專利名稱：密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別是用于扁平法蘭連接的密封裝置，由一個(gè)環(huán)形的金屬主體和兩側(cè)存在的優(yōu)選石墨或者PTFE的軟材料覆蓋層或者其他軟材料覆蓋層組成，其中，主體可以在內(nèi)部和/或者在外部具有徑向環(huán)繞的環(huán)形齒，它們?cè)谘b入狀態(tài)下可以產(chǎn)生逐點(diǎn)的、金屬的接觸并具有彈簧特性，其這樣選擇，使得在從法蘭中拆卸密封件后使齒高可以重新松弛到如裝入前的狀態(tài)下并因此重新獲得幾乎原始的齒高。
背景技術(shù)：
這種類型的密封裝置在EP1062442中有所介紹并在此期間的實(shí)踐中證明非常有效。此外，多年來(lái)公知所謂的波形環(huán)密封件，其中在波形金屬主體的兩面上存在軟材料覆蓋層，其中，這種軟材料覆蓋層在裝入法蘭間隙內(nèi)時(shí)部分被壓入波形件內(nèi)。通過(guò)所要求的高壓緊力，主體的波形件不可逆地彼此分離并與此同時(shí)可以在很大程度上壓平。波形環(huán)密封件的其他主要缺點(diǎn)是排氣安全性較差，法蘭連接在受到壓力和溫度波動(dòng)的負(fù)荷情況下密封性越來(lái)越差和裝入之前大于2_的相當(dāng)大的裝入厚度。這種很高的裝入厚度在裝入時(shí)需要很大的法蘭間隙并經(jīng)常導(dǎo)致甚至在裝入時(shí)已經(jīng)損壞軟材料覆蓋層。但波形環(huán)密封件的一個(gè)主要缺點(diǎn)特別是在壓緊時(shí)密封件的不可逆徑向延伸，其中波形主體會(huì)不可逆地扁平伸長(zhǎng)。波形環(huán)密封件因此在實(shí)踐中并不特別可靠，特別是在高負(fù)荷和對(duì)持久密封性的高要求情況下。在依據(jù)EP1062442的密封裝置中，被軟材料覆蓋層覆蓋的區(qū)域扁平構(gòu)成。因此金屬主體在該區(qū)域內(nèi)不出現(xiàn)不可逆的變形。軟材料覆蓋層在擰緊法蘭螺栓時(shí)幾乎最大程度壓縮并這樣確定尺寸，使具有彈簧特性的環(huán)形齒的尖部與法蘭表面產(chǎn)生金屬接觸。金屬主體及其環(huán)形齒因此沒(méi)有不可逆地變形。這些特點(diǎn)使通過(guò)壓力和溫度波動(dòng)的負(fù)荷被彈性接收并由此形成持久的高密封性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，對(duì)持久的密封性做進(jìn)一步改進(jìn)。該目的依據(jù)本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求1、3或5的特征得以實(shí)現(xiàn)。在由其改進(jìn)密封性的依據(jù)本發(fā)明的密封裝置的第一優(yōu)選實(shí)施方式中，該密封裝置具有環(huán)形的金屬主體。主體兩側(cè)利用軟材料覆蓋層覆蓋，其中，軟材料覆蓋層特別是具有石墨和/或者PTFE的覆蓋層。主體此外具有多個(gè)徑向環(huán)繞的環(huán)形齒。在裝入狀態(tài)下，至少一個(gè)環(huán)形齒在環(huán)形齒與密封面之間產(chǎn)生線形的、金屬的接觸。依據(jù)本發(fā)明，金屬主體具有小于
