一种密封垫片及组合密封垫片的利记博彩app
【专利摘要】一种密封垫片，安装于两配对法兰的密封面位置，垫片本体包括由环形基体和设于环形基体的外表面的凹槽的填料层组成的呈碟形斜面密封面，环形基体为由基体单元沿周向旋转形成的封闭结构，环形基体为由单层金属体组成或者为由两层以上金属体密封连接组成，环形基体的中心孔的截面形状为等腰梯形；一种组合密封垫片，包括上述的密封垫片和设于密封垫片中间的隔膜组焊而成，隔膜的截面形状为等腰梯形。本申请的呈碟形斜面密封面的结构除了具有垫片材料本身的回弹性能外，还具有被扭转成平垫的结构要恢复原形的结构回弹性能，且结构回弹性要大于材料回弹性，从而取得更加优良的密封性能，还具有结构简单、装卸简便，更好的动态密封性能。
【专利说明】一种密封垫片及组合密封垫片
【技术领域】
[0001]本申请涉及用于石油炼制与化工、煤化工、化肥工业、及其它各种化工、空调、空冷、电力设施的承压设备(例如:锅炉、压力容器、换热器、压力管道、储气瓶等)开口连接的密封技术，特别适用于高温高压工况的隔膜密封结构中的一种密封垫片及组合密封垫片。
【背景技术】
[0002]现有的承压设备开口连接的密封垫片中，环形平垫是应用最为广泛的一种，其结构种类也很多，包括有橡胶垫、石棉垫、金属平垫、铁包垫、缠绕垫、波齿石墨复合垫等结构。
[0003]现有对焊法兰环形平垫密封副技术中典型的结构如图1所示，每个法兰一般是由法兰盘11、安装螺栓螺母紧固件的螺栓孔12、颈部13、与承压壳体对接的端部坡口 14、环形平垫15和圆环形平面的密封面16组成。螺栓穿过上下两个法兰的螺栓孔12，螺栓端部上紧螺母，使两个法兰的密封面16相互靠近，压紧环形垫片15，使法兰内部压力P的介质无法从虚线箭头方向通过环形垫片及其与法兰之间的密封面流窜到法兰外部。
[0004]该类传统结构普遍存在的实际问题是，当使法兰内部介质的压力P、温度T升高或波动时，较高的压力在法兰的两端产生实线箭头所示的拉力F，较高的温度使螺栓受热膨胀伸长，密封系统松弛，环形垫片15没有足够的回弹继续保持与法兰密封面16的紧密贴合，高温高压介质通过密封面流窜到法兰外部，引发爆炸燃烧事故。由此可见，承压设备开口连接的密封技术成为整台设备的关键。
[0005]从技术层面分析，法兰内部介质泄漏的根本原因是:在密封系统松弛后，环形垫片15没有足够的回弹继续保持与法兰密封面的紧密贴合。因此，研发一种结构简单、密封可靠性和性能好、装卸效率高的垫片，在工程【技术领域】具有极为深远和重大的意义。
【发明内容】
[0006]本申请的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能够提高组装质量和装卸效率，且结构简单、密封可靠性和密封性能好的斜面密封垫片。
[0007]本申请的目的通过以下技术方案实现:
[0008]提供一种密封垫片，安装于两配对法兰的密封面位置，包括垫片本体，其中:所述垫片本体为由环形基体和设置于所述环形基体的外表面的凹槽的填料层组成的呈碟形斜面密封面的垫片本体，所述环形基体为由基体单元沿周向旋转形成的封闭结构，所述环形基体为由单层金属体组成或者为由两层以上金属体密封连接组成，所述环形基体的中心孔的截面形状为等腰梯形。
[0009]其中:所述碟形斜面密封面的形状包括圆锥形斜面、凸弧形斜面和凹弧形斜面。
[0010]其中:所述基体单元的形状为梯形、矩形和三角形中的任一种。
[0011]其中:所述环形基体的凹槽为齿条形凹槽、弧线形凹槽、矩形凹槽和波纹线形凹槽中的任一种凹槽或者任几种凹槽的组合。
[0012]其中:所述环形基体的上端沿和下端沿均倒圆角设置。
[0013]其中:所述两层以上金属体间相邻的两层金属体在其一端沿通过焊接密封连接，其另一端沿呈开口结构。
