[发明专利]一种高性能密封缓冲垫

说明书

本发明属于密封垫技术领域，具体涉及一种高性能密封缓冲垫。该密封垫包括内部的金属垫圈，金属垫圈上下层叠有橡胶缓冲垫片，橡胶缓冲垫片外依次包覆支撑层、耐油防腐蚀层、耐高温层和阻燃层.其中金属垫圈由多块弧形垫片依次叠放组合而成，垫片由上层台面、下层台面以及连接两层台面的垂直连接体组成，上层台面下方设置半球状突出体，下层台面表面设置凹坑。该密封垫密封性能好，承载力高，缓冲和回弹性能突出的特点，非常适合使用在机械设备等需要承受超高的压强，且工作于高温、高湿、强腐蚀环境中。

技术领域

本发明属于密封垫技术领域，具体涉及一种高性能密封缓冲垫。

背景技术

密封垫是一种安装在机械机械设备或工程管道内部，起到密封缓冲作用的垫片，这些垫片虽然体积较小，但是其性能往往决定了整个设备能否正常工作，例如航天火箭领域中使用的全氟橡胶垫圈的性能，对整个航天器能否顺利完成任务起到了至关重要作用。密封垫的工作环境非常严苛，往往需要承受超高的压强，工作于高温、高湿、强腐蚀环境中，因此生产出来的密封垫片其各项性能指标的要求也非常高。

常规的密封垫圈的材质有丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氟胶、氯丁胶、全氟橡胶、硅胶等，这些橡胶材质的垫圈密封缓冲效果较好，但是除全氟橡胶意外，这些橡胶的机械性能较差，抗压性能和承受能力相对较差，全服橡胶的机械性能可以媲美某些金属材料，但是生产成本十分高昂，性价比较低。除了橡胶垫圈外，某些对密封性能无太高要求的机械部件中，会使用金属垫圈来发挥缓冲效果，金属垫圈机械性能好，抗压性能强，但是材料的缓冲回弹性能较差，并且在材料密封性上有非常大的弱势。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种采用复合材料加工技术生产的高性能密封缓冲垫，该垫片机械性能优秀，抗压能力强，密封性能好，并且具有优秀的耐高温、耐腐蚀性能。

本发明的技术方案是：一种高性能密封缓冲垫，所述密封垫包括内部的金属垫圈，金属垫圈上下层叠有橡胶缓冲垫片，橡胶缓冲垫片外依次包覆支撑层、耐油防腐蚀层、耐高温层和阻燃层，金属垫圈由多块弧形垫片依次叠放组合而成。

其中，所述垫片由上层台面、下层台面以及连接两层台面的垂直连接体组成，垫片侧面呈Z字形阶梯状，上层台面下方均匀设置多个半球状突出体，下层台面表面均匀设置多个凹坑，凹坑尺寸小于突出体尺寸，垫片组合成金属垫圈时，上层台面和下层台面组合体的厚度大于垂直连接体的厚度。

本发明中，采用金属作为内层垫片的结构材料，使得垫圈的机械性能得到提高，将垫圈设计成多块垫片组合的机构，使得每一块垫片之间紧密结合，而又留有较大的活动空间，在密封缓冲垫受到较大压强作用时，突出体可以与凹坑卡紧，当垫片受力较小时，突出体和凹坑的形变恢复，金属垫片回弹，垫片间相互作用力减小；因此该金属垫圈可以具有更好的缓冲性能，提高密封垫片的承压能力和回弹性能。

内层的金属垫圈用于提高机械性能，而橡胶缓冲垫片和支撑层则进一步提高了密封垫的弹性和密封效果，并且对内层的垫圈起到良好的包覆和支撑作用。除此之外耐油防腐蚀层、耐高温层和阻燃层依次排列，提高了密封缓冲垫的防护性能，增强了密封缓冲垫对高温、高湿、强腐蚀等恶劣工况的承受能力。

优选地，垫片采用一体成型技术加工制造；金属垫圈的垫片组合数为2-4个。垫片采用一体成型技术加工可以提高垫片的机械性能，在承受较高作用力时，不会发生垫片断裂的状况，能够提高垫片在恶劣工况下的使用寿命；垫圈的垫片组合数增加可以使得垫片的承压性能更好，但是垫片组合数增加提高了密封缓冲垫的生产难度，也提高了垫片部件组装的误差，降低了密封缓冲垫的产品良率；经实验验证，垫片组合数的最优数目为2-4片。

优选地，橡胶缓冲垫片由丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶复合制造而成，橡胶缓冲垫片的单片厚度为金属垫片平均厚度的三分之二；支撑层材质与橡胶缓冲垫片材质相同，支撑层厚度为0.3-0.5mm。采用复合橡胶可以在提高密封缓冲垫性能的同时，降低其生产成本。