TWI820220B - 金屬墊片 - Google Patents

金屬墊片 Download PDF

Info

Publication number
TWI820220B
TWI820220B TW108134591A TW108134591A TWI820220B TW I820220 B TWI820220 B TW I820220B TW 108134591 A TW108134591 A TW 108134591A TW 108134591 A TW108134591 A TW 108134591A TW I820220 B TWI820220 B TW I820220B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
gasket
metal gasket
metal
sealing
circumferential groove
Prior art date
Application number
TW108134591A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202028637A (zh
Inventor
佐藤広嗣
Original Assignee
日商華爾卡股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商華爾卡股份有限公司 filed Critical 日商華爾卡股份有限公司
Publication of TW202028637A publication Critical patent/TW202028637A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI820220B publication Critical patent/TWI820220B/zh

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/12—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering
    • F16J15/128—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering with metal covering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0887—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0887—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing
    • F16J15/0893—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing the packing having a hollow profile
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/021—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0806—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing characterised by material or surface treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00—Flanged joints
    • F16L23/16—Flanged joints characterised by the sealing means
    • F16L23/18—Flanged joints characterised by the sealing means the sealing means being rings
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
    • G21C13/02—Details
    • G21C13/028—Seals, e.g. for pressure vessels or containment vessels
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D1/00—Details of nuclear power plant
    • G21D1/02—Arrangements of auxiliary equipment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

金屬墊片1係具有金屬製之墊片本體2及彈性體4，該墊片本體2係在外周面具有凹部狀的圓周槽3，該金屬墊片1係特徵為：在墊片本體2的圓周槽3插入彈性體4；在金屬墊片1的縱向截面，在與被密封材接觸之墊片本體2的上面形成朝向上部具有鼓起之圓弧形的上部密封面2a；在與被密封材接觸之墊片本體的下面形成朝向下部具有鼓起之圓弧形的下部密封面2b；在上部密封面2a設置上部平面5c或上部缺口部5a，在該下部密封面2b設置下部平面5d或下部缺口部5b。

