复合缠绕垫片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及垫片领域，特别是一种不易损坏、不易散架的复合缠绕垫片。
【背景技术】
[0002]金属缠绕垫片是一种由一定几何截面(如V型或W型)的成型钢带与非金属带交替缠绕而成的组合型平垫片。在金属缠绕垫片的内侧和外侧，均由几圈钢带组成，内侧钢带开端与外侧钢带末端通过碰焊将缠绕垫片形成一个整体。由于金属缠绕垫片中成型钢带与非金属带交替缠绕，因此只能采用碰焊进行连接。
[0003]金属缠绕垫片充分利用了成型钢带的耐热性、压缩回弹性，同时通过成型钢带与非金属带的组合，使金属缠绕垫片具有了非金属填充带优良的密封性能。金属缠绕垫片在一般条件下均可采用，尤其适用于有应力松弛、温度和压力有波动、冲击以及震动条件下的法兰密封。由于金属缠绕垫片具有结构简单，成本低，对介质和温度的适应性强，耐压范围宽，具有多道密封等优点，与其它密封垫片相比，具有更加明显的优势，因而目前已经被大量用于高温高压的压力容器和管道结构中。金属缠绕垫片作为一种性能优良的密封元件，在短时间内，已经在石油、化工、冶金、发电、煤炭、机械、造船、核工业等工业生产领域中广泛推广应用。
[0004]缠绕垫片占法兰连接中静密封原件的70%以上，因而缠绕垫片性能的优劣决定了密封性能的可靠性。由于金属缠绕垫片自身工艺的特性，其仍然存在着诸多不可避免的缺陷，金属缠绕垫片属于复合叠加型结构，其抗扭、抗弯和抗剪等机械性能具有明显的游离性，且差异较大，在薄弱方向(如厚度方向和垂直轴向)就很容易破坏，尤其是大直径(在某些情况下，金属缠绕垫片的直径能够达到2到3米以上)金属缠绕垫片的损坏率更高；在制造过程中经常出现突然散架的情况；在运输和安装时，如果受到冲击或震动过大，也可能出现损坏和散架现象，不但影响设备检修进度，还可能引起灾难性事故。
【发明内容】
[0005]为了克服上述所存在的技术缺陷，本发明的目的是:提供一种不易损坏、不易散架的复合缠绕垫片。
[0006]为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现:复合缠绕垫片，包括承压环，在该承压环的内侧设置有初始压力内环，在该承压环的外侧设置有与初始压力内环等高的初始压力外环；所述的初始压力内环和初始压力外环均为V形结构，且V形开口相向设置；所述承压环的上端与内环V形上边以及外环V形上边形成上型腔，所述承压环的下端与内环V形下边以及外环V形下边形成下型腔，在所述的上型腔和下型腔内均设置有非金属填料。
[0007]所述的承压环和初始压力内环之间以及承压环和初始压力外环之间采用滚焊焊接连接。
[0008]所述的非金属填料为石棉、石墨、聚四氟乙烯、陶瓷纤维中的一种或多种。
[0009]所述的初始压力内环和初始压力外环由金属带缠绕而成。
[0010]所述的承压环由平行钢条制作而成。
[0011]所述的承压环的平行环向与初始压力内环或初始压力外环的开口方向相平行。
[0012]本发明的有益效果是:本发明的复合缠绕垫片，通过V形开口相向设置的初始压力内环和初始压力外环以及承压环的配合，具有结构合理，构思巧妙的特点，且在上型腔和下型腔内均设置有非金属填料，使得整个复合缠绕垫片具有较好的抗扭、抗弯和抗剪等机械性能，抗形变能力强，不会发生散架和压溃现象。与现有技术采用成型钢带与非金属带交替缠绕不同，本发明采用承压环、初始压力内环、初始压力外环以及非金属材料相互配合，从而形成整体的复合缠绕垫片，其刚度较现有的金属缠绕垫片增加一百倍以上，从而有效解决了现有的金属缠绕垫片易损坏、散架的问题，同时由于本发明的巧妙设计，使其具有了与现有金属缠绕垫片相同的回弹性能，有效满足了密封性能要求，各项性能指标均达到或超过相应标准。