CN216407723U - 一种鱼骨形缠绕式垫片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了缠绕式垫片领域的一种鱼骨形缠绕式垫片，所述垫片包括多个半径不同且同心排列的缠绕部，所述缠绕部包括多个沿周向紧密卷绕成环状的弹性金属带，所述弹性金属带中心折弯且两边斜面朝向介质压力方向倾斜，且斜面至少有一个弯折处。本实用新型中多个缠绕部构成的密封界面受力更加均匀，密封安全性、可靠性更高，多个缠绕部能分担压力，更好地承受更高压力和冲击波动，采用多折弯点或折弯曲面状钢带进行缠绕，即不容易产生应力集中，又能提供二次压缩和回弹性能，大大提高其压缩和回弹变量。

Description

一种鱼骨形缠绕式垫片

技术领域

本实用新型涉及一种鱼骨形缠绕式垫片，属于缠绕式垫片技术领域。

背景技术

常见的缠绕式垫片，其密封本体部分大多是采用V形断面的成型薄钢带与石墨或其它非金属填料带在同一芯轴上交替层叠缠绕而成的。缠绕式垫片具备密封性能的同时，在钢带的作用下还具备回弹性能，可少量补偿温度或压力工况变化时引起的松弛，V形钢带结构的压缩量一般只能达到垫片厚度的25％左右，压缩量过大将压溃缠绕式垫片从而失去密封性能，由于压缩量比较小，所以垫片回弹率也比较低。当温度或压力变化剧烈时，垫片的松弛量将大大增加。另有发展了一些改进钢带形式如：S形、C形、W形等缠绕垫片，新形式较V形的垫片其密封回弹性能虽有改善，但是垫片的设计与传统结构基本相同，这些设计结构对于法兰密封面精度平直或非高温、高压环境的密封效果都不错，而对于有微量变形或平面精度下降的法兰密封时，或高温、高压环境的密封时，往往容易发生密封失效的情况。

在石油、化工、电力、冶金等行业实际生产中，大量的管线和设备法兰都是经检修后重复使用，而这些再用法兰在经历了螺栓紧固、温度升降、压力冲击后，或多或少都会有平面精度下降的的情况发生，随着缠绕式垫片在实际生产中的应用变得越来越广泛，类似法兰密封更是占到所有垫片的80％以上，由于安全和环保生产的要求，以及应用工况的多样性、多变性的实际需求，对缠绕式垫片的结构形式和综合性能提出了更高的要求，此时，上述现有设计结构的缠绕垫片形式已不能满足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种鱼骨形缠绕式垫片，显著提高了垫片的安全性能、抗压性能、压缩与回弹性能和密封的综合性能。

为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

本实用新型提供了一种鱼骨形缠绕式垫片，所述垫片包括多个半径不同且同心排列的缠绕部，所述缠绕部包括多个沿周向紧密卷绕成环状的弹性金属带，所述弹性金属带中心折弯且两边斜面朝向介质压力方向倾斜，且斜面至少有一个弯折处

