa 80 Teilen Graphit zu 20 Teilen (Asbest + Bindemittel) erforderlich ist. Anschliessend entfernt man das Dispergiermittel durch Erwärmen und verarbeitet den Graphitfaserflor durch Nitscheln auf Vorgarn, das man durch Weben, Wirken, Flech-
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ten oder durch Aufwickeln über einen Dorn zu einer Packung verarbeitet.
Beispiel 4 : Lose Spinnfasern aus Asbest besprüht man mit so viel einer Nitrocelluloselösung in
Amylacetat, dass das Mengenverhältnis von Asbest zu lösungsmittelfreier Nitrocelluloselösung 98 : 2 ist.
Hierauf bringt man nach einem elektrostatischen Beflockungsverfahren ein Gemisch aus etwa gleichen Teilen Talkum und Glimmer in solcher Weise auf, dass jede Einzelfaser völlig umhüllt wird, u. zw. möglichst bald nach dem Aufsprühen der Nitrocelluloselösung, solange noch die Fasermasse klebrig ist.
Man kann auf diese Weise so viel von dem Talkum- und Glimmergemisch aufbringen, dass das Volumen- verhältnis von (Talkum + Glimmer) zu (Faser + Bindemittel) etwa 70 : 30 ist.
Beispiel 5 : 8 Gew.-Teile Zellwoll-Stapelfasern von etwa 80 - 30 mm Länge werden in einem
Holländer in üblicher Weise in Wasser suspendiert, worauf man 90 Gew.-Teile Naturgraphit mit 98-99% C hinzugibt. Die Wassermenge beträgt hiebei etwa das 20- bis 50-fache der Fasermenge. Anschliessend gibt man Naturkautschuklatex in einer Menge zu, die zwei Teilen Trockensubstanz entspricht und zum Schluss ein Koagulationsmittel, z. B. eine schwache Säure oder Alaun. Durch dieses Mittel werden der Kautschuk und der Graphit so auf die Faser niedergeschlagen, dass das Gemisch zu einem homogenen Faservlies weiterverarbeitet werden kann.
Dieses Vlies wird nach Trocknung in einem Reisswolf zerfasert, worauf man die Fasern auf der Krempel zu einem Vorgarn und schliesslich auf der Spinnmaschine zu einem Garn weiterverarbeitet. aus dem man Gewebe oder Gewirke herstellt, die dann die fertige Stopfbüchsenpak- kung ergeben. In den Packungen ist das Volumenverhältnis von (Faser + Bindemittel) zu Graphit etwa 5 : 85.
Beispiel 6 : In einer Lösung von 3 Teilen Polyvinylacetat (bezogen auf Trockensubstanz) in
Amylacetat rührt man nacheinander ein : 10 Teile Molybdändisulfid, 76 Teile feinen Bleistaub und 15 Tei- le Chrysotylasbest-Fasern.
Durch Verdampfung des Lösungsmittels wird die Masse getrocknet. Sich dabei bildende grössere Stük- ke zerfasert man im Reisswolf und verarbeitet das Fasergut gemäss Beispiel 5. Das Volumenverhältnis von (Faser + Bindemittel) zu (Blei + Molybdändisulfid) ist etwa 4 : 46.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Stopfbüchsenpackungen, die organische, anorganische oder syn- thetische Fasern in Form von Fäden und schmierend wirkende Feststoffe enthalten, dadurch gekennzeichr net, dass man auf den zur Herstellung der Fäden verwendeten Fasern zunächst in an sich bekannter Wei- se die schmierend wirkenden Feststoffe, vorzugsweise. Graphit, z. B. durch Tauchen in eine diese Fest- stoffe enthaltende Lösung oder Dispersion oder durch Aufsprühen z. B. eines die Feststoffe enthaltenden
Bindemittels aufbringt, so dass sie jede einzelne Faser möglichst allseitig umhüllen, worauf man, wie an sich bekannt, aus diesen einzelnen Fasern Fäden und aus diesen Fäden die Packungen herstellt.
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Process for the manufacture of packing boxes
The invention relates to a method for the production of stuffing box packings which contain organic, inorganic or synthetic fibers in the form of threads and lubricating solids.
