缠绕垫片的制作方法

本发明涉及密封垫片技术领域，具体而言，涉及一种缠绕垫片。

背景技术：

缠绕垫片一般由金属内环、密封本体、金属外环组成，其中，密封本体由金属带和非金属带螺旋缠绕而成。金属带变形后的“v”型或“w”型骨架提供持续的回弹力，使非金属带与法兰面接触，填补微观凹凸不平形成有效密封，而金属内环和金属外环只起到定位和支持作用。然而，在一些高温、高压且温度、压力经常发生交变的苛刻工况条件下，缠绕垫片金属带“v”型骨架或“w”型骨架容易受压力、温度变化和机械振动的影响，发生应力松弛，回弹力减弱而造成密封失效。

因此，如何避免在苛刻工况条件下，因缠绕垫片金属带骨架发生应力松弛而造成密封失效成为亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提供一种可以对应力松弛现象进行补偿多重密封的缠绕垫片来降低密封失效的风险。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种缠绕垫片，包括：内圈的弹性金属环、外圈的圆弧齿骨架环和设置在两者之间的密封本体。

优选地，所述弹性金属环包括：圆环状弹性体、包覆在所述圆环状弹性体上的中间合金包覆层和包覆在所述中间合金包覆层上的密封层，所述密封层的沿其径向的横截面呈开口朝向所述缠绕垫片的中心处的c型结构。

密封层可以是外包覆密封层或者电镀密封层。

优选地，所述圆环状弹性体为环状弹簧或者空心弹性圆环。

优选地，所述圆弧齿骨架环包括：圆弧齿骨架，所述圆弧齿骨架的环状圆弧齿向所述缠绕垫片的中心处弯曲，所述环状圆弧齿为多个且在上下两侧沿着所述圆弧齿骨架的径向排布。

法兰和环状圆弧齿接触时，相邻的两个环状圆弧齿之间会形成一圈圈的小空腔，如果极端情况下，介质冲过弹性金属环和密封本体时，可以进入小空腔内，利用介质的压力，可以形成多道圆弧齿自紧密封，从而降低了密封失效的风险。

圆弧齿骨架可以为不锈钢材质，比如304、316l。上下的环状圆弧齿对称，每相邻两个环状圆弧齿之间的间距相同。可以沿着圆弧齿骨架的径向在上下两侧各排布4-5个环状圆弧齿。多道自紧密封，密封牢靠性更强。

优选地，所述圆弧齿骨架环还包括：覆盖于所述圆弧齿骨架上下两侧的柔性非金属层。

优选地，所述柔性非金属层为石墨、云母、非石棉中的一种或者几种组成的薄板材料层。

优选地，所述密封本体由金属带和非金属带螺旋缠绕而成。

优选地，所述非金属带经树脂浸渍处理后进行缠绕。

优选地，所述密封本体的沿其径向的横截面呈开口朝向所述缠绕垫片的中心处的v型结构或w型结构。

优选地，所述圆弧齿骨架环的厚度小于所述弹性金属环、所述密封本体的厚度。

本发明提出的缠绕垫片具有以下有益技术效果：

(1)内圈的弹性金属环、外圈的圆弧齿骨架环和设置在两者之间的密封本体共同形成多重密封，极大降低了密封失效的风险。

(2)内圈的弹性金属环形成第一重密封，其中，圆环状弹性体对始终对中间合金包覆层提供持久的支持弹力，工作时，密封层与法兰面发生接触形变，形成线密封，而且随着工作压力的上升，介质可透过圆环状弹性体，对中间合金包覆层起到支撑作用，使得第一重密封同时具有自紧密封性能。

(3)密封本体中的非金属带由树脂浸渍后缠绕，可以堵塞非金属带内部存在的气孔，减少渗透泄漏现象的发生，进一步提升密封性能。

(4)圆弧齿骨架上的环状圆弧齿可以形成多道线密封，若发生极端情况，介质冲破弹性金属环和密封本体时，可以进入环状圆弧齿之间的沟槽，利用介质的压力，形成多道圆弧齿自紧密封，进一步降低了密封失效的风险。

