複合墊片的製作方法

2023-07-31 01:29:16

專利名稱：複合墊片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械設備與管道聯接用密封墊片，特別是複合密封墊片。
背景技術：
在現有的各種設備或管道的法蘭聯接中，為了達到密封不漏的目的，常常需 要使用各種墊片作為密封件。大多數墊片都是由各種金屬或非金屬材料構成的 平形墊。這些墊片在密封原理上都屬於"強制密封"。也就是說，放在法蘭之間 的墊片通過擰緊聯接螺栓使墊片受到壓緊而在墊片上形成壓緊應力(或稱墊片 應力)。當壓緊應力達到墊片密封所需的應力時，法蘭聯接處就會達到密封不漏。 如果拉緊法蘭的螺栓力由於各種原因發生不利於壓緊墊片的情況，或者由於其 他原因使墊片的應力減少，都可能會使聯接處的密封性能下降甚至發生洩漏。 例如，在一般法蘭聯接中，墊片安裝後通過聯接螺栓的預緊，在墊片上已形成 一定壓緊應力(或稱墊片應力)。在設備或管道系統投入使用後，其內部介質壓 力會逐漸升高，直至達到系統所要求的壓力。在系統存在壓力時，由此壓力形 成的軸向力會使法蘭聯接中的螺栓力和墊片應力發生變化。螺栓力隨內壓的升 高而升高，而墊片應力則隨內壓力的升高而減少。在相同法蘭聯接條件下，螺 栓力的升高和墊片應力的減少主要取決於墊片的材料及結構特性。當墊片應力 減少到小於墊片密封所需的應力時聯接即無法達到密封。 發明內容
本實用新型的目的是提供一種具有壓力自密封特性的複合墊片，從而大大 提高其密封性能。
本實用新型的技術解決方案是複合墊片的金屬骨架為由疊合在一起的兩塊 其外周邊熔合連接在一起組成的金屬片組，所述軟性材料層為分別設在金屬片組兩外表面的，其硬度小於金屬片組的金屬片硬度的軟性金屬材料層或者非金 屬材料層或者其組合物材料層。
以上所述的金屬片組的金屬片的表面可以是平整面。
本實用新型的金屬片組的金屬片的的表面可以是凹凸的粗糙面。 以上所述的金屬片組的金屬片可以是波紋形的。
本實用新型的金屬片組的金屬片的表面可以設有若干條同心環形溝槽。 以上所述的金屬片的表面上的同心環形溝槽的截面形狀可以是齒形的或者 是弧形的。
本實用新型的工作原理是與其他墊片一樣，在法蘭聯接中複合墊片放在 被聯接的兩法蘭之間。在預緊法蘭時通過擰緊聯接螺栓將複合墊片壓緊並在復 合墊片表面形成相應的壓應力(即墊片應力)。此應力達到一定值時就會使法蘭 聯接處密封不漏。在操作狀態下，雖然與現有的法蘭聯接一樣，在介質壓力進 入設備或管道系統後會形成相應軸向力，此軸向力會使法蘭聯接中的螺栓力和 墊片應力都會發生變化。螺栓力會隨內壓升高而升高，而複合墊片應力則隨內 壓升高而減少。但與此同時，介質壓力會滲透進入複合墊片的金屬片之間的微 小縫隙。由於疊合在一起的金屬片的外周邊已被完全緊密地熔焊在一起，因此 介質不會從此處洩漏出去。進入微小縫隙處的壓力作用於金屬片的內側，使兩 金屬片分別向外壓向相應的法蘭面，從而在複合墊片的外表面與法蘭面之間形 成附加的墊片應力。此附加的墊片應力可以達到介質壓力。由於附加墊片應力 的存在使原來因壓力升高或其他原因而減少的墊片應力得到補償，因而其密封 性能也就優於現有的其他普通墊片。因為附加墊片應力是由設備或管道系統內 的介質壓力形成的，介質壓力越高，附加墊片應力也越大，密封也就越容易得 到保證。由此可見，複合墊片具有壓力自密封的特性，因而它是一種有別於現
有的大多數"強制密封"墊片的新型"壓力自密封"墊片。
本實用新型的優點是複合墊片具有壓力自密封特性，系統內的介質壓力越 高，其密封性能越好，從而克服了現有墊片因系統內的介質壓力升高而引起密 封性能降低的不足。