同时，在上型腔、下型腔内均设置非金属填料，从而能够起到在低扭矩下的初始密封作用，不仅有效起到了补偿密封表面的不平度的作用，而且在低压下，起到了初始密封的效果，在高压下，又可补偿垫片自身层层叠加时产生的缝隙，其充分利用了金属材料和非金属材料的结合。现有的金属缠绕垫片必须在一定的压力作用下才能起到密封作用，在低扭矩下，其密封性能较差，而本发明不仅在压力作用下能够起到密封作用，而且在低扭矩下，也能起到初始密封的作用，密封性能更好，适应性更强。由于所述的承压环和初始压力内环之间以及承压环和初始压力外环之间采用滚焊焊接连接，进一步提高了整个复合缠绕垫片的刚度，避免了复合缠绕垫片电焊不均匀的缺点，增强了其对环境的适应性，提高了机械性能，防止了损坏、散架。由于所述的非金属填料为石棉、石墨、聚四氟乙烯、陶瓷纤维中的一种或多种，具有较好的耐高温高压的性能，不易造成整个复合缠绕垫片的损坏、散架。由于所述的初始压力内环和初始压力外环由金属带缠绕而成，提高了刚度，防止了散架。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构示意图；
[0014]图中，I一承压环，2—初始压力内环，3—初始压力外环，4一非金属填料，5—外环V形上边，6—外环V形下边，7—内环V形上边，8—内环V形下边。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围不限于以下所述。
[0016]如图1所示，本发明的复合缠绕垫片，包括承压环I，在该承压环I的内侧设置有初始压力内环2，在该承压环I的外侧设置有与初始压力内环2等高的初始压力外环3 ;所述的初始压力内环2和初始压力外环3均为V形结构，且V形开口相向设置；所述承压环I的上端与内环V形上边7以及外环V形上边5形成上型腔，所述承压环I的下端与内环V形下边8以及外环V形下边6形成下型腔，在所述的上型腔和下型腔内均设置有非金属填料4。本发明的复合缠绕垫片，通过V形开口相向设置的初始压力内环2和初始压力外环3以及承压环I的配合，具有结构合理，构思巧妙的特点，且在上型腔和下型腔内均设置有非金属填料4，使得整个复合缠绕垫片具有较好的抗扭、抗弯和抗剪等机械性能，抗形变能力强，不会发生散架和压溃现象。与现有技术采用成型钢带与非金属带交替缠绕不同，本发明采用承压环1、初始压力内环2、初始压力外环3以及非金属材料4相互配合，从而形成整体的复合缠绕垫片，其刚度较现有的金属缠绕垫片增加一百倍以上，从而有效解决了现有的金属缠绕垫片易损坏、散架的问题，同时由于本发明的巧妙设计，使其具有了与现有金属缠绕垫片相同的回弹性能，有效满足了密封性能要求，各项性能指标均达到或超过相应标准。同时，在上型腔、下型腔内均设置非金属填料4，从而能够起到在低扭矩下的初始密封作用，不仅有效起到了补偿密封表面的不平度的作用，而且在低压下，起到了初始密封的效果，在高压下，又可补偿复合缠绕垫片自身层层叠加时产生的缝隙，其充分利用了金属材料和非金属材料的结合。现有的金属缠绕垫片必须在一定的压力作用下才能起到密封作用，在低扭矩下，其密封性能较差，而本发明不仅在压力作用下能够起到密封作用，而且在低扭矩下，也能起到初始密封的作用，密封性能更好，适应性更强。
[0017]作为一种优选的方式，所述的承压环I和初始压力内环2之间以及承压环I和初始压力外环3之间采用滚焊焊接连接，进一步提高了整个复合缠绕垫片的刚度，避免了复合缠绕垫片电焊不均匀的缺点，增强了其对环境的适应性，提高了机械性能，防止了损坏、散架。
