CN220647137U - 复合垫片 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种复合垫片，包括：圆环骨架，圆环骨架轴向上的两个端面上分别具有安装环槽；圆环骨架采用金属材料；两个弹性体，分别固定设置在两个安装环槽内，且弹性体的至少一部分伸出安装环槽，伸出安装环槽的部分为凸出部；弹性体采用弹性材料；其中，圆环骨架的一个端面和设置在此端面上的弹性体的凸出部分别与一个管路的端面抵接，圆环骨架的另一个端面和设置在此端面上的弹性体的凸出部分别与另一个管路的端面抵接，以密封两个管路之间的缝隙。本实用新型可以有效取代现有的密封垫片，有效满足了煤粉气相输送管线对于密封垫片的耐高压、耐磨且密封性好的要求，进而降低了煤粉系统的检修频次，保证了煤粉系统的长期稳定运行。

Description

复合垫片

技术领域

本实用新型涉及煤粉输送管路密封设备技术领域，具体而言，涉及一种复合垫片。

背景技术

目前，干煤粉气流床气化技术是一种常见技术，该工艺一般需要通过压差将微米级煤粉颗粒通过煤粉输送管道送至煤气化装置(例如：气化炉)内进行不充分燃烧。因现代煤气化装置中生产线多、煤粉用量大、工艺流程长，且煤粉输送整体过程均为密闭输送和干法操作，因此煤粉输送管线的安全稳定且高效的运行对煤气化装置的运行非常重要。

煤粉管线部分通常为法兰连接，为防止煤粉或气体因压力、密封件磨损、热胀冷缩等原因从法兰连接面处泄露，一般需用垫片进行密封，即用垫片填补法兰面因机械加工造成的细小不规则平面之间的缝隙。

煤粉管线上法兰处通常采取氟橡胶密封圈(例如：O型圈)的密封方式，运行过程中煤粉管线经常因密封圈的密封失效而出现泄漏的问题，进而容易出现因煤粉泄漏而出现的火灾、爆炸等重大安全事故；为了提高密封圈的使用寿命和工作可靠性，现在通常使用聚四氟乙烯材料的垫片，该垫片使用寿命有所延长，但密封效果有限，仍然会出现因煤粉管线的螺栓松动或者法兰密封失效而造成的煤粉泄漏问题，导致煤粉管线的检修频次高，煤气化装置无法长期运行。

综上，现有的氟橡胶密封圈垫片、聚四氟乙烯垫片均无法满足高压煤粉管线法兰处高效密封的要求，易造成煤粉管线输送过程中煤粉的泄漏，存在煤粉泄漏后火灾、爆炸等安全风险，同时现有的垫片寿命短、更换频次高，进而导致检修工作量大，作业安全风险高，严重制约了煤粉系统的长期稳定运行。

实用新型内容

本实用新型提供一种复合垫片，以解决现有技术中的密封垫片密封效果差，寿命短，进而使得煤粉管线检修频次高和无法长期运行的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种复合垫片，复合垫片用于煤粉输送管路中两个管路之间的密封，复合垫片包括：圆环骨架，圆环骨架轴向上的两个端面上分别具有安装环槽；圆环骨架采用金属材料；两个弹性体，分别固定设置在两个安装环槽内，且弹性体的至少一部分伸出安装环槽，伸出安装环槽的部分为凸出部；弹性体采用弹性材料；其中，圆环骨架的一个端面和设置在此端面上的弹性体的凸出部分别与一个管路的端面抵接，圆环骨架的另一个端面和设置在此端面上的弹性体的凸出部分别与另一个管路的端面抵接，以密封两个管路之间的缝隙。

进一步地，圆环骨架通过环形截面围绕圆环骨架的中轴线环绕一周形成；安装环槽包括沿环形截面的径向依次分布的第一弧形环槽和第二弧形环槽，第一弧形环槽位于圆环骨架的内部，且与第二弧形环槽的一端连通，第二弧形环槽的另一端与圆环骨架的外部连通；第一弧形环槽在周向上的尺寸大于第二弧形环槽在周向上的尺寸；其中，凸出部穿过第二弧形环槽的另一端，弹性体分别与第一弧形环槽、第二弧形环槽的内壁限位配合。

进一步地，第一弧形环槽的底壁为凸弧面，凸弧面的弧度与环形截面在周向上的弧度相同。

进一步地，圆环骨架通过环形截面围绕圆环骨架的中轴线环绕一周形成，环形截面的形状为圆形面或长圆面；在环形截面的形状为圆形面时，两个安装环槽分别位于圆形面的圆边上，且相对于圆形面的圆心对称设置；在环形截面的形状为长圆面时，长圆面在轴向上具有对称设置的两个弧形边，两个安装环槽分别对称设置在两个弧形边上。

