分層的金屬墊圈的製作方法
2023-06-27 01:56:11
專利名稱：分層的金屬墊圈的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種革新的金屬頭部墊圈，其具有高的密封性能並且能夠在高溫下保
持鎖定扭矩。本發明還涉及相關的製造方法。
背景技術：
已知現有技術中存在多種的金屬頭部墊圈。這些墊圈是適於確保對流體密封的 元件，其中流體可以是液體或氣體，這些墊圈在機械部件，例如閥門、機械元件、內燃機等中 具有多種用途。墊圈由多個交替的金屬層和非金屬層的堆疊組成，所述金屬層和非金屬層 之間布置有粘合劑層。例如，日本專利JP6081956公開了一種用於由金屬層構成的機動車 發動機的頭部墊圈，該墊圈塗有鉻基層，其上又塗有橡膠粘合劑層。粘合劑由進一步的抗 熱橡膠層和二硫化鉬層保護，抗熱橡膠層和二硫化鉬層塗有潤滑劑。另一方面，日本專利 JP619137公開了一種由金屬層構成的頭部墊圈，其上塗有橡膠粘合劑層。橡膠粘合劑層由 進一步的泡沫橡膠層保護，泡沫橡膠層的原料聚合物與粘合劑層的原料聚合物相同。
用於閥門，尤其用於蝶形閥的頭部墊圈被廣泛地應用它們由一組以薄片狀(或 圓冠形)形式、交替布置的金屬層和非金屬層構成，其中基底金屬是鋼，優選為不鏽鋼，非 金屬材料為石墨或聚四氟乙烯(PTFE)或類似物。金屬頭部墊圈的例子在附圖1中的2個 視圖示出。大約6-7百毫米厚的粘合劑薄膜布置在接觸的刀片之間，以便避免刀片相對於 彼此的滑動。 然而，所有公知的應用在確保高溫密封時都具有局限性。這種限定被設置在大約 20(TC左右，因為在高於上述溫度的情況下，粘合劑薄膜被軟化，軟化導致粘合功能的喪失， 從而導致不同刀片相對於彼此的滑動，結果造成整個組件的密封的喪失。隨著溫度的增加， 粘合劑層實際上趨於使得損失的重量和厚度分解。所有這些都將導致鎖定扭矩的減小。
發明內容
本發明的目的是限定一種頭部墊圈及其製造方法，該頭部墊圈消除了上述缺陷， 從而允許頭部墊圈在高於現有的溫度下使用。 本發明還涉及一種頭部墊圈的組合物，其改善了一般情況在低溫下的密封。
本發明的目的通過獨立權利要求1的技術方案獲得，獨立權利要求1涉及一種頭 部墊圈，其包括多個金屬和非金屬的圓形冠，圓形冠由粘合裝置彼此交替地保持在一起，其 中，粘合劑以噴射的形式被施加。這樣，當在高溫下操作時，沒有厚度的損失。而且，本發明 使用了高密度石墨作為非金屬材料以便減小孔隙率，結果改善了頭部墊圈在低溫下的密封 能力。 本發明的這些和其他優點在本發明的下面的詳細描述中變得更加顯而易見，而不 用具體地引用表l-l，其中描述了本發明的一對優選實施例，但是這些實施例不是用於限定 的目的。
圖1是本發明的頭部墊圈的一部分的視圖； 圖2示出了頭部墊圈的第二類型的已知為柔性石墨(gr即hoil)墊圈的部分視 圖； 圖3示意地示出了圖1和2的兩種墊圈的應用。
具體實施例方式
頭部墊圈1的優選實施例在圖1中示出。該頭部墊圈包括多個刀片，或者圓冠形 的圓盤，這些圓盤通過交替的金屬2和非金屬3彼此一個疊置在另一個之上。金屬刀片2 由鋼，優選為不鏽鋼構成，而非金屬刀片3由石墨或PTFE構成。根據優選實施例，石墨是高 密度類型的石墨，其密度尤其大於1. 5g/cm3。較高的密度使得石墨具有較低的孔隙率，這阻 止了內部洩漏，因此改善了頭部墊圈的密封能力。刀片通過在每對連續的刀片之間布置粘 合劑而被保持在一起，其中粘合劑以噴射的形式被施加。該噴射的粘合劑由天然高分子膠 粘劑和樹脂與下列物質的分散體構成石腦油(< 50% )、環己烷(< 25% )、液化丙烷氣 (25% )、異丁烷(< 25% )和丙酮(< 10% )。