Description

金屬墊片
本發明係有關於一種金屬墊片。更詳細地說明之，本發明係有關於例如在火力發電廠、核能發電廠、蒸汽渦輪船的蒸汽引擎、石油精煉生產線、石化工業之處理生產線、半導體製造生產線等連接配管之間時所使用的金屬墊片。
作為在耐熱性優異的金屬墊片，提議金屬中空O環、金屬C環等(例如，參照專利文獻1及專利文獻2)。可是，在這些金屬墊片，係具有使凸緣間密封所需之鎖緊力大的缺點。
為了減少該金屬墊片的鎖緊力，想到在該金屬墊片的密封面形成突起。可是，在將該具有突起之金屬墊片安裝於凸緣間並鎖緊凸緣時，不僅可能該突起被壓扁而密封性降低，而且因為高精度地製造該突起是困難，所以要確保高的密封性是困難，進而因為應力集中於該突起，所以根據凸緣係可能受損。
作為在該金屬墊片之密封面不設置突起亦鎖緊力小，且密封性是良好的金屬墊片，提議在金屬墊片之外徑部側面或內徑部側面具備凹槽的金屬墊片(例如，參照專利文獻3)。可是，該金屬墊片係安裝於凸緣之間，鎖緊凸緣時之鎖緊力小，在密封性優異，但是在承受熱履歷時密封性可能降低。 [先行專利文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開平9－177976號公報 [專利文獻2] 日本特開平11－30333號公報 [專利文獻3] 日本特開2003－156147號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明係鑑於該習知技術所開發者，其課題在於提供一種金屬墊片，該金屬墊片係藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性，是承受熱履歷的情況亦可確保密封性。 [解決課題之手段]
本發明係有關於： (1)一種金屬墊片，係具有金屬製之墊片本體及彈性體，該墊片本體係在外周面具有凹部狀的圓周槽，該金屬墊片係特徵為：在該墊片本體的圓周槽插入彈性體；在該金屬墊片的縱向截面，在與被密封材接觸之墊片本體的上面形成朝向上部具有鼓起之圓弧形的上部密封面；在與被密封材接觸之墊片本體的下面形成朝向下部具有鼓起之圓弧形的下部密封面；在該上部密封面設置上部平面或上部缺口部，在該下部密封面設置下部平面或下部缺口部。 (2)如該(1)項之記載的金屬墊片，墊片本體之表面硬度是15~250HV。 (3)如該(1)或(2)項之記載的金屬墊片，以從由鋁、鋁合金、不銹鋼、鉻鎳鐵合金、碳鋼、鉛、金、銀、銅、鎳、鉭、鉻鉬鋼、莫內爾合金、鈦以及鎂合金所構成之群所選擇的金屬形成墊片本體而成。 [發明之效果]
若依據本發明，可提供一種金屬墊片，該金屬墊片係藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性，是承受熱履歷的情況亦可確保密封性。
本發明之金屬墊片係如上述所示，是具有金屬製之墊片本體及彈性體的金屬墊片，該墊片本體係在外周面具有凹部狀的圓周槽。
本發明之金屬墊片係特徵為：彈性體被插入該墊片本體的圓周槽，在該金屬墊片的縱向剖面，在與被密封材接觸之墊片本體的上面形成朝向上部具有鼓起之圓弧形的上部密封面，而在與被密封材接觸之墊片本體的下面形成朝向下部具有鼓起之圓弧形的下部密封面，在該上部密封面設置上部平面或上部缺口部，在該下部密封面設置下部平面或下部缺口部。
本發明之金屬墊片係因為具有該構成，所以發現藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性，是承受熱履歷的情況亦可確保密封性之優異的效果。
以下，根據圖面，詳細地說明本發明之金屬墊片，但是並未限定本發明僅為在該圖面所記載之實施形態。
圖1(a)係表示本發明之金屬墊片之一實施形態的示意側視圖，圖1(b)係表示該金屬墊片之一實施形態的示意平面圖。圖2係表示在圖1(b)所示之X－X部的金屬墊片1之一實施形態的示意剖面圖。
本發明之金屬墊片1係如圖1(a)及圖2所示，具有金屬製之墊片本體2及彈性體4，該墊片本體2係在外周面具有凹部狀的圓周槽3。在墊片本體2的圓周槽3，係插入彈性體4。
在圖2所示之實施形態，係在與被密封材接觸之墊片本體2的上面形成朝向上部具有鼓起之圓弧形的上部密封面2a，而在與被密封材接觸之墊片本體2的下面形成朝向下部具有鼓起之圓弧形的下部密封面2b。在上部密封面2a及下部密封面2b，係分別設置上部缺口部5a及下部缺口部5b。
墊片本體2之表面硬度(維氏硬度)係從藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間而確保密封性的觀點，佳係15HV以上，較佳係19HV以上。又，墊片本體2之表面硬度(維氏硬度)係從藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間而確保密封性的觀點，佳係250HV以下，較佳係220HV以下，更佳係175HV以下，再更佳係170HV以下。
