专利名称：弹性复合密封垫片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于金属管路联接、设备与管路联接处的静密封垫片，尤其是一种弹性复合密封垫片。
背景技术：
金属管路联接、设备与管路联接处的密封结构通常由法兰、螺栓、垫片三者共同组成，称为螺栓法兰联接系统。其中联接部位密封的主要方式是通过拧紧联接法兰的一组均匀分布的螺栓，使法兰压紧力传递到法兰密封面间的垫片上，使垫片受压后发生弹性变形，从而通过法兰密封面与垫片密封面相互作用，填充法兰密封面与垫片间的微观缺陷和间隙，增加介质的阻力，阻止或减少介质的泄漏。最关键的是垫片的回弹性能补偿密封面相对分离力，从而保持垫片压紧应力达到密封的目的。现有的密封垫片的结构主要由内外 同位平板式且未经硬化处理的金属骨架和非金属密封层相互粘贴组成(如图I所示)，它主 要是靠骨架表面同心、同心错位的沟槽受压产生微量变形的回弹力来支撑非金属密封材料密封，因此压缩率、回弹率较小；内密封边缘的非金属密封材料直接与介质接触受到介质温度、压力、腐蚀的冲击、摩擦，很容易剥落，会降低了密封性能。另外，在承受密封系统内部压力载荷、高低温交变、冲击震动、腐蚀等不同工况环境工作中，紧固螺栓的载荷疲劳和应力松弛影响了垫片压紧应力，特别是密封垫片长期工作产生的疲劳、蠕变、应力松弛，当垫片的密封回弹能力小于密封面相对分离力，导致密封渗漏，产生安全隐患。
发明内容本实用新型的目的是提供一种结构简单，具有较好的压缩率、压缩回弹弹性记忆功能的弹性复合密封垫片。本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案弹性复合密封垫片，包括金属骨架和粘贴在金属骨架表面的非金属密封层，其特征在于金属骨架为经硬化处理的碟簧状弹性骨架，非金属密封层的边缘设有金属弹性密封边缘。金属弹性密封边缘为U型金属弹性密封边缘。金属骨架的表面为平面或同心、同心错位的沟槽面。在金属骨架的内侧镶嵌有内环。在金属骨架的外侧镶嵌有对中定位环。本实用新型的有益效果在于它利用碟簧的弹性恢复记忆工作原理，通过将密封垫的金属弹性骨架设计为碟簧形并与非金属材料密封相组合，有效利用了碟簧形状上具有优异的压缩率、最优秀回弹性能、极优的抗载荷疲劳和耐应力松弛且可重复使用这些特点，将金属骨架与非金属材料进行复合，来填充法兰密封面与垫片间的微观缺陷和间隙密封，由于碟簧在形状上所具有的记忆回弹性能是其它骨架、弹性体无法达到的，加上优异的非金属密封，彻底解决密封垫片由于在不同工况环境中，弹性变形能力失效、载荷疲劳和应力松弛，导致的密封泄漏。同时金属骨架平面平整或带有不影响弹性性能的沟槽(弹性复合波齿垫)，非金属密封层的两个边缘增加带U型(或平整)金属弹性密封口，该弹性密封口作为弹性第一和第三道线密封，金属骨架的上下表面粘贴的非金属材料作为第二道密封，安全的三重密封有效地提高了法兰密封安全性能。
图I为现有的弹性复合密封垫片的截面示意图；图2为本实用新型弹性复合密封垫片的基本型截面示意图；图3为本实用新型带有内环的弹性复合密封垫片的截面示意图；图4为本实用新型带对中定位环的弹性复合密封垫片截面示意图；图5为本实用新型带对中定位环和内环的弹性复合密封垫片截面示意图。图中，I-金属骨架,2-非金属密封层,3-金属弹性密封边缘,4-内环,5-对中定位环。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本实用新型进行说明。图I是现有的弹性复合密封垫片的截面示意图。实施例I :图2是弹性复合密封垫片的基本型截面示意图。包括金属骨架I和非金属密封层2，金属骨架I为经硬化处理的碟簧状弹性骨架，即内外错位的圆锥碟状金属弹性骨架，金属骨架I的表面粘贴有非金属密封层2，金属骨架I的表面为平面或同心、同心错位的沟槽面。非金属密封层2的边缘设有金属弹性密封边缘3，其中金属弹性密封边缘3可采用U型弹性密封口或平整形弹性密封口作为弹性密封边缘。另外，金属骨架I的表面可复合柔性/膨胀石墨、陶瓷纤维、聚四氟乙烯、非石棉芳纶纤维、无石棉芳纶纤维、橡胶等耐高低温和高低纯度含量的非金属密封材料，也可以复合特种软金属材料。图2所示的弹性复合密封垫片的实施方式为把胶水涂在已切割的圆形环状非金属密封层子的表面，或可以拉伸的带条面上，再粘贴在加工完毕的碟簧状的内外错位弹性金属骨架上、下密封面上，即可完成弹性复合密封基本型垫片。实施例2:图3是带有内环的弹性复合密封垫片的截面示意图。其中包括金属骨架I和非金属密封层2，金属骨架I为经硬化处理的碟簧状弹性骨架，即内外错位的圆锥碟状金属弹性骨架，金属骨架I的表面粘贴有非金属密封层2，金属骨架I的表面为平面或同心错位的沟槽面。非金属密封层2的边缘设有金属弹性密封边缘3，其中弹性密封边缘可采用U型弹性密封口或平整形弹性密封口作为弹性密封边缘，在金属骨架的内侧镶嵌有内环4(或者内限位环)。