CN217003537U - 一种密封性能优异的密封垫片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种密封性能优异的密封垫片，包括中心环垫及外环垫，其中，外环垫的上侧面上及下侧面上均设置有环形凸台结构，外环垫上设置有若干通流孔，中心环垫内嵌于外环垫的中心通孔内，该垫片能够适用于同心套管中，实现对内外层流体的有效密封，且密封效果较好。

Description

一种密封性能优异的密封垫片

技术领域

本实用新型属于机械设计及流体管道密封技术领域，涉及一种密封性能优异的密封垫片。

背景技术

近年来，随着工业技术的快速发展，作为现代工业物流体系重要组成部分的流体管道输送技术也呈现出多元化的发展趋势。其中同心套管式管道，以其某些方面的特殊优势，越来越多的应用到工业系统中。与同心套管相关的设计、制造、安装、使用、维护等方面的技术也逐渐发展，尤其是相关的安装附件，直接关系到此种型式管道的使用性能。

传统同心套管式管道的连接一般采用焊接或者垫片预定位的方式，此种方式在某些应用场合中能够满足需求。但当遇到对精度要求高且有重复拆装需求时，传统连接方式的缺点突显无疑。而密封面配合密封垫片的连接型式，能够有效解决上述同心套管式管道连接作业时遇到的问题，尤其是在小尺寸、高精度的同心套管应用场合。

密封垫片作为流体管道输运系统的关键零部件，常用于管道连接时法兰间的密封，其使用性能的好坏直接关系到整个系统的安全、稳定、高效运行。管道密封垫片在使用时，通过外部对密封结构(如法兰)施加的作用力紧定在密封面之间，实现对垫片中部与外部空间的有效隔离密封。垫片内部与管道内部流体介质直接接触，这就要求垫片材质的物理特性应能适用于耐温、防腐、抗疲劳等一系列特殊条件工况。另外，由于垫片往往受到密封面的挤压和内部介质的压力，同时存在径向和轴向的变形，因此对垫片的材质、结构的强度又有较高的要求。

同心套管式管道，由于其结构和使用特点，即内管和外管中流体介质在化学性质、物理特性等许多方面存在较大差异，其对相关的密封垫片也有更高的结构及性能要求。另外，采用密封面配合垫片方式连接的同心套管式管道，对内、外层管道密封面的加工尺寸精度要求较高，容易出现层间密封效果不同的情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种密封性能优异的密封垫片，该垫片能够适用于同心套管中，实现对内外层流体的有效密封，且密封效果较好。

为达到上述目的，本实用新型所述的密封性能优异的密封垫片包括中心环垫及外环垫，其中，外环垫的上侧面上及下侧面上均设置有环形凸台结构，外环垫上设置有若干通流孔，中心环垫内嵌于外环垫的中心通孔内。

各通流孔沿周向均匀分布。

中心环垫与外环垫的轴线相重合。

在使用时，中心环垫及外环垫均位于两个同心套管之间，且同心套管中同心套管内管体的端面与中心环垫的表面密封，同心套管中同心套管外管体的端部与外环垫的表面密封。

外环垫的中心通孔孔径大于中心环垫的外径。

中心环垫的内径大于同心套管内管体的内径，中心环垫的外径小于同心套管内管体的外径。

中心环垫的厚度为H1，外环垫的厚度为H2，H1>H2。

环形凸台结构的横截面为梯形结构。

两个环形凸台结构顶部之间的距离H3>中心环垫的厚度H1。

外环垫的材质硬度小于中心环垫的材质硬度，外环垫的压缩裕量大于中心环垫的压缩裕量。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的密封性能优异的密封垫片在具体操作时，中心环垫及外环垫均位于两个同心套管之间，且同心套管中同心套管内管体的端面与中心环垫的表面密封，同心套管中同心套管外管体的端部与外环垫的表面密封，以实现对内外层流体的有效密封，同时外环垫的上侧面上及下侧面上均设置有环形凸台结构，在安装时，通过环形凸台结构的变形，以提高密封效果。

附图说明

图1为同心流道分体垫片外形及装配示意图。

图2a为同心流道分体垫片结构示意图；

图2b为图2a中A-A方向的截面图；

图3为同心流道分体垫片安装使用示意图。

其中，1为中心环垫、2为外环垫、3为环形凸台结构、4为通流孔、5为同心套管内管体、6为同心套管外管体。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本实用新型公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本实用新型公开的概念。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

在附图中示出了根据本实用新型公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

参考图1，本实用新型所述的密封性能优异的密封垫片包括中心环垫1及外环垫2，其中，外环垫2的上侧面上及下侧面上均设置有环形凸台结构3，外环垫2上设置有若干通流孔4，各通流孔4沿周向均匀分布。

中心环垫1内嵌于外环垫2的中心通孔内，且中心环垫1与外环垫2的轴线相重合，中心环垫1的内径大于待适配同心套管内管体5的内径，以保证不影响同心套管内管体5的通流特性，中心环垫1的外径小于同心套管内管体5的外径，以避免影响外层流道的通流特性，如图2a及图2b所示，中心环垫1的厚度为H1。

外环垫2的中心通孔孔径大于中心环垫1的外径，外环垫2的厚度为H2，H1>H2，以保证垫片在工作位压紧时，外环垫2的厚度不影响中心环垫1的正常轴向压缩形变，并形成有效的密封效果。