墊片本體2之材質係從藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間而確保密封性的觀點，是從由鋁、鋁合金、不銹鋼、鉻鎳鐵合金、碳鋼、鉛、金、銀、銅、鎳、鉭、鉻鉬鋼、莫內爾合金、鈦以及鎂合金所構成之群所選擇的金屬佳，是從由鋁、鋁合金、不銹鋼以及鉻鎳鐵合金所構成之群所選擇的金屬較佳，是鋁或不銹鋼更佳，
作為鋁合金，係例如列舉鋁－鐵合金、鋁－銅合金、鋁－錳合金、鋁－鎂合金、鋁－鋅合金、鋁－鎳合金等，但是並非限定本發明僅為該例示。
作為不銹鋼，係例如列舉SUS304、SUS316、SUS430、SUS630、SUS631、SUS633、SUS420J2等，但是並非限定本發明僅為該例示。
作為在鎂合金所使用之鎂以外的金屬，係例如列舉鋰、鈣、鋁、鋅、鈦、錳、鋯、釔、鉭、釹、鈮等，但是並非限定僅為該例示。
金屬墊片1之平面形狀係如圖1(b)所示，亦可是環形，亦可是四角形等之多角形，但是一般是環形。金屬墊片1之外徑L係因為根據金屬墊片1之用途而異，無法一概地決定，所以對應於金屬墊片1之用途適當地決定較佳，一般是約2mm~3m。
在圖1(b)所示之X－X部之墊片本體2的截面形狀係如圖2所示，是大致圓形，但是並非限定本發明僅為該截面形狀，亦可是多角形。墊片本體2的截面形狀是圓形較佳。該圓形係不僅真圓，而且包含縱向長之橢圓形、橫向長之橢圓形以及田徑跑道橢圓形狀的概念。
在本發明之金屬墊片1，係如上述所示，在墊片本體2的上面形成朝向上部具有鼓起之圓弧形的上部密封面2a，而在墊片本體2的下面形成朝向下部具有鼓起之圓弧形的下部密封面2b。該圓弧形係不僅真圓之圓弧，而且與墊片本體2之截面形狀一樣，包含縱向長之橢圓形的圓弧、橫向長之橢圓形的圓弧以及田徑跑道橢圓形狀之圓弧的概念。
在以下根據圖3說明墊片本體2。圖3係表示在圖1(b)所示之X－X部的墊片本體2之一實施形態的示意剖面圖。
在本發明之金屬墊片1之墊片本體2的上部密封面2a設置上部缺口部5a，而在墊片本體2的下部密封面2b設置下部缺口部5b。
上部缺口部5a及下部缺口部5b之深度D係因為根據墊片本體2之材質、墊片本體2之大小等而異，所以無法一概地決定，但是從得到藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性，是承受熱履歷的情況亦可確保密封性之金屬墊片1的觀點，分別佳係0.1~3mm，較佳係0.3~2mm，更佳係0.5~1mm。此外，上部缺口部5a及下部缺口部5b之深度D係如圖3所示，在上部缺口部5a及下部缺口部5b之端部畫切線，再以使與上部缺口部5a及下部缺口部5b之底部接觸的直線成為與該切線成為平行的方式畫平行線時，意指該切線與該平行線的距離。
上部缺口部5a及下部缺口部5b之寬度W係因為根據墊片本體2之材質、墊片本體2之大小等而異，所以無法一概地決定，但是從得到藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性，是承受熱履歷的情況亦可確保密封性之金屬墊片1的觀點，分別佳係0.1~3mm，較佳係0.3~2mm，更佳係0.5~1mm。此外，上部缺口部5a及下部缺口部5b之寬度W係如圖3所示，在上部缺口部5a及下部缺口部5b之端部畫切線，再將上部缺口部5a及下部缺口部5b之端部分別作為起點劃2條對該切線垂直的直線時，意指2條垂線之間的距離。
上部缺口部5a及下部缺口部5b係從得到藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性，是承受熱履歷的情況亦可確保密封性之金屬墊片1的觀點，如圖3所示，分別是V字形的缺口部較佳。該V字形的缺口部之槽部的夾角θ係從得到藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性，是承受熱履歷的情況亦可確保密封性之金屬墊片1的觀點，佳係20°以上，較佳係40°以上，更佳係45°以上，從得到藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性，是承受熱履歷的情況亦可確保密封性之金屬墊片1的觀點，佳係未滿180°，較佳係160°以下，更佳係140°以下，再更佳係120°以下。
在上部缺口部5a及下部缺口部5b，V字形之缺口部的底部係亦可如圖3所示形成鈍角，亦可形成平面，亦可是圓弧形。V字形之缺口部的底部係從藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性的觀點，形成鈍角較佳。
