CN201069024Y - 复合垫片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及复合垫片，属机械设备与管道联接用的密封垫片。它公开了复合垫片的金属骨架为由叠合在一起的两块金属片其外周边熔合连接在一起组成的金属片组，其软性材料层为分别设在金属片组的两外表面的硬度小于金属片硬度的软性金属材料层或者非金属材料层或者其组合物材料层。本实用新型具有压力自密封特性，其密封性能比现有的密封用垫片大大提高。

Description

复合垫片

技术领域

本实用新型涉及机械设备与管道联接用密封垫片，特别是复合密封垫片。

背景技术

在现有的各种设备或管道的法兰联接中，为了达到密封不漏的目的，常常需要使用各种垫片作为密封件。大多数垫片都是由各种金属或非金属材料构成的平形垫。这些垫片在密封原理上都属于“强制密封”。也就是说，放在法兰之间的垫片通过拧紧联接螺栓使垫片受到压紧而在垫片上形成压紧应力(或称垫片应力)。当压紧应力达到垫片密封所需的应力时，法兰联接处就会达到密封不漏。如果拉紧法兰的螺栓力由于各种原因发生不利于压紧垫片的情况，或者由于其他原因使垫片的应力减少，都可能会使联接处的密封性能下降甚至发生泄漏。例如，在一般法兰联接中，垫片安装后通过联接螺栓的预紧，在垫片上已形成一定压紧应力(或称垫片应力)。在设备或管道系统投入使用后，其内部介质压力会逐渐升高，直至达到系统所要求的压力。在系统存在压力时，由此压力形成的轴向力会使法兰联接中的螺栓力和垫片应力发生变化。螺栓力随内压的升高而升高，而垫片应力则随内压力的升高而减少。在相同法兰联接条件下，螺栓力的升高和垫片应力的减少主要取决于垫片的材料及结构特性。当垫片应力减少到小于垫片密封所需的应力时联接即无法达到密封。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种具有压力自密封特性的复合垫片，从而大大提高其密封性能。

本实用新型的技术解决方案是复合垫片的金属骨架为由叠合在一起的两块其外周边熔合连接在一起组成的金属片组，所述软性材料层为分别设在金属片组两外表面的，其硬度小于金属片组的金属片硬度的软性金属材料层或者非金属材料层或者其组合物材料层。

以上所述的金属片组的金属片的表面可以是平整面。

本实用新型的金属片组的金属片的的表面可以是凹凸的粗糙面。

以上所述的金属片组的金属片可以是波纹形的。

本实用新型的金属片组的金属片的表面可以设有若干条同心环形沟槽。

以上所述的金属片的表面上的同心环形沟槽的截面形状可以是齿形的或者是弧形的。

本实用新型的工作原理是：与其他垫片一样，在法兰联接中复合垫片放在被联接的两法兰之间。在预紧法兰时通过拧紧联接螺栓将复合垫片压紧并在复合垫片表面形成相应的压应力(即垫片应力)。此应力达到一定值时就会使法兰联接处密封不漏。在操作状态下，虽然与现有的法兰联接一样，在介质压力进入设备或管道系统后会形成相应轴向力，此轴向力会使法兰联接中的螺栓力和垫片应力都会发生变化。螺栓力会随内压升高而升高，而复合垫片应力则随内压升高而减少。但与此同时，介质压力会渗透进入复合垫片的金属片之间的微小缝隙。由于叠合在一起的金属片的外周边已被完全紧密地熔焊在一起，因此介质不会从此处泄漏出去。进入微小缝隙处的压力作用于金属片的内侧，使两金属片分别向外压向相应的法兰面，从而在复合垫片的外表面与法兰面之间形成附加的垫片应力。此附加的垫片应力可以达到介质压力。由于附加垫片应力的存在使原来因压力升高或其他原因而减少的垫片应力得到补偿，因而其密封性能也就优于现有的其他普通垫片。因为附加垫片应力是由设备或管道系统内的介质压力形成的，介质压力越高，附加垫片应力也越大，密封也就越容易得到保证。由此可见，复合垫片具有压力自密封的特性，因而它是一种有别于现有的大多数“强制密封”垫片的新型“压力自密封”垫片。