进一步地，安装环槽为圆环槽，弹性体为圆环结构，圆环结构的外周尺寸与圆环槽的尺寸相适配；圆环骨架的形心、安装环槽的形心和弹性体的形心共线；两个弹性体的中轴线共线，两个安装环槽的中轴线共线。

进一步地，圆环骨架采用铜或铜合金材料。

进一步地，弹性体采用四氟乙烯聚合物材料。

进一步地，安装环槽位于圆环骨架端面的中部，弹性体与煤粉输送管路的内壁间隔设置。

进一步地，弹性体的外周倒圆角设置。

进一步地，安装环槽为多个，多个安装环槽在圆环骨架端面上沿径向间隔分布，弹性体为多个，多个弹性体与多个安装环槽一一对应设置。

应用本实用新型的技术方案，本实用新型提供了一种复合垫片，复合垫片用于煤粉输送管路中两个管路之间的密封，复合垫片包括：圆环骨架，圆环骨架轴向上的两个端面上分别具有安装环槽；圆环骨架采用金属材料；两个弹性体，分别固定设置在两个安装环槽内，且弹性体的至少一部分伸出安装环槽，伸出安装环槽的部分为凸出部；弹性体采用弹性材料；其中，圆环骨架的一个端面和设置在此端面上的弹性体的凸出部分别与一个管路的端面抵接，圆环骨架的另一个端面和设置在此端面上的弹性体的凸出部分别与另一个管路的端面抵接，以密封两个管路之间的缝隙。本实用新型通过设置两个凸出部分别与两个管路端面抵接，有效密封了两个管路之间的缝隙，进而提高了复合垫片的密封性；通过设置圆环骨架采用硬度较高的金属材料，弹性体采用耐磨性较好的弹性材料，组成了一种复合垫片，该复合垫片可以有效取代现有的密封垫片，有效满足了煤粉气相输送管线对于密封垫片的耐高压、耐磨且密封性好的要求，进而降低了煤粉系统的检修频次，有效降低了工作人员的劳动强度，并保证了煤粉系统的长期稳定运行；同时，本实用新型也有效减少了密封垫片所需的备件费用，有效节约了检修和维护成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的实施例提供的复合垫片的俯视图；

图2示出了本实用新型的实施例一提供的复合垫片环形截面的内部结构示意图；

图3示出了本实用新型的实施例一提供的复合垫片的主视图；

图4示出了本实用新型的实施例二提供的复合垫片环形截面的内部结构示意图；

图5示出了本实用新型的实施例二提供的复合垫片的主视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、圆环骨架；11、安装环槽；111、第一弧形环槽；112、第二弧形环槽；113、凸弧面；114、环形截面；115、弧形边；

20、弹性体；21、凸出部。

具体实施方式

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实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图5所示，本实用新型的实施例提供了一种复合垫片，复合垫片用于煤粉输送管路中两个管路之间的密封，复合垫片包括：圆环骨架10和两个弹性体20；

圆环骨架10轴向上的两个端面上分别具有安装环槽11；圆环骨架10采用金属材料；

两个弹性体20分别固定设置在两个安装环槽11内，且弹性体20的至少一部分伸出安装环槽11，伸出安装环槽11的部分为凸出部21；弹性体20采用弹性材料；

其中，圆环骨架10的一个端面和设置在此端面上的弹性体20的凸出部21分别与一个管路的端面抵接，圆环骨架10的另一个端面和设置在此端面上的弹性体20的凸出部21分别与另一个管路的端面抵接，以密封两个管路之间的缝隙。

本实用新型通过设置两个凸出部21分别与两个管路端面抵接，有效密封了两个管路之间的缝隙，进而提高了复合垫片的密封性；通过设置圆环骨架10采用硬度较高的金属材料，弹性体20采用耐磨性较好的弹性材料，组成了一种复合垫片，该复合垫片可以有效取代现有的密封垫片，有效满足了煤粉气相输送管线对于密封垫片的耐高压、耐磨且密封性好的要求，进而降低了煤粉系统的检修频次，有效降低了工作人员的劳动强度，并保证了煤粉系统的长期稳定运行；同时，本实用新型也有效减少了密封垫片所需的备件费用，有效节约了检修和维护成本。

如图2和图4所示，圆环骨架10通过环形截面114围绕圆环骨架10的中轴线环绕一周形成；安装环槽11包括沿环形截面114的径向依次分布的第一弧形环槽111和第二弧形环槽112，第一弧形环槽111位于圆环骨架10的内部，且与第二弧形环槽112的一端连通，第二弧形环槽112的另一端与圆环骨架10的外部连通；第一弧形环槽111在周向上的尺寸大于第二弧形环槽112在周向上的尺寸；其中，凸出部21穿过第二弧形环槽112的另一端，弹性体20分别与第一弧形环槽111、第二弧形环槽112的内壁限位配合。