金屬墊片1之在水平方向的上部缺口部5a及下部缺口部5b之最深部分的位置係從得到藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性，是承受熱履歷的情況亦可確保密封性之金屬墊片1的觀點，如圖3所示，存在於從圓周槽3之內部側壁的最內端P至圓周槽3的入口部Q之間較佳。
此外，亦可上部缺口部5a及下部缺口部5b係分別不僅被設置於上部密封面2a及下部密封面2b，而且根據需要，分別被設置於用以插入後述之彈性體4的圓周槽3之內部的上部壁面(未圖示)及下部壁面(未圖示)。
在墊片本體2之內部，係形成用以插入彈性體4的圓周槽3。在如圖2及圖3所示之實施形態，圓周槽3之內部的上部壁面(未圖示)及下部壁面(未圖示)係都以與墊片本體2成為水平之平面的方式所形成，但是未必要以與墊片本體2成為水平之平面的方式所形成，亦可是對墊片本體2之水平方向具有傾斜(taper)的平面。
在圓周槽3之內部側壁的最內端P之墊片本體2的最小厚度係因為根據本發明之金屬墊片1的用途等而異，所以無法一概地決定，但是從得到藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性，是承受熱履歷的情況亦可確保密封性之金屬墊片1的觀點，分別佳係1mm以上，較佳係1.5mm以上，更佳係2mm以上。又，在圓周槽3的最內端P之墊片本體2的最大厚度係因為根據本發明之金屬墊片1的用途等而異，所以無法一概地決定，但是從得到藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性，是承受熱履歷的情況亦可確保密封性之金屬墊片1的觀點，分別佳係15mm以下，較佳係10mm以下，更佳係5mm以下。
圖3所示之墊片本體2之圓周槽3的內面(未圖示)係都以平面形成，但是未必要以平面形成，例如，亦可以圓弧形曲面、波形曲面、凹凸形曲面等之曲面形成。
圓周槽3之開口的寬度S係因為根據本發明之金屬墊片1的用途等而異，所以無法一概地決定，但是從得到藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性，是承受熱履歷的情況亦可確保密封性之金屬墊片1的觀點，是圖1(a)所示之金屬墊片1的墊片本體2之厚度T的30~85%較佳。
墊片本體2之厚度T係因為根據本發明之金屬墊片1的用途等而異，無法一概地決定，所以根據金屬墊片1的用途適當地決定較佳，一般係約1.5~15mm。
在圖3，墊片本體2之水平方向的長度B係因為根據本發明之金屬墊片1的用途等而異，無法一概地決定，所以根據金屬墊片1的用途適當地決定較佳，一般係約1~15mm。
墊片本體2之圓周槽3的深度A與墊片本體2之水平方向的長度B之比值(圓周槽的深度A/水平方向的長度B)係從藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間而確保密封性的觀點，佳係0.1以上，較佳係0.2以上，更佳係0.3以上，再更佳係0.4以上，最佳係0.5以上，從提高墊片本體2之機械強度，藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間而確保密封性的觀點，佳係0.95以下，較佳係0.9以下，更佳係0.88以下，再更佳係0.86以下。
在墊片本體2的圓周槽3，係如圖2所示，配設彈性體4。作為構成彈性體4的材料，例如列舉如氟橡膠、矽橡膠、丁二稀橡膠、苯乙烯丁二稀橡膠、丙烯腈丁二稀橡膠、氯丁二稀橡膠、天然橡膠等之橡膠、烯烴系熱可塑性彈性體、酯系熱可塑性彈性體、苯乙烯系熱可塑性彈性體、氯化乙烯系熱可塑性彈性體等之系熱可塑性彈性體、聚四氟乙烯等之氟樹脂等撓性高的熱可塑性樹脂，但是並非限定本發明僅為該例示。在這些構成彈性體4的材料中，係從得到在耐熱性優異，且藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性，是承受熱履歷的情況亦可確保密封性之金屬墊片1的觀點，氟橡膠及矽橡膠較佳，氟橡膠更佳。此外，作為彈性體4，可使用線圈彈簧。
彈性體4係具有與墊片本體2之圓周槽3之內部形狀對應的形狀。 圖2所示之彈性體4係以與墊片本體2之圓周槽3之內壁接觸的方式被配設於圓周槽3內，但是例如亦可藉由在彈性體4之表面形成凹凸形狀、或將彈性體4之截面形狀作成圓形、三角形等的形狀，在彈性體4與圓周槽3的內面之間設置間隙。又，在彈性體4，係從提高彈性體4之撓性的觀性，根據需要，如圖4所示，亦可設置減厚6。此外，圖4係表示在圖1(b)所示之X-X部的金屬墊片1之其他的實施形態的示意剖面圖。