噴射的粘合劑的均勻應用不會產生遭受高 溫分解的厚度。因此，頭部墊圈可以在高溫下工作，而不會擔心有密封和/或鎖定扭矩的損 失。 工作方法由下列步驟組成。首先，切割板，優選地由雷射技術進行切割，以便形成 圓形或其他的形狀，然後板被修整和粗加工。同時，切割石墨。鋼和石墨層通過交替地將一 個堆疊在另一個之上並且通過壓杆(striker) 4將鋼和石墨對準而組裝。然後，粘合劑被均 勻地噴射。最終，進行冷模製，從而獲得最終的產品。 因此，製成的密封墊圈能夠承受高溫並且可獲得的實驗數據表明溫度可高達 430°C。 高密度的石墨的使用還改善了第二種類型的墊圈，即柔性石墨墊圈5的密封，其 中的一個實例由圖2示出。在該類型的墊圈中，刀片由連續的具有特定成型輪廓的金屬 材料條和以可控的速度以螺旋形式均勻地纏繞連續的高密度條構成，圖中的實例代表雙螺 旋，以便確保彈性回復。 考慮到這些墊圈的彈性，這些墊圈尤其用於確保在可變溫度和壓力條件下的完美 密封，從而通過彈性地回復由材料膨脹引起的直線移動而保持密封。 所述兩種墊圈的一個實踐應用是蝶形閥，其確保蝶形閥6的圓盤和閥座7之間蝶 形密封狀態下的密封。如圖3所示，兩個墊圈，即頭部墊圈l和柔性石墨墊圈5結合作用， 這首先確保徑向密封8，其後確保軸向密封9。
權利要求
一種頭部墊圈，其包括多個刀片或圓形冠狀圓盤，所述刀片或圓盤通過金屬刀片(2)和非金屬刀片(3)的交替彼此一個疊置在另一個之上，所述刀片通過將粘合劑布置在每對連續的所述刀片之間而保持在一起，其特徵在於，所述粘合劑以噴射的形式被施加。
2. 如權利要求l所述的頭部墊圈，其特徵在於，所述金屬刀片(2)由鋼，優選為不鏽鋼構成，所述非金屬刀片(3)由石墨或PTFE構成。
3. 如權利要求2所述的頭部墊圈，其特徵在於，所述石墨為高密度類型的石墨，其密度尤其大於1. 5g/cm3。
4. 如權利要求1-3中任一項所述的頭部墊圈，其特徵在於，噴射的所述粘合劑由天然高分子膠粘劑和樹脂與下列物質的分散體構成石腦油(< 50% )、環己烷(< 25% )、液化丙烷氣(25% )、異丁烷(< 25% )和丙酮(< 10% )。
5. 用於製造如前述權利要求中任一項所述的頭部墊圈的方法，該方法包括下列步驟切割板，優選地由雷射技術進行切割；修整和粗加工所述板；切割石墨；通過交替地將一個堆疊在另一個之上並且通過壓杆(4)將鋼層和石墨層對準組裝鋼層和石墨層；均勻地和均一地噴射粘合劑；冷模製所述板。
6. 如權利要求l-3中任一項所述的柔性石墨墊圈(5)，其特徵在於，該柔性石墨墊圈(5)由連續的具有特定成型輪廓的金屬材料條和以可控的速度以螺旋形式均勻地纏繞連續的高密度石墨條構成。
7. —種如權利要求1-4中任一項所述的頭部墊圈和權利要求6所述的柔性石墨墊圈的用途，所述墊圈為蝶形閥形式，以便確保蝶形閥(6)的圓盤和閥座(7)之間的密封，所述兩個墊圈，頭部墊圈(1)和柔性石墨墊圈(5)結合作用，首先確保徑向密封(8)，然後確保軸向密封(9)。
全文摘要
本發明涉及一種頭部墊圈(1)，其包括多個刀片或圓形冠狀圓盤，所述刀片或圓盤通過金屬刀片(2)和非金屬刀片(3)的交替彼此一個疊置在另一個之上，所述刀片通過將粘合劑布置在每對連續的所述刀片之間而保持在一起，其特徵在於，所述粘合劑以噴射的形式被施加。
文檔編號F16J15/12GK101743418SQ200880024389
公開日2010年6月16日 申請日期2008年6月19日 優先權日2007年7月12日
發明者A·費納羅利 申請人:Seval有限責任公司