It has already been proposed to manufacture gland packings of this type in such a way that one can make of fibrous materials, e.g. B. asbestos, produces yarn and wound bobbins from this yarn, preferably in such a way that the yarn crossed each other in the individual turns of the bobbins, whereupon these bobbins with a binder, e.g. Natural or synthetic rubber, impregnated and then the solid lubricants, e.g. B. graphite applied.
Likewise, it has already been proposed to produce sleeve-like gland packs from paper-like fibrous foils or fibrous nonwovens by winding, with also subsequently solid lubricants such. B. graphite, were applied to the surface, preferably after moistening with a binder.
The graphitized sleeves are then compressed in a press tool in the shape of an accordion to form a smooth and solid gland packing. As a result of the previous graphitization, the entire surface is covered with a thin graphite layer.
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because the thin graphite layer adhering to the surface wears out quickly, so that the dry fiber then causes very high friction.
Furthermore, stuffing box packings have become known which are braided from threads similar to rayon or wound fabrics made from threads of this type. The rayon threads were produced in such a way that colloidal graphite was distributed in the viscose solution or in a melt of the material to be spun, which was pressed out of the spinneret when the individual fibers were produced. The fibers and threads emerging from the spinneret into the precipitation bath or formed by the solidification of the spinning mass consisted of a homogeneous mixture of rayon and graphite finely distributed in each individual fiber.
These graphite-containing fibers, as constituents of the stuffing box packings, only had an inadequate lubricating effect because the amount of graphite is too small, the graphite does not sit on the surface of the fibers and is not in the form of the finest flakes.
Finally, for the production of stuffing box packings from fleece-like layers wound into rolls, it has already been proposed to introduce graphite or other solid lubricants into the spaces between the intertwined fibers forming the fleece.
The impregnation of these known stuffing box packings, which were made from yarns and textile fabrics, knitted or woven from them, or from paper-like foils, did not result in satisfactory fatigue strength because the graphite is only on the surface and not inside the yarn threads or foils. In the case of packs wound from nonwovens, the graphite was only introduced into the spaces between the fibers used to form the nonwoven, without completely enveloping the fibers.
The method according to the invention creates gland packings with a hitherto unachieved content of solid lubricants, in particular graphite, essentially by first applying the lubricating solids, preferably graphite, to the fibers used to produce the threads in a manner known per se. z. B. by dipping in a solution or dispersion containing these solids or by spraying z. B. applies a binding agent containing the solids, so that they cover every single fiber as possible on all sides, whereupon, as is known,
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makes threads from these individual fibers and the packings from these threads.
The high content of solid lubricants gives the packs produced according to the invention a significantly longer service life. The packs also withstand significantly higher pressures and temperatures than packs that have been produced using the methods known up to now. In the process according to the invention you can use organic fibers such as cotton, wool, silk, rayon, fibers made of polytetrafluoroethylene, polyamide fibers and the like. Like. As well as of inorganic fibers, e.g. B. asbestos, glass fibers, quartz fibers, slag or rock wool, etc., go out.
Graphite is primarily used as a lubricating component; however, other powdery additives with lubricating properties are also suitable, e.g. B. mica, talc, molybdenum disulfide and. Like., Also certain metal powder, z. B. lead, copper, tin, aluminum, zinc. One sets the lubricating solids, z. B. the graphite, during the processing of the individual fibers in such a way that the fibers are enveloped on all sides by the lubricating components before a yarn is produced. In practice, the graphite or other solid additives will be added to the fibrous materials on the card at the latest.
The use of a binder is very useful here. B. can consist of organic or inorganic adhesives. Particularly suitable are natural and synthetic rubbers, such as polymers and mixed polymers of isobutylene, ethylene, styrene and their homologues; Polyvinyl calorides, polyvinyl ethers, polyvinyl acetates, polyvinyl alcohols, polyacrylonitriles, polyacrylic esters, polyacrylamides, polyurethanes, polycaprolactams, polymers of adipic acids and their derivatives, isocyanates, polyesters, terephthalic acid resins, halogenated plastics, especially fluorine hangings; Phenolic, cresol and other condensation resins, silicone resins and rubbers; animal, vegetable and synthetic glues; inorganic binders such as water glass u. like
These binders can be in various forms; as liquids, melts, solutions, emulsions, latices and suspensions. In these forms, the agents are applied to the fibers together with a coagulant, e.g. B. an acid, an acidic reacting salt or a different electrolyte. In the case of rubber latex, no coagulants are generally required in the presence of asbestos.
