专利名称：一种非金属包覆复合垫片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油化工领域，进一步地说，是涉及一种用于设备法兰或管法兰的密封用的非金属包覆复合垫片。
背景技术：
现有的以非金属材料作为包覆层的复合材料垫片主要有聚四氟乙烯包覆垫片、 波齿复合垫、具有覆盖层的齿形组合垫。1.现有的非金属包覆垫片主要为聚四氟乙烯包覆垫片，由聚四氟乙烯包覆层和石棉橡胶板或者非石棉纤维橡胶板嵌入层(芯材)两层组成，厚度为3 4mm之间，主要有剖切型、机加工型、折包型三种。缺点是由于垫片均为非金属材质，其强度较差；又由于垫片材质自身弹性较差，回弹性较低，在某些工况下易发生失效。2.现有的波齿复合垫，是由齿形的金属骨架和膨胀石墨板材复合而成。金属骨架能提供较好的回弹力，同时使垫片兼具一定的弹性和强度。而柔性石墨能耐介质腐蚀，提供密封性。缺点是垫片的金属骨架在螺栓把紧后会突出石墨覆盖层，形成环形迷宫密封，同时与介质接触。在介质具有强腐蚀性和强氧化性的情况时，如果金属骨架的材料不能耐受腐蚀，此种垫片就不能适用。3.现有的带包覆层的齿形组合垫，是由带齿金属环覆上石棉薄层或柔性石墨薄板组成。与波齿复合垫类似，金属环的强度、弹性较好，同时齿形的金属表面可以使得非金属包覆层具有环形迷宫密封的效果。同样与波齿复合垫类似，其缺点在于，金属环的侧面也与介质发生接触，在介质具有强腐蚀性和强氧化性的情况时，如果金属骨架的材料不能耐受腐蚀，此种垫片就不能适用。4.以上三种非金属包覆复合垫都是由包覆层和基层这两层材料复合而成。包覆层为非金属材料，可以是聚四氟乙烯、石墨或者石棉等。垫片厚度为3 5mm。基层材料或者为非金属材料，其缺点在于垫片因此缺乏足够的强度和弹性；基层或者为金属材料，其缺点在于其接触介质，金属基层由于金属材料耐腐蚀性能的限制，无法使用在介质具有强腐蚀性、强氧化性的条件下。5.GB1357782A公开了一种内带金属骨架、外包多层非金属材料的密封，其缺点在于1)每层非金属包覆层都被互相粘合或者缝制在一起，不可分离和更换。如果损坏，只能更换整个垫片；幻非金属包覆层为同一材质；幻金属骨架为板式或者波纹板式的，相比网状的金属骨架，形成的密封腔数量少。
实用新型内容为解决现有技术中存在的问题，本实用新型公开了一种非金属包覆复合垫片，具有良好的密封性和耐腐蚀性。本实用新型的目的是提供一种非金属包覆复合垫片。所述复合垫片由镂空的金属骨架3和内层非金属包覆层2以及外层非金属包覆层1组成；所述的金属骨架3嵌入内层非金属包覆层2中，镂空的金属骨架3上下表面均被内层非金属包覆层2覆盖；所述的外层非金属包覆层1套在内层非金属包覆层2外面；所述内层非金属包覆层2上下表面及内侧由外层非金属包覆层1所包覆；金属骨架3优选为镂空的网状金属骨架；所述外层非金属包覆层为剖切型、机加工型或者折包型。本实用新型可以通过以下技术方案来实现的这种非金属包覆复合垫片的最内层为镂空的金属骨架，金属骨架上下表面均被内层非金属包覆层所覆盖，在内层非金属包覆层上下表面及内侧再由外层非金属包覆层所包覆。所述的非金属包覆复合垫片通过同时设置耐腐蚀的内外两层非金属包覆层和，提高了垫片的耐腐蚀性能，同时大大提高了垫片的可靠性，降低了垫片密封失效的可能。同时，内外两层非金属包覆层设置为不同的非金属材质，以针对各种不同的介质和工况，使垫片具有更好的耐腐蚀性能和密封性能。所述的外层非金属包覆层材质为具有良好耐腐蚀性能的非金属板材，如聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯、PVDF等。