彈性體4係亦可被配設成填充墊片本體2之圓周槽3的內部整體，亦可如圖2所示，在圓周槽3內被配設成在墊片本體2之圓周槽3的入口部Q形成凸緣部2c。
作為本發明的金屬墊片1之其他的實施形態，可列舉圖5所示的金屬墊片1。圖5係在圖1(b)所示之X-X部的金屬墊片之其他的實施形態的示意剖面圖。
相對在圖2~圖4所示之實施形態，係在上部密封面2a設置上部缺口部5a，在下部密封面2b設置下部缺口部5b，而在圖5所示之實施形態，係在上部密封面2a設置上部平面5c，在下部密封面2b設置下部平面5d。在這些實施形態中，係從藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間而確保密封性的觀點，在上部密封面2a設置上部缺口部5a，在下部密封面2b設置下部缺口部5b較佳。
上部平面5c及下部平面5d係亦可各自被設置成對上部密封面2a及下部密封面2b成為平行，亦可如圖5所示，各自被設置成對上部密封面2a及下部密封面2b傾斜。在這些實施形態中，係從藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間而確保密封性的觀點，上部平面5c及下部平面5d係各自被設置成對上部密封面2a及下部密封面2b傾斜較佳。在此情況，上部平面5c之在垂直方向之從上端至下端的長度E及下部平面5d之在垂直方向之從上端至下端的長度F係從藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間而確保密封性的觀點，分別佳係0.1~3mm，較佳係0.3~2mm，更佳係0.5~1mm。又，上部平面5c之在水平方向之從上端至下端的長度G及下部平面5d之在水平方向之從上端至下端的長度H係從藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間而確保密封性的觀點，分別佳係0.1~3mm，較佳係0.3~2mm，更佳係0.5~1mm。
依以上之方式所構成之本發明的金屬墊片1係藉由以小的鎖緊力鎖緊凸緣之間，可確保密封性，是承受熱履歷的情況亦可確保密封性。因此，本發明之金屬墊片1係例如可適合在火力發電廠、核能發電廠、蒸汽渦輪船的蒸汽引擎、石油精煉生產線、石化工業之處理生產線、半導體製造生產線等連接配管之間時使用。 [實施例]
其次，根據實施例，詳細地說明本發明之金屬墊片的一實施形態，但是並非限定本發明僅為該實施例。 實施例1
作為墊片本體，使用具有如圖1~圖3所示之形狀的鋁製墊片本體(表面硬度：22HV)。
更具體而言，在圖1(a)及圖1(b)所示之金屬墊片1，墊片本體2之在平面形狀的外徑L是75mm，厚度T是3.5mm，在圖2所示之金屬墊片1，圓周槽3之開口的寬度S的長度是2.5mm，在圓周槽3之內部側壁的最內端P之墊片本體2的最小厚度是0.3mm，在圖3所示之墊片本體2，使用如下之尺寸的墊片本體2，圓周槽3的深度A是3mm，水平方向的長度B是3.5mm，深度A與水平方向的長度B之比值(圓周槽3的深度A/水平方向的長度B)是0.86，上部缺口部5a及下部缺口部5b之寬度W分別是4mm，上部缺口部5a及下部缺口部5b之深度D分別是2mm，上部缺口部5a及下部缺口部5b之V字形的缺口部之圓周槽3的夾角θ分別是110˚。
藉由將具有圖2所示之形狀的氟橡膠製彈性體4安裝於墊片本體2的圓周槽3內，製作了金屬墊片1。
作為在上述所得之金屬墊片1的物性，根據以下的方法評估了需要鎖緊力、密封性以及熱履歷後之密封性。在表1表示其結果。 (1)需要鎖緊力
使用圖6所示之墊片的評估測試裝置7，評估了需要鎖緊力。圖6係墊片之評估測試裝置7的示意說明圖。 將墊片8安裝於測試平台9a與測試平台9b之間，一面壓縮墊片8一面以針盤量規測量測試平台9a的移動量，測量根據數學式：[壓縮率]＝[(起始之墊片8的高度)－(壓縮後之墊片8的高度)]÷[起始之墊片8的高度]×100所求得之壓縮率達到17%時的壓縮負載，將該壓縮負載作為需要鎖緊力，再根據以下之評估基準，評估了需要鎖緊力。此外，壓縮率達到17%時的壓縮負載係意指為了消除墊片8與測試平台9a、9b之間的間隙所需之壓縮負載(需要鎖緊力)。 [評估基準] ◎：需要鎖緊力(壓縮負載)是未滿50kN/m。 ○：需要鎖緊力(壓縮負載)是50kN/m以上，且未滿80kN/m。 △：需要鎖緊力(壓縮負載)是80kN/m以上，且未滿100kN/m。 ×：需要鎖緊力(壓縮負載)是100kN/m以上。 (2)密封性