O.5mm的厚度，特別是小于O. 49mm的厚度和特別優(yōu)選小于O. 3mm的厚度。出乎意料的是，盡管金屬主體的厚度很小，但仍可以使其變形并通過(guò)變形產(chǎn)生環(huán)形齒。盡管材料厚度很小和材料在變形時(shí)出現(xiàn)流動(dòng)，但由于結(jié)構(gòu)出乎意料的是沒(méi)有出現(xiàn)裂紋形成。環(huán)形齒依據(jù)本發(fā)明一方面具有的功能是，至少在環(huán)形齒之一與密封面之間確保金屬接觸。此外，環(huán)形齒用于提高金屬主體的剛性。只有通過(guò)依據(jù)本發(fā)明具有徑向環(huán)繞的環(huán)形齒，才能夠具有特別是由薄金屬板制造的這樣薄的主體。優(yōu)選主體在軟材料覆蓋層的區(qū)域內(nèi)也具有至少一個(gè)環(huán)形齒。在本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中主要出發(fā)點(diǎn)在于，主體在由軟材料覆蓋層覆蓋的區(qū)域具有至少一個(gè)角形的環(huán)形齒。在這種實(shí)施方式中，不一定非得需要但優(yōu)選在未被覆蓋的區(qū)域內(nèi)也具有至少一個(gè)環(huán)繞的環(huán)形齒，其在裝入狀態(tài)下可以產(chǎn)生線形的、金屬的接觸。該目的依據(jù)本發(fā)明在一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中由此得以實(shí)現(xiàn)，即主體被軟材料覆蓋層覆蓋的區(qū)域具有至少一個(gè)角形的環(huán)形齒。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，軟材料覆蓋層的區(qū)域內(nèi)所具有的環(huán)形齒至少可部分塑性變形，其中，變形在將密封裝置裝入法蘭連接內(nèi)時(shí)進(jìn)行。至少一個(gè)環(huán)形齒的形狀、金屬主體的厚度以及所使用的合金依據(jù)本發(fā)明因此這樣選擇，使得取決于裝入時(shí)出現(xiàn)的力，所述至少一個(gè)環(huán)形齒至少部分塑性變形。特別是依據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選主體由優(yōu)質(zhì)鋼制造。出現(xiàn)的力在這種情況下取決于法蘭連接的類型、規(guī)格和/或者應(yīng)用領(lǐng)域。由于齒優(yōu)選僅部分產(chǎn)生塑性變形，從而保留殘余彈性，在裝入狀態(tài)下通過(guò)齒尖在密封件的橫截面上的壓力分布中產(chǎn)生壓力峰值。因此提高齒尖相應(yīng)線形區(qū)域內(nèi)的密封性。這樣改進(jìn)了依據(jù)本發(fā)明的密封裝置的密封性。在這種情況下，特別優(yōu)選設(shè)置在密封件覆蓋層區(qū)域內(nèi)的環(huán)形齒的塑性變形這樣進(jìn)行，使齒具有50 - 100%、優(yōu)選75 - 100%的彈簧特性。對(duì)此是指相應(yīng)的環(huán)形齒在重新從法蘭連接中拆卸后，達(dá)到原始高度，也就是第一次裝入之前的高度的50-100%。在原始齒高為O. 5mm時(shí),齒在拆卸后重新具有O. 25-0. 5mm的齒高。優(yōu)選,只要存在這種未被軟材料覆蓋層覆蓋的環(huán)形齒,其拆卸后就回彈75-100%。優(yōu)選在金屬主體的每個(gè)面上在軟材料覆蓋層的區(qū)域內(nèi)具有各自一個(gè)環(huán)形齒。在這種情況下這是環(huán)形齒，從而確保環(huán)繞整個(gè)法蘭完全密封。設(shè)置在金屬主體兩面上的環(huán)形齒優(yōu)選彼此相對(duì)，從而接觸線上產(chǎn)生的力相互對(duì)準(zhǔn)和側(cè)面上不會(huì)彼此偏移。在表明獨(dú)創(chuàng)性發(fā)明的另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，至少一個(gè)環(huán)形齒在軟材料覆蓋層的區(qū)域內(nèi)這樣構(gòu)成，使環(huán)形齒在拆卸后基本上重新回彈到原始狀態(tài)。其中的特征因此在于彈性的特性，其中，可以接受較小的塑性變形。這種環(huán)形齒的主要優(yōu)點(diǎn)同樣在于，齒尖的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生壓力峰值。