[实用新型]一种具有特殊表面结构的密封垫片

说明书

本实用新型涉及一种具有特殊表面结构的密封垫片，该表面突起结构与主体材料一起模压成型或机械加工成型，突起结构围成的形状为圆形、正三角形、正四边形、正六边形的自镶嵌正多边形中的一种，横截面呈三角形、梯形、矩形、半圆形中的一种。其中正六边形的边长根据最终成形的密封垫片的大小可以改变，以保证垫片表面形成多条闭合的突起结构。表面突起结构改善了压缩和回弹性能，将面接触改变为线接触，减少了接触面积，使垫片在初始压缩时受到更集中的压应力。本实用新型可以有效消除密封接触不充分的影响，增强密封垫片对缺陷法兰表面的适应能力，增加密封垫片压溃强度，改善了密封性能，防止发生泄漏。

技术领域

本实用新型涉及一种具有特殊表面结构的密封垫片，尤其涉及一种综合利用材料性能、突起结构来改善垫片的密封能力。

背景技术

垫片密封是在螺栓预紧载荷作用下，对法兰密封面施加压力，促使两法兰面间的垫片发生弹性变形或塑性变形，进而填塞法兰密封面上凹凸不平的微几何间隙而实现。垫片的加载变形特性是形成初始密封能力的重要条件。而一旦形成了初始密封面，在介质压力作用下，垫片的密封能力又主要取决于垫片的卸载特性，即垫片的回弹能力。螺栓法兰接头的泄漏主要有两种途径，一是接触面泄漏，失效表现为密封介质沿垫片与法兰密封面之间缝隙的界面泄漏；二是从材料内部渗漏，由于压紧力不足而在垫片内部产生渗漏通道。密封面的质量影响垫片的密封能力，尤其是当法兰密封表面不平整以及存在缺陷时，垫片对其不平整和缺陷的适应能力就显得尤其重要。提高螺栓预紧载荷可以大大减少法兰泄漏的风险，但如果垫片压紧应力过大，垫片易发生弹塑性变形引起厚度迅速减薄，也可能出现解体碎裂，从而失去回弹性能。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种具有特殊表面结构的密封垫片，以提高垫片应力，改善表面性能，从而增强其密封能力。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种具有特殊表面结构的密封垫片，其特征在于，所述的密封垫片由垫片表面的网状突起结构与垫片主体模压或机械加工而成一体，突起结构围成的形状为圆形、正三角形、正四边形、正六边形的自镶嵌正多边形中的一种，横截面呈三角形、梯形、矩形、半圆形中的一种。

所述的突起结构围成的形状优选正六边形。

所述的突起结构的横截面优选半圆形。

所述的突起结构围成的正六边形的边长长度为使得垫片表面存在多条闭合突起结构的长度。

所述的突起结构围成的正六边形的边长长度为6～10mm，突起的高度为0.3～0.8mm。

所述的突起结构围成的正六边形的边长长度优选8mm，突起的高度为0.5mm。

本实用新型提供一种具有特殊表面结构的密封垫片，该表面突起结构在密封板上围成的形状优选正六边形，横截面呈半圆形，具有较好的承载能力，可将压力分散，减少因形状突变造成的应力集中。圆形相切铺于密封板表面时，中间总有一部分不能铺满，加工麻烦，受力不均匀，容易形成泄漏通道。正三角形、正方形和正六边形是自镶嵌正多边形，能不重叠地铺满一个平面，对于这种整体成型的密封板具有较好的适用性。但是相同边长时，正六边形所使用材料少，容易将受力分散，结构稳定，简洁美观。突起结构围成的形状可以考虑正方形、三角形、圆形等，但最佳的是六边形。六边形表面突起结构改善了压缩和回弹性能，将面接触改变为线接触，减少了接触面积，使垫片在初始压缩时受到更集中的法兰应力，可以有效消除密封接触不充分的影响，从而改善了密封性能，防止发生泄漏。垫片的初始密封条件主要取决于垫片表面的塑性变形能力，表面屈服性好的垫片将更利于形成初始密封。相对于非金属平垫片，由于密封面接触面积减少，垫片应力增加，提高了垫片密封性能。垫片的变形一方面有效地填补了法兰表面的不平度，使得界面泄漏大为减少，另一方面使得垫片本身内部毛细孔被压缩，泄漏通道的截面积减小，泄漏阻力增加，从而泄漏率大大减小。