专利名称：改进的焊接金属波纹管膜片的制作方法
技术领域：
本实用新型属于焊接金属波纹管膜片结构的改进，特别是一种改进的焊接金属波纹管膜片。
背景技术：
焊接金属波纹管机械密封是机械密封的一个分支。广 泛的应用于石化、炼油、化工、化纤、食品、医药、热电等行业，尤其是石油化工行业。波纹管型机械密封由于本身所具有的特点在工业应用中取得了很好的效果，因此近来发展很快，出现了许多新型波纹管型机械密封。波纹管是一种重要的柔性连接和补偿元件，是一种带横向波纹的圆柱形薄壁弹性筒状壳体。波纹管本身有接触非线性，材料非线形，几何非线形，我们的目的通过本次优化达到良好的使用效果。焊接金属波纹管机械密封的性能好坏和使用寿命的长短与波纹管的力学性能密切相关——即与膜片的参数密切相关。对膜片的研究，尤其是对形状进行优化，是生产和使用成败的关键，是保证波纹管型机械密封的密封性、跟随性补偿性、耐久性的重要的条件。焊接波纹管是机械密封中重要的部件，是一种由许多以冲压方式成型的薄形膜片，利用精密焊接所制成的高度可弯曲及伸缩的金属管。其组成方式是由两种成型膜片以同心圆的方式作内缘焊接组成膜片对，再将多个膜片的外缘焊接组成波纹段，再焊上前、后环组合成波纹管组件，如此便可与其它的零部件组装在一起成为焊接金属波纹管机械密封。焊接金属波纹管机械密封的工作过程是这样的当旋转轴旋转时，通过紧固螺钉带动波纹管后环，而波纹管后环，波纹管以及前环为焊接组合件，因此，波纹管组件的旋转会带动动环一起旋转，而动环借助波纹管的弹性力及密封介质的压力使之与静环始终保持良好的贴合状态，从而完成轴封的作用。目前使用的焊接金属波纹管还需降低膜片上的最大应力，并使应力分布均匀，在保证焊接金属波纹管额定刚度的条件下，还需提高柔性，在使用过程中增加稳定的弹性，延长使用寿命。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种改进的焊接金属波纹管膜片，可以使焊接金属波纹管膜片承受的应力分布均匀，在保证焊接金属波纹管额定刚度的条件下，可以提高柔性，在使用过程中，保证具有稳定的弹性和较长的使用寿命。本实用新型的目的是这样实现的一种改进的焊接金属波纹管膜片，包括具有波纹曲面的圆环形膜片，膜片的厚度为O. 128mm，膜片外端圆面的直边段的宽度为I. 5mm，两片连接在一起的膜片之间的成型角为13° —15°，相邻的两片膜片直边段之间的间距为2mm ο一般膜片厚度的范围是(O. Ilmm O. 13mm),本实用新型取的是O. 128mm ;直边段长度的增加可以有效降低膜片上的最大应力，并使应力分布趋于均匀，但是太大的话达不至IJ这个目的，反而降低了波纹管的刚度(这是对S型波纹管来说有好处)。因此，膜片直边段的宽度可以根据设计所需的波纹管的刚度来确定。本实用新型取的是I. 5mm。对焊接金属波纹管而言，膜片成型角是一个非常重要的参数。为使波纹管在使用过程中具有稳定的弹性和较长的使用寿命，成型角应取在12 18°之间。通过增大成型角可以减小刚度，而提高柔性。本实用新型取的14°。波纹管工作条件下受到各种载荷的作用，影响波纹管失稳或破坏的因素很多，由于受力情况非常复杂，几何形状和材料接触非线性等原因，精确的定量分析困难，通常只对波纹管的轴向刚度和强度进行分析。波纹管轴向刚度指的是在外载荷与该载荷作用下所引起的轴向位移的之比。
·[0013]BPK=F/UK表不于刚度，F表不于外载荷，U表不于轴向位移如果外力不变的条件下，轴向位移U越大，K越小，K值越小波纹管柔性越好。但是K值过小，波纹管可能因变形过大而失稳。如果K值过大，波纹管难以满足轴向位移补偿的要求。因此，刚度是波纹管的重要性能指标之一。波纹管的轴向刚度与波纹管的壁厚、有效直径、波高、波距、波数以及材料的弹性模量有直接关系。用本实用新型的膜片焊接的金属波纹管经测试有关工艺数据达到了国内焊接金属波纹管的先进水平。本实用新型的结构合理，使焊接金属波纹管膜片承受的应力分布均匀，实现了在保证焊接金属波纹管额定刚度的条件下，提高了柔性，在使用过程中保证了稳定的弹性，延长了使用寿命。
下面将结合附图对本实用新型作进一步的描述，图I为两片连接在一起的I吴片一侧首I]视结构不意图；图2为三片连接在一起的膜片一侧剖视结构示意图。
具体实施方式
一种改进的焊接金属波纹管膜片，如图I、图2所示，包括具有波纹曲面的圆环形膜片，膜片I的厚度为O. 128mm，膜片I外端圆面的直边段2的宽度为I. 5mm，两片连接在一起的膜片I之间的成型角为13° —15°，相邻的两片膜片直边段2之间的间距为2mm。两片连接在一起的I吴片I之间的成型角为14°。
权利要求1.一种改进的焊接金属波纹管膜片，包括具有波纹曲面的圆环形膜片，其特征是膜片(I)的厚度为O. 128mm，膜片(I)外端圆面的直边段(2)的宽度为I. 5mm，两片连接在一起的膜片(I)之间的成型角为13° —15°，相邻的两片膜片直边段(2)之间的间距为2mm。
2.根据权利要求I所述的改进的焊接金属波纹管膜片，其特征是两片连接在一起的膜片(I)之间的成型角为14°。
专利摘要本实用新型属于焊接金属波纹管膜片结构的改进，特别是一种改进的焊接金属波纹管膜片，包括具有波纹曲面的圆环形膜片，膜片的厚度为0.128mm，膜片外端圆面的直边段的宽度为1.5mm，两片连接在一起的膜片之间的成型角为13°—15°，相邻的两片膜片直边段之间的间距为2mm。本实用新型可以使焊接金属波纹管膜片承受的应力分布均匀，在保证焊接金属波纹管额定刚度的条件下，可以提高柔性，在使用过程中，保证具有稳定的弹性和较长的使用寿命。
文档编号F16J15/52GK202612660SQ20122025337
公开日2012年12月19日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者范建军, 刘龙毅, 吕星刚, 周广民, 李鹏程, 刘立进, 田永刚 申请人:新疆乌苏市北方新科有限公司