(5)本发明提出的缠绕垫片多重密封型式组合，既有内圈弹性金属环的线密封、面密封方式，又有外圈的圆弧齿骨架多道线密封方式，多种密封方式相互配合，一层层降低介质对密封面的冲击压力，形成更高安全等级的综合密封组合型式，极大降低了密封失效的风险，提高了密封性能。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的缠绕垫片的纵剖面结构示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的缠绕垫片的横截面结构示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的缠绕垫片放入两个法兰之间工作时的结构示意图，

其中，图1至图3中附图标记与部件之间的对应关系为：

102弹性金属环，1022圆环状弹性体，1024中间合金包覆层，1026密封层，104圆弧齿骨架环，1042圆弧齿骨架，1044环状圆弧齿，1046柔性非金属层，106密封本体，1062金属带，1064非金属带，108法兰。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1至图3对根据本发明的实施例的缠绕垫片进行具体说明。

如图1至图3所示，根据本发明的实施例的缠绕垫片，包括内圈的弹性金属环102、外圈的圆弧齿骨架环104和设置在两者之间的密封本体106。从而，共同形成多重密封，极大降低了密封失效的风险。弹性金属环102包括：圆环状弹性体1022、包覆在圆环状弹性体1022上的中间合金包覆层1024和包覆在中间合金包覆层1024上的密封层1026，密封层1026的沿其径向的横截面呈开口朝向缠绕垫片的中心处的c型结构。从而，内圈的弹性金属环102形成第一重密封，其中，圆环状弹性体1022对始终对中间合金包覆层1024提供持久的支持弹力，工作时，密封层1026与法兰108面发生接触形变，形成线密封，而且随着工作压力的上升，介质可透过圆环状弹性体1022，对中间合金包覆层1024起到支撑作用，使得第一重密封同时具有自紧密封性能。

进一步地，密封层1026可以是外包覆密封层或者电镀密封层。

进一步地，圆环状弹性体1022为环状弹簧或者空心弹性圆环。

如图1至图3所示，圆弧齿骨架环104包括：圆弧齿骨架1042和覆盖于圆弧齿骨架1042上下两侧的柔性非金属层1046。圆弧齿骨架1042的环状圆弧齿1044向缠绕垫片的中心处弯曲，环状圆弧齿1044为多个且在上下两侧沿着圆弧齿骨架1042的径向排布。

法兰108和环状圆弧齿1044接触时，相邻的两个环状圆弧齿1044之间会形成一圈圈的小空腔，如果极端情况下，介质冲过弹性金属环102和密封本体106时，可以进入小空腔内，利用介质的压力，可以形成多道圆弧齿自紧密封，从而进一步降低了密封失效的风险。

进一步地，圆弧齿骨架1042可以为不锈钢材质，比如304、316l。上下的环状圆弧齿1044对称，每相邻两个环状圆弧齿1044之间的间距相同。可以沿着圆弧齿骨架1042的径向在上下两侧各排布4-5个环状圆弧齿1044。多道自紧密封，密封牢靠性更强。

进一步地，柔性非金属层1046为石墨、云母、非石棉中的一种或者几种组成的薄板材料层，进一步提升了密封效果。

进一步地，密封本体106由金属带1062和非金属带1064螺旋缠绕而成。非金属带1064经树脂浸渍处理后进行缠绕。

密封本体106中的非金属带1064由树脂浸渍后缠绕，可以堵塞非金属带1064内部存在的气孔，减少渗透泄漏现象的发生，进一步提升密封性能。

进一步地，如图1至图3所示，密封本体106的沿其径向的横截面呈开口朝向缠绕垫片的中心处的v型结构。

另外还可以是，密封本体106的沿其径向的横截面呈开口朝向缠绕垫片的中心处的w型结构。

以此结构设计使得密封本体106压缩、回弹性能较好。

进一步地，如图1和图3所示，圆弧齿骨架环104的厚度小于弹性金属环102、密封本体106的厚度。

当上下法兰108紧固下来之后，弹性金属环102和密封本体106，圆弧齿骨架环104都会被压缩至相同的厚度。

本发明提出的缠绕垫片多重密封型式组合，既有内圈弹性金属环的线密封、面密封方式，又有外圈的圆弧齿骨架多道线密封方式，多种密封方式相互配合，一层层降低介质对密封面的冲击压力，形成更高安全等级的综合密封组合型式，极大降低了密封失效的风险，提高了密封性能。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。