通过设置第一弧形环槽111在周向上的尺寸大于第二弧形环槽112在周向上的尺寸，使得弹性体20在安装环槽11可以被有效固定，进而保证了弹性体20与安装环槽11配合的工作可靠性。

如图2和图4所示，第一弧形环槽111的底壁为凸弧面113，凸弧面113的弧度与环形截面114在周向上的弧度相同。这样设置，凸弧面113可以保证弹性体20的安装对中性，并且在弹性体20发生变形时，凸弧面113可以在一定程度上，促进凸出部21向安装环槽11的外部变形，进而保证了密封性。

如图2和图4所示，圆环骨架10通过环形截面114围绕圆环骨架10的中轴线环绕一周形成，环形截面114的形状为圆形面或长圆面；在环形截面114的形状为圆形面时，两个安装环槽11分别位于圆形面的圆边上，且相对于圆形面的圆心对称设置；在环形截面114的形状为长圆面时，长圆面在轴向上具有对称设置的两个弧形边115，两个安装环槽11分别对称设置在两个弧形边115上。这样设置，保证了复合垫片整体结构的对称性和稳定性。

需要说明的是：在本实用新型的实施例一中，如图2和图3所示，图中r0为圆环骨架10的半径，r1为凸弧面113的半径，r2为凸出部21最远端的半径，显然r1小于r0小于r2，h1等于二倍的r2。

需要说明的是：在本实用新型的实施例二中，如图4和图5所示，图中r0为圆环骨架10上弧形边115的半径，r1为凸弧面113的半径，r2为凸出部21最远端的半径，显然r1小于r0小于r2，h2大于二倍的r2。

如图1、图2和图4所示，安装环槽11为圆环槽，弹性体20为圆环结构，圆环结构的外周尺寸与圆环槽的尺寸相适配；圆环骨架10的形心、安装环槽11的形心和弹性体20的形心共线；两个弹性体20的中轴线共线，两个安装环槽11的中轴线共线。这样设置，既便于安装环槽11和弹性体20的加工成型，又保证了复合垫片整体结构的对称性和稳定性。

具体地，圆环骨架10采用铜或铜合金材料。采用铜及其合金材料形成圆环骨架10，保证了圆环骨架10的硬度和强度较大，并且可以有效耐压、耐摩擦，对比现有的垫片，可以有效抗煤粉等细小颗粒的冲刷摩擦，进而保证了圆环骨架10的工作可靠性和耐用性。

具体地，弹性体20采用四氟乙烯聚合物材料。通过采用四氟乙烯聚合物材料，四氟乙烯聚合物材料的强度比铜或铜合金硬度低，因此保证了弹性体20先于圆环骨架10发生形变，进而保证了弹性体20与管路的端面紧密贴合，进而提高了密封性。

如图1所示，安装环槽11位于圆环骨架10端面的中部，弹性体20与煤粉输送管路的内壁间隔设置。通过设置弹性体20与煤粉输送管路的内部间隔设置，使得弹性体20不直接与煤粉等细小颗粒接触，避免了煤粉等细小颗粒的冲刷摩擦对于弹性体20的不利影响，进而进一步提高了弹性体20的使用寿命。

如图3和图5所示，弹性体20的外周倒圆角设置。通过设置弹性体20的外周倒圆角，有效避免了复合垫片在受挤压时，因应力集中现象导致的工作失效的问题出现。

如图3和图5所示，在本实用新型的一个具体实施例中，圆环骨架10的外周倒圆角设置。通过设置圆环骨架10的外周倒圆角，有效避免了复合垫片在受挤压时，因应力集中现象导致的工作失效的问题出现。

可选地，安装环槽11为多个，多个安装环槽11在圆环骨架10端面上沿径向间隔分布，弹性体20为多个，多个弹性体20与多个安装环槽11一一对应设置。通过设置多个安装环槽11和多个弹性体20配合工作，进一步提高了复合垫片的密封性。

需要说明的是：设置多个安装环槽11的原则是：多个安装环槽11需对称设置，并且开槽处不得与介质(煤粉/惰性气体)接触，以保证复合垫片的使用寿命。

在本实用新型的一个具体实施例中，煤粉气相输送管路的内部情况是：温度大约为100℃，压力为4～5MPa，内部输送介质为粒度较小的煤粉和空气/惰性气体(例如：CO₂、N₂)，根据两个管路端面处法兰密封面的结构尺寸，来确认复合垫片的垫片直径、厚度及环形截面形状；圆环骨架10会随温度变化例如：煤粉输送管路的运行温度范围0～100℃因热胀冷缩而出现轻微形变，可能会导致和法兰密封面的贴合不够紧密的问题，因此安装时需要法兰螺栓的拧紧和预紧力加固。

