CN115468051B - 一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及法兰垫片加工领域，具体是涉及一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置，包括四爪卡盘和定位机构；四爪卡盘与支架之间连接有一个轴承，轴承与四爪卡盘共轴线；定位机构具有四个，四个定位机构沿着四爪卡盘的圆周方向均匀分布；支架上设有一个用以带动四爪卡盘旋转的旋转驱动器；生产装置还包括用以加工环形凹槽的第一开槽机构和用以加工同心环槽的第二开槽机构；第一开槽机构和第二开槽机构均位于支架上且靠近于四爪卡盘的位置处。通过环形金属骨架在旋转过程中，第一开槽机构和第二开槽机构依次靠近环形金属骨架，根据所要开槽的形状进行调整，直至开槽完成，实现了对环形金属骨架上环形凹槽和波纹凹槽的开设，提高了精准度。

Description

一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置

技术领域

本发明涉及法兰垫片加工领域，具体是涉及一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置。

背景技术

目前现有的齿形金属骨架和设于齿形金属骨架两侧的柔性石墨层，在使用时，在一定的预紧应力下，齿形金属骨架的上下表面的相互错开的特殊形状的同心圆沟槽构会与柔性石墨层贴紧复合，实现初步密封，同时齿形金属骨架相互错开的波齿结构可以实现垫片的多重密封，虽然具有比较优良的密封效果，但是在安装过程中，柔性石墨层会存在不平整的情况，在高压下，会导致两管道之间的连接无法保持同轴，从而对密封的效果造成影响，并且，在长时间使用过程中，以及一些如高压等特殊场合使用时，任然不可避免的会发生泄漏，特别是高压条件下，如果其密封效果在高压环境下失效时，会造成严重的泄漏，甚至造成严重的后果。

目前公开的中国专利CN201811238195.8法兰金属垫片及其生产设备和生产工艺，包括齿形金属骨架，设于所述齿形金属骨架两侧的齿形凹槽的深度呈变化设置，所述齿形凹槽的深度从两侧至中间呈渐浅设置，所述齿形凹槽的角度均相同，所述齿形凹槽的齿峰间间距相同，任意两相邻的所述齿形凹槽的槽深差值相同，所述齿形金属骨架两侧设置有柔性覆盖层，所述柔性覆盖层的压缩率为10%~50%、回弹率≥12%。

根据上述专利所述，该专利的齿形凹槽由于波齿的深度有区别，柔性石墨在不同波齿中的压缩程度是不同的，即柔性石墨在不同波齿中的形变是不同的，而由于在使用中柔性石墨是保持形变状态的，齿形凹槽深度不同的设置可以提高石墨的蠕变回弹率，进而提高柔性石墨的使用寿命，同时，通过齿形凹槽的深度不同设置，在使用过程中的密封效果也相应的变的更加优良，降低使用时的泄漏率、增加使用寿命，然而该专利虽然提高了密封性，但是当管道的管口出现不平整的情况时，在安装时，对柔性石墨各处的压力不同，从而会导致两管道的对接不在同一轴线上，最终会导致柔性石墨部分区域出现密封效果不佳的现象，因此，目前需要一种能够针对于该情况对不平整的柔性石墨安装进行开槽补偿的法兰金属垫片。

发明内容

针对现技术所存在的问题，提供一种用以防高压失效的法兰金属垫片，本发明通过环形金属骨架上由内向外逐渐加深的环形凹槽的开设，使得柔性覆盖层贴在环形金属骨架表面后，在高压下，不平整的柔性覆盖层会被压入环形凹槽内，而平整的柔性覆盖层对于管道的安装保持着与环形金属骨架同轴的状态，保证管道的安装与环形金属骨架处于同轴的状态，提高了密封效果。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置，法兰金属垫片包括环形金属骨架；环形金属骨架的两侧均同轴开设有环形凹槽；环形凹槽的深度从环形金属骨架的内圈至外圈呈由浅至深；环形金属骨架的两侧均设有柔性覆盖层，柔性覆盖层呈环状，柔性覆盖层与环形金属骨架共轴线；环形凹槽设有向内延伸由多个同心环槽组合而成的波纹凹槽；构成波纹凹槽的每个同心环槽的截面轮廓为向环形金属骨架的外圈方向倾斜的四边形；该生产装置设置在支架上且包括四爪卡盘和定位机构；四爪卡盘与支架之间连接有一个轴承，轴承与四爪卡盘共轴线；定位机构具有四个，四个定位机构沿着四爪卡盘的圆周方向均匀分布；支架上设有一个用以带动四爪卡盘旋转的旋转驱动器；生产装置还包括用以加工环形凹槽的第一开槽机构和用以加工同心环槽的第二开槽机构；第一开槽机构和第二开槽机构均位于支架上且靠近于四爪卡盘的位置处。

