CN101529138A

CN101529138A - 垫片

Info

Publication number: CN101529138A
Application number: CN200680055965A
Authority: CN
Inventors: 名川政人; 野田秀樹
Original assignee: Japan Jian Shui Co
Current assignee: Japan Jian Shui Co
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2009-09-09
Also published as: RU2416049C2; US20090273143A1; EP2068051A1; RU2009112492A; EP2068051A4; JP4208957B2; JPWO2008038353A1; WO2008038353A1; BRPI0622040A2

Abstract

提供一种即使将垫片从两侧用凸缘等紧固、也可通过弹性变形对该紧固力产生反作用力而提高密封性、并且能够利用压力加工等以便宜的制造成本制造的垫片。在中央具有圆孔(11)并且由弹性材料形成的板体(27)上，在其一个面上形成一根或多根第1环状弯曲突起部(12、13)，在另一个面的对应于该第1环状弯曲突起部(12、13)的部分上形成环状弯曲凹部(14、15)，并且在另一个面的不与第1环状弯曲突起部(12、13)重叠的位置上形成一根或多根第2环状弯曲突起部(16)，在一个面的对应于该第2环状弯曲突起部(16)的部分上形成环状弯曲凹部(17)，在第1环状弯曲突起部(12、13)与第2环状弯曲突起部(16)之间形成弹性变形的环状连结部(18、19)。

Description

垫片

技术领域

本发明涉及在配管与配管的连接部中使用、具有防止在配管内流动的气体或液体向外部的泄漏、或者气体或液体从外部侵入到配管内的密封功能的垫片。

背景技术

为了将配管与配管连接，如图1所示，在配管101和配管102的各自的端部上设置凸缘103、凸缘104，在该凸缘103与凸缘104之间夹装垫片105，通过用螺栓106及螺母107将该凸缘103与凸缘104紧固，将配管101与配管102连接。垫片105的两面与凸缘103和凸缘104紧贴，起到密封作用，防止配管101及102内的气体或流体泄漏到外部、或者外部的气体或流体侵入到配管101及102内。

以往，在这种垫片中，由于通过配管内的气体或液体是高温、高压、强碱、或强酸性等，所以作为适合于此的材料，较多地使用以石棉为主体、在其中添加橡胶或碳而混合成形的材料。但是，由于在2008年石棉的使用成为全面禁止，所以开发出了采用了取而代之的材料的垫片。其中之一有在特许文献1中公开的垫片。图2是表示该垫片的结构的图，图2(a)是整体立体图，图2(b)是剖视图。

如图2所示，该垫片200的结构如下：是在中央具有圆形状的孔部201、在两面上具有接合面202的环状板体203的外周壁面204上形成环状槽205而形成紧贴抵接片部206、206、在该紧贴抵接片部206、206的接合面202上形成有与孔部201内周同心圆状的凸条部207。通过由弹性金属材料形成垫片200的环状板体203，在将垫片200如图1所示那样用夹在凸缘与凸缘之间并用螺栓及螺母紧固的情况下，凸条部207在紧贴抵接片部206所具有的弹性力的作用下被推压在凸缘的面上，从而该凸条部207与凸缘面紧贴，起到密封作用。

上述垫片的密封性良好，由弹性金属材料制作，通过将其表面进行耐腐蚀处理，能够期待对于高温、高压、强碱或强酸性的气体、液体也发挥良好的密封作用，但由于需要在环状板体203的外周壁面204上通过切削加工形成环状槽205，所以有加工工序多、成本变高的问题。此外，由于通过设在环状板体203的紧贴抵接片部206、206的外周端附近的表面上的1根环状凸条部207发挥密封作用，所以例如如图1所示，在腐蚀性的气体或液体流到配管101、102内的情况下，该腐蚀性的气体或液体侵入到由凸缘103、104的面与环状板体203的各接合面202及凸条部207、207所形成的空间中，该空间成为腐蚀性的气体液体的积存场。此外，由于通过设在接合面202上的1根凸条部207密封，所以还有不能得到充分的密封效果的问题。

