[实用新型]一种半自紧金属复合平垫及法兰

说明书

本实用新型属于法兰技术领域，特别涉及一种半自紧金属复合平垫及法兰。其技术方案为：一种半自紧金属复合平垫，作为本实用新型的优选方案，包括金属平垫环，在靠近金属平垫环内侧的区域的上、下两侧均开设梯形槽，梯形槽内填充柔性石墨，在金属平垫环的上、下表面也复合一层柔性石墨。本实用新型提供了一种半自紧金属复合平垫及具有半自紧金属复合平垫的法兰。

技术领域

本实用新型属于法兰技术领域，特别涉及一种半自紧金属复合平垫及法兰。

背景技术

垫片是法兰螺栓接头中确保接头密封性能的一个重要环节，而垫片的形式取决于法兰的密封面类型。法兰常用密封面形式通常为突面(RF)、凹凸面(MFM)、榫槽面(TG)、环连接面(RJ)。后三种密封面安装拆卸困难，凹凸面(MFM)、榫槽面(TG)主要用于不经常拆卸的尺寸较大的设备法兰或者具有真空工况的管道法兰，无自紧作用；环连接面(RJ)通常用于高压(≥CL900)管法兰，有一定的自紧作用(压力越高，密封性能越好)，但拆卸不便且尺寸受到一定的限制，标准中仅用到DN900及以下的管道，这是由于环连接面(RJ)所用的金属环垫对法兰密封环槽的圆度、光洁度及金属环垫自身的圆度、光洁度要求很高，尺寸大了之后很难达到。

而突面(RF)形式的法兰由于其安装拆卸方便，且对法兰密封面及垫片的圆度要求不高，适合各种尺寸的管法兰，是目前管法兰中应用最广泛的一种密封形式。

目前，用于突面(RF)法兰的垫片主要有非金属平垫、金属缠绕垫、齿形组合垫。非金属平垫主要用于温度和压力不高的场合，金属缠绕垫及齿形组合垫主要用于温度或者压力比较高的场合，但三种类型的垫片皆无自紧作用，密封性能随着压力升高而有所下降，这是由于在内压和螺栓载荷的共同作用下，法兰密封面会发生一定程度的偏转，导致垫片有效的密封面积减小。标准中对法兰偏转角有一定的限制，如GB/T38343-2019中对DN600及以下的法兰，偏转角限制为≤0.6°，＞DN600的法兰限制为≤1°。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种半自紧金属复合平垫及具有半自紧金属复合平垫的法兰。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种半自紧金属复合平垫，作为本实用新型的优选方案，包括金属平垫环，在靠近金属平垫环内侧的区域的上、下两侧均开设梯形槽，梯形槽内填充柔性石墨，在金属平垫环的上、下表面也复合一层柔性石墨。

本实用新型的半自紧金属复合平垫安装到法兰内后，在螺栓力及内压的共同作用下，法兰密封面以垫片压紧力作用中心为基准发生偏转，外侧压紧力增加，内侧压紧力减小，有效密封面积降低。但同时因内压的作用，梯形环槽内的柔性石墨被垫片内侧具有倾斜面的金属环挤压，发生一定程度的挤出效应，在垫片内侧形成一个有效密封区，从而增加了有效密封面积，一定程度上弥补因法兰密封面偏转造成的有效密封面积降低。压力越高，弥补作用越明显，因此具有半自紧作用。

作为本实用新型的优选方案，所述梯形槽的斜边与水平面的夹角为50°～70°。

作为本实用新型的优选方案，所述金属平垫环的厚度为7～11mm。

作为本实用新型的优选方案，所述梯形槽的槽深为2～4mm。

作为本实用新型的优选方案，所述金属平垫环的上、下表面复合一层柔性石墨的厚度为0.4～0.6mm。

一种具有半自紧金属复合平垫的法兰，包括上法兰和下法兰，上法兰和下法兰之间连接有若干螺栓，上法兰与下法兰之间夹设有半自紧金属复合平垫；所述半自紧金属复合平垫包括金属平垫环，在靠近金属平垫环内侧的区域的上、下两侧均开设梯形槽，梯形槽内填充柔性石墨，在金属平垫环的上、下表面也复合一层柔性石墨。

作为本实用新型的优选方案，所述梯形槽的斜边与水平面的夹角为50°～70°。