由此密封裝置的密封性得到明顯改善。這種實(shí)施方式優(yōu)選具有多個(gè)設(shè)置在軟材料覆蓋層區(qū)域內(nèi)的環(huán)形齒，其中，優(yōu)選在金屬主體的每個(gè)面上設(shè)置至少一個(gè)這種環(huán)形齒。依據(jù)本發(fā)明因此它不再是傳統(tǒng)的波形環(huán)密封件，而是一種新型的密封裝置，其也可以稱為角形環(huán)密封件。下面詳細(xì)介紹的特別優(yōu)選的改進(jìn)實(shí)施方式涉及兩種彼此獨(dú)立的實(shí)施方式。這種新型的密封裝置優(yōu)選在第一次裝入之前的原始狀態(tài)下僅具有小于2. 2mm、特別是小于1. 7_的厚度。它們因此在法蘭間隙的小寬度情況下也可以輕易和不損傷軟材料
覆蓋層地裝入。無(wú)軟材料覆蓋層的金屬主體優(yōu)選跨過(guò)金屬尖部測(cè)量?jī)H具有小于1. 2mm、優(yōu)選0.4-0. 8mm 的厚度。環(huán)形齒的高度在被軟材料覆蓋層覆蓋的區(qū)域內(nèi)以及在沒(méi)有被軟材料覆蓋層覆蓋的區(qū)域內(nèi)可以不同。這一點(diǎn)例如取決于所使用的軟材料覆蓋層的類型和密封裝置的應(yīng)用領(lǐng)域。特別是如果一個(gè)或者多個(gè)內(nèi)置和/或者外置環(huán)形齒的金屬接觸對(duì)密封性具有重要意義，那么這些環(huán)形齒可以具有比軟材料覆蓋層的區(qū)域內(nèi)所具有的環(huán)形齒更大的高度。特別是徑向設(shè)置在軟材料覆蓋層外部的環(huán)形齒優(yōu)選具有小于被軟材料覆蓋層覆蓋的環(huán)形齒的高度。由此確保在軟材料覆蓋層的區(qū)域內(nèi)保證足夠的表面壓力。此外，由此確保軟材料覆蓋層的足夠壓縮。特別優(yōu)選至少一個(gè)在徑向上設(shè)置在軟材料覆蓋層外部和/或者內(nèi)部的環(huán)形齒具有至少與軟材料覆蓋層相同的高度。設(shè)置在軟材料覆蓋層內(nèi)部和/或者外部的其余環(huán)形齒然后具有較小的高度。由此保證密封的金屬接觸。特別是至少一個(gè)既設(shè)置在軟材料覆蓋層的外部，也設(shè)置在軟材料覆蓋層的內(nèi)部具有至少相同高度的環(huán)形齒確保封裝軟材料覆蓋層。由此既避免軟材料覆蓋層排氣，也避免密封材料侵入輸送的介質(zhì)內(nèi)。需要時(shí)徑向設(shè)置在軟材料覆蓋層內(nèi)部或者外部的環(huán)形齒為改變彈簧特性也可以具有大于所述至少一個(gè)設(shè)置在軟材料覆蓋層區(qū)域內(nèi)的環(huán)形齒的角度。需要時(shí)具有更大鈍角的環(huán)形齒可以附加具有更小的高度。但不言而喻主體仍必須這樣厚，使其足夠穩(wěn)定地容納壓縮的軟材料覆蓋層并具有彈簧特性。金屬主體因此優(yōu)選由金屬板組成，其厚度至少為O. 05mm，但小于O. 49mm，特別是小于0.45_。特別優(yōu)選板厚度約O. 1_。角形的環(huán)形齒因此優(yōu)選由盡可能耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)鋼制造，其利用相應(yīng)構(gòu)成的工具這樣持續(xù)變形，使內(nèi)部形成近乎尖角和外部形成稍微倒圓的棱邊。在此方面應(yīng)制造盡可能人字齒形的主體并依據(jù)本發(fā)明使用，它們?cè)诒卉洸牧细采w層覆蓋的區(qū)域內(nèi)跨過(guò)金屬尖部測(cè)量，具有小于可能存在的無(wú)覆蓋環(huán)形齒的厚度。采用無(wú)覆蓋環(huán)形齒的實(shí)施方式在裝入狀態(tài)下可以產(chǎn)生已經(jīng)由EP1062442公開(kāi)的具有彈簧特性的金屬接觸。在這些實(shí)施方式中，軟材料覆蓋層也被幾乎最大程度壓縮。為將優(yōu)選密封裝置的厚度在第一次裝入法蘭間隙之前保持在2mm以下或甚至