此外，作为以往的垫片，还有特许文献2中记载的结构。该垫片是在金属板上由主弯曲部212和副弯曲部213、214形成了弯曲部211的结构。通过使该垫片210如图3所示那样夹在凸缘103与凸缘104之间、将该凸缘103与凸缘104用螺栓及螺母(未图示)紧固，也能够将配管101和配管102在维持着密封性的状态下连接。

如上所述，在将在金属板上由主弯曲部212和副弯曲部213、214形成了弯曲部211的垫片210用于配管101与配管102的连接的情况下，如图4所示，垫片210被凸缘103和凸缘104从两侧以较强的力F紧固。垫片210由金属板形成为圆环状，主弯曲部212和副弯曲部213、214由连续的曲面形成，所以径向的弹性变形被限制(主弯曲部212和副弯曲部213、214在径向上不扩大)。因而，在垫片210的A点部分上从相互相反方向施加F的分力f、f，如果该分力f、f较大，则垫片210会在A点部分处纵弯曲而变形(塑性变形)、或者主弯曲部212或副弯曲部213、214的顶部凹陷变形(塑性变形)。如果在垫片210上产生这样的非弹性变形的塑性变形部，则有垫片210的密封性降低的问题。此外，由于对垫片210不能期待有较大的弹性变形，所以为了维持密封性，需要将垫片210与凸缘103和与凸缘104的接触面精加工为镜面，还有在该镜面精加工中花费成本的问题。

特许文献1：特开平11-22826号公报

特许文献2：特开平11-230355公报

发明内容

根据本申请第1技术方案，由于在第1环状弯曲突起部与第2环状弯曲突起部之间形成有至少一部分平坦并弹性变形的环状连结部，所以在对第1环状弯曲突起部和第2环状弯曲突起部施加了紧固力的情况下，环状连结部弹性变形，通过其弹性反作用力对第1环状弯曲突起部和第2环状弯曲突起部施加推压密封面的推压力，所以密封性提高。此外，通过采用这样的结构，能够通过压力加工的一个工序完成垫片的制造，所以制造成本便宜。

根据本申请第2技术方案，由于中央的孔部的形状是圆形或四边形或多边形，所以能够在圆形或四边形或多边形的配管连接中使用。

根据本申请第3技术方案，由于板体由具有弹性的金属材料形成，在其表面上形成有耐腐蚀性覆盖层，所以能够得到适合于在处理耐腐蚀性气体及液体的配管的连接中使用的垫片。

根据本申请第4技术方案，由于耐腐蚀性覆盖层由具有柔性的材料形成，所以密封性进一步提高。

根据本申请第5技术方案，由于板体由具有弹性、耐腐蚀性的非金属材料形成，所以能够得到适合于在处理腐蚀性气体及液体的配管的连接中使用的垫片。

本发明是鉴于上述问题而做出的，目的是提供一种即使将垫片从两侧用凸缘等紧固、也可通过弹性变形对该紧固力产生反作用力而提高密封性、并且能够利用压力加工等以便宜的制造成本制造的垫片。

解决上述问题的本申请第1技术方案是一种垫片，其特征在于，在中央具有孔部并且由弹性材料形成的板体上，在其一个面的上述孔部外周侧形成一根或多根第1环状弯曲突起部，在另一个面的对应于该第1环状弯曲突起部的部分上形成环状弯曲凹部，并且在上述另一个面的上述孔部外周侧在不与上述第1环状弯曲突起部重叠的位置上形成一根或多根第2环状弯曲突起部，在上述一个面的对应于该第2环状弯曲突起部的部分上形成环状弯曲凹部，进而在上述第1环状弯曲突起部与上述第2环状弯曲突起部之间形成至少一部分为平坦且弹性变形的环状连结部。