本实用新型的优点是复合垫片具有压力自密封特性，系统内的介质压力越高，其密封性能越好，从而克服了现有垫片因系统内的介质压力升高而引起密封性能降低的不足。

附图说明

图1为本实用新型的构造之一示意图；

图2为本实用新型的构造之二示意图；

图3为本实用新型的构造之三示意图。

具体实施方式

实用新型的复合垫片由金属骨架和其上复合的硬度比金属骨架低的软性材料组成。金属骨架由两片金属片叠合在一起，并在其外周边处通过焊接方法把两片金属片的外周边完全而密实地熔合在一起，从而构成整体结构的双金属叠合的金属骨架。在金属骨架的外表面(即垫片与法兰面相对的表面)复合有其硬度比金属骨架硬度低的软性金属材料层或非金属材料层或其组合物材料层，由此构成本实用新型的复合垫片。复合时可以根据需要使用少量粘合剂，也可以不使用粘合剂。图1所示是复合垫片的典型结构图。复合垫片由金属骨架1和其上复合的软性材料2组成。表面平整的金属片3和4叠合在一起，金属片3和4用碳钢或不锈钢制成，也可用其他金属材料制成。在金属片3和4的外周边处5通过焊接方法将两片金属片的外周边完全紧密地熔合在一起，并使两金属片叠合后所形成的微小内缝隙6无法通过熔焊的外周边处5与外界相通。金属片3和4的平整外表面复合有软性材料层2，软性材料层2可用柔性石墨或者聚四氟乙烯材料层，也可以用硬度比碳钢或不锈钢硬度低的铜片或铝片或铅片，还可以用金属增强的石墨复合层如不锈钢网增强的石墨复合层等。

为了使金属骨架1的金属片的外表面与软性材料2能更好地复合在一起，以进一步提高垫片的密封性和安全可靠性，金属骨架1的外表面上还可以加工有若干同心环形沟槽，沟槽的截面形状可以是齿形，弧形或其他形状。金属片的表面也可是凹凸的粗糙面。图2是带齿形槽的金属骨架1的复合垫片的典型结构。金属片3和4的外表面上分别加工有环形齿形槽7，5是两金属片外周边熔焊处，6是两金属片叠合后形成的微小缝隙，2是金属片3和4的外表面复合的软性材料。

为了使复合垫片具有更好的压缩-回弹特性，复合垫片的金属骨架1的金属片还可以是波纹状结构。图3是带波纹状金属片的金属骨架的复合垫片的典型结构。金属片3和4分别加工成波纹形状，叠合后在其外周边处5通过焊接方法将其紧密地熔合在一起。波纹状金属片3和4的外表面分别复合有软性材料2。6是叠合后在波纹状金属片3和4之间形成的微小内缝隙。

Claims (6)

1.复合垫片，包括金属骨架、软性材料层，其特征是所述金属骨架为由叠合在一起的两块金属片其外周边熔合连接在一起组成的金属片组；所述软性材料层为分别设在金属片组两外表面的，其硬度小于金属片硬度的软性金属材料层、非金属材料层，或者其组合物材料层。

2.根据权利要求1所述的复合垫片，其特征是所述的金属片组的金属片的表面是平整面。

3.根据权利要求1所述的复合垫片，其特征是所述的金属片组的金属片的表面是凹凸的粗糙面。

4.根据权利要求1所述的复合垫片，其特征是所述金属片组的金属片是波纹形的。

5.根据权利要求2所述的复合垫片，其特征是所述的金属片组的金属片的表面上设有若干条同心环形沟槽。

6.根据权利要求5所述的复合垫片，其特征是所述同心环形沟槽的截面形状是齿形的、弧形的。

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