1.7mm以下,優(yōu)選使用石墨覆蓋層,其在裝入之前在約O. 7kg/m3或1. Okg/m3的密度下具有大于O. 5mm的厚度以及在約1. Okg/m3的密度下具有O. 25-0. 5mm的厚度。在此方面需要注意的是，軟材料覆蓋層在裝入狀態(tài)下足夠充滿環(huán)形齒之間的間隙并與此同時(shí)既跨過(guò)齒尖，也跨過(guò)凹處幾乎最大程度被壓縮。在這種情況下，軟材料覆蓋層，特別是如果它是石墨覆蓋層的話，壓縮至少40%，優(yōu)選至少45%和特別優(yōu)選至少50%。石墨覆蓋層也可以在制造角形環(huán)密封件時(shí)就已經(jīng)借助專用工具兩面壓入環(huán)形齒內(nèi)。石墨覆蓋層然后無(wú)論是在內(nèi)徑上還是在外徑上，均仍略大于環(huán)形齒。通過(guò)石墨覆蓋層的兩面重疊使固定變得容易并通過(guò)薄的主體減少損傷的危險(xiǎn)。軟材料覆蓋層優(yōu)選通過(guò)粘接固定。但也可以通過(guò)無(wú)膠粘劑的方法進(jìn)行。每?jī)蓚€(gè)環(huán)形齒之間的距離優(yōu)選小于4mm并可以一直減小到O. 5mm的距離。未被軟材料覆蓋層覆蓋的區(qū)域可以具有1- 100個(gè)環(huán)形齒。主體總計(jì)具有至少3個(gè)并僅在例外的情況下總計(jì)具有140個(gè)環(huán)形齒。密封裝置的特別優(yōu)選的實(shí)施方式，主體因此由O.1 - O. 49mm、優(yōu)選O.1 - O. 3mm厚的金屬板組成，其以O(shè). 5 - 4mm的間距、優(yōu)選以1-2. 8mm的間距,特別優(yōu)選具有l(wèi)_2mm的鋸齒，它們跨過(guò)尖部測(cè)量，具有O. 4-0. 8mm的高度并利用原始厚度O. 25-1. Omm的軟材料覆蓋層覆蓋。使用的金屬板越薄，環(huán)形齒彼此間的距離就可以選擇得越小。軟材料覆蓋層然后也可以相應(yīng)薄地選擇。但重要的是，軟材料覆蓋層在裝入后最佳壓縮并因此完全充滿環(huán)形齒之間的空間。這樣可以使用一種特別優(yōu)選的主體，其例如板厚度在O. 5mm以下，優(yōu)選為
O.1-0. 3mm，跨過(guò)尖部測(cè)量高度在1. 35mm以下和齒的間距在3mm以下時(shí)利用石墨覆蓋層覆蓋，石墨覆蓋層在O. 7kg/m3的密度下具有Imm的厚度以及在1. Okg/m3的密度下具有O. 5mm的厚度。在此另一方面，內(nèi)部和/或者外部也可以存在未被覆蓋的環(huán)形齒，它們?cè)谘b入狀態(tài)下產(chǎn)生金屬接觸并同樣具有彈簧特性。角形環(huán)密封件依據(jù)本發(fā)明的這些實(shí)施方式強(qiáng)化和改進(jìn)了具有持久彈簧特性的密封并考慮到迄今為止所公開(kāi)的所有密封裝置。這種結(jié)果未曾預(yù)料，因?yàn)檫@些實(shí)施方式雖然象波形環(huán)密封件那樣在擰緊法蘭螺栓時(shí)扁平伸長(zhǎng)并因此在其尺寸上特別是徑向加大。但尺寸的變化在依據(jù)本發(fā)明的角形環(huán)密封件上是可逆的。彈簧特性因此特別是在更強(qiáng)的壓力和溫度負(fù)荷下形成持久更佳的密封。被覆蓋區(qū)域內(nèi)尺寸的變化依據(jù)本發(fā)明可逆并甚至可以被優(yōu)選存在的無(wú)覆蓋的環(huán)形齒接收并返回到被覆蓋的區(qū)域內(nèi)。環(huán)形齒優(yōu)選具有倒圓的尖部。尖部特別是具有彡1mm、優(yōu)選彡O. 75mm和特別優(yōu)選> O. 5mm的半徑。環(huán)形齒的內(nèi)部區(qū)域,也就是與倒圓的尖部相對(duì)的區(qū)域也優(yōu)選倒圓。倒圓優(yōu)選具有彡O. 75mm、特別是彡O. 