在評估墊片之密封性時使用圖6所示之墊片的評估測試裝置7。 首先，在密封性之評估測試裝置7內將墊片8安裝於測試平台9a與測試平台9b之間，對墊片8賦與壓縮負載25kN/m後，從氦氣高壓容器10之噴嘴10a噴射氦氣，使評估測試裝置7內充滿大氣壓的氦氣。 接著，使用氦氣洩漏偵測器11，在墊片8之內側降壓至真空度成為0.18Pa，在達到該真空度並經過5分鐘的時間點，測量從墊片8之外部已流入墊片8之內側的空間部之氦氣的洩漏量。 根據在上述所測量之氦氣的洩漏量，按照以下的評估基準，評估密封性。 [評估基準] ◎：氦氣的洩漏量是未滿4×10－ 11 Pa‧m3 /s‧m(檢測極限值)。 ○：氦氣的洩漏量是4×10－ 11 Pa‧m3 /s‧m以上，且未滿1×10－ 10 Pa‧m3 /s‧m。 △：氦氣的洩漏量是1×10－ 10 Pa‧m3 /s‧m以上，且未滿1×10－ 9 Pa‧m3 /s‧m。 ×：氦氣的洩漏量是1×10－ 9 Pa‧m3 /s‧m以上。 (3)熱履歷後之密封性
將墊片放入溫度是100℃之恆溫槽內24小時來進行加熱，藉此，對墊片賦與熱履歷後，將該墊片放置並冷卻至室溫，再從恆溫槽取出。 使用在上述被賦與熱履歷的墊片，與上述一樣地調查密封性，調查氦氣的洩漏量是否比該密封性之測量時更增加，再根據以下的評估基準，評估熱履歷後之密封性。 [評估基準] ◎：認為氦氣的洩漏量無增加。 ×：認為氦氣的洩漏量增加。 (4)綜合評估
在墊片之需要鎖緊力、密封性以及熱履歷後之密封性的評估結果，將◎之評估當作100分、將○之評估當作80分，將△之評估當作60分，將×之評估當作0分，將墊片之需要鎖緊力、密封性以及熱履歷後之密封性的各得分相加，在表1之綜合評估欄記載其總分。 此外，在墊片之需要鎖緊力、密封性以及熱履歷後之密封性的評估結果之任一項×之評估存在的情況，在綜合評估欄記載「不合格」。 比較例1
在實施例1，在金屬墊片，使用未使用彈性體的墊片本體。
與實施例1一樣地評估墊片之需要鎖緊力、密封性以及熱履歷後之密封性。在表1表示其結果。 比較例2
作為以往之墊片，使用氟橡膠製的O環[VALQUA股份有限公司製，型號：No.4640]，與實施例1一樣地評估墊片之需要鎖緊力、密封性以及熱履歷後之密封性。在表1表示其結果。 比較例3
作為以往之金屬墊片，使用具有彈簧之金屬C環[VALQUA股份有限公司製，型號：No.3645]，與實施例1一樣地評估墊片之需要鎖緊力、密封性以及熱履歷後之密封性。在表1表示其結果。 比較例4
作為以往之墊片，使用不銹鋼(SUS304)製的金屬中空O環[VALQUA股份有限公司製，型號：No.3640]，與實施例1一樣地評估墊片之需要鎖緊力、密封性以及熱履歷後之密封性。在表1表示其結果。 表1
實施例、比較例編號 需要鎖緊力 密封性 熱履歷後之密封性 綜合 評估
壓縮負載(kN/m) 評估 洩漏量(Pa‧m3 /s‧m) 評估
實施例1 35 ◎ >4×10－ 11 ◎ ◎ 300
比較例1 40 ◎ >4×10－ 11 ◎ × 不合格
比較例2 5 ◎ 3.9×10－ 7 × ◎ 不合格
比較例3 300 × >4×10－ 11 ◎ ◎ 不合格
比較例4 600 × >4×10－ 11 ◎ ◎ 不合格
從表1所示之結果，得知在實施例1所得之金屬墊片係因為藉需要鎖緊力為35 kN/m之低的鎖緊力可消除金屬墊片與測試平台之間的間隙，所以例如在鎖緊由鋁製凸緣等之軟質金屬所構成的凸緣時使用，亦在該凸緣不會殘留鎖痕，進而，可提高使用該凸緣時的密封性。
又，在實施例1所得之金屬墊片係因為在密封性優異，在承受熱履歷後之密封性無變化，所以認為可適合在火力發電廠、核能發電廠、蒸汽渦輪船的蒸汽引擎、石油精煉生產線、石化工業之處理生產線、半導體製造生產線等連接配管之間時使用。
相對地，得知在各比較例所使用之墊片係在需要鎖緊力、密封性以及熱履歷後之密封性中任一物性都差。
1:金屬墊片
2:墊片本體
2a:上部密封面
2b:下部密封面
2c:凸緣部
3:圓周槽
4:彈性體
5a:上部缺口部
5b:下部缺口部
5c:上部平面
5d:下部平面
6:減厚
7:密封性之評估測試裝置
8:墊片
9a:測試平台
9b:測試平台
10:氦氣高壓容器
10a:噴嘴
11:氦氣洩漏偵測器
[圖1]圖1(a)係表示本發明之金屬墊片之一實施形態的示意側視圖，圖1(b)係表示該金屬墊片之一實施形態的示意平面圖。 [圖2]係表示在圖1(b)所示之X－X部的金屬墊片之一實施形態的示意剖面圖。 [圖3]係表示在圖1(b)所示之X－X部的墊片本體之一實施形態的示意剖面圖。 [圖4]係表示在圖1(b)所示之X－X部的金屬墊片之其他的實施形態的示意剖面圖。 [圖5]係在圖1(b)所示之X－X部的金屬墊片之其他的實施形態的示意剖面圖。 [圖6]係在各實施例及各比較例所使用之墊片之評估測試裝置的示意說明圖。
1:金屬墊片
2:墊片本體
2a:上部密封面
2b:下部密封面
3:圓周槽
4:彈性體
5a:上部缺口部
5b:下部缺口部
T:墊片本體之厚度