进一步的，每个所述缠绕部的径向宽度相同或不同。

进一步的，所述垫片还包括与其同轴设置的止压环，且止压环内径和外径分别与对应连接的缠绕部周向匹配，所述止压环的截面厚度小于弹性金属带的径向宽度。

进一步的，至少一个所述缠绕部中相邻的弹性金属带之间设置有非金属密封材料，且非金属密封材料的径向宽度大于弹性金属带的径向宽度。

进一步的，所述垫片还包括加强环，其设置于缠绕部的一侧进行支撑或定位，所述加强环为设置于缠绕部的内侧的内加强环和或设置于缠绕部的外侧的外加强环。

进一步的，所述弯折处为折弯点或者受力变形折弯曲面。

进一步的，所述弹性金属带的截断面形状包括UV形、US形、CV形、CS形、VV形、或VS形中的任意一种或组合。

进一步的，所述弹性金属带为钢带。

进一步的，所述非金属密封材料包括超高温密封材料和高温密封材料。

进一步的，所述超高温密封材料包括云母或蛭石或陶瓷纤维中的任意一种或组合，所述高温密封材料包括石墨或聚四氟乙烯中的任意一种或组合。

有益效果

本实用新型提供了一种鱼骨形缠绕式密封垫片，其中多个缠绕部构成的密封界面受力更加均匀，密封安全性、可靠性更高；多个缠绕部能分担压力，更好地承受更高压力和冲击波动，多个缠绕部的径向宽度相同或不同，应用于不同类型的法兰面时均能够进行有效密封；采用多折弯点或折弯曲面状钢带进行缠绕，即不容易产生应力集中，又能提供二次压缩和回弹性能，大大提高其压缩和回弹变量；止压环能有效防止密封载荷力过大导致的垫片被压溃或散架，进一步确保密封可靠性能；多缠绕部组合连接，不但能有效补偿剧烈的温度或压力变化引起的应力松弛，而且实际应用更多样、更灵活、更经济。该结构不但显著提高了垫片的安全性能、抗压性能、压缩与回弹性能和密封的综合性能，而且还能实现针对多样性和多变性工况的灵活应用，以及高效补偿密封环境剧烈的温度或压力变化，确保垫片不散架、不松弛和密封性能安全可靠，具有更经济、更广泛实用价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的安装在连接榫槽法兰面密封的鱼骨形缠绕式垫片的轴向剖视图；

图2是本实用新型实施例二提供的安装在连接凹凸法兰粗糙表面密封的鱼骨形缠绕式垫片的轴向剖视图；

图3是本实用新型实施例三提供的安装在连接平面法兰面密封的鱼骨形缠绕式垫片的轴向剖视图；

图4是本实用新型实施例四提供的安装在连接平面法兰变形表面密封的鱼骨形缠绕式垫片的轴向剖视图；

图5是本实用新型实施例提供的鱼骨形缠绕式垫片的CV形钢带的截面剖视图；

图6是本实用新型实施例提供的鱼骨形缠绕式垫片的UV形钢带的截面剖视图；

图7是本实用新型实施例提供的鱼骨形缠绕式垫片的US形钢带的截面剖视图；

图8是本实用新型实施例提供的鱼骨形缠绕式垫片的VV形钢带的截面剖视图；

图9是本实用新型实施例提供的鱼骨形缠绕式垫片的VS形钢带的截面剖视图。

图中：1、垫片缠绕本体；2、钢带；3、非金属密封材料；4、止压环；5、外加强环；6、内加强环；7、上法兰；8、下法兰；9、紧固螺栓；21、CV形宽截面钢带；22、CV形窄截面钢带；23、UV形截面钢带；24、VV形宽截面钢带；25、US形截面钢带；26、VV形窄截面钢带；31、超高温密封材料；32、高温密封材料；101、第一缠绕部；102、第二缠绕部；103、第三缠绕部；104、第四缠绕部；105、第五缠绕部；106、第六缠绕部；107、第七缠绕部；108、第八缠绕部；109、第九缠绕部；110、第十缠绕部。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

一种鱼骨形缠绕式垫片，请参阅图1-4，包括由多个半径不同且同心设置的缠绕部组成的垫片缠绕本体1，用于设备或管线连接法兰的密封，以防止设备或管线内的介质泄露，垫片缠绕本体1嵌设于通过紧固螺栓9所螺旋固定的上法兰7和下法兰8之间，这里垫片缠绕本体1包括围绕法兰处的中心轴孔安装且沿周向紧密卷绕成环状的弹性金属带，需要说明的是，垫片缠绕本体1的上、下面与相对法兰面构成密封界面，由紧固螺栓9紧固力使得密封界面紧密贴合密封，密封界面至少由两个缠绕部同轴周向设置连接，弹性金属带中心折弯且两边斜面朝向介质压力方向倾斜，其中斜面至少有一个弯折处，即折弯点或者受力变形折弯曲面，弹性金属带可以采用钢带2，图5-9给出了不同形状的钢带截面图。另外，密封界面垫片缠绕本体1中至少一个在相邻的钢带2之间设置非金属密封材料3，且非金属密封材料3的径向宽度大于钢带2的径向宽度，密封界面垫片缠绕本体1不同缠绕部截面的钢带2宽度相等或不同，非金属密封材料3包括超高温密封材料31和高温密封材料32。