优选的，第一开槽机构包括有第一车刀、第一下移组件和斜移组件；第一下移组件设置在支架上，第一车刀安装在第一下移组件上；斜移组件设置在支架上，第一下移组件与斜移组件连接。

优选的，第二开槽机构包括有第二车刀、第二下移组件和平移组件；第二下移组件设置在支架上，第二下移组件与第一下移组件的结构相同，第二车刀安装在第二下移组件上；平移组件设置在支架上，第二下移组件与平移组件连接。

优选的，第一下移组件包括有支座、刀座和第一液压推杆；刀座设置在支座内，刀座能够在支座上竖向移动，第一车刀和第二车刀分别固定在对应的刀座上，刀座上向上延伸有一个穿过支座顶部的导向杆，支座上开设有供导向杆穿过的导向口；第一液压推杆呈竖直状态固定在支座的顶部，第一液压推杆的输出轴朝向下方，刀座固定在第一液压推杆的输出轴上，第一液压推杆的输出轴与刀座之间连接处的两侧均向外延伸有一个穿过支座侧边的稳定杆，支座的侧边均竖向开设有供稳定杆移动的条形口。

优选的，斜移组件包括有斜坡滑轨和第二液压推杆；斜坡滑轨固定设置在支架上，斜坡滑轨的轨道面与环形凹槽的开槽面处于平齐状态，斜坡滑轨内滑动设有一个滑块，支座固定设置在滑块上；第二液压推杆呈倾斜的形式固定在支架上，滑块固定在第二液压推杆的输出轴上。

优选的，平移组件包括有固定板和第三液压推杆；固定板固定设置在支架上，第二下移组件的支座上朝向固定板的方向延伸有一个插杆，固定板上开设有供插杆穿过的插口，插杆的轴线方向垂直于导向杆的轴线方向；第三液压推杆呈水平的形式固定在支架上，支座固定在第三液压推杆的输出轴上。

优选的，定位机构包括有滚轮和电动推杆；滚轮转动设置在电动推杆的输出端上，电动推杆的输出端设有供滚轮转动设置的轴接座，电动推杆推动滚轮的方向朝向四爪卡盘的中心，当环形金属骨架被四个滚轮抵压在其中时，环形金属骨架处于与四爪卡盘保持同轴的状态。

本申请相比较于现有技术的有益效果是：

本发明通过环形金属骨架在旋转过程中，第一开槽机构和第二开槽机构依次靠近环形金属骨架，根据所要开槽的形状进行调整，直至开槽完成，实现了对环形金属骨架上环形凹槽和波纹凹槽的开设，提高了精准度。

附图说明

图1是一种用以防高压失效的法兰金属垫片的立体结构示意图；

图2是一种用以防高压失效的法兰金属垫片的立体结构分解示意图；

图3是一种用以防高压失效的法兰金属垫片的俯视图；

图4是图3的A-A处剖视图；

图5是图4的B处放大示意图；

图6是一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置的立体结构示意图；

图7是一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置的俯视图；

图8是图7的C-C处局部立体结构剖视图；

图9是一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置的环状金属骨架、第一开槽机构和第二开槽机构的立体结构示意图；

图10是一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置的第一开槽机构的立体结构示意图；

图11是一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置的第二开槽机构的立体结构示意图。

图中标号为：

1-环形金属骨架；

11-环形凹槽；

12-同心环槽；

2-柔性覆盖层；

3-支架；

4-四爪卡盘；

41-轴承；

5-定位机构；

51-滚轮；

52-电动推杆；521-轴接座；

6-第一开槽机构；

61-第一车刀；

62-第一下移组件；621-支座；6211-条形口；622-刀座；6221-导向杆；623-第一液压推杆；6231-稳定杆；

63-斜移组件；631-斜坡滑轨；6311-滑块；632-第二液压推杆；

7-第二开槽机构；

71-第二车刀；

72-第二下移组件；

73-平移组件；731-固定板；7311-插杆；732-第三液压推杆；

8-旋转驱动器。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参见图1-图5所示，一种用以防高压失效的法兰金属垫片，包括环形金属骨架1；环形金属骨架1的两侧均同轴开设有环形凹槽11；环形凹槽11的深度从环形金属骨架1的内圈至外圈呈由浅至深；环形金属骨架1的两侧均设有柔性覆盖层2，柔性覆盖层2呈环状，柔性覆盖层2与环形金属骨架1共轴线。