此外，本申请第2技术方案在本申请第1技术方案的垫片中，其特征在于，上述中央的孔部的形状是圆形或四边形、或多边形。

此外，本申请第3技术方案在本申请第1技术方案的垫片中，其特征在于，上述板体由具有弹性的金属材料形成，在其表面上形成有耐腐蚀性覆盖层。

此外，本申请第4技术方案在本申请第3技术方案的垫片中，其特征在于，上述耐腐蚀性覆盖层由具有柔性的材料形成。

此外，本申请第5技术方案在本申请第1技术方案的垫片中，其特征在于，上述板体由具有弹性、耐腐蚀性的非金属材料形成。

附图说明

图1是表示使用以往的垫片的配管连接的结构例的图。

图2是表示以往的垫片的结构例的图，图2(a)是外观立体图，图2(b)是剖视图。

图3是表示使用以往的垫片的配管连接的结构例的图。

图4是用来说明以往的垫片的紧固动作的图。

图5是表示有关本发明的垫片的结构例的图，图5(a)是俯视图，图5(b)是A-A剖视图。

图6是表示使用有关本发明的垫片的配管连接的结构例的图。

图7是用来说明有关本发明的垫片的紧固动作的图。

图8是用来说明有关本发明的垫片的结构例及紧固动作的图。

图9是用来说明有关本发明的垫片的结构例及紧固动作的图。

附图标记说明

10垫片；11圆孔；12第1环状弯曲突起部；13第1环状弯曲突起部；14环状弯曲凹部；15环状弯曲凹部；16第2环状弯曲突起部；17环状弯曲凹部；18环状连结部；19环状连结部；20孔；21配管；22配管；23凸缘；24凸缘；25螺栓；26螺母；27板体；

具体实施方式

以下，基于附图详细地说明本发明的实施方式。图5是表示有关本发明的一实施方式的垫片的结构例的图，图5(a)是俯视图，图5(b)是A-A向视剖视图。如图所示，该垫片10的结构如下：在中央形成有圆孔11的由弹性材料形成的板体27的一个面(表面)的圆孔11的外周侧形成与该圆孔11相似形的多根(在图中是两根)截面圆弧状的第1环状弯曲突起部12、13、在另一个面(背面)的对应于第1环状弯曲突起部12、13的部分上形成截面圆弧状的环状弯曲凹部14、15、在另一面(背面)的圆孔11的外周侧以与圆孔11的形状相似形且在不与第1环状突起部12、13重合的位置上形成1根截面圆弧状的第2环状弯曲突起部16、在一个面(表面)的对应于第2环状弯曲突起部16的部分上形成截面圆弧状的环状弯曲凹部17、进而在第1环状弯曲突起部12、13与第2环状弯曲突起部16之间形成平坦且与圆弧11的形状相似形的环状连结部18、19。另外，20是螺栓贯通的孔。

使上述结构的垫片10如图6所示那样夹在设于配管21、配管22的各自端部上的凸缘23与凸缘24之间，以使板体27的圆孔的中心与配管21及配管22的中心一致，通过将该凸缘23和凸缘24用螺栓25及螺母26紧固，如后面详细叙述，通过该紧固力使垫片10的环状连结部18、19弹性变形，在弹性所产生的复原力的作用下，垫片10的第1环状弯曲突起部12、13以较强的推压力抵接在凸缘24的面上，第2环状弯曲突起部16以较强的推压力抵接在凸缘23的面上，将第1环状弯曲突起部12、13及第2环状弯曲突起部16的顶部与垫片10及凸缘24、23之间封闭、密封。

图7(a)至图7(c)是表示将垫片10夹在凸缘23与凸缘24之间、使其夹持力变强的情况下的垫片的变形状态的放大图。如图所示，由于形成在垫片10的板体27的一个面(表面)上的第1环状弯曲突起部12、13与形成在另一个面(背面)上的第2环状弯曲突起部16将位置相互错开形成以使其相互不重合，所以如果将垫片10用凸缘23与凸缘24较强地夹持，则垫片10的主要平坦的环状连结部18、19如图7(b)、图7(c)所示那样沿上下方向变形。在该环状连结部18、19的弹性变形的复原力F的作用下，第1环状弯曲突起部12、13与第2环状弯曲突起部16分别推压凸缘24的面24a和凸缘23的面23a。由此，第1环状弯曲突起部12、13的顶部与凸缘24a、以及第2环状弯曲突起部16的顶部与凸缘23的面23a之间被封闭、密封。