实施例一：

请参阅图1，这里垫片缠绕本体1安装在连接榫槽法兰面进行密封，其中位于垫片缠绕本体1中部的缠绕部径向宽度低于其两侧缠绕部的径向宽度，为两侧缠绕部提供了可形变空间，提升垫片缠绕本体1连接时的密封性，同时对法兰连接面起到二次支撑的效果，多个CV形宽截面钢带21沿周向紧密卷绕成环状，分别构成第一缠绕部101和第三缠绕部103，多个CV形窄截面钢带22沿周向紧密卷绕成环状构成第二缠绕部102，缠绕部之间为同心设置，且第二缠绕部102位于垫片缠绕本体1的环形中轴线处设置，第一缠绕部101和第三缠绕部103分别位于第二缠绕部102的两侧设置。位于第二缠绕部102远离紧固螺栓9的一侧，超高温密封材料31设置于第一缠绕部101上相邻两个CV形宽截面钢带21之间的空隙处，且超高温密封材料31的径向宽度大于CV形宽截面钢带21的径向宽度，这里超高温密封材料31可以采用云母、蛭石或陶瓷纤维等材料；位于第二缠绕部102靠近紧固螺栓9的一侧，高温密封材料32设置于第三缠绕部103上相邻两个CV形宽截面钢带21之间的空隙处，且高温密封材料32的径向宽度大于CV形宽截面钢带21的径向宽度，这里高温密封材料32可以采用石墨或聚四氟乙烯等材料，图5给出了CV形钢带的截面剖视图，垫片缠绕本体1采用多缠绕部组合连接的方式，不但能有效补偿剧烈的温度或压力变化引起的应力松弛，而且实际应用更多样、更灵活、更经济，能分担压力，即更好地承受更高压力和冲击波动，所构成的密封界面受力更加均匀，密封安全性、可靠性更高；钢带2采用多折弯点或折弯曲面状钢带进行缠绕，即不容易产生应力集中，又能提供二次压缩和回弹性能，大大提高其压缩和回弹变量。

实施例二：

请参阅图2，这里垫片缠绕本体1安装在凹凸法兰粗糙表面进行密封，上法兰7和下法兰8之间的连接面凹凸不平，较为粗糙，这里非金属密封材料3的径向宽度大于钢带2的径向宽度，位于垫片缠绕本体1上下两侧的非金属密封材料3能够依据凹凸法兰的粗糙表面产生一定程度的形变以进行缝隙填补，进而提升连接面的密封性，垫片缠绕本体1内置有与垫片缠绕本体1的环形中轴线同轴设置的止压环4，且止压环4内径和外径分别与对应连接的缠绕部周向匹配，以防止密封界面过压溃散，位于止压环4远离紧固螺栓9的一侧，多个UV形截面钢带23沿周向紧密卷绕成环状构成第四缠绕部104，且相邻两个UV形截面钢带23之间设置有超高温密封材料31，且超高温密封材料31的径向宽度大于UV形截面钢带23的径向宽度，这里超高温密封材料31可以采用云母、蛭石或陶瓷纤维等材料；位于止压环4靠近紧固螺栓9的一侧，多个VV形宽截面钢带24沿周向紧密卷绕成环状构成第五缠绕部105，缠绕部之间为同心设置，且相邻两个VV形宽截面钢带24之间设置有高温密封材料32，且高温密封材料32的径向宽度大于VV形宽截面钢带24的径向宽度，这里高温密封材料32可以采用石墨或聚四氟乙烯等材料，需要说明的是，止压环4的截面厚度小于UV形截面钢带23或VV形宽截面钢带24的径向宽度，且止压环4的外侧也设置有高温密封材料32。图8给出了VV形钢带的截面剖视图。

实施例三：

请参阅图3，这里垫片缠绕本体1安装在连接平面法兰面进行密封，连接于缠绕环外侧的外加强环5起到支撑的作用，垫片缠绕本体1包括由多个US形截面钢带25沿周向紧密卷绕成环状构成的第六缠绕部106、多个CV形宽截面钢带21沿周向紧密卷绕成环状构成的第七缠绕部107和外加强环5，缠绕部之间为同心设置，其中外加强环5位于第七缠绕部107靠近紧固螺栓9的一侧设置，第六缠绕部106位于第七缠绕部107远离紧固螺栓9的一侧设置。高温密封材料32设置于第七缠绕部107上相邻两个CV形宽截面钢带21之间的空隙处，且高温密封材料32的径向宽度大于CV形宽截面钢带21的径向宽度，这里高温密封材料32可以采用石墨或聚四氟乙烯等材料，图5给出了CV形钢带的截面剖视图，需要说明的是，外加强环5的截面厚度小于CV形宽截面钢带21或US形截面钢带25的径向宽度，也小于实施例二中止压环4的截面厚度。