5mm和特別優(yōu)選彡O. 25mm的半徑。通過(guò)外部和/或者內(nèi)部區(qū)域內(nèi)尖部的倒圓，在主體為產(chǎn)生環(huán)形齒變形時(shí)，可以避免特別是由薄金屬板制造的主體斷裂。在一種特別優(yōu)選的改進(jìn)實(shí)施方式中，環(huán)形齒的最內(nèi)部，也就是最小直徑的環(huán)形齒優(yōu)選這樣構(gòu)成，使對(duì)著內(nèi)部的齒面，也就是密封件的內(nèi)部自由端與環(huán)形齒的其他齒面相關(guān)具有該齒面至少40%的長(zhǎng)度。該齒面優(yōu)選與法蘭的縱向相關(guān)或與密封件平面的垂直線相關(guān)具有30-70°、特別是約45°的角度。由此保證環(huán)形齒與法蘭緊密接觸。通過(guò)內(nèi)置齒面的長(zhǎng)度，由于通過(guò)法蘭流動(dòng)的介質(zhì)的介質(zhì)壓力，將齒尖壓緊在法蘭上。因此進(jìn)一步改善密封性。在ANSI B16. 5法蘭的密封寬度中，石墨覆蓋層優(yōu)選在取決于管直徑的情況下，每個(gè)面上具有的寬度小于I英寸時(shí)每個(gè)面19mm2英寸時(shí)每個(gè)面16mm3英寸時(shí)每個(gè)面19mm4英寸時(shí)每個(gè)面21mm6英寸時(shí)每個(gè)面24mm8和10英寸時(shí)每個(gè)面25_12和14英寸時(shí)每個(gè)面28_16英寸時(shí)每個(gè)面32mm18和24英寸時(shí)每個(gè)面39_。此外， 同樣為DIN法蘭優(yōu)選密封覆蓋層DN25 中小于 IlmmDN40和5O中小于13臟DN80 中小于 15mm
DN 100/150 中小于 17mmDN200 - DN300 中小于 19mmDN400 - DN500 中小于 26mmDN600 中小于 27mm,以便在較小的石墨條情況下通過(guò)螺栓制造廠家所提供的螺栓的相同緊固力矩下，在沖壓的密封件情況下取得更高的表面壓力，從而達(dá)到更高的密封性。


下面借助示意性附圖對(duì)依據(jù)本發(fā)明的角形環(huán)密封件的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在這些附圖中分別意味著I金屬主體；

2軟材料覆蓋層；3無(wú)覆蓋的環(huán)形齒；4無(wú)覆蓋的環(huán)形齒；5被軟材料覆蓋層覆蓋的環(huán)形齒；6部分法蘭；7部分法蘭螺栓；8尖角；9倒圓棱邊；10內(nèi)置齒面；11外置齒面；12定心環(huán)；L齒面長(zhǎng)度；L’齒面長(zhǎng)度。
具體實(shí)施例方式附圖中所示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是簡(jiǎn)化視圖。在此方面，未示出或僅勾畫出旋轉(zhuǎn)對(duì)稱密封件的連續(xù)可見(jiàn)棱邊，以保證良好的概覽性。在所有附圖中，左側(cè)上始終是法蘭連接的內(nèi)側(cè)或密封裝置的內(nèi)側(cè)。因此在全部附圖中，輸送介質(zhì)的管處于左側(cè)。圖11和12示出密封件裝入法蘭內(nèi)。圖1示出一種實(shí)施方式，其中幾個(gè)環(huán)形齒3、4向內(nèi)未被軟材料覆蓋層覆蓋。這些無(wú)覆蓋的環(huán)形齒跨過(guò)齒尖測(cè)量，大于被覆蓋的環(huán)形齒5并使金屬密封件具有彈簧特性。內(nèi)置環(huán)形齒3具有長(zhǎng)度為L(zhǎng)的自由齒面10。長(zhǎng)度L小于內(nèi)部環(huán)形齒3其他相應(yīng)進(jìn)一步外置的齒面的長(zhǎng)度L’。特別是齒面10具有外置齒面長(zhǎng)度L’的40-60%的長(zhǎng)度L。由此保證內(nèi)置環(huán)形齒3的尖部與法蘭金屬接觸。齒面10具有其他齒面相應(yīng)的角度，從而內(nèi)置環(huán)形齒3基本上具有與其他環(huán)形齒3相同的角度。圖2示出一種等效的實(shí)施方式，其中無(wú)覆蓋的較大環(huán)形齒3、4不是內(nèi)部對(duì)著介質(zhì)，而是處于外置區(qū)域內(nèi)并可與法蘭螺栓7 (圖11、12)接觸。
