CN102966834B - 金属缠绕带及金属缠绕式垫片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属缠绕带及金属缠绕式垫片，解决了现有金属缠绕式垫片抗压性能和回弹性能差、寿命短、易损坏的问题。所述金属缠绕带包括缠绕带，所述缠绕带为连续“S”形，所述S”形由上波峰和下波峰连接而成。所述金属缠绕式垫片，包括环形的垫片本体，所述垫片本体由上述金属缠绕带缠绕而成。本发明垫片回弹性能和力学性能优异，使用寿命长，可多次使用。

Description

金属缠绕带及金属缠绕式垫片

技术领域

本发明涉及一种金属缠绕带及金属缠绕式垫片。

背景技术

金属缠绕式垫片分为四种类型，即基本型（仅有环形的垫片本体）、带内环型（垫片本体内圈装有内环）、带对中环型（垫片本体的外圈装有对中环）、带内环和对中环型（垫片本体内、外圈分别装有内环和对中环）。金属缠绕式垫片中的垫片本体是由“V”形或“W” 形的缠绕带（由金属带和非金属带组成）连续缠绕而成，缠绕带是由金属缠绕带与非金属缠绕带相互重叠组成，在始、末端用点焊方式将金属缠绕带固定，最终可制成上述四种类形的金属缠绕式垫片，它在石油化工等领域得到了广泛的应用。

工程实践表明，一方面，对于基本型而言，垫片本体是由缠绕带直接缠绕而成，力学性能极差，垫片在径向受压后极易于发生塑性变形，从而导致金属缠绕式垫片的回弹性能大大降低，很难实现金属缠绕式垫片的二次使用。而对于带内环型、带对中环型的金属缠绕式垫片来说，由于金属缠绕式垫片某一侧缺少内环或对中环的保护，径向抗压强度仍然较低，金属缠绕式垫片在金属带端部点焊的位置极易松垮，进而也易导致金属缠绕式垫片的报废。金属缠绕式垫片的上述缺点，极大影响了石油化工装置的运行稳定性与安全性，金属缠绕式垫片的性能需要进一步改进和提升。另一方面，垫片本体是由“V”形或“W” 形的缠绕带连续缠绕而成，“V”形或“W”形的缠绕带沿垫片本体轴向具有一定的回弹性，但是随着大型石油化工装置的不断发展，其对金属缠绕式垫片的轴向及径向的回弹性也提出了更高的要求，而目前这种呈“V”形或“W”形的金属缠绕带，很难满足这种要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种用于金属缠绕式垫片的金属缠绕带。

本发明的另一目的是提供一种回弹性能和力学性能优异，使用寿命长，可多次使用的金属缠绕式垫片。

本发明中金属缠绕带，所述缠绕带为连续“S”形，所述S”形由上波峰和下波峰连接而成。

所述上波峰及下波峰均为弧形，其弧度为60-120°。

所述上波峰及下波峰的宽度为高度的2-4倍。

本发明中金属缠绕式垫片，包括环形的垫片本体，所述垫片本体由上述金属缠绕带缠绕而成。

所述垫片本体内圈和/或外圈分别设内增强环和/或外增强环。

所述内增强环的厚度为1-10mm，外增强环的厚度为1-10mm。

发明人仔细研究了金属缠绕带的形状，发现采用“S”形的缠绕带较常用的“V”形或“W”形在抗压性能和回弹性能上具有更为优异的表现，这主要因为“S”形的缠绕带是由上下两个波峰平滑过渡连接而成，“V”形或“W”形的缠绕带更易产生折痕，从而使得“V”形或“W”形的缠绕带在外力的作用下，较“S”形的缠绕带更易于塑形变形，从而大大降低了由“V”形或“W”形的缠绕带制作而成的垫片的抗压性能和回弹性能。再就是本发明中“S”形的缠绕带绕制的垫片有内外增强环的保护，从而使得“S”形的缠绕带抗压性能和回弹性能表现得更优。基于上述理由，上波峰和下波峰的优选弧度为60-120°，波峰宽度为波峰高度的2-4倍，在上述范围内的上波峰和下波峰在力学性能和回性弹能上表现最为优异，同时更便于缠绕带的缠绕操作。波峰的弧度过大更易引起金属缠绕带的塑形变形，从而导致金属缠绕式垫片回弹率降低；波峰的弧度过小不便于金属缠绕带的弹性变形，从而大大降低金属缠绕式垫片的压缩率，影响垫片的使用效果。