实施例四：

请参阅图4，这里垫片缠绕本体1安装在连接平面法兰变形表面进行密封，受紧固螺栓9的连接力作用，上法兰7和下法兰8之间的连接面径向宽度有所不同，其中靠近紧固螺栓9一侧连接面的径向宽度小于另一侧，本实施例中位于靠近紧固螺栓9一侧的缠绕部径向宽度小于另一侧缠绕部的径向宽度，使得垫片缠绕本体1能够更好地贴合上法兰7和下法兰8之间的连接面，提升连接密封性，连接于缠绕环外侧的外加强环5起到支撑的作用，连接于缠绕环内侧的内加强环6起到定位的作用，垫片缠绕本体1包括由多个VV形宽截面钢带24沿周向紧密卷绕成环状构成的第八缠绕部108和第十缠绕部110、由多个VV形窄截面钢带26沿周向紧密卷绕成环状构成的第九缠绕部109、外加强环5和内加强环6，缠绕部之间为同心设置，其中第八缠绕部108位于第九缠绕部109远离紧固螺栓9的一侧设置，内加强环6位于第八缠绕部108远离第九缠绕部109的一侧设置，第十缠绕部110位于第九缠绕部109靠近紧固螺栓9的一侧设置，外加强环5位于第十缠绕部110靠近紧固螺栓9的一侧设置。位于第八缠绕部108上相邻两个VV形宽截面钢带24的空隙处设置有超高温密封材料31，且超高温密封材料31的径向宽度大于VV形宽截面钢带24的径向宽度，这里超高温密封材料31可以采用云母、蛭石或陶瓷纤维等材料；位于第十缠绕部110上相邻两个VV形宽截面钢带24的空隙处设置有高温密封材料32，且高温密封材料32的径向宽度大于VV形宽截面钢带24的径向宽度，这里高温密封材料32可以采用石墨或聚四氟乙烯等材料，图8给出了VV形钢带的截面剖视图。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种鱼骨形缠绕式垫片，其特征是，所述垫片包括多个半径不同且同心排列的缠绕部，所述缠绕部包括多个沿周向紧密卷绕成环状的弹性金属带，所述弹性金属带中心折弯且两边斜面朝向介质压力方向倾斜，且斜面至少有一个弯折处。

2.根据权利要求1所述的鱼骨形缠绕式垫片，其特征是，每个所述缠绕部的径向宽度相同或不同。

3.根据权利要求1所述的鱼骨形缠绕式垫片，其特征是，所述垫片还包括与其同轴设置的止压环，且止压环内径和外径分别与对应连接的缠绕部周向匹配，所述止压环的截面厚度小于弹性金属带的径向宽度。

4.根据权利要求1所述的鱼骨形缠绕式垫片，其特征是，至少一个所述缠绕部中相邻的弹性金属带之间设置有非金属密封材料，且非金属密封材料的径向宽度大于弹性金属带的径向宽度。

5.根据权利要求1所述的鱼骨形缠绕式垫片，其特征是，所述垫片还包括加强环，其设置于缠绕部的一侧进行支撑或定位，所述加强环为设置于缠绕部的内侧的内加强环和或设置于缠绕部的外侧的外加强环。

6.根据权利要求1所述的鱼骨形缠绕式垫片，其特征是，所述弯折处为折弯点或者受力变形折弯曲面。

7.根据权利要求1所述的鱼骨形缠绕式垫片，其特征是，所述弹性金属带的截断面形状包括UV形、US形、CV形、CS形、VV形、或VS形中的任意一种或组合。

8.根据权利要求1所述的鱼骨形缠绕式垫片，其特征是，所述弹性金属带为钢带。

9.根据权利要求4所述的鱼骨形缠绕式垫片，其特征是，所述非金属密封材料包括超高温密封材料和高温密封材料。

10.根据权利要求9所述的鱼骨形缠绕式垫片，其特征是，所述超高温密封材料包括云母或蛭石或陶瓷纤维中的任意一种或组合，所述高温密封材料包括石墨或聚四氟乙烯中的任意一种或组合。

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