圖3示出一種與圖2類似的實(shí)施方式，但其中所有無(wú)覆蓋和被覆蓋的環(huán)形齒3、4、5跨過(guò)齒尖測(cè)量，均具有相同的高度和石墨2在內(nèi)部密封。軟材料覆蓋層2也可以延伸經(jīng)過(guò)外部的環(huán)形齒3、4。圖4示出一種角形環(huán)密封件，其中所有環(huán)形齒5均具有相同的高度并被軟材料覆
蓋層2整體覆蓋。圖5示出一種角形環(huán)密封件，其中內(nèi)部及外部均存在無(wú)覆蓋的環(huán)形齒3、4和僅中間區(qū)域被軟材料覆蓋層2覆蓋。圖6示出一種與圖5類似的實(shí)施方式，但其中被覆蓋的環(huán)形齒5跨過(guò)尖部測(cè)量，具有略小于內(nèi)部和外部區(qū)域內(nèi)無(wú)覆蓋的環(huán)形齒3、4的厚度。圖7示出角形環(huán)密封件的一種實(shí)施方式，其中環(huán)形齒5的厚度跨過(guò)尖部測(cè)量，從外向內(nèi)圓錐形遞增。圖8示出金屬主體I的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，具有銳角和略微倒圓的棱邊9或齒尖。圖9示出依據(jù)本發(fā)明的密封裝置的另一優(yōu)選的實(shí)施方式，其中外置的定心環(huán)形齒3a跨過(guò)尖部具有小于設(shè)置在軟材料覆蓋層2區(qū)域內(nèi)的環(huán)形齒的高度。此外，直接與軟材料覆蓋層相鄰、但未被軟材料覆蓋層2覆蓋的環(huán)形齒5a具有與被軟材料覆蓋層2覆蓋的環(huán)形齒5相同的高度。由此確保尖部5b與法蘭之間的線形的金屬接觸。作為附加或者取代使用具有相同高度的環(huán)形齒5a以及軟材料覆蓋層2外側(cè)上的較低定心環(huán)形齒3a，這種齒5b也可以用在內(nèi)側(cè)上。圖10示出本發(fā)明另一優(yōu)選的實(shí)施方式，其中外置的環(huán)形齒3、4雖然具有與被軟材料覆蓋層2覆蓋的環(huán)形齒5相同的高度，但環(huán)形齒3的角大于環(huán)形齒5的角。需要時(shí)這種扁平構(gòu)成的環(huán)形齒也可以附加設(shè)置在主體I的內(nèi)側(cè)上或者僅設(shè)置在主體I的內(nèi)側(cè)上。此外，可以將圖9和10所示的密封裝置加以組合。例如，外側(cè)上可以設(shè)置更加扁平并更加低矮的環(huán)形齒。軟材料覆蓋層2的內(nèi)側(cè)和/或者外側(cè)上也可以具有更加扁平和同時(shí)更加低矮的環(huán)形齒。圖11示出一種在裝入狀態(tài)下具有窄密封寬度的優(yōu)選角形環(huán)密封件，其中如圖5和6中那樣，外部和內(nèi)部具有未被覆蓋的更高環(huán)形齒3、4，它們產(chǎn)生具有彈簧特性的金屬密封并在中心被軟材料覆蓋層2覆蓋的環(huán)形齒5略低，其中，軟材料覆蓋層2既跨過(guò)尖部也在處于其間的凹處內(nèi)最佳壓縮并在此方面具有附加的彈簧特性。此外具有一個(gè)定心環(huán)12，其橫截面上略微成波形。因此可以提高定心環(huán)的穩(wěn)定性。因此可以具有沒(méi)有偏斜的更寬的定心環(huán)。圖12示出在裝入狀態(tài)下一種如圖4采用窄密封寬度的實(shí)施方式，其中本來(lái)全部環(huán)形齒5跨過(guò)尖部測(cè)量，均具有相同的厚度并完全被軟材料覆蓋層2覆蓋。通過(guò)既跨過(guò)尖部也在處于其間的凹處內(nèi)最佳壓縮軟材料覆蓋層2，這種密封件具有彈簧特性。