[0014]其中:所述两层以上金属体间各层金属体的厚度相同设置或者不相同设置。
[0015]其中:所述填料层为石墨层、橡胶层、塑料层和粘胶层中的任一种填料层或者任几种填料层的组合。
[0016]还提供一种组合密封垫片，包括密封垫片和设置于所述密封垫片中间的隔膜组焊而成，所述密封垫片为上述所述的密封垫片，所述隔膜的截面形状为等腰梯形。
[0017]本申请的有益效果:本申请的密封垫片的密封面被压紧后能反作用施加给法兰密封面一种贴紧力，在力学行为上表现为回弹性能的提高，从而取得优良的密封性能。密封系统松弛后，密封垫片有足够的回弹继续保持与法兰密封面的紧密贴合。根据本申请的密封技术原理，该密封垫片可用于平焊法兰、对焊法兰、长颈法兰、宽面法兰、窄面法兰、反向法兰和圆筒形端部、圆锥形端部、凸缘、换热器管箱、换热器管板、盲盖板等结构。与现有技术相比，本申请的强制密封性能更好，同时还具有结构简单、装卸简便、有利于密封，比其他结构更适用于大型结构在高温高压及其波动工况下的动态密封。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]利用附图对本申请作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本申请的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0019]图1是现有传统技术中的环形平垫安装于配对法兰密封面的结构示意图。
[0020]图2是本申请的实施例1中的一种密封垫片的整体对称剖面结构示意图。
[0021]图3是本申请的实施例1中的一种密封垫片开始被法兰密封面压紧的局部结构示意图。
[0022]图4是本申请的实施例1中的一种密封垫片被法兰密封面压平后的局部结构示意图。
[0023]图5是本申请的实施例1中的一种密封垫片的其一局部结构示意图。
[0024]图6是本申请的实施例1中的一种密封垫片的其一局部结构示意图。
[0025]图7是本申请的实施例1中的一种密封垫片的其一局部结构示意图。
[0026]图8是本申请的实施例1中的一种密封垫片的其一局部结构示意图。
[0027]图9是本申请的实施例2中的一种组合密封垫片的局部结构示意图。
[0028]在图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9中包括有:
[0029]11——法兰盘、12——螺栓孔、13——颈部、14——端部坡口、15——环形平垫、16-圆环形平面的密封面；
[0030]2——垫片本体、21——环形基体、211——金属体、22——凹槽、
[0031]3-填料层、
[0032]4-密封焊缝、
[0033]5——碟形斜面密封面、
[0034]6——隔膜、
[0035]P—承压设备内介质的压力，F—压力介质作用在法兰端部的力，Q—法兰密封面施加给密封垫片的力，M——密封垫片恢复原形的弹性扭矩，r——圆滑过渡的转角半径。
【具体实施方式】
[0036]结合以下实施例对本申请作进一步详细描述。需要说明的是图3、图4、图5、图6、图7和图8中的双点划线代表法兰密封面。
[0037]实施例1
[0038]本申请的一种密封垫片的【具体实施方式】，安装于两配对法兰的密封面位置，密封垫片整体对称剖面结构示意参见图2所示，包括垫片本体2，本申请的改进之处在于，所述垫片本体2为由环形基体21和设置于所述环形基体21的外表面的凹槽22的填料层3组成的呈碟形斜面密封面5的垫片本体2，所述环形基体21为由基体单元沿周向旋转形成的封闭结构，所述环形基体21为由单层金属体211组成或者为由两层以上金属体211密封连接组成，所述环形基体21的中心孔的截面形状为等腰梯形。