外环垫2的两侧面上均设置有环形凸台结构3，所述环形凸台结构3的横截面为梯形，以保证该结构在工作位压紧时，能够产生有效的轴向变形，两个环形凸台结构3顶部之间的距离H3>中心环垫1的厚度H1，可以保证垫片在安装压紧时，同心套管外管体6优先与环形凸台结构3产生接触，并使其压缩变形形成密封，继而使中心环垫1与外环垫2的变形间不产生相互影响。

外环垫2上设置有若干通流孔4，所述通流孔4根据外层流道内介质流动特性进行设计及加工，即在保证外层流道通流特性稳定的前提下，增强外环垫2的整体强度，同时对整个垫片各部分环垫的对心安装起到定位作用。

如图3所示，本实用新型所述的垫片在使用安装时，通过上同心套管结构与下同心套管结构将垫片压紧，同心套管内管体5中的内层流体通过中心环垫1的中心通孔通流，同心套管外管体6中的外层流体通过外环垫2上的通流孔4通流。

当同心套管压紧后，垫片整体处于轴向压缩状态。中心环垫1的上表面及下表面与同心套管内管体5的端面压紧，通过同心套管内管体5与中心环垫1的表面相接触，实现对内、外层流体的有效隔离密封。同时环形凸台结构3与同心套管外管体6的端面接触，并受压缩发生轴向变形，最终形成同心套管外管体6与外环垫2之间的密封，其中，通过该位置形成的密封面实现外层流体与管外的有效隔离密封。

外环垫2的材质硬度小于中心环垫1的材质硬度，外环垫2的压缩裕量大于中心环垫1的压缩裕量，可以保证中心环垫1与外环垫2间的压缩变形不会相互影响，即外环垫2的压缩裕量可以有效消除同心套管内管体5及同心套管外管体6端面不平齐对压缩垫片效果的影响，降低对同心套管端面预处理的要求，提升垫片的实用性。

另外，当同心套管内层流体对接触材料要求较高且该材料成本较高时，可利用高成本材料制造中心环垫1，并利用低成本材料制造外环垫2，如此便可降低垫片整体的材料成本，实现对高成本材料的高效利用。

当内层流体通流特性要求较高时，可以通过改变外环垫2上通流孔4的形状及布置方式，即尽量扩大通流孔4的面积，仅保留使中心环垫1对心放置的最小结构，通流孔4的形状及布置需根据通流特性的实际情况进行设计及加工。

当同心套管为三层甚至更多层结构时，可在外环垫2外层继续增加相同结构类型的环形垫片，并利用同样的安装方式，即可完成对多层同心套管的轴向压缩密封连接。

最后需要说明的是，本实用新型通过巧妙的分体式垫片结构设计，解决了同心套管式管道密封面加工精度不足导致垫片密封失效的问题，避免该类问题造成的损失，满足同心套管内、外层流体对密封垫片特性的差异化需求，降低垫片的整体生产制造成本，为同心套管式管道的轴向压缩密封连接提供了一种全新的技术方案。本实用新型在实际应用中能够高效的完成制作、安装、使用及维护等操作，简单的结构及方便的加工方式也可保证产品全流程的质量，且设计合理，结构巧妙，安全可靠，实用性强，高效环保。

Claims (10)

1.一种密封性能优异的密封垫片，其特征在于，包括中心环垫(1)及外环垫(2)，其中，外环垫(2)的上侧面上及下侧面上均设置有环形凸台结构(3)，外环垫(2)上设置有若干通流孔(4)，中心环垫(1)内嵌于外环垫(2)的中心通孔内。

2.根据权利要求1所述的密封性能优异的密封垫片，其特征在于，各通流孔(4)沿周向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的密封性能优异的密封垫片，其特征在于，中心环垫(1)与外环垫(2)的轴线相重合。

4.根据权利要求1所述的密封性能优异的密封垫片，其特征在于，在使用时，中心环垫(1)及外环垫(2)均位于两个同心套管之间，且同心套管中同心套管内管体(5)的端面与中心环垫(1)的表面密封，同心套管中同心套管外管体(6)的端部与外环垫(2)的表面密封。

5.根据权利要求1所述的密封性能优异的密封垫片，其特征在于，外环垫(2)的中心通孔孔径大于中心环垫(1)的外径。

6.根据权利要求4所述的密封性能优异的密封垫片，其特征在于，中心环垫(1)的内径大于同心套管内管体(5)的内径，中心环垫(1)的外径小于同心套管内管体(5)的外径。

7.根据权利要求1所述的密封性能优异的密封垫片，其特征在于，中心环垫(1)的厚度为H1，外环垫(2)的厚度为H2，H1>H2。

8.根据权利要求1所述的密封性能优异的密封垫片，其特征在于，环形凸台结构(3)的横截面为梯形结构。

9.根据权利要求1所述的密封性能优异的密封垫片，其特征在于，两个环形凸台结构(3)顶部之间的距离H3>中心环垫(1)的厚度H1。

10.根据权利要求1所述的密封性能优异的密封垫片，其特征在于，外环垫(2)的材质硬度小于中心环垫(1)的材质硬度，外环垫(2)的压缩裕量大于中心环垫(1)的压缩裕量。

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