另外，在上述例子中，使第2环状弯曲突起部16为1根，但也可以将第2环状弯曲突起部16设置两根并使其不与第1环状弯曲突起部12、13重叠、将该第2环状弯曲突起部与第1环状弯曲突起部12或13之间也用平坦的环状连结部连结。此外，第1环状弯曲突起部、第2环状弯曲突起部也可以是两根以上，在此情况下，也将第1环状弯曲突起部与第2环状弯曲突起部之间用平坦的环状连结部连接。

由于垫片10的复原力F由板体27的弹性力决定，所以为了得到较强的密封力，使板体27为具有弹性的金属材料、例如钢材等。此外，该垫片10如上所述，是在中央部形成有圆孔11的板体27的表面的圆孔11的外周侧形成1根或多根第1环状弯曲突起部12、13、在背面的的圆孔11的外周侧形成1根或多根第2环状弯曲突起部16、在第1环状弯曲突起部12、13与第2环状弯曲突起部16之间形成环状连结部18、19的结构，所以能够通过压力加工简单地制造。由此，能够便宜地大量地制造发挥良好的密封作用的垫片。

在使垫片10的板体27为钢材的情况下，为了在强碱、强酸性等的腐蚀环境中使用，只要将垫片10进行耐腐蚀处理、例如在表面上形成特氟隆(注册商标)覆层、耐腐蚀性橡胶覆层、铜镀层、锌镀层等的耐腐蚀性的覆盖层就可以。如果将覆盖层用特氟隆(注册商标)覆层、耐腐蚀性橡胶覆层那样的有柔性的材料形成，则在凸缘23、24上有伤痕等的凹凸的情况下，该覆盖层对应于凸缘23、24面的凹凸产生变形而紧贴，所以密封效果提高。此外，也可以使用SUS等的不锈性的钢材。此外，也可以使用具有弹性、耐腐蚀性的非金属、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺等的塑料。

另外，在上述例子中，将第1环状弯曲突起部12、13及第2环状弯曲突起部16的截面形状做成了圆弧状，但并不限于此，例如如图8所示，也可以将第1环状弯曲突起部12、13及第2环状弯曲突起部16做成截面三角形。在此情况下，同样，如果用凸缘23、24从两侧将垫片10紧固，则环状连结部18、19如图8(b)所示那样弹性变形，在该弹性力的作用下，将第1环状弯曲突起部12、13及第2环状弯曲突起部16推压在凸缘24的面24a及凸缘23的面23a上。第1环状弯曲突起部12、13及第2环状弯曲突起部16的截面形状只要是其顶部以线状或带状接触在凸缘面上、将其之间适当地密封的截面形状，既可以是方形形状也可以是椭圆形状。

此外，环状连结部18、19也不需要整面是平坦的，例如也可以如图9所示那样是台阶状，总之，只要是第1环状弯曲突起部12、13与第2环状弯曲突起部16不用连续的曲面连结、至少一部分由与第1环状弯曲突起部12、13及第2环状弯曲突起部16的曲面不连续的平坦面形成、在对垫片10施加了紧固力的情况下、产生弹性变形而对第1环状弯曲突起部12、13及第2环状弯曲突起部16施加弹性力带来的反作用力的结构就可以。

另外，上述垫片10表示了都是在板体27的中央部形成有圆孔11的例子，但设在中央部的孔并不限于圆，根据连接的配管的截面形状，也可以是四边形等的多边形。此外，第1环状弯曲突起部12、13及第2环状弯曲突起部16做成了与设在中央部的孔的相似形，但并不限于相似形，只要是包围设在中央部的孔的环形就可以。

如上所述，该垫片10通过做成了将第1环状弯曲突起部12、13和第2环状弯曲突起部16用弹性变形的环状连结部18、19连结的结构，不存在如特许文献2所示的垫片210(参照图3及图4)那样纵弯曲(塑性变形)，所以能够使凸缘23、24的紧固力及凸缘23与24的间隙具有富余。相对于此，在特许文献2所示的垫片210中，由于有可能发生纵弯曲(塑性变形)，所以需要严格地管理凸缘的紧固力及凸缘间的间隙。因而，在有关本实施方式的垫片10中，将从紧固螺栓25-螺母26离开的部分的凸缘23、24的挠曲取较大值，相对于此，在特许文献2所示的垫片210中，不能使挠曲变大。