[0039]图2中心线的左侧是法兰密封面刚接触密封垫片时的示意图，其局部结构参考图3，图2中心线的右侧是法兰密封面压紧密封垫片成为平垫后的示意图，其局部结构参考图
4。如图4和图5所示，当法兰密封面与密封垫片接触后，进一步的配合将施加给密封垫片一个力对Q，这两个压力方向相反且不同轴线，在垫片内转为扭转力，使密封垫片产生扭转变形，形成扭矩作用M，直到密封垫片与法兰密封面紧密贴合。当密封系统松弛后，密封垫片具有的反扭变形、恢复原形的趋势，要恢复原来的呈碟形斜面的结构，从而表现出更高的回弹性，继续保持与法兰密封面的紧密贴合，始终形成有效的密封。图1所示现有传统技术中的对焊法兰密封副中的环形垫片15是呈平面的密封面。这种传统的平面密封垫在密封系统松弛后，只有垫片材料本身的回弹性能，弹性有限，而本申请的呈碟形斜面密封面5的结构除了具有垫片材料本身的回弹性能外，还具有被扭转成平垫的结构要恢复原形的结构回弹性能，且结构回弹性要大于材料回弹性，从而取得更加优良的密封性能。
[0040]与现有技术相比，本申请的密封垫片具有结构简单、装卸简便，比其他结构更适用于大型结构在高温高压及其波动工况下的动态密封。
[0041]具体的:所述碟形斜面密封面5的形状包括圆锥形斜面、凸弧形斜面和凹弧形斜面。只要密封垫片的密封面是碟形斜面的，而其本体结构形状则是多种多样的，关键是这些密封面能受压扭转变形。在同一碟形斜面的倾角下，密封垫片越高，其被压平后的扭转变形就越大，进而反作用于法兰密封面的贴紧力也越大，但是也有限度，密封垫片受扭产生的应力不能超出垫片材料的许可应力，以免密封屈服后产生塑性变形，无法回弹。
[0042]具体的:所述基体单元的形状为梯形、矩形和三角形中的任一种。优选，梯形中的直角梯形、矩形中的正方形以及三角形中的直角三角形，其结构更有利于密封垫片的回弹，通过结构的回弹性要大于材料本身的回弹性。
[0043]具体的:所述环形基体21的凹槽22为齿条形凹槽22、弧线形凹槽22和波纹线形凹槽22中的任一种凹槽22或者任几种凹槽22的组合。参考图7所示，环形基体21的外表面设置有矩形凹槽22，在环形基体21的内外斜面上涂抹上一层填料，视填料的具体成分，还需压紧填料，使其完全填满环形基体21表面的凹槽22内，并尽量消除里面的空隙。参考图8所示，环形基体21的外表面设置有环形弧线凹槽22，环形弧线凹槽22内填充填料层3，密封面上分布有一圈圈的纹路线，机加工密封面中通俗称为水线，在这些纹路上涂抹填料，可增大两者的贴合面，提高贴紧度。
[0044]具体的:参考图2所示的圆角半径r，在所述环形基体21的上端沿和下端沿均倒圆角设置。倒圆角的结构使本密封垫片在被法兰密封面压紧的过程中容易滑动，有利于变形和回弹，进一步提升其结构本身的回弹性。
[0045]具体的:所述两层以上金属体211间相邻的两层金属体211在其一端沿通过焊接密封连接，其另一端沿呈开口结构。参见图5所述的环形基体21，其由两层金属体211组成，两层金属体211之间通过外缘的密封焊缝4相连，两层金属体211之间的内缘没有密封焊缝4，而是开口的结构，密封焊缝4应焊透，经过渗透检测合格，没有气孔和裂纹等影响密封性的缺陷；或者，如果两层金属体211之间通过内缘的密封焊缝4相连，则两层金属体211之间的外缘就无需再密封焊缝4，而应该是开口的结构。参见图6所述的环形基体21，其由三层金属体211组成，第一层和第二层之间通过外缘的密封焊缝4相连，而第一层和第二层之间的内缘没有密封焊缝4，而是开口的结构，第二层和第三层之间则通过内缘的密封焊缝相连，而第二层和第三层之间的外缘没有密封焊缝，而是开口的结构。上述两层以上金属体211间各层金属体211的厚度相同设置或者不相同设置。
[0046]具体的:所述填料层3为石墨层、橡胶层、塑料层和粘胶层中的任一种填料层3或者任几种填料层3的组合。
