CN212429708U - 一种低逸散波形金属复合垫片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低逸散波形金属复合垫片，包括金属骨架和柔性石墨层，所述金属骨架截面为多个并列交错排布的斜齿组成的斜齿波形，金属骨架截面的厚度处处相等，所述柔性石墨层覆盖在金属骨架的表面。本实用新型的有益效果为具有金属骨架刚性强、密封可靠、可适用恶劣工况条件等特性。

Description

一种低逸散波形金属复合垫片

技术领域

本实用新型涉及密封材料与结构技术领域，尤其是涉及一种低逸散波形金属复合垫片。

背景技术

柔性石墨波齿复合垫片是近几年出现的一种法兰连接系统中使用的静密封元件。它是在齿形垫片基础上发展起来，由上下相错圆弧齿面的金属骨架与柔性石墨复合层组成的密封垫片。但是在一些震动与冷热交变频繁的工况条件下，采用圆弧齿面相错的金属骨架，存在一些较为薄弱的节点，会发生爆裂现象而影响产品密封。

例如，中国专利公开号“CN109899519A”公开日2019年06月18日，名称为“一种双层波纹石墨复合垫片”公开了一种双层波纹石墨复合垫片，包括上下叠置的第一金属波纹环片和第二金属波纹环片，所述第一金属波纹环片的截面波形的波峰与所述第二金属波纹环片的截面波形的波谷相对，所述第一金属波纹环片的截面波形的波谷与所述第二金属波纹环片的截面波形的波峰相对，所述第一金属波纹环片和第二金属波纹环片之间设有柔性石墨填充层，所述第一金属波纹环片和第二金属波纹环片的外侧设有柔性石墨包覆层。该发明为典型的由上下相错圆弧齿面的金属骨架与柔性石墨复合层组成的密封垫片，采用波形金属板来增加强度和回弹性，但是在一些震动与冷热交变频繁的工况条件下，采用圆弧齿面相错的金属骨架会发生爆裂现象而影响产品密封，这种缺点主要是由于圆弧齿面相错的金属骨架在结构上存在一些较为薄弱的节点，随着工业的发展，法兰连接系统需要一种性能更加稳定、刚度更强、恶劣工况适应性更好的密封产品来满足更复杂、苛刻的工况条件。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术中，圆弧齿面相错的金属骨架存在一些较为薄弱的节点，在一些震动与冷热交变频繁的工况条件下，会发生爆裂现象而影响产品密封的不足，提供一种低逸散波形金属复合垫片，具有金属骨架刚性强，密封可靠等特性。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种低逸散波形金属复合垫片，包括金属骨架和柔性石墨层，所述金属骨架截面为凹凸交错的斜齿波形，金属骨架截面的厚度处处相等，所述柔性石墨层覆盖在金属骨架的表面。

上述技术方案中，金属骨架为凹凸交错的等厚斜齿波形骨架，相较于传统的圆弧齿面相错的金属骨架，等厚斜齿波形金属骨架确保金属骨架在任一点的强度都是相同的，不存在刚度薄弱的节点，在一些震动与冷热交变频繁等恶劣工况条件下，不会发生爆裂现象，增强了垫片刚性，保证了密封的可靠性，将石墨层覆盖在金属骨架表面，利用柔性石墨的填充效果，实现良好的密封。

作为优选，所述柔性石墨层包括高密度层和低密度层，所述高密度层靠近金属骨架设置，所述低密度层位于柔性石墨层的表层。柔性石墨层近金属骨架设置为高密度层有利于提供充分的回弹性；柔性石墨层的表层为低密度层有利于柔性石墨层在贴合法兰端面时填充法兰端面的一些不平整区域，保证垫片的密封性能。

作为优选，所述高密度层的密度范围为1.2-1.5g/cm^3，低密度层的密度范围为0.8-1.1g/cm^3。设置高密度层的密度范围为1.2-1.5g/cm^3，使得高密底层的更有利于提供充分的回弹性能，设置低密度层的密度范围为0.8-1.1g/cm^3，便于垫片贴合法兰面，进一步提升垫片的密封可靠性。

作为优选，所述柔性石墨层的横截面呈拱形。拱形的横截面在安装压紧后石墨层的拱形会由于受到挤压而发生形变，如此垫片的柔性石墨层就可紧密贴合在被密封件的表面，垫片的密封效果好。

作为优选，所述柔性石墨层位于所述复合垫片内圈和外圈的两个侧面均周向布置有过渡斜面。垫片的柔性石墨层在受到较大的挤压后，柔性石墨层会向两侧发生形变，两侧的石墨层会被挤出垫片原有的尺寸范围内，存在影响垫片正常使用的风险，在柔性石墨层位于所述复合垫片内圈和外圈的两个侧面布置过度斜面，提前考虑石墨层的形变量，使其在受到较大的挤压而形变时也不会超出垫片的原有尺寸，不会影响垫片的正常使用。