通过环形金属骨架1上环形凹槽11的开设，由于环形凹槽11的深度是由内向外逐渐加深的变化，并且柔性覆盖层2的内圈直径等于环形金属骨架1的内圈直径，柔性覆盖层2的外圈直径等于环形金属骨架1的外圈直径。因此，在柔性覆盖层2贴紧在环形金属骨架1的表面后，在管道安装时，柔性覆盖层2受压，针对于一些不平整的柔性覆盖层2，环形凹槽11的开设，柔性覆盖层2凸出的部分在被施压下补偿到环形凹槽11内，使得管道的安装与环形金属骨架1之间保持同轴线，并且由于柔性覆盖层2嵌入于环形凹槽11内，因此，提高了密封效果。

参见图5所示，环形凹槽11设有向内延伸由多个同心环槽12组合而成的波纹凹槽。

通过环形金属骨架1上波纹凹槽的开设，在柔性覆盖层2受压下，由于在使用中柔性覆盖层2是保持形变状态的，波纹凹槽从环形金属骨架1的内圈至外圈的直径呈由小至大的递增变化，并且波纹凹槽的每两个相邻的同心环槽12之间的间距相同，波纹凹槽的开设，在使用过程中的密封效果也相应的变的更加优良，降低使用时的泄漏率、增加使用寿命。

参见图5所示，构成波纹凹槽的每个同心环槽12的截面轮廓为向环形金属骨架1的外圈方向倾斜的四边形。

通过波纹凹槽倾斜的开设形式，在柔性覆盖层2形变压入波纹凹槽内后，使得波纹凹槽内的气顺着环形凹槽11由浅至深方向的引导，起到泄压效果，保证柔性覆盖层2与波纹凹槽的每个同心环槽12之间均保持同等压力，使得柔性覆盖层2的使用与环形金属骨架1之间更加紧密。

参见图6-图11所示，一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置，该生产装置设置在支架3上且包括四爪卡盘4和定位机构5；四爪卡盘4与支架3之间连接有一个轴承41，轴承41与四爪卡盘4共轴线；定位机构5具有四个，四个定位机构5沿着四爪卡盘4的圆周方向均匀分布；支架3上设有一个用以带动四爪卡盘4旋转的旋转驱动器8；生产装置还包括用以加工环形凹槽11的第一开槽机构6和用以加工同心环槽12的第二开槽机构7；第一开槽机构6和第二开槽机构7均位于支架3上且靠近于四爪卡盘4的位置处。

当对环形金属骨架1上的环形凹槽11和波纹凹槽进行加工时，首先，将环形金属骨架1放置在四爪卡盘4上，四爪卡盘4以内撑的形式将环形金属骨架1固定，并在四个定位机构5的辅助下，环形金属骨架1保持着与四爪卡盘4同轴的位置，接着，旋转驱动器8带动四爪卡盘4高速旋转，第一开槽机构6先贴近于环形金属骨架1，随着第一开槽机构6沿着其表面根据所要开槽的形状进行调整，直至环形金属骨架1表面的环形凹槽11加工完成，然而，第二开槽机构7贴近于环形金属骨架1，随着第二开槽机构7沿着其表面根据所要开槽的形状进行调整，直至环形金属骨架1表面的波纹凹槽加工完成，环形金属骨架1的一面加工完成后，操作人员将其翻面，对另一面继续加工，最终加工出完整的带有环形凹槽11和波纹凹槽的环形金属骨架1。

参见图9和图10所示，第一开槽机构6包括有第一车刀61、第一下移组件62和斜移组件63；第一下移组件62设置在支架3上，第一车刀61安装在第一下移组件62上；斜移组件63设置在支架3上，第一下移组件62与斜移组件63连接。

当第一开槽机构6加工环形凹槽11时，由于第一车刀61的刀面形状契合于环形凹槽11的接触区域，因此，随着环形金属骨架1的旋转，第一下移组件62带动第一车刀61下移，直至第一车刀61靠近于环形金属骨架1内圈的部分，随着第一下移组件62缓慢的带动第一车刀61的下移，并在斜移组件63带动第一下移组件62斜向下的移动配合下，环形金属骨架1的表面随之加工出由内至外深度逐渐加深的环形凹槽11。

参见图9和图11所示，第二开槽机构7包括有第二车刀71、第二下移组件72和平移组件73；第二下移组件72设置在支架3上，第二下移组件72与第一下移组件62的结构相同，第二车刀71安装在第二下移组件72上；平移组件73设置在支架3上，第二下移组件72与平移组件73连接。