It is applied to the fibers by dipping the fibers in a solution or dispersion of a binder; the loose fibers are stirred or scattered in a dispersion or solution of the binder with the lubricating solid additive, the whole thing works well and then, by coagulation of the binder, this together with the lubricating additive is deposited on the fiber. The mass is then dried, frayed and spun in the usual way. Also by spreading or spraying such a liquid or solution on the dried fiber materials at the latest on the card with subsequent application of the solid lubricant or also by thawing
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With the finely distributed, lubricating solids, preliminary products are obtained for the manufacture of the yarns.
The application of the solids follows either the coating of the individual fibers with the binders, or the solids and the binders are applied simultaneously. If the solids are applied after the binder, they can either be applied by dust or electrostatically.
When the solid lubricant. Adhere sufficiently to the fibers, the addition of binders can also be dispensed with.
Another way of producing such yarns is to make a pulp from the individual fibers and the solid, lubricating substances and preferably the binders in the manner of paper technology and to process this pulp into paper-like foils or fleeces, which are then cut into narrow strips, which are then grooved (similar to paper cords) so that they result in yarn-like threads that are further processed into packs.
The further processing takes place either by producing bobbins, the individual thread layers of which cross each other, which gives the bobbins sufficient strength. Or you can produce woven, knitted or braided fabrics in the form of webs, the width of which corresponds approximately to the axial length of the desired packages, and these webs are wound up to form the desired packages.
Instead of using the woven or knitted fabric, one can also proceed in such a way to wind up the packs that the threads either as such or after processing into wider strands around a core or lace and the braid is wound up so far that the pack is thick enough .
Another possibility is to use a long thread of thread of the type described above.
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benen type wrapped around the metal core to be surrounded by the pack at the desired location and in this way creates the pack in place.
The drawing explains some possible embodiments of the method according to the invention.
1 and 2 show a package wound from individual layers of yarn in the form of a bobbin in section and in plan view, FIG. 3 shows a package produced by winding a woven or knitted fabric, FIG. 4 shows the braiding of a core with strands for production a package and FIG. 5 shows the winding of a single long thread on a shaft to create a package in place.
In Fig. 1 and 2, the package 1 is wound up from several layers of yarn 2, the directions of the
Cross threads 3 and 4. In FIG. 3, the pack is produced by winding a woven or knitted band 6 onto a core 15 as a roll 5. According to FIG. 4, a thread 8 or somewhat widened strands are braided into a band and this is wound onto a core 15, so that a bobbin 7 is created. Fig. 5 shows the winding of a long thread 9 on a shaft 10, the diameter of which at i2. something. is greater than 13. 11 is the paragraph from which the winding of the thread begins and continues until the winding is approximately as high as section 12.
While with the previously known methods a maximum of 30-40 vol. ¯5ta of the lubricating solid additives could be brought into the pack, according to the process according to the invention it is possible to put up to 80 vol, -0/0 and more of the pack in this way so that the lubricating solids are evenly distributed over the entire cross-section of the packing, so that the pack contains a large reserve of solid lubricating substances that cannot be easily washed or rubbed out. Many of these lubricants are in the form of flakes or platelets which, thanks to their characteristic crystallization lattice, result in particularly low coefficients of friction. Other accessories. z.
B. lead, aluminum or copper powder, are usually so soft that they also very soon take on platelets in operation and then also have a positive effect on the friction.
Chemical agents can also be added to the packs to improve the resistance to cold and hot media, such as boiler feed water, sea water, as well as acids, alkalis, salt solutions; also against inorganic and organic solvents and their mixtures, oils and gases. Silicones and fluorine-containing plastics in oil or rubber form are suitable as such agents. Generally one can do this. take all substances listed above as binders. You can either incorporate these agents into the fibers or the finished packs, u. in the form of solutions, melts, emulsions or suspensions. In the same way, fats can be added to the yarn or the packs, or the finished packs can be impregnated with them in a known manner.
