[发明专利]一种金属环嵌式齿形复合垫片

说明书

本发明公开了一种金属环嵌式齿形复合垫片，包括环状齿形骨架以及非金属层；环状齿形骨架包括同轴依次嵌套的若干个结构相同、尺寸渐变的钢条环；环状齿形骨架沿轴向上下两侧对称设有非金属层，环状齿形骨架外侧同轴套设有多个层叠排布的外钢带围堰，环状齿形骨架内侧同轴套设有多个层叠排布的内钢带围堰，钢带围堰与环状齿形骨架连接。采用多个截面为V形的钢条环同轴依次嵌套构成环状齿形骨架，改变原有齿形骨架的成型，有利于消除金属齿形骨架焊接口安全风险，降低加工成本；通过W形钢带围堰形成保护围堰，实现对非金属层的保护，同时为复合垫片提供径向压力，增强垫片的轴向受压性能，同时也进一步提高垫片的密封性。

技术领域

本发明涉及法兰静密封技术领域，具体是指一种金属环嵌式齿形复合垫片。

背景技术

在法兰静密封技术领域，金属缠绕垫片和齿形复合垫片都是应用广泛的密封垫片，能耐高温、高压和适应超低温或真空下的条件使用。但金属缠绕垫片和齿形复合垫片都各有其局限性，存在可改进之处。

金属缠绕垫片属于薄带窄带缠绕复合叠加型结构，其抗扭、抗弯等机械性能具有明显的游离性，且差异较大，在薄弱方向就很容易破坏，尤其是大直径金属缠绕垫片的损坏率更高；在制造过程中经常出现突然散架的情况；在运输和安装时，如果受到冲击或震动过大，也可能出现损坏和散架现象，不但影响设备检修进度，还可能引起灾难性事故。金属缠绕垫片在安装条件较差时(比如法兰面轻微瑕疵)密封效果不能满足要求。

传统齿形复合垫片之金属齿形骨架不具压缩回弹性能；由于齿形复合垫片之金属齿形骨架结构之局限，石墨复合层厚度亦受限，所以，齿形复合垫片在需要较好的弹性补偿性能的场合适用受限。另外，大直径的金属齿形骨架由于钢板宽幅限制，必须由多块钢板拼焊加工，焊口存在较大安全风险。传统的金属齿形骨架加工工艺在加工大直径产品时存在设备要求高、材料成本大的问题。

因此，提供一种金属环嵌式齿形复合垫片，以解决目前存在的不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供一种金属环嵌式齿形复合垫片。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种金属环嵌式齿形复合垫片：包括环状齿形骨架以及非金属层；

所述环状齿形骨架包括同轴依次嵌套的若干个结构相同、直径尺寸渐变的钢条环；

所述环状齿形骨架沿轴向上下两侧对称设有非金属层，所述环状齿形骨架外侧同轴套设有多个层叠排布的外钢带围堰，所述环状齿形骨架内侧同轴套设有多个层叠排布的内钢带围堰，所述钢带围堰与环状齿形骨架连接。

作为改进，所述钢条环的轴截面形状为V形，所述钢条环的开口方向相同且开口方向朝外。

作为改进，所述钢带围堰的的轴截面形状为W形，所述外钢带围堰与内钢带围堰的开口方向相同。

作为改进，所述外钢带围堰外侧设有外钢环，所述内钢带围堰内侧设有内钢环。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1、采用多个截面为V形的钢条环同轴依次嵌套构成环状齿形骨架，在保证其原有性能的基础上，改变原有齿形骨架的成型，并且有利于消除金属齿形骨架焊接口安全风险，同时进一步降低加工成本；

2、通过W形钢带围堰形成环状齿形骨架径向保护围堰，实现对非金属层的保护，使非金属层免于介质的冲击，增强垫片密封安全性，同时钢带围堰的高度大于环状齿形骨架的厚度，可以使非金属层厚度增加，从而提高复合垫片的压缩性能与回弹性能，从而提高垫片的工况适应能力；

3、钢带围堰的高度大于环状齿形骨架的厚度，可以使复合的非金属层厚度增加，使垫片的表面有足够厚度的柔性层，从而更能适应法兰密封面有轻微瑕疵的情况。