作为优选，金属骨架表面的凹、凸呈同心圆均匀间隔分布。同心圆布置的表面凹凸能够保证密封垫片的密封性能。

作为优选，所述金属骨架一体成型。一体成型的金属骨架没有连接节点，使得金属骨架的结构一致性好，刚性更强。

作为优选，所述金属骨架的斜齿波形截面的振幅范围为2-5mm，所述金属骨架截面的斜齿齿间距范围为2-5mm。将斜齿波形截面的振幅设置在2-5mm之间，金属骨架的斜齿齿间距设置在2-5mm之间，能够保证斜齿的回弹性并确保垫片各处的斜齿分布，使垫片整体回弹性能更好。

作为优选，所述金属骨架的截面厚度范围为1.0-5.0mm。金属骨架厚度设置在1.0-5.0mm之间使其具有足够的强度，为垫片提供更好的刚性，可在恶劣的工况条件下使用。

本实用新型的有益效果是：(1)采用等厚斜齿波形金属骨架，垫片的刚度强，可靠性好；(2)采用柔性石墨层覆盖在垫片表面，垫片的密封性能好；(3)回弹性好；(4)能够适用恶劣的工况条件。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图中：金属骨架1、石墨层2、高密度层21、低密度层22、过渡斜面3。

具体实施方式

为使本实用新型技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型实施例的技术方案进行清楚地解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，而不是全部实施例。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

具体实施例：如图1所示，一种低逸散波形金属复合垫片，包括金属骨架1和柔性石墨层2，石墨层覆盖在金属骨架的表面，石墨层包括高密度层21和低密度层22，高密度层靠近金属骨架设置，低密度层位于柔性石墨层的表层，高密度层的密度范围为1.2-1.5g/cm^3，低密度层的密度范围为0.8-1.1g/cm^3，本实施例中高密度层密度选用1.30g/cm^3，低密度层密度选用1.00g/cm^3，柔性石墨层的横截面呈拱形，性石墨层位于所述复合垫片内圈和外圈的两个侧面均周向布置有过渡斜面3，金属骨架截面为凹凸交错的斜齿波形，金属骨架截面的厚度处处相等，金属骨架表面的凹、凸呈同心圆均匀间隔分布，金属骨架一体加工成型，金属骨架的材料为不锈钢或特材合金例如茵苛镍，本实施例中选用不锈钢，金属骨架的截面厚度范围为1.0-5.0mm，本实施例中选用2.0mm，金属骨架截面的斜齿齿间距范围为2-5mm，本实施例中选用4mm，金属骨架的斜齿波形截面的振幅范围为2-5mm，本实施例中选用3mm。

经检测，本实施例的低逸散波形金属复合垫片技术指标如下：

其中，序号1-3为低逸散波形金属复合垫片的整体技术指标，4-14为金属骨架上所覆盖的石墨层的技术指标。

本实施例的低逸散波形金属复合垫片具有优良的压缩回弹性，在压力、温度交变及振动等场合仍能保持其优异的密封可靠性，有效防止高温高压工况下的气体和流体渗漏，满足最严苛的VOCs和VHAP逸出要求，可以广泛应用于石油、化工、电力等高温高压的大型换热器设备和各种管法兰系统的接口部位，是常用缠绕垫片、波齿、齿型垫片的理想替代品。

Claims (6)

1.一种低逸散波形金属复合垫片，包括金属骨架（1）和柔性石墨层（2），其特征是，所述金属骨架截面为凹凸交错的斜齿波形，金属骨架截面的厚度处处相等，所述柔性石墨层覆盖在金属骨架的表面，所述柔性石墨层包括高密度层（21）和低密度层（22），所述高密度层靠近金属骨架设置，所述低密度层位于柔性石墨层的表层，所述柔性石墨层的横截面呈拱形，所述柔性石墨层位于所述复合垫片内圈和外圈的两个侧面均周向布置有过渡斜面（3）。

2.根据权利要求1所述的一种低逸散波形金属复合垫片，其特征是，所述高密度层的密度范围为1.2-1.5 g/cm^3，低密度层的密度范围为0.8-1.1 g/cm^3。

3.根据权利要求1所述的一种低逸散波形金属复合垫片，其特征是，金属骨架表面的凹、凸呈同心圆均匀间隔分布。

4.根据权利要求1所述的一种低逸散波形金属复合垫片，其特征是，所述金属骨架一体成型。

5.根据任一权利要求1-4所述的一种低逸散波形金属复合垫片，其特征是，所述金属骨架截面的斜齿齿间距范围为2-5mm，所述金属骨架的斜齿波形截面的振幅范围为2-5mm。

6.根据任一权利要求1-4所述的一种低逸散波形金属复合垫片，其特征是，所述金属骨架的截面厚度范围为1.0-5.0mm。

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