[0018]作为优选的方式，所述的非金属填料4为石棉、石墨、聚四氟乙烯、陶瓷纤维中的一种或多种，凭借其具有较好的耐高温高压的性能，不易造成整个复合缠绕垫片的损坏、散架。考虑到取材方便以及成本问题，一般选用石墨。
[0019]作为优选的，所述的初始压力内环2和初始压力外环3由金属带缠绕而成，提高了刚度，防止了散架。
[0020]所述的承压环I由平行钢条制作而成，这样就减少初始压力内环2和初始压力外环3的加工，把初始压力内环2和初始压力外环3的骨架作用直接体现到了复合缠绕垫片上，有效的减少了的制造成本。
[0021]所述的承压环I的平行环向与初始压力内环2或初始压力外环3的开口方向相平行，即在初始压力内环2和初始压力外环3的开口方向做90度垂直平放，承压环I的平环方向与初始压力内环2的开口方向向平行，承压环I能够使初始压力内环2、初始压力外环3之间的受力方向互换。承压环I能够增加复合缠绕垫片的受压能力，平衡产品自身的回弹性，有效减少垫片的密封泄漏。
[0022]值得注意的是，在初始压力内环2的内侧可以设置有定位内环，在初始压力外环3的外侧可以设置有定位外环，可以方便较宽的法兰定位时使用。
[0023]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.复合缠绕垫片，其特征在于:包括承压环(I)，在该承压环(I)的内侧设置有初始压力内环(2)，在该承压环(I)的外侧设置有与初始压力内环(2)等高的初始压力外环(3)；所述的初始压力内环⑵和初始压力外环(3)均为V形结构，且V形开口相向设置；所述承压环(I)的上端与内环V形上边(7)以及外环V形上边(5)形成上型腔，所述承压环(I)的下端与内环V形下边(8)以及外环V形下边(6)形成下型腔，在所述的上型腔和下型腔内均设置有非金属填料(4)。2.根据权利要求1所述的复合缠绕垫片，其特征在于:所述的承压环(I)和初始压力内环(2)之间以及承压环(I)和初始压力外环(3)之间采用滚焊焊接连接。3.根据权利要求1或2所述的复合缠绕垫片，其特征在于:所述的非金属填料(4)为石棉、石墨、聚四氟乙烯、陶瓷纤维中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的复合缠绕垫片，其特征在于:所述的初始压力内环(2)和初始压力外环(3)由金属带缠绕而成。5.根据权利要求4所述的复合缠绕垫片，其特征在于:所述的承压环(I)由平行钢条制作而成。6.根据权利要求5所述的复合缠绕垫片，其特征在于:所述的承压环(I)的平行环向与初始压力内环(2)或初始压力外环(3)的开口方向相平行。
【专利摘要】本发明公开了一种复合缠绕垫片，解决了现有金属缠绕垫片易损坏、散架的问题。它包括承压环，在该承压环的内侧设置有初始压力内环，外侧设置有初始压力外环；初始压力内环和初始压力外环均为V形结构，且V形开口相向设置；承压环的上端与内环V形上边以及外环V形上边形成上型腔，承压环的下端与内环V形下边以及外环V形下边形成下型腔，在上型腔和下型腔内均设置有非金属填料。本发明的复合缠绕垫片，通过V形开口相向设置的初始压力内环和初始压力外环以及承压环的配合，具有结构合理，构思巧妙的特点，且在上型腔和下型腔内均设置有非金属填料，使得整个复合缠绕垫片具有较好的抗扭、抗弯和抗剪等机械性能，抗形变能力强，不会发生散架和压溃现象。
【IPC分类】F16J15/00
【公开号】CN105090495
【申请号】CN201410208976
【发明人】张剑
【申请人】自贡鑫剑密封科技有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月16日