当第二开槽机构7加工波纹凹槽时，由于第二车刀71的刀面形状契合于同心环槽12的接触区域，因此，随着环形金属骨架1的旋转，第二下移组件72带动第二车刀71下移，直至第二车刀71靠近于环形金属骨架1内圈的部分，随着第二下移组件72缓慢的带动第二车刀71的下移，并在平移组件73带动第二下移组件72平行的移动配合下，环形金属骨架1的表面随之加工出波纹凹槽的一个波纹段，随着由内向外不断的加工，并且控制好波纹凹槽每两个相邻波纹段之间的间距，最终加工出完整的波纹凹槽，由于第二车刀71呈倾斜结构，并且随着第二下移组件72和平移组件73之间的配合，从而加工出具有倾斜度的波纹凹槽。

参见图10所示，第一下移组件62包括有支座621、刀座622和第一液压推杆623；刀座622设置在支座621内，刀座622能够在支座621上竖向移动，第一车刀61和第二车刀71分别固定在对应的刀座622上，刀座622上向上延伸有一个穿过支座621顶部的导向杆6221，支座621上开设有供导向杆6221穿过的导向口；第一液压推杆623呈竖直状态固定在支座621的顶部，第一液压推杆623的输出轴朝向下方，刀座622固定在第一液压推杆623的输出轴上，第一液压推杆623的输出轴与刀座622之间连接处的两侧均向外延伸有一个穿过支座621侧边的稳定杆6231，支座621的侧边均竖向开设有供稳定杆6231移动的条形口6211。

当第一下移组件62驱动时，第一液压推杆623驱使刀座622移动，刀座622的移动从而带动了所安装的第一车刀61的移动，由于刀座622通过导向杆6221的引导以及通过稳定杆6231的引导，因此，刀座622在移动过程中保持了稳定，避免第一车刀61出现颤动的情况。

参见图10所示，斜移组件63包括有斜坡滑轨631和第二液压推杆632；斜坡滑轨631固定设置在支架3上，斜坡滑轨631的轨道面与环形凹槽11的开槽面处于平齐状态，斜坡滑轨631内滑动设有一个滑块6311，支座621固定设置在滑块6311上；第二液压推杆632呈倾斜的形式固定在支架3上，滑块6311固定在第二液压推杆632的输出轴上。

当斜移组件63驱动时，第二液压推杆632推动滑块6311在斜坡滑轨631上移动，由于斜坡滑轨631的轨道面与所有加工的环形凹槽11的开槽面保持平齐，因此，随着滑块6311带动第一车刀61的移动，因此，环形凹槽11随之被加工出带有从浅至深变化的深度。

参见图11所示，平移组件73包括有固定板731和第三液压推杆732；固定板731固定设置在支架3上，第二下移组件72的支座621上朝向固定板731的方向延伸有一个插杆7311，固定板731上开设有供插杆7311穿过的插口，插杆7311的轴线方向垂直于导向杆6221的轴线方向；第三液压推杆732呈水平的形式固定在支架3上，支座621固定在第三液压推杆732的输出轴上。

当平移组件73驱动时，第三液压推杆732推动对应的支座621移动，第二下移组件72随之被带动，从而带动了第二车刀71的水平移动，第二下移组件72的支座621上通过插杆7311的引导，使得第二下移组件72整体在移动时保持了平稳。

参见图8所示，定位机构5包括有滚轮51和电动推杆52；滚轮51转动设置在电动推杆52的输出端上，电动推杆52的输出端设有供滚轮51转动设置的轴接座521，电动推杆52推动滚轮51的方向朝向四爪卡盘4的中心，当环形金属骨架1被四个滚轮51抵压在其中时，环形金属骨架1处于与四爪卡盘4保持同轴的状态。

当四个定位机构5同时驱动时，在环形金属骨架1放置在四爪卡盘4上后，四个电动推杆52同时带动对应的滚轮51向着四爪卡盘4的中点方向移动，直至环形金属骨架1被夹在四个滚轮51之间后，四个电动推杆52停止驱动，环形金属骨架1被限位在四个滚轮51之间且与四爪卡盘4保持同轴，避免了对环形凹槽11和波纹凹槽的开设造成了影响。

本发明通过环形金属骨架1上由内向外逐渐加深的环形凹槽11的开设，使得柔性覆盖层2贴在环形金属骨架1表面后，在高压下，不平整的柔性覆盖层2会被压入环形凹槽11内，而平整的柔性覆盖层2对于管道的安装保持着与环形金属骨架1同轴的状态，保证管道的安装与环形金属骨架1处于同轴的状态，提高了密封效果。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置，所述法兰金属垫片包括环形金属骨架（1）；环形金属骨架（1）的两侧均同轴开设有环形凹槽（11）；环形凹槽（11）的深度从环形金属骨架（1）的内圈至外圈呈由浅至深；环形金属骨架（1）的两侧均设有柔性覆盖层（2），柔性覆盖层（2）呈环状，柔性覆盖层（2）与环形金属骨架（1）共轴线；环形凹槽（11）设有向内延伸由多个同心环槽（12）组合而成的波纹凹槽；构成波纹凹槽的每个同心环槽（12）的截面轮廓为向环形金属骨架（1）的外圈方向倾斜的四边形；

