CN201836367U - 自紧式波齿复合垫片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及自紧式波齿复合垫片，属机械设备和管道联接用的密封垫片。它公开了自紧式波齿复合垫片包括金属骨架、软性材料层，金属骨架为由叠合在一起的两环形的金属片其外周边熔合连接在一起组成的金属片组，软性材料层为分别设在两金属片的外表面的，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，两金属片的外表面设有若干条同心环形沟槽并相错配置。本实用新型具有压力自密封特性，压缩回弹性能良好，其密封性能比现有的密封垫片大大提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械设备和管道联接用密封垫片，特别是自紧式波齿复合密封垫片。
背景技术
在现有的各种机械设备或管道的法兰联接中，为了达到密封不漏的目的，常常需要各种垫片作为密封件。现有垫片都是由各种金属或者非金属材料构成的。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，在一般换热设备法兰联接中，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与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和良好压缩回弹性能的的自紧式波齿复合垫片，从而大大提高其密封性能。
本实用新型的技术解决方案是自紧式波齿复合垫片包括金属骨架、软性材料层，金属骨架为由叠合在一起的两环形的金属片其外周边熔合连接在一起组成的金属片组，软性材料层为分别设在两金属片的外表面的，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，两金属片的外表面设有若干条同心环形沟槽并相错配置。
以上所述的两金属片的外表面上设有的同心环形沟槽的截面形状是弧形的或者是尖角形的。
本实用新型的工作原理是：在法兰联接中自紧式波齿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自紧式波齿复合垫片压紧并在复合垫片表面形成相应的压紧力即垫片应力。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。螺栓力会随着内压升高而升高，而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自紧式波齿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经被完全紧密的焊接在一起，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者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，密封也就容易得到保证。另一方面，由于构成复合垫片两金属片的外表面加工有环形沟槽，上下金属片上的沟槽又以互相相错配置而使整体金属骨架形成波齿状结构，因而使它具有较好的压缩回弹特性。由此可见，自紧式波齿复合垫片具有压力自密封的特性，又具有较好的压缩回弹特性，因而它是一种有别于现有的 “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自紧式波齿复合垫片不仅具有比普通垫片更好的压缩回弹性能，而且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。
具体实施方式
本实用新型的自紧式波齿复合垫片由波齿状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。金属骨架由两片环形的金属片叠合在一起，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片叠合的金属骨架。两金属片相对于法兰的表面加工有若干同心环形沟槽，这些沟槽可以是弧形，或是尖角形。两金属片上的沟槽互相错开配置，从而使整体金属骨架成为波齿状结构。在金属骨架的外表面即垫片与法兰面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材料层，由此构成本实用新型的自紧式波齿复合垫片。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。
如图1所示，自紧式波齿复合垫片由环形金属骨架1和其上复合的软性材料层2组成。金属骨架1由环形的金属片3和金属片4叠合在一起组成，两金属片的外表面上加工有4条同心环形沟槽7，沟槽7的截面形状为弧形，而且两金属片的外表面上的沟槽7的配置是相错的。金属片3和金属片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和金属片4的外周边5处，通过焊接方法将两金属片的外周边5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5与外界相通。金属片3和金属片4的外表面复合有软性材料层2，软性材料层2用柔性石墨层或者聚四氟乙烯层，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。
如图2所示，自紧式波齿复合垫片的结构除沟槽7的截面形状为尖角形外，其他与图1所示是自紧式波齿复合垫片的结构相同。
Claims (2)
1.自紧式波齿复合垫片，包括金属骨架、软性材料层，金属骨架为由叠合在一起的两环形的金属片其外周边熔合连接在一起组成的金属片组，软性材料层为分别设在两金属片的外表面的，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，其特征是两金属片的外表面设有若干条同心环形沟槽并相错配置。
2.根据权利要求1所述的自紧式波齿复合垫片，其特征是所述的金属骨架的两金属片的外表面设有的同心环形沟槽的截面形状是弧形的，或者是尖角形的。
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