[实用新型]一种波纹层叠的复合密封垫片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种密封垫片，尤其涉及一种波纹层叠的复合密封垫片。

背景技术

垫片密封是过程工业装置中压力容器、工艺设备、动力机器和连接管道等可拆卸处最主要的静密封形式。流体的密封是通过法兰和垫片间的相互紧密接触，依靠垫片的弹塑性变形，减小或堵塞泄漏通道，以增加流动阻力来实现的。垫片密封通常采用螺栓法兰连接结构，其中垫片是影响螺栓法兰密封连接性能的关键元件。随着现代科学和技术的飞速发展，过程工业装备日趋高参数、大型化，新的工艺不断涌现，特别是石化工业、原子能工业、大型电站的兴起，过程装备向着高温、高压、高真空、深冷和大型化发展，对垫片密封的要求愈来愈严格。一些传统的密封材料和结构已经不能满足系统和装备日趋严格的紧密性要求。

目前常用的复合密封垫片主要有金属缠绕垫片、金属包覆垫片、金属冲齿板柔性石墨复合垫片、柔性石墨金属波齿复合垫片。

金属缠绕垫片是由金属带和非金属带螺旋复合绕制而成的一种半金属垫片。通过W型或者V型金属圈支架增强抗压，W型或V型金属缠绕圈为焊接固定。其缺点是在冲击、压力振动下易散架，特别是大直径缠绕垫加工制造较困难，安全性能差。

金属包覆垫片是以非金属材料为芯材，切成所需要的形状，外面包覆金属薄板组成的一种复合垫片。其缺点是所需预紧比压高，密封面性能差。

金属冲齿板柔性石墨复合垫片是由冲齿的金属齿板或冲孔金属芯板与柔性石墨粒子复合压成的一种密封垫片。其缺点是就单层复合垫片而言其回弹性能差，难以适应温度压力波动的工况。

柔性石墨金属波齿复合垫片是近几年出现的一种法兰连接系统中使用的静密封原件。如图1、图2所示，它是在齿形垫片基础上发展起来。由一定几何形状的波齿状金属骨架与柔性石墨复合而成的一种复合垫片。其缺点是波齿状金属骨架需车削加工成形，受车削加工精度的局限，易发生局部厚度减薄；波齿金属骨架的齿尖易伤法兰面；在高温情况下易发生开裂；由于加工设备的局限，加工大直径垫片较困难，生产成本高。

国内外在金属垫片、复合垫片的理论及实验研究方面做了大量的工作，开发的密封材料与元件可用于一般的工况条件下，但当工作条件比较苛刻时，如在高温、高压同时承受冲击、交变载荷和热循环的工况下，常用密封元件由于材料劣化和结构松弛，常常导致密封连接失效。

实用新型内容

为了克服传统复合密封垫片在高温高压、低温且具有振动、冲击和热循环工况条件下回弹性能和密封性能差、使用寿命短的不足，本实用新型提供一种耐高温，抗腐蚀，所需要的预紧力较小，密封性能好、回弹性高且不易散架，使用寿命长的多层波纹层叠复合密封垫片及其设计制造技术。

如图3，本实用新型提供一种波纹层叠的复合密封垫片。所述的复合密封垫片主要由至少两层的波纹金属层3、在所述波纹金属层3与波纹金属层3之间的柔性石墨填充层2和包覆在所述波纹金属层3外的柔性石墨密封层1构成。所述波纹金属层3的波形为正弦波，波纹金属层3为2~4层。所述波纹金属层3的正弦波的幅值为0.5~1.2mm，波纹金属层3的波纹间距为1.0~10mm。波纹金属层3的厚度为0.2~0.6mm。所述柔性石墨填充层2为1~3层。所述柔性石墨层2的厚度为0.3~0.8mm。波纹金属层3的材料为碳钢、不锈钢、钛、蒙乃尔合金、因科镍合金。

现有技术的柔性石墨金属波齿复合垫是以机械加工成多个同心圆弧构成的波齿状金属板作为复合垫片的金属骨架，波齿状金属板的上下表面分别复合柔性石墨密封层，从而加工制成柔性石墨金属波齿复合垫。

参照附图3，本实用新型提供的波纹层叠的复合密封垫片其中波纹金属层3和柔性石墨填充层2、柔性石墨密封层1的组合方式可以分别为：波纹金属层3（二层）和柔性石墨填充层2（一层）和柔性石墨密封层1（二层）、波纹金属层3（三层）和柔性石墨填充层2（二层）和柔性石墨密封层1（二层）、波纹金属层3（四层）和柔性石墨填充层2（三层）和柔性石墨密封层1（二层）。

波纹金属为根据不同的幅值和周期的波形冲压成型，然后按上述方式进行组合，加工制成波纹层叠的复合密封垫片。