Claims (3)

  1. 一種金屬墊片，係具有有著圓周槽的金屬製之墊片本體及彈性體，該金屬墊片係特徵為：在該墊片本體的外周面形成凹部狀的圓周槽，該凹部狀的圓周槽的內部插入以橡膠或熱可塑性彈性體所構成的彈性體；在該金屬墊片的縱向截面，在與被密封材接觸之墊片本體的上面形成朝向上部具有鼓起之圓弧形的上部密封面；在與被密封材接觸之墊片本體的下面形成朝向下部具有鼓起之圓弧形的下部密封面；在該上部密封面設置上部平面或上部缺口部，在該下部密封面設置下部平面或下部缺口部；其中，該圓周槽的深度A與該墊片本體之水平方向的長度B之比值(圓周槽的深度A/水平方向的長度B)係為0.5以上0.86以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之金屬墊片，其中墊片本體之表面硬度是15~250HV。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之金屬墊片，其中，構成墊片本體之金屬是從由鋁、鋁合金、不銹鋼、鉻鎳鐵合金、碳鋼、鉛、金、銀、銅以及鎂合金所構成之群所選擇的金屬。
TW108134591A 2018-10-10 2019-09-25 金屬墊片 TWI820220B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-191437 2018-10-10
JP2018191437 2018-10-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202028637A TW202028637A (zh) 2020-08-01
TWI820220B true TWI820220B (zh) 2023-11-01