此外，在特许文献2所示的垫片210中，由于想要仅通过主弯曲部212及副弯曲部213、214的顶部得到密封性，所以必须使凸缘103、104(参照图3)的垫片210的主弯曲部212及副弯曲部213、214的顶部及该顶部抵接的凸缘103、104的面为高精度(镜面精加工)。相对于此，在本垫片10中，由于通过第1环状弯曲突起部12、13及第2环状弯曲突起部16的顶部和环状连结部18、19的弹性变形分担密封性，所以不需要将第1环状弯曲突起部12、13及第2环状弯曲突起部16的顶部及凸缘23、24的面高精度地精加工。

以上说明了本发明的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，可在权利要求书及说明书和附图记载的技术思想的范围内能够进行各种变形。另外，即使是没有直接在说明书及附图中记载的任何形状及材质，只要发挥本发明的作用、效果，也在本发明的技术思想的范围内。

工业实用性

如以上说明，根据本发明，使垫片的结构为，在中央具有孔部且由弹性材料形成的板体上，在其一个面的上述孔部的外周侧形成一根或多根第1环状弯曲突起部，在另一个面的对应于该第1环状弯曲突起部的部分上形成环状弯曲凹部，并且在另一个面的上述孔部外周侧在不与上述第1环状弯曲突起部重叠的位置上形成一根或多根第2环状弯曲突起部，在上述一个面的对应于该第2环状弯曲突起部的部分上形成环状弯曲凹部，进而在上述第1环状弯曲突起部与上述第2环状弯曲突起部之间形成至少一部分为平坦且弹性变形的环状连结部，所以在将该垫片夹在设于配管的端部上的凸缘与凸缘之间、将两凸缘紧固时，环状连结部弹性变形，通过其弹性反作用力施加将密封面推压在第1环状弯曲突起部与第2环状弯曲突起部上的推压力，所以密封性提高。此外，通过采用这样的结构，能够通过压力加工的一个工序制造垫片的制造，所以制造成本变得便宜。

此外，板体由具有弹性的金属材料形成，在其表面上形成有耐腐蚀性覆盖层，所以能够提供一种垫片，其适合作为处理高温、高压、强碱、强酸性的腐蚀性的气体及液体的配管的连接部中所使用的垫片。

此外，由于耐腐蚀性覆盖层由具有柔性的材料形成，所以即使在例如在抵接的凸缘面上有伤痕等的凹凸，耐腐蚀性覆盖层也紧贴在该凹凸面上，所以密封性提高。

此外，由于垫片的板体由具有弹性、耐腐蚀性的非金属材料形成，所以能够得到适合在处理耐腐蚀性气体及液体的配管的连接中使用的垫片。

Claims

1.一种垫片，其特征在于，在中央具有孔部并且由弹性材料形成的板体上，在其一个面的上述孔部外周侧形成一根或多根第1环状弯曲突起部，在另一个面的对应于该第1环状弯曲突起部的部分上形成环状弯曲凹部，并且在另一个面的上述孔部外周侧在不与上述第1环状弯曲突起部重叠的位置上形成一根或多根第2环状弯曲突起部，在上述一个面的对应于该第2环状弯曲突起部的部分上形成环状弯曲凹部，进而在上述第1环状弯曲突起部与上述第2环状弯曲突起部之间形成至少一部分为平坦且弹性变形的环状连结部。

2.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，

上述中央的孔部的形状是圆形或四边形、或多边形。

3.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，

上述板体由具有弹性的金属材料形成，在其表面上形成有耐腐蚀性覆盖层。

4.根据权利要求3所述的垫片，其特征在于，

上述耐腐蚀性覆盖层由具有柔性的材料形成。

5.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，

上述板体由具有弹性、耐腐蚀性的非金属材料形成。