一种新型组合密封垫片的制作方法

本实用新型涉及一种新型组合密封垫片，尤其涉及一种综合利用内、外环起定位和限制密封垫径向变形和压缩回弹性能实现垫片的密封效果。

背景技术：

目前主要应用的非金属垫片有橡胶垫片、聚四氟乙烯垫片和无石棉纤维增强橡胶垫片等。橡胶垫片具有高弹性和较低的蠕变性，能保持与密封配合表面较好贴合和密封接触应力，提供可靠的密封；聚四氟乙烯垫片压缩时会产生蠕变变形，并随温度的升高而增加。在蠕变变形的同时，造成垫片应力的松弛，易出现冷流现象，导致泄露增加，密封失效；无石棉纤维增强橡胶垫片中的纤维主要用来提高垫片的强度，该垫片能承受较高垫片应力，具有很好的抗压强度、良好的抗蠕变松弛性。虽然非金属垫片具有良好的压缩回弹性和密封性，但是不能承受过大的应力，当垫片应力太大时易发生压溃或压裂现象。螺栓-法兰-垫片密封系统借助于连接螺栓穿过法兰螺栓孔，在螺栓预紧力的作用下对法兰密封面施加压力，促使两法兰面间的垫片发生塑性变形或弹性变形，进而填塞法兰密封面间凹凸不平的微隙，以达到密封的目的。垫片的机械完整性、垫片厚度的损失均可能会引起螺栓法兰连接系统的泄漏，密封性能很大程度上取决于材料的变形强度特性，随垫片应力的增加，泄漏率下降，在法兰安装阶段，人们往往为了保证法兰的密封性而增加螺栓的预紧力，垫片应力越大，泄漏将越少。但是垫片应力太大时，垫片发生弹塑性变形引起厚度迅速减薄(压溃)，也可能出现解体碎裂(压裂)。实际安装中，控制螺栓预紧力的大小很困难，螺栓拧紧顺序不当也可能造成垫片弯曲变形，影响密封效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种新型组合密封垫片，组合垫片由内环、外环和中间密封垫组成，内、外环起定位和限制密封垫径向变形的作用。密封垫具有良好的压缩回弹性能，主要起密封作用，压缩是为了通过预紧力使垫片发生弹性或塑性变形，一方面填补密封表面的泄漏缺陷，另一方面消除密封材料内部的空隙，以阻止流体介质通过密封材料本身渗漏。回弹性能弥补了工作时内压引起的密封面分离，且保持垫片与密封面之间有足够的残余压紧力。垫片与固定环的连接方式不限，可以是卡接、粘接或是其它的方式，通过固定使组合垫片的结构稳定。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种新型组合密封垫片，其特征在于，所述组合垫片包括：中间密封垫片2，固定内环3和固定外环1；中间密封垫片2的内圈和和外圈分别与固定内环3和固定外环1接触，由固定内环3和固定外环1固定，固定外环1的内圈和固定内环3的外圈均加工成凹弧形斜面。

所述的固定内环3和固定外环1与中间密封垫片2的接触方式为卡接或者粘接。

固定内环3及固定外环1与密封垫片2接触处均设置为圆角。

本实用新型的有益效果如下：

(1)法兰与组合垫片固定环的轴向接触限制了法兰的变形，使整个螺栓法兰接头的承载能力增大；

(2)组合垫片综合了固定环材料刚度大、强度大和密封垫片材料良好的压缩回弹性能，固定环限制其径向变形，使其保持足够的回弹性能；

(3)法兰金属与固定环接触保证了垫片应力不随外载荷变化而变化，减少其由于预紧应力太大而造成压溃或破裂的现象，提高法兰接头的密封性；

(4)装配后垫片具有确定的厚度，即确定的压缩量，保证垫片足够的回弹性和密封性能，避免垫片材料性能随时间的退化；

(5)组合垫片实现了保证结构完整性和控制密封性的功能，延长使用寿命。

附图说明

图1为组合垫片结构示意图

图2为组合垫片俯视图

图3为固定环，其中(A)内环、(B)外环

其中：1、固定外环；2、密封垫片；3、固定内环。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步阐述：

根据材料的综合性能，固定外环1、固定内环3使组合垫片结构稳定，限制密封垫片过大的径向变形，保证中间密封垫片不会因为外载荷的变大而压溃或破裂。固定外环1、固定内环3可选用刚度、强度大的金属材料，密封垫片2可选用压缩回弹性能优的非金属材料。在螺栓法兰接头中，施加预紧力，法兰密封面先与密封片垫接触，螺栓载荷全部作用在密封片垫上。随着螺栓载荷的不断增加，法兰密封面与固定环逐渐靠近直至发生接触。当固定环与法兰接触后，继续施加一定的螺栓载荷，这部分螺栓载荷由接触的固定环承受，而密封片垫密封面上的应力基本保持恒定。固定环承担的螺栓载荷用以补偿法兰接头接触面应力的减少，而垫片密封面应力维持恒定。因此，该组合的密封垫片在限制密封垫径向变形，保证材料不被压溃的前提下，可以施加足够大的螺栓预紧力，以满足延长垫片使用寿命和不同操作工况下法兰接头的密封等要求，并且具有适当的机械强度，能抵抗密封介质压力引起的吹出，能耐因温度或机械载荷引起法兰对的剪切运动。