[0047]本申请中的密封垫片可由传统的环形平垫进一步加工而得，对于小直径的密封垫片可由专用模具冲压加工，对于较大直径的密封垫片可由专用工装滚压加工而成。但是，力口工中用力要均衡，注意控制加工减薄量，必要时还要通过热处理消除加工残余应力，或恢复基体材料的力学性能。
[0048]本申请的密封垫片应用于法兰里边，其中一侧与介质接触，解决的是大型结构在高温高压及其波动工况下的动态密封问题，不同于只用在法兰外表面的法兰盘上、与大气接触，需要穿进螺栓中、由螺母把它压紧到法兰盘上，去解决螺栓伸长后的密封松弛问题。
[0049]实施例2
[0050]本申请的一种组合密封垫片的【具体实施方式】，参考图9所示，包括密封垫片和设置于所述密封垫片中间的隔膜6组焊而成，所述密封垫片为上述实施例1中的密封垫片，所述隔膜6的截面形状为等腰梯形，与环形基体21的截面形状为等腰梯形中心孔相匹配焊接。带隔膜6的密封垫片更加适合大型结构在高温高压及其波动工况下的动态密封。密封垫片的技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。
[0051]本申请的组合密封垫片的呈碟形斜面密封面5及中心平面组合的密封面被压紧后能反作用施加给法兰密封面一种贴紧力，在力学行为上表现为回弹性能的提高，从而取得优良的密封性能。密封系统松弛后，密封垫片有足够的回弹继续保持与法兰密封面的紧密贴合。根据本申请的密封技术原理。与现有技术相比，本申请的强制密封性能更好，同时还具有结构简单、装卸简便、有利于密封，比其他结构更适用于大型结构在高温高压及其波动工况下的带隔膜6密封的动态密封。
[0052]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。
【权利要求】
1.一种密封垫片，安装于两配对法兰的密封面位置，包括垫片本体，其特征在于:所述垫片本体为由环形基体和设置于所述环形基体的外表面的凹槽的填料层组成的呈碟形斜面密封面的垫片本体，所述环形基体为由基体单元沿周向旋转形成的封闭结构，所述环形基体为由单层金属体组成或者为由两层以上金属体密封连接组成，所述环形基体的中心孔的截面形状为等腰梯形。
2.根据权利要求1所述的一种密封垫片，其特征在于:所述碟形斜面密封面的形状包括圆锥形斜面、凸弧形斜面和凹弧形斜面。
3.根据权利要求1所述的一种密封垫片，其特征在于:所述基体单元的形状为梯形、矩形和三角形中的任一种。
4.根据权利要求1所述的一种密封垫片，其特征在于:所述环形基体的凹槽为齿条形凹槽、弧线形凹槽、矩形凹槽和波纹线形凹槽中的任一种凹槽或者任几种凹槽的组合。
5.根据权利要求1所述的一种密封垫片，其特征在于:所述环形基体的上端沿和下端沿均倒圆角设置。
6.根据权利要求1所述的一种密封垫片，其特征在于:所述两层以上金属体间相邻的两层金属体在其一端沿通过焊接密封连接，其另一端沿呈开口结构。
7.根据权利要求1所述的一种密封垫片，其特征在于:所述两层以上金属体间各层金属体的厚度相同设置或者不相同设置。
8.根据权利要求1所述的一种密封垫片，其特征在于:所述填料层为石墨层、橡胶层、塑料层和粘胶层中的任一种填料层或者任几种填料层的组合。
9.一种组合密封垫片，其特征在于:包括密封垫片和设置于所述密封垫片中间的隔膜组焊而成，所述密封垫片为权利要求1至8中任一项所述的密封垫片，所述隔膜的截面形状为等腰梯形。
【文档编号】F16J15/12GK204025679SQ201420437494
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】陈孙艺, 章兰珠 申请人:茂名重力石化机械制造有限公司