专利名称：带隔条复合垫片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及换热设备联接用密封垫片，特别是带隔条复合密封垫片。
背景技术：
在现有的各种换热设备的法兰联接中，为了达到密封不漏的目的，常常需要使用 各种带隔条的垫片作为密封件。对换热设备来说，带隔条的垫片是作为多管程换热设备的 管箱垫片和浮头垫片。这些垫片由环形外圈和在其内置的隔条组成。环形外圈承担着防止 介质外漏的功能，隔条则承担着管程间的防漏功能。换热设备中带隔条垫片通常设有若干 隔条，其数量和布置取决于换热器的分程要求。现有带隔条垫片都是由各种金属或者非金 属材料构成的。这些垫片在密封原理上都属于“强制密封”。也就是说，放在法兰之间的垫 片通过拧紧联接螺栓使垫片受到压紧而在垫片上形成压紧应力或称垫片应力。当压紧应力 达到垫片密封所需的应力时，法兰联接处就会达到密封不漏。如果拉紧法兰的螺栓力由于 各种原因发生不利于压紧垫片的情况，或者由于其他原因使垫片的应力减少，都可能会使 联接处的密封性能下降甚至发生泄漏。例如，在一般换热设备法兰联接中，垫片安装后通过 联接螺栓的预紧，在垫片上已形成一定压紧应力或称垫片应力。在换热设备投入使用后，其 内部介质压力会逐渐升高，直至达到系统所要求的压力。在系统存在压力时，由此压力形成 的轴向力会使法兰联接中的螺栓力和垫片应力发生变化。螺栓力随内压的升高而升高，而 垫片应力则随内压的升高而减少。在相同法兰联接条件下，螺栓力的升高和垫片应力的减 少主要取决与于垫片的材料及结构特性。当垫片应力减少到小于垫片密封所需的应力时联 接即无法达到密封。
发明内容本实用新型的目的是提供一种环形外圈具有压力自密封特性的带隔条复合垫片， 从而大大提高其密封性能。本实用新型的技术解决方案是带隔条复合垫片包括金属骨架、软性材料层，所述 金属骨架为由环形骨架以及在其内圈设置的若干隔条组成，环形骨架由叠合在一起的两块 金属片其外周边熔合连接在一起组成，隔条为若干扁平金属条；所述软性材料层为分别设 在金属骨架的环形骨架和隔条的两外表面的，其硬度小于金属片硬度的软性金属材料层、 非金属材料层，或者其组合物材料层。以上所述的两金属片和/或扁平金属条的外表面可以是平整面。本实用新型的两金属片和/或扁平金属条的外表面可以是凹凸的粗糙面。本实用新型的两金属片和/或扁平金属条可以是波纹形的。本实用新型的两金属片的外表面上可以设有若干条同心环形沟槽，扁平金属条的 外表面可以设有若干平行沟槽。以上所述的同心环形沟槽和/或平行沟槽的截面形状可以是尖角形的或者是弧 形的。[0010]本实用新型的两金属片的外表面上的同心环形沟槽和/或扁平金属条的外表面 上的平行沟槽的在金属骨架的两外表面的分布是相对的，或者是相错的。本实用新型的工作原理是在换热设备法兰联接中带隔条复合垫片放在被联 接的两法兰之间。在预紧法兰时通过拧紧联接螺栓将带隔条复合垫片压紧并在复合垫片表 面形成相应的压紧力即垫片应力。此应力达到一定值时就会使法兰联接处密封不漏。在操 作状态下，虽然与现有的换热设备法兰联接一样，在介质压力进入设备后会形成相应轴向 力，此轴向力会使法兰联接中的螺栓力和垫片应力都会发生变化。螺栓力会随着内压升高 而升高，而垫片应力则随内压升高而减少。但与此同时，介质压力会渗透进入带隔条复合垫 片的环形骨架的金属片之间的微小缝隙。由于叠合在一起的金属片的外周边已经被完全紧 密的焊接在一起，因此介质不会从此处泄漏出去。