此外同樣具有定心環(huán)12。定心環(huán)12與圖11所示的定心環(huán)相應(yīng)為波形或者具有角形也就是鋸齒形的橫截面。定心環(huán)的波形或者角也就是鋸齒具有一種高度，其小于環(huán)形齒3、4或者5的高度，以便因此取得更高的表面壓力。通過(guò)定心環(huán)的角形構(gòu)成，可以進(jìn)一步提高穩(wěn)定性。由此定心環(huán)可以更寬構(gòu)成。例如,在板厚約O.1mm時(shí),定心環(huán)寬度可以大于20mm,特別是大于30mm和需要時(shí)甚至大于50_，而不出現(xiàn)偏斜。
圖13示出一種角形環(huán)密封件，其由主體I和軟材料覆蓋層2組成，其在裝入之前就已經(jīng)壓入環(huán)形齒5內(nèi)并略微凸出超過(guò)各自最外部的環(huán)形齒。在該實(shí)施方式中，裝入時(shí)損傷的危險(xiǎn)通過(guò)銳的金屬板棱邊避免，特別是在軟材料覆蓋層在該區(qū)域內(nèi)相互粘接的情況下。這些實(shí)施方式此外的特征在于提高了剛性。這些附圖示出具有小于90°銳角的環(huán)形齒3、4、5。但依據(jù)本發(fā)明的角形環(huán)密封件也可以使用具有鈍角的環(huán)形齒，特別是也可以使用具有基本直角的環(huán)形齒。重要的特別是它們具有彈簧特性。在這種情況下，優(yōu)選實(shí)施方式中的形狀與被軟材料覆蓋層覆蓋的環(huán)形齒5的彈簧特性相配合。特別是通過(guò)被覆蓋環(huán)形齒5的材料選擇和材料厚度，可以達(dá)到使其在裝入時(shí)部分塑性變形的目的。由于盡管塑性變形仍保留彈性，通過(guò)被覆蓋環(huán)形齒5的尖部在該區(qū)域內(nèi)向軟材料覆蓋層2施加提高的壓力并因此提高密封性。
權(quán)利要求
1.密封裝置，具有環(huán)形的金屬主體(I)和兩側(cè)存在的軟材料覆蓋層(2)，其特征在于， -所述主體由所述軟材料覆蓋層完全覆蓋的區(qū)域具有多個(gè)角形的環(huán)形齒(5)，所述角形的環(huán)形齒在裝入時(shí)至少部分塑性變形， -所述密封裝置具有帶未被覆蓋的環(huán)形齒(3a)的定心環(huán)(12)，以及 -跨過(guò)金屬尖部測(cè)量，所述環(huán)形齒(5)在被軟材料覆蓋層覆蓋的區(qū)域內(nèi)具有大于所述未被覆蓋的定心環(huán)形齒(3a)的高度， -或者跨過(guò)金屬尖部測(cè)量，所述環(huán)形齒(5)在被軟材料覆蓋層覆蓋的區(qū)域內(nèi)具有與所述未被覆蓋的定心環(huán)形齒相同的高度，并且所述環(huán)形齒(5)在被軟材料覆蓋層覆蓋的區(qū)域內(nèi)具有比所述未被覆蓋的定心環(huán)形齒更銳的角， -或者跨過(guò)所述金屬尖部測(cè)量，所述環(huán)形齒(5)在被軟材料覆蓋層覆蓋的區(qū)域內(nèi)具有大于所述未被覆蓋的定心環(huán)形齒(3a)的高度，并且所述環(huán)形齒(5)在被軟材料覆蓋層覆蓋的區(qū)域內(nèi)具有比所述未被覆蓋的定心環(huán)形齒更銳的角。
2.按權(quán)利要求1所述的密封裝置，其特征在于，所述密封裝置用于扁平法蘭連接。
3.按權(quán)利要求1所述的密封裝置，其特征在于，所述軟材料覆蓋層(2)是石墨或者PTFE。
4.按權(quán)利要求1所述的密封裝置，其特征在于，所述主體在內(nèi)部和/或者在外部具有徑向環(huán)繞的環(huán)形齒(3、4)，所述環(huán)形齒在裝入狀態(tài)下可以產(chǎn)生線形的金屬的接觸并具有彈簧特性，所述彈簧特性這樣選擇，使得在從法蘭中拆卸密封件后使齒高可以基本上重新松弛到如裝入前的狀態(tài)下并因此重新獲得幾乎原始的齒高。