所述的外层非金属包覆层结构可以为剖切型、机加工型或者折包型。剖切型、机加工型、折包型可以参考HG/T206^_2009《钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片》中图3.0. 1，从图中可以看出这三种型式的结构上的差别。具体的差别可以看《钢制管法兰、垫片、紧固件HG/T20592 20635-2009编制说明》，对这三者的区别描述如下聚四氟乙烯包覆垫片包括A型(剖切型)、B型(机加工型)、C型(折包型)。A 型和B型适用于公称尺寸小于或等于DN500，C型可用于公称尺寸大于或等于DN350。推荐选用B型。A型(剖切型)和B型(机加工型)聚四氟乙烯包覆层均由筒料切制的环片料制成。A型由Imm厚的环状片料，沿环外侧面切开后嵌入芯材，适用的嵌入物厚度为1.5 2mm。B型(机加工型)对嵌入物厚度没有限制，且内径处的壁厚可以适当加厚以得到2 3mm的耐冲刷、耐腐蚀防护层。内径可以与法兰内经做到一样，有利于防止流体在法兰密封面连接处产生涡流，这种型式的缺点为聚四氟乙烯包覆层制造加工时的材料利用率较低。C型(折包型)采用筒料切削制成0.5mm厚的聚四氟乙烯带料，折包在芯材上，这种型式对芯材料的厚度和垫片尺寸没有限制，但存在着带料始端和终端的重叠拼接，制造工艺应保证拼接处有适当的连接强度和平滑过渡。由于原材料和制造方法的不同，A型(剖切型)和B型(机加工型)适用于较小尺寸的垫片，C型(折包型)虽可制成很大尺寸的垫片，但由于总是存在一处拼接结构，因此密封性能不如A型(剖切型)和B型(机加工型)。所述的内层非金属包覆层材质为与外层非金属材料不同的非金属材料，与外层非金属包覆层相比回弹性更好，如橡胶(包括氯丁橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶等)、石棉橡胶板、非石棉纤维橡胶板等。为了提高垫片的强度和弹性，所述的非金属包覆复合垫片在内层非金属包覆层内置入金属骨架。所述的金属骨架可以大大提高垫片的强度和弹性。所述的金属骨架结构为网状型式，可以形成网状的迷宫密封，提高垫片的密封性能。在垫片安装在两片法兰之间后，法兰的螺栓被把紧，垫片金属骨架被压入内层非金属包覆层。这个时候，也可能完全压入内层非金属包覆层；也可能未完全压入内层非金属包覆层，二者之间可能还有空气。不管如何，陷入内层非金属包覆层的金属骨架形成了一个个密封隔断。现有技术中的波纹板型式的金属骨架，则密封隔断为环形的，隔断的个数也就是波纹板的波数，一般不超过10个；而本实用新型的金属骨架型式的金属隔断，隔断为网格状的，而且隔断的数量为几十个乃至上百个。从理论上来说，垫片内隔顿的数目越多，密封性能也越好。所述的金属骨架的材质可以为低碳钢、不锈钢及各种有色金属。所述的非金属包覆复合垫片材料组合灵活多样，可以通过选择不同的外层非金属包覆层/内层非金属包覆层/金属骨架材质组合，使其适用于不同的介质和工况。所述的非金属包覆复合垫片结构型式组合灵活多样，可以通过选择不同的非金属包覆层/金属骨架结构组合，使其适用于不同的介质和工况。所述的非金属包覆复合垫片结构型式易于组装和拆卸，内层非金属包覆层为上下双层可分离结构的，外层非金属包覆层直接套在其外面，使垫片能迅速拆成3个部分，易于更换和维护。如果垫片发生损坏，只要更换损坏的部分，而无需更换整个垫片。本实用新型的效果是1)提高了垫片的耐腐蚀性能及可靠性，降低了垫片失效的可能性；2)提高了垫片的强度和弹性；3)灵活多样的材质组合，特别是外层非金属包覆层和内层非金属包覆层设置为不同的非金属材质，以适用于各种不同的介质和工况；4)灵活多样的结构组合，以适用于各种不同的介质和工况。