进入微小缝隙处的压力作用于金属片的 内侧，使两金属片分别向外压向相应的法兰面，从而在带隔条复合垫片的环形外表面与法 兰面之间形成附加的垫片应力。此附加的垫片应力可以达到介质压力。由于附加垫片应力 的存在使原来因压力升高或者其他原因而减少的垫片应力得到补偿，因而其密封性能也就 优于现有的其他普通垫片。因为附加垫片应力是由换热设备系统内的介质压力形成的，介 质压力越高，附加垫片应力也越大，密封也就容易得到保证。由此可见，带隔条复合垫片具 有压力自密封的特性，因而它是一种有别于现有的“强制密封”垫片的新型“压力自密封” 垫片。本实用新型的优点是带隔条复合垫片具有压力自密封特性，系统内的介质压力越 高，其密封性能越好，从而克服了现有垫片因系统内的介质压力升高而引起密封性能降低 的不足。
图1为本实用新型的构造示意图；图2为图1中沿A— A剖视图；图3为本实用新型的环形骨架的两外表面上设有弧形沟槽并相错配置的构造示 意图；图4为本实用新型的环形骨架的两外表面上设有弧形沟槽并相对配置的构造示 意图；图5为环形骨架的两外表面上设有尖角形沟槽并相错配置的构造示意图；图6为环形骨架的两外表面上设有尖角形沟槽并相对配置的构造示意图；图7为环形骨架的两外表面为平整面的构造示意图；图8为环形骨架的两金属片为波纹形状的构造示意图；图9为隔条的两外表面上设有弧形沟槽并相错配置的构造示意图；图10为隔条的两外表面上设有弧形沟槽并相对配置的构造示意图；图11为隔条的两外表面上设有尖角形沟槽并相错配置的构造示意图；图12为隔条的两外表面上设有尖角形沟槽并相对配置的构造示意图；图13为隔条的两外表面为平整面的构造示意图；图14为隔条2为波纹形状的构造示意图。
具体实施方式
本实用新型的带隔条复合垫片由金属骨架和其上复合的硬度比金属骨架低的软 性材料组成。金属骨架由环形骨架以及其内圈设置的若干隔条拼焊而成。环形骨架可以是 圆形或其它形状，它由两片金属片叠合在一起，并在其外周边处通过焊接方法把两片金属 片的外围边完全而密实地熔合在一起，从而构成整体结构的双金属叠合的金属环形骨架， 其内根据多管程换热设备的分程需要而设置的若干由扁平金属条构成的隔条通过焊接方 法与环形骨架相拼接，从而构成整体结构的金属骨架。在金属骨架的外表面，即垫片与法兰 面相对的表面，复合有其硬度比金属骨架硬度低的软性金属材料层或非金属材料层或其组 合材料层，由此构成本实用新型的带隔条复合垫片。复合时可以根据需要使用少量粘合剂， 也可以不使用粘合剂。如图1、图2所示，带隔条复合垫片由环形金属骨架1和内置的隔条2以及其上复 合的软性材料层3组成。表面平整的金属片4和金属片5叠合在一起，金属片4和金属片5 用碳钢或不锈钢制成，也可用其他金属材料制成。在金属片4和金属片5的外周边6处通 过焊接方法将两片金属片的外周边6完全紧密地熔合在一起，并使两金属片叠合后所形成 的微小内缝隙7无法通过熔焊的外周边6与外界相通。内置的隔条2为扁平金属条，可用 碳钢或不锈钢制成，也可用其他金属材料制成。通过焊接方法与环形金属骨架1相拼接，最 终形成整体结构的金属骨架。金属片4和金属片5以及隔条2的平整外表面复合有软性材 料层3，软性材料层3用柔性石墨层或者聚四氟乙烯材料层，也可以用硬度比碳钢或不锈钢 硬度低的铜片或铝片或铅片，还可以用金属增强的石墨复合层如不锈钢网增强的石墨复合 层等。