圖1為本實用新型的構造之一示意圖； 圖2為本實用新型的構造之二示意圖； 圖3為本實用新型的構造之三示意圖。
具體實施方式

實用新型的複合墊片由金屬骨架和其上複合的硬度比金屬骨架低的軟性材 料組成。金屬骨架由兩片金屬片疊合在一起，並在其外周邊處通過焊接方法把 兩片金屬片的外周邊完全而密實地熔合在一起，從而構成整體結構的雙金屬疊 合的金屬骨架。在金屬骨架的外表面(即墊片與法蘭面相對的表面)複合有其硬度 比金屬骨架硬度低的軟性金屬材料層或非金屬材料層或其組合物材料層，由此 構成本實用新型的複合墊片。複合時可以根據需要使用少量粘合劑，也可以不 使用粘合劑。圖1所示是複合墊片的典型結構圖。複合墊片由金屬骨架1和其 上複合的軟性材料2組成。表面平整的金屬片3和4疊合在一起，金屬片3和4 用碳鋼或不鏽鋼製成，也可用其他金屬材料製成。在金屬片3和4的外周邊處5 通過焊接方法將兩片金屬片的外周邊完全緊密地熔合在一起，並使兩金屬片疊 合後所形成的傲小內縫隙6無法通過熔焊的外周邊處5與外界相通。金屬片3 和4的平整外表面複合有軟性材料層2，軟性材料層2可用柔性石墨或者聚四氟 乙烯材料層，也可以用硬度比碳鋼或不鏽鋼硬度低的銅片或鋁片或鉛片，還可 以用金屬增強的石墨複合層如不鏽鋼網增強的石墨複合層等。
為了使金厲骨架1的金屬片的外表面與軟性材料2能更好地複合在一起， 以進一步提髙墊片的密封性和安全可靠性，金屬骨架1的外表面上還可以加工 有若干同心環形溝槽，溝槽的截面形狀可以是齒形，弧形或其他形狀。金屬片 的表面也可是凹凸的粗糙面。圖2是帶齒形槽的金屬骨架1的複合墊片的典型 結構。金屬片3和4的外表面上分別加工有環形齒形槽7， 5是兩金屬片外周邊 熔焊處，6是兩金屬片疊合後形成的微小縫隙，2是金屬片3和4的外表面複合 的軟性材料。
為了使複合墊片具有更好的壓縮-回彈特性，複合墊片的金屬骨架1的金 屬片還可以是波紋狀結構。圖3是帶波紋狀金屬片的金屬骨架的複合墊片的典 型結構。金屬片3和4分別加工成波紋形狀，疊合後在其外周邊處5通過焊接 方法將其緊密地熔合在一起。波紋狀金屬片3和4的外表面分別複合有軟性材 料2。 6是疊合後在波紋狀金屬片3和4之間形成的微小內縫隙。
權利要求1、複合墊片，包括金屬骨架、軟性材料層，其特徵是所述金屬骨架為由疊合在一起的兩塊金屬片其外周邊熔合連接在一起組成的金屬片組；所述軟性材料層為分別設在金屬片組兩外表面的，其硬度小於金屬片硬度的軟性金屬材料層、非金屬材料層，或者其組合物材料層。
2、 根據權利要求l所述的複合墊片，其特徵是所述的金屬片組的金屬片的 表面是平整面。
3、 根據權利要求l所述的複合墊片，其特徵是所述的金屬片組的金屬片的 表面是凹凸的粗糙面。
4、 根據權利要求l所述的複合墊片，其特徵是所述金屬片組的金屬片是波 紋形的。
5、 根據權利要求2所述的複合墊片，其特徵是所述的金屬片組的金屬片的 表面上設有若干條同心環形溝槽。
6、 根據權利要求5所述的複合墊片，其特徵是所述同心環形溝槽的截面形 狀是齒形的、弧形的。
專利摘要本實用新型涉及複合墊片，屬機械設備與管道聯接用的密封墊片。它公開了複合墊片的金屬骨架為由疊合在一起的兩塊金屬片其外周邊熔合連接在一起組成的金屬片組，其軟性材料層為分別設在金屬片組的兩外表面的硬度小於金屬片硬度的軟性金屬材料層或者非金屬材料層或者其組合物材料層。本實用新型具有壓力自密封特性，其密封性能比現有的密封用墊片大大提高。
文檔編號F16L23/16GK201069024SQ20072005332
公開日2008年6月4日 申請日期2007年6月26日 優先權日2007年6月26日
發明者劉秀英, 吳樹濟 申請人:劉秀英