需要说明的是：如图1所示，图中R1和R2的大小与煤粉气相输送管路相适配，例如R1大于等于管路的内径，R2小于等于两个管路端面处法兰密封面的外部尺寸。

综上所述，本实用新型提供了一种复合垫片，本实用新型通过设置两个凸出部21分别与两个管路端面抵接，有效密封了两个管路之间的缝隙，进而提高了复合垫片的密封性；通过设置圆环骨架10采用硬度较高的金属材料，弹性体20采用耐磨性较好的弹性材料，组成了一种复合垫片，该复合垫片可以有效取代现有的密封垫片，有效满足了煤粉气相输送管线对于密封垫片的耐高压、耐磨且密封性好的要求，进而降低了煤粉系统的检修频次，有效降低了工作人员的劳动强度，并保证了煤粉系统的长期稳定运行；同时，本实用新型也有效减少了密封垫片所需的备件费用，有效节约了检修和维护成本。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合垫片，其特征在于，所述复合垫片用于煤粉输送管路中两个管路之间的密封，所述复合垫片包括：

圆环骨架(10)，所述圆环骨架(10)轴向上的两个端面上分别具有安装环槽(11)；所述圆环骨架(10)采用金属材料；

两个弹性体(20)，分别固定设置在两个所述安装环槽(11)内，且所述弹性体(20)的至少一部分伸出所述安装环槽(11)，伸出所述安装环槽(11)的部分为凸出部(21)；所述弹性体(20)采用弹性材料；

其中，所述圆环骨架(10)的一个端面和设置在此端面上的所述弹性体(20)的凸出部(21)分别与一个管路的端面抵接，所述圆环骨架(10)的另一个端面和设置在此端面上的所述弹性体(20)的凸出部(21)分别与另一个管路的端面抵接，以密封两个管路之间的缝隙。

2.根据权利要求1所述的复合垫片，其特征在于，所述圆环骨架(10)通过环形截面(114)围绕所述圆环骨架(10)的中轴线环绕一周形成；所述安装环槽(11)包括沿所述环形截面(114)的径向依次分布的第一弧形环槽(111)和第二弧形环槽(112)，所述第一弧形环槽(111)位于所述圆环骨架(10)的内部，且与所述第二弧形环槽(112)的一端连通，所述第二弧形环槽(112)的另一端与所述圆环骨架(10)的外部连通；所述第一弧形环槽(111)在周向上的尺寸大于所述第二弧形环槽(112)在周向上的尺寸；其中，所述凸出部(21)穿过所述第二弧形环槽(112)的另一端，所述弹性体(20)分别与所述第一弧形环槽(111)、所述第二弧形环槽(112)的内壁限位配合。

3.根据权利要求2所述的复合垫片，其特征在于，所述第一弧形环槽(111)的底壁为凸弧面(113)，所述凸弧面(113)的弧度与所述环形截面(114)在周向上的弧度相同。

4.根据权利要求1所述的复合垫片，其特征在于，所述圆环骨架(10)通过环形截面(114)围绕所述圆环骨架(10)的中轴线环绕一周形成，所述环形截面(114)的形状为圆形面或长圆面；在所述环形截面(114)的形状为圆形面时，两个所述安装环槽(11)分别位于所述圆形面的圆边上，且相对于所述圆形面的圆心对称设置；在所述环形截面(114)的形状为长圆面时，所述长圆面在轴向上具有对称设置的两个弧形边(115)，两个所述安装环槽(11)分别对称设置在两个所述弧形边(115)上。

5.根据权利要求1所述的复合垫片，其特征在于，所述安装环槽(11)为圆环槽，所述弹性体(20)为圆环结构，所述圆环结构的外周尺寸与所述圆环槽的尺寸相适配；所述圆环骨架(10)的形心、所述安装环槽(11)的形心和所述弹性体(20)的形心共线；两个所述弹性体(20)的中轴线共线，两个所述安装环槽(11)的中轴线共线。

6.根据权利要求1所述的复合垫片，其特征在于，所述圆环骨架(10)采用铜或铜合金材料。

7.根据权利要求1所述的复合垫片，其特征在于，所述弹性体(20)采用四氟乙烯聚合物材料。

8.根据权利要求1所述的复合垫片，其特征在于，所述安装环槽(11)位于所述圆环骨架(10)端面的中部，所述弹性体(20)与煤粉输送管路的内壁间隔设置。

9.根据权利要求1所述的复合垫片，其特征在于，所述弹性体(20)的外周倒圆角设置。

10.根据权利要求1所述的复合垫片，其特征在于，所述安装环槽(11)为多个，多个所述安装环槽(11)在所述圆环骨架(10)端面上沿径向间隔分布，所述弹性体(20)为多个，多个所述弹性体(20)与多个所述安装环槽(11)一一对应设置。