5)易于组装、更换和维护。由于两层非金属包覆层可以使垫片具有更好的耐腐蚀性能和可靠性；金属骨架使垫片兼具更好的强度和弹性；垫片厚度比现有垫片厚2 3mm，同时具有更好的弹性，能够有效的弥补法兰密封面加工精度的不足，特别适用于搪玻璃设备、玻璃钢设备及非金属衬里设备等法兰密封面等无法进行机加工的设备；灵活多样的材质组合，特别是内外层非金属包覆层设置为不同的非金属材质，可以适用于各种不同的介质和工况；灵活多样的结构组合，可以适用于各种不同的介质和工况；内层非金属包覆层为上下双层可分离结构的，外层非金属包覆层直接套在其外面，使垫片能迅速拆成3个部分，更易于组装、更换和维护。
图1剖切型非金属包覆复合垫片的剖面图图2机加工型非金属包覆复合垫片的剖面图图3折包型非金属包覆复合垫片的剖面图图4镂空的网状金属骨架的局部俯视图附图标记说明1-外层非金属包覆层2-内层非金属包覆层3-金属骨架具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本实用新型。实施例1如图1所示一种非金属包覆复合垫片，由金属骨架3和非金属包覆层组成，非金属包覆层由内层非金属包覆层2和外层非金属包覆层1组成，金属骨架3嵌入内层非金属包覆层2中， 金属骨架3上下表面均被内层非金属包覆层2覆盖；外层非金属包覆层1套在内层非金属包覆层2外面。内层非金属包覆层2上下表面及内侧由外层非金属包覆层1所包覆；金属骨架3为网状的金属骨架；外层非金属包覆层1为剖切型，内层非金属包覆层2的材料为氟橡胶，外层非金属包覆层1的材料为聚四氟乙烯。实施例2如图2所示外层非金属包覆层1为机加工型，内层非金属包覆层2的材料为氟橡胶，外层非金属包覆层1的材料为聚四氟乙烯。其余同实施例1。实施例3如图3所示，外层非金属包覆层1为折包型，内层非金属包覆层2的材料为氟橡胶，外层非金属包覆层1的材料为聚四氟乙烯。其余同实施例1。
权利要求1.一种非金属包覆复合垫片，其特征在于所述复合垫片由镂空的金属骨架( 和内层非金属包覆层O)以及外层非金属包覆层 ⑴组成；所述的金属骨架C3)嵌入内层非金属包覆层O)中，镂空的金属骨架C3)上下表面均被内层非金属包覆层( 覆盖；所述的外层非金属包覆层(1)套在内层非金属包覆层( 外面。
2.如权利要求1所述的非金属包覆复合垫片，其特征在于 所述金属骨架(3)为镂空的网状结构。
3.如权利要求1或2所述的非金属包覆复合垫片，其特征在于所述内层非金属包覆层( 上下表面及内侧由外层非金属包覆层(1)所包覆。
4.如权利要求3所述的非金属包覆复合垫片，其特征在于 所述外层非金属包覆层(1)为剖切型、机加工型或者折包型。
专利摘要本实用新型公开了一种非金属包覆复合垫片，由镂空的金属骨架(3)、内层非金属包覆层(2)和外层非金属包覆层(1)组成，金属骨架(3)嵌入内层非金属包覆层(2)中，镂空的金属骨架(3)上下表面均被内层非金属包覆层(2)覆盖；外层非金属包覆层(1)套在内层非金属包覆层(2)外面。本实用新型所述的非金属包覆复合垫片，易于组装和拆卸，具有良好的密封性和耐腐蚀性。
文档编号F16J15/12GK201954150SQ20112003324
公开日2011年8月31日 申请日期2011年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者丁旭, 冯清晓, 段瑞 申请人:中国石化工程建设公司, 中国石油化工集团公司