 本发明中金属缠绕式垫片的垫片本体采用上述金属缠绕带缠绕而成，由于该金属缠绕带为连续“S”形的缠绕带，经紧密缠绕后，其轴向的抗压性能和回弹性能也能大幅提升，进一步的，考虑到径向存在的抗压及回弹问题，发明人针对金属缠绕式垫片常见的四种类型，作出了如下改进：对于基本型，则在垫片本体内圈和外圈分别增设内增强环和外增强环；对于带内环型，则在外圈增设外增强环；对于带对中环型，则在内圈增设内增强环，对于带内环和对中环型，则可直接使用。通过增设内增强环和/或外增强环可以提高垫片本体径向的力学性能和回弹性能，避免垫片本体受压后发生塑性变形及金属缠绕带端部松垮的问题。所述内增强环和外增强环为金属材质，如0Cr18Ni9（304）、00Cr19Ni10（304L）、0Cr17Ni12Mo2（316）、00Cr17Ni14Mo2（316L）、0Cr18Ni10Ti（321）、0Cr18Ni11Nb（347）等。内增强环和外增强环高度应不大于垫片本体的高度，并且还应尽可能窄，以减少对金属缠绕式垫片空间（高度及宽度方向）的挤占厚度。并且，要求内增强环的内径和外增强环的外径应与之配套使用的法兰尺寸相匹配。

本发明金属缠绕式垫片结构简单，回弹性能和力学性能优异，使用寿命长，可多次使用，具有广阔的市场应用前景。

附图说明

图1为本发明金属缠绕带的局部视图。

图2为金属缠绕式垫片实施例1的主视图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为金属缠绕式垫片实施例2的主视图。

图5为金属缠绕式垫片实施例3的主视图。

其中，1-上波峰、2-下波峰、3-外增强环、4-内增强环、5-缠绕带、6-垫片本体、7-内环、8-对中环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步解释说明：

参照图1，本发明金属缠绕带为缠绕带5，该缠绕带5由紧密贴合的金属带和非金属带组成，呈连续的“S”形，所述上波峰1及下波峰2均为弧形，其弧度a为60-120°，每个波峰宽度A1为高度A2的2-4倍。

金属缠绕式垫片实施例1（基本型）：

参照图2及图3，垫片本体6由上述缠绕带5缠绕而成（缠绕方法同现有技术），其内圈设有内增强环4，外圈设外增强环3，缠绕带5末端可焊接在内增强环4或外增强环3上，由于内、外增强环4、3对垫片本体6的支撑作用，可以明显提高基本型的金属缠绕式垫片的抗压性能和回弹性能，也可防止受压下垫片本体6松垮。所述内增强环4的内径和外增强环3的外径应与之配套使用的法兰尺寸相匹配。所述内增强环和外增强环的厚度L1取值为1-10mm（视垫片大小并经力学计算而定），高度L2为标准金属缠绕式垫片内环和（或）对中环的厚度。

比较实验：发明人通过实验得出，“S”形缠绕带绕制的垫片本体辅以内外增强环，较V形或W型缠绕带绕制的垫片本体而言，其径向和轴向的力学性能大大增强，压缩率和回弹率提高了50%以上，可见，本发明金属缠绕式垫片较传统的金属缠绕式垫片具有更好的抗压性能、回弹性能，并且可以提高垫片的使用寿命。

金属缠绕式垫片实施例2（带内环型）：

参照图4，垫片本体6内圈装有内环7，外圈设外增强环3 ，其余同实施例1。

金属缠绕式垫片实施例3（带对中环环型）：

参照图5，垫片本体6外圈装有对中环8，内圈设内增强环4 ，其余同实施例1。

Claims (4)

1.一种金属缠绕带，包括缠绕带，其特征在于，所述缠绕带为连续“S”形，所述S”形由上波峰和下波峰连接而成，所述上波峰及下波峰均为弧形，其弧度为60-120°，所述上波峰及下波峰的宽度为高度的2-4倍。

2.一种金属缠绕式垫片，包括环形的垫片本体，其特征在于，所述垫片本体由权利要求1所述的金属缠绕带缠绕而成。

3.如权利要求2所述的金属缠绕式垫片，其特征在于，所述垫片本体内圈和/或外圈分别设内增强环和/或外增强环。

4.如权利要求3所述的金属缠绕式垫片，其特征在于，所述内增强环的厚度为1-10mm，外增强环的厚度为1-10mm。