Example 1: Spun fibers, made from asbestos or other barrel raw materials are used in an amount of about 60% with 35% powder graphite and 5% natural rubber latex (calculated on anhydrous state) in the Hollander, i.e. H. with the addition of about 10-100 times, on average about 50 times the amount of water, the fibers are covered with graphite.
To improve the adhesion of the graphite to the fibers, the latex can be coagulated by adding a trace of acid. The mixture is processed into paper-like foils on a long or cylinder sieve machine, which are then defibrated in a shredder after drying. These individual fibers, each of which is completely covered with graphite, are now processed into threads. They are first spun on the card to a roving, which is then spun on a spinning machine and twisted on the twisting machine. The threads obtained in this way, which contain graphite through and through, are processed into gland packs by braiding on a braiding or lace machine or by weaving or knitting and then assembling them.
Example 2: 10 parts of cotton fibers are mixed with a suspension of 87 parts of graphite and enough of a 20% solution of acrylonitrile in dimethylformamide that the amount of dry acrylonitrile content corresponds to 3 parts by weight. For mixing, the suspension of the graphite and the acrylonitrile solution is added to the fibers while they move over heated surfaces. The solvent evaporates, and individual fibers completely encased in graphite are obtained, which are further processed using the textile technique described in Example 1. The volume ratio of (cotton fibers + binder): graphite is about 23:77.
Example 3: Asbestos staple fibers are placed on a card or double card and, after leaving the tambour and pequener, the batt is treated with a graphite suspension of 95 parts by weight of graphite and 100 parts by weight of a 5% neoprene latex that all fibers are completely enveloped by the graphite, for which a volume ratio of about 80 parts graphite to 20 parts (asbestos + binder) is required. The dispersant is then removed by heating and the graphite fiber pile is processed by nitscheln on roving, which is then woven, knitted, braided
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th or processed into a pack by winding over a mandrel.
Example 4: Loose staple fibers made from asbestos are sprayed with as much of a nitrocellulose solution in
Amyl acetate, that the ratio of asbestos to solvent-free nitrocellulose solution is 98: 2.
This is followed by an electrostatic flocking process, a mixture of approximately equal parts of talc and mica in such a way that each individual fiber is completely covered, u. as soon as possible after the nitrocellulose solution has been sprayed on, as long as the fiber mass is still sticky.
In this way you can apply so much of the talc and mica mixture that the volume ratio of (talc + mica) to (fiber + binder) is around 70:30.
Example 5: 8 parts by weight of viscose staple fibers of about 80-30 mm in length are in a
Hollander suspended in water in the usual way, whereupon 90 parts by weight of natural graphite with 98-99% C are added. The amount of water is about 20 to 50 times the amount of fiber. Then you add natural rubber latex in an amount that corresponds to two parts of dry substance and finally a coagulant, e.g. B. a weak acid or alum. This means that the rubber and the graphite are deposited on the fiber in such a way that the mixture can be further processed into a homogeneous fiber fleece.
After drying, this fleece is shredded in a shredder, whereupon the fibers are processed into a roving yarn on the card and finally processed into a yarn on the spinning machine. from which woven or knitted fabrics are made, which then result in the finished stuffing box pack. In the packs, the volume ratio of (fiber + binder) to graphite is about 5:85.
Example 6: In a solution of 3 parts of polyvinyl acetate (based on dry substance) in
Amyl acetate is stirred in one after the other: 10 parts of molybdenum disulphide, 76 parts of fine lead dust and 15 parts of chrysotyl asbestos fibers.
The mass is dried by evaporation of the solvent. Larger pieces that are formed in the process are fiberized in a shredder and the fiber material is processed according to Example 5. The volume ratio of (fiber + binder) to (lead + molybdenum disulfide) is about 4:46.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the production of stuffing box packings which contain organic, inorganic or synthetic fibers in the form of threads and lubricating solids, characterized in that the fibers used to produce the threads are first applied in a manner known per se lubricating solids, preferably. Graphite, e.g. B. by dipping in a solution or dispersion containing these solids or by spraying on z. B. one containing the solids
Applies binding agent so that they cover every single fiber as possible on all sides, whereupon, as is known per se, threads are made from these individual fibers and the packings are made from these threads.