为了使环形金属骨架1的两金属片的外表面和隔条2的外表面与软性材料层3能 更好地复合在一起，以进一步提高垫片的密封性和安全可靠性，环形金属骨架1的两金属 片的外表面上还可以加工有5条同心环形沟槽，隔条2的外表面也可以加工有5条平行沟 槽，沟槽的截面形状可以是齿形、弧形或其他形状，而上下表面的沟槽配置可以是相对的或 相错的。环形金属片和隔条的表面也可是凹凸的粗糙面。如图3所示，环形骨架1的两外表面上加工有弧形沟槽并相错配置。如图4所示，环形骨架1的两外表面上加工有弧形沟槽并相对配置。如图5所示，环形骨架1的两外表面上加工有尖角形沟槽并相错配置。如图6所示，环形骨架1的两外表面上加工有尖角形沟槽并相对配置。如图7所示，环形骨架1的两外表面加工成平整面。如图8所示，为了使复合垫片具有更好的压缩一回弹特性，环形骨架1的金属片4 和金属片5还可以分别加工成波纹形状，叠合后在其外周边6处通过焊接方法将其紧密地 熔合在一起。波纹状金属片4和金属片5的外表面分别复合有软性材料层3。叠合后在波 纹状金属片4和金属片5之间形成的微小缝隙7。如图9所示，隔条2的两外表面上加工有弧形沟槽并相错配置。如图10所示，隔条2的两外表面上加工有弧形沟槽并相对配置。如图11所示，隔条2的两外表面上加工有尖角形沟槽并相错配置。如图12所示，隔条2的两外表面上加工有尖角形沟槽并相对配置。如图13所示，隔条2的两外表面加工成平整面。[0041] 如图14所示，隔条2加工成波纹形状，其两外表面上分别复合有软性材料层3。
权利要求1.带隔条复合垫片，包括金属骨架、软性材料层，其特征是所述金属骨架为由环形骨架 以及在其内圈设置的若干隔条组成，环形骨架由叠合在一起的两金属片其外周边熔合连接 在一起组成，隔条为若干扁平金属条；所述软性材料层为分别设在金属骨架的环形骨架和 隔条的两外表面的，其硬度小于金属片硬度的软性金属材料层或非金属材料层。
2.根据权利要求1所述的带隔条复合垫片，其特征是所述的金属骨架的环形骨架和/ 或隔条的外表面是平整面。
3.根据权利要求1所述的带隔条复合垫片，其特征是所述的金属骨架的环形骨架和/ 或隔条的外表面是凹凸的粗糙面。
4.根据权利要求1所述的带隔条复合垫片，其特征是所述的金属骨架的环形骨架和/ 或隔条是波纹形的。
5.根据权利要求2所述的带隔条复合垫片，其特征是所述的环形骨架的两金属片的外 表面上设有若干条同心环形沟槽，隔条的扁平金属条的外表面上设有若干条平行沟槽。
6.根据权利要求5所述的带隔条复合垫片，其特征是所述同心环形沟槽和/或平行沟 槽的截面形状是尖角形的，或者是弧形的。
7.根据权利要求5所述的带隔条复合垫片，其特征是所述同心环形沟槽和/或平行沟 槽在金属骨架的两外表面的分布是相对的，或者是相错的。
专利摘要本实用新型涉及带隔条复合垫片，属换热设备联接用的密封垫片。它公开了带隔条复合垫片包括金属骨架、软性材料层，其实质是所述金属骨架为由环形骨架以及在其内圈设置的若干隔条组成，环形骨架由叠合在一起的两金属片其外周边熔合连接在一起组成，隔条为若干扁平金属条；所述软性材料层为分别设在金属骨架的环形骨架和隔条的两外表面的，其硬度小于金属片硬度的软性金属材料层或者非金属材料层或者其组合物材料层。本实用新型具有压力自密封特性，其密封性能比现有的密封垫片大大提高。
文档编号F16J15/10GK201916485SQ20102059415
公开日2011年8月3日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者刘秀英, 吴树济 申请人:刘秀英