该生产装置设置在支架（3）上且包括四爪卡盘（4）和定位机构（5）；

四爪卡盘（4）与支架（3）之间连接有一个轴承（41），轴承（41）与四爪卡盘（4）共轴线；

定位机构（5）具有四个，四个定位机构（5）沿着四爪卡盘（4）的圆周方向均匀分布；

支架（3）上设有一个用以带动四爪卡盘（4）旋转的旋转驱动器（8）；

其特征在于，生产装置还包括用以加工环形凹槽（11）的第一开槽机构（6）和用以加工同心环槽（12）的第二开槽机构（7）；

第一开槽机构（6）和第二开槽机构（7）均位于支架（3）上且靠近于四爪卡盘（4）的位置处。

2.根据权利要求1所述的一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置，其特征在于，第一开槽机构（6）包括有第一车刀（61）、第一下移组件（62）和斜移组件（63）；

第一下移组件（62）设置在支架（3）上，第一车刀（61）安装在第一下移组件（62）上；

斜移组件（63）设置在支架（3）上，第一下移组件（62）与斜移组件（63）连接。

3.根据权利要求2所述的一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置，其特征在于，第二开槽机构（7）包括有第二车刀（71）、第二下移组件（72）和平移组件（73）；

第二下移组件（72）设置在支架（3）上，第二下移组件（72）与第一下移组件（62）的结构相同，第二车刀（71）安装在第二下移组件（72）上；

平移组件（73）设置在支架（3）上，第二下移组件（72）与平移组件（73）连接。

4.根据权利要求3所述的一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置，其特征在于，第一下移组件（62）包括有支座（621）、刀座（622）和第一液压推杆（623）；

刀座（622）设置在支座（621）内，刀座（622）能够在支座（621）上竖向移动，第一车刀（61）和第二车刀（71）分别固定在对应的刀座（622）上，刀座（622）上向上延伸有一个穿过支座（621）顶部的导向杆（6221），支座（621）上开设有供导向杆（6221）穿过的导向口；

第一液压推杆（623）呈竖直状态固定在支座（621）的顶部，第一液压推杆（623）的输出轴朝向下方，刀座（622）固定在第一液压推杆（623）的输出轴上，第一液压推杆（623）的输出轴与刀座（622）之间连接处的两侧均向外延伸有一个穿过支座（621）侧边的稳定杆（6231），支座（621）的侧边均竖向开设有供稳定杆（6231）移动的条形口（6211）。

5.根据权利要求4所述的一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置，其特征在于，斜移组件（63）包括有斜坡滑轨（631）和第二液压推杆（632）；

斜坡滑轨（631）固定设置在支架（3）上，斜坡滑轨（631）的轨道面与环形凹槽（11）的开槽面处于平齐状态，斜坡滑轨（631）内滑动设有一个滑块（6311），支座（621）固定设置在滑块（6311）上；

第二液压推杆（632）呈倾斜的形式固定在支架（3）上，滑块（6311）固定在第二液压推杆（632）的输出轴上。

6.根据权利要求1所述的一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置，其特征在于，平移组件（73）包括有固定板（731）和第三液压推杆（732）；

固定板（731）固定设置在支架（3）上，第二下移组件（72）的支座（621）上朝向固定板（731）的方向延伸有一个插杆（7311），固定板（731）上开设有供插杆（7311）穿过的插口，插杆（7311）的轴线方向垂直于导向杆（6221）的轴线方向；

第三液压推杆（732）呈水平的形式固定在支架（3）上，支座（621）固定在第三液压推杆（732）的输出轴上。

7.根据权利要求1所述的一种用以防高压失效的法兰金属垫片的生产装置，其特征在于，定位机构（5）包括有滚轮（51）和电动推杆（52）； 滚轮（51）转动设置在电动推杆（52）的输出端上，电动推杆（52）的输出端设有供滚轮（51）转动设置的轴接座（521），电动推杆（52）推动滚轮（51）的方向朝向四爪卡盘（4）的中心，当环形金属骨架（1）被四个滚轮（51）抵压在其中时，环形金属骨架（1）处于与四爪卡盘（4）保持同轴的状态。

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