Family

ID=70163937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108134591A TWI820220B (zh) 2018-10-10 2019-09-25 金屬墊片

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220003317A1 (zh)
EP (1) EP3865738A4 (zh)
JP (1) JP7245846B2 (zh)
KR (1) KR102693594B1 (zh)
CN (1) CN112805493A (zh)
TW (1) TWI820220B (zh)
WO (1) WO2020075484A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116324234A (zh) * 2020-10-20 2023-06-23 株式会社华尔卡 金属密封垫

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09264427A (ja) * 1996-03-28 1997-10-07 Nippon Valqua Ind Ltd メタルガスケット
JP2003156147A (ja) * 2001-11-16 2003-05-30 Nippon Valqua Ind Ltd メタルガスケット
US20080182425A1 (en) * 2007-01-29 2008-07-31 Spohn Ronald F Bubbler apparatus and method for delivering vapor phase reagent to a deposition chamber
CN104265892A (zh) * 2014-09-17 2015-01-07 江苏亿阀集团有限公司 一种用于低温阀门的复合密封圈

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3869132A (en) * 1973-07-18 1975-03-04 Pressure Science Inc Fire resistant sealing ring combination
US4618154A (en) * 1985-07-31 1986-10-21 Freudenthal Merton L Annular lip type sealing ring with pre-loaded lip portions
US5076617A (en) * 1990-08-10 1991-12-31 Bronnert Herve X Seal for aseptic fitting assembly
JP2991651B2 (ja) * 1995-12-25 1999-12-20 シーケーディ株式会社 金属ガスケット
JPH09177976A (ja) 1995-12-28 1997-07-11 Nippon Valqua Ind Ltd 金属中空ｏリング
JPH1130333A (ja) 1997-07-11 1999-02-02 Nippon Valqua Ind Ltd メタルｃリング
JPH11131052A (ja) * 1997-10-31 1999-05-18 Mitsubishi Cable Ind Ltd シール
JP3346756B2 (ja) * 1999-02-15 2002-11-18 三菱電線工業株式会社 ジャケットシール
JP2001182833A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Nippon Valqua Ind Ltd 金属ガスケット及びその製造方法
FR2823826B1 (fr) 2001-04-23 2003-07-25 Commissariat Energie Atomique Joint d'etancheite metallique elastique ferme a parties saillantes desaxees
JP2005036938A (ja) 2003-07-18 2005-02-10 Ckd Corp 金属ガスケットの取付構造
JP5204550B2 (ja) * 2008-05-20 2013-06-05 国立大学法人東北大学 メタルガスケット
US8623145B2 (en) * 2010-03-25 2014-01-07 Parker-Hannifin Corporation Substrate processing apparatus with composite seal
CN106051156A (zh) * 2016-07-27 2016-10-26 苏州好特斯模具有限公司 热敏金属自动密封型热嘴
CN207584012U (zh) * 2017-08-29 2018-07-06 慈溪市恒立密封材料有限公司 弹簧自紧式金属c型环密封件

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09264427A (ja) * 1996-03-28 1997-10-07 Nippon Valqua Ind Ltd メタルガスケット
JP2003156147A (ja) * 2001-11-16 2003-05-30 Nippon Valqua Ind Ltd メタルガスケット
US20080182425A1 (en) * 2007-01-29 2008-07-31 Spohn Ronald F Bubbler apparatus and method for delivering vapor phase reagent to a deposition chamber
CN104265892A (zh) * 2014-09-17 2015-01-07 江苏亿阀集团有限公司 一种用于低温阀门的复合密封圈

Also Published As

Publication number Publication date
EP3865738A1 (en) 2021-08-18
KR20210062631A (ko) 2021-05-31
TW202028637A (zh) 2020-08-01
EP3865738A4 (en) 2022-06-01
US20220003317A1 (en) 2022-01-06
CN112805493A (zh) 2021-05-14
JPWO2020075484A1 (ja) 2021-09-02
JP7245846B2 (ja) 2023-03-24
WO2020075484A1 (ja) 2020-04-16
KR102693594B1 (ko) 2024-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102502375B1 (ko) 유체 커플링용 개스킷 및 유체 커플링
KR101441731B1 (ko) 메탈 개스킷
TWI820220B (zh) 金屬墊片
KR101527571B1 (ko) 캠프로파일을 구비한 메탈 오링 타입 가스켓의 제조방법
US6916024B2 (en) Gasket
JP6955739B2 (ja) 管継手
US20080136118A1 (en) High pressure sealing apparatus
TWI441993B (zh) 高壓密封裝置
TWI780178B (zh) 金屬墊片
US6769698B2 (en) Seal ring and seal structure at flange joint used for composite tanks and pipes
KR102119263B1 (ko) 내압 벨로즈 및 그의 제조방법
JP2017040280A (ja) 金属リングガスケット
Yang et al. An elastohydrodynamic analysis of preloaded sliding seals
JP6274006B2 (ja) シール構造
CN111412301A (zh) 一种用于高压气体介质的防泄漏阀门
CN2428639Y (zh) 改进的氟塑料衬里蝶阀
JP5767592B2 (ja) 樹脂製ヘルール継手
CN205808893U (zh) 一种新型橡胶耐油试验装置
WO2022085577A1 (ja) メタルガスケット
JP2006153239A (ja) 可撓伸縮継手
JP7328325B2 (ja) 鋸歯形メタルガスケット
JP2003156147A (ja) メタルガスケット
US1006105A (en) Liquid-gage.
RU2784591C1 (ru) Уплотнительная прокладка
JPH0665842U (ja) リモートシール型差圧・圧力発信器