图3所示的带有内环的弹性复合密封垫片的实施方式为把加工好的内环4(或者内限位环)镶嵌到加工完毕的碟簧状的内外错位的弹性骨架内侧，密封面部分重复实施例I的加工步骤，即可完成带有内环的弹性复合密封垫片。实施例3 图4为本实用新型带对中定位环的弹性复合密封垫片截面示意图。其中包括金属骨架I和非金属密封层2，金属骨架I为经硬化处理的碟簧状弹性骨架，即内外错位的圆锥碟状金属弹性骨架，金属骨架I的表面粘贴有非金属密封层2，金属骨架I的表面为平面或同心、同心错位的沟槽面。非金属密封层2的边缘设有金属弹性密封边缘3，其中金属弹性密封边缘3可采用U型弹性密封口或平整形弹性密封口作为弹性密封边缘，在金属骨架I的外侧镶嵌有对中定位环5 (或者外限位环)。图4所示的对中带定位环的弹性复合密封垫片的实施方式为把加工好的对中定位环5 (或 者外限位环)镶嵌到加工完毕的碟簧状的内外错位的金属骨架I外侧，密封面部分重复实施例1，即可完成带定位环的弹性复合密封垫片。实施例4 图5为本实用新型带对中定位环和内环的弹性复合密封垫片截面示意图。包括金属骨架I和非金属密封层2，金属骨架I为经硬化处理的碟簧状弹性骨架，即内外错位的圆锥碟状金属弹性骨架，金属骨架I的表面粘贴有非金属密封层2，金属骨架I的表面为平面或同心错位的沟槽面。非金属密封层2的边缘设有金属弹性密封边缘3，其中金属弹性密封边缘3可采用U型弹性密封口或平整形弹性密封口，在金属骨架的内侧镶嵌有内环4(或者内限位环)，在金属骨架I的外侧镶嵌有对中定位环5 (或者外限位环)。图5的带对中定位环和内环的弹性复合密封垫片的实施方式为把加工好的对中定位环镶嵌到加工完毕的内外错位弹性骨架外侧，再把加工好的内环4 (或者内限位环)镶嵌到内外错位弹性骨架内侧，密封面部分重复实施例I的加工步骤，即可完成带定位环和内环的弹性复合密封垫片。本实用新型各部分的加工方式为垫片的碟簧状弹性骨架部分根据垫片选择金属弹性材料，先加工平垫片，由专用设备加工成内外错位的碟簧状；在碟簧状金属骨架I开槽(或不带沟槽);由专用设备加工U型弹性密封口 3 (不带U型不用加工)；对碟簧状金属骨架I进行硬化处理。垫片的对中定位环5部分根据垫片选择材料，裁剪加工环状平垫片，由专用设备加工与金属骨架I联接处的角度。垫片的内环4部分根据垫片标准选择材料，裁剪加工环状平垫片，由专用设备加工与金属骨架I联接处的角度。垫片的非金属密封层2部分根据垫片标准要求选择密封材料及厚度，根据骨架密封面宽度；可用刀片把非金属密封材料切割成圆形环状或可以拉伸的带条。本实用新型可适用于多种标准法兰联接、工业设备与管路联接处密封，与其它半金属复合密封垫片一样，在螺栓法兰联接系统法兰中间放入本实用新型所述的弹性复合密封垫片并对中，通过拧紧联接法兰的一组均匀分布的螺栓法兰压紧力，传递到法兰密封面间的碟簧形弹性复合密封垫片面上，直到把垫片压平，有对中定位环5 (或外限位环)也同样安装，即可满足法兰联接密封要求。当需重复拆卸安装部位时，只要粘贴在垫片表面的非金属密封层2无损伤即可，即使非金属密封层2损坏，只要更换非金属密封层2即可，因此该垫片可重复使用，是一种新型安全、环保节约理想的密封产品。以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围 。
权利要求1.弹性复合密封垫片，包括金属骨架和粘贴在金属骨架表面的非金属密封层，其特征在于金属骨架为经硬化处理的碟簧状弹性骨架，非金属密封层的边缘设有金属弹性密封边缘。
2.根据权利要求I所述的弹性复合密封垫片，其特征在于金属弹性密封边缘为U型金属弹性密封边缘。
3.根据权利要求I所述的弹性复合密封垫片，其特征在于金属骨架的表面为平面或同心、同心错位的沟槽面。
4.根据权利要求I所述的弹性复合密封垫片，其特征在于在金属骨架的内侧镶嵌有内环。
5.根据权利要求1-4任一所述的弹性复合密封垫片，其特征在于在金属骨架的外侧镶嵌有对中定位环。
专利摘要弹性复合密封垫片，包括金属骨架和非金属密封层，金属骨架为经硬化处理的碟簧状弹性骨架，金属骨架的表面粘贴有非金属密封层，非金属密封层的边缘设有金属弹性密封边缘。它利用碟簧的弹性恢复记忆工作原理，通过将复合密封垫片的金属弹性骨架设计为碟簧形并与非金属材料密封相组合，有效利用了碟簧形状上具有优异的压缩率、最优秀回弹性能、极优的抗载荷疲劳和耐应力松弛且可重复使用等特点。彻底解决了密封垫片由于在不同工况环境中，弹性变形能力失效、载荷疲劳和应力松弛的密封泄漏的问题。
文档编号F16L23/16GK202532073SQ20122015517
公开日2012年11月14日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者陈晨 申请人:大连沃达丰管道联接技术有限公司, 陈晨