5.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述被覆蓋的環(huán)形齒(5)在裝入狀態(tài)下產(chǎn)生用于提高密封性的壓力峰值，和/或者具有這種彈簧特性，使所述被覆蓋的環(huán)形齒在從法蘭中拆卸密封件后具有原始狀態(tài)的齒高的50 - 90%。
6.按權(quán)利要求1- 4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述金屬主體(I)跨過(guò)金屬尖部測(cè)量具有小于1. 2mm的高度。
7.按權(quán)利要求6所述的密封裝置，其特征在于，所述金屬主體(I)跨過(guò)金屬尖部測(cè)量具有O. 4 - O. 8謹(jǐn)?shù)母叨取?br> 8.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述在被覆蓋的區(qū)域內(nèi)具有軟材料覆蓋層的環(huán)形齒(5)跨過(guò)所述金屬尖部測(cè)量，具有小于所述無(wú)覆蓋的環(huán)形齒(3、4)的高度。
9.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述金屬主體(I)由金屬板組成，所述金屬板具有至少為O. 05mm,但小于O. 49mm的厚度。
10.按權(quán)利要求9所述的密封裝置，其特征在于，所述金屬板具有至少為O.05mm，但小于O. 45mm的厚度。
11.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述軟材料覆蓋層(2)在裝入狀態(tài)下幾乎最大程度地壓縮。
12.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述石墨覆蓋層(2)在裝入之前在約O. 7kg/m3的密度下具有O. 5-1. Omm的厚度以及在約1. Okg/m3的密度下具有O.25-0. 5mm 的厚度。
13.按權(quán)利要求1- 4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述金屬主體(I)具有銳角(8)和尖部(9)。
14.按權(quán)利要求13所述的密封裝置，其特征在于，所述尖部(9)是倒圓的。
15.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述環(huán)形齒(3、4、5)具有倒圓的尖部。
16.按權(quán)利要求15所述的密封裝置，其特征在于，所述倒圓的尖部具有大于或等于1_的半徑。
17.按權(quán)利要求15所述的密封裝置，其特征在于，所述倒圓的尖部具有大于或等于O.75mm的半徑。
18.按權(quán)利要求15所述的密封裝置，其特征在于，所述倒圓的尖部具有大于或等于O.5mm的半徑。
19.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述環(huán)形齒(3、4、5)具有與所述尖部相對(duì)的倒圓的內(nèi)部區(qū)域。
20.按權(quán)利要求19所述的密封裝置，其特征在于，所述倒圓具有大于或等于O.75mm的半徑。
21.按權(quán)利要求19所述的密封裝置，其特征在于，所述倒圓具有大于或等于O.5mm的半徑。
22.按權(quán)利要求19所述的密封裝置，其特征在于，所述倒圓具有大于或等于O.25mm的半徑。
23.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述軟材料覆蓋層(2)在裝入之前就已經(jīng)壓入所述環(huán)形齒的間隙內(nèi)。
24.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述軟材料覆蓋層(2)在內(nèi)部和/或者在外部凸出超過(guò)所述金屬主體(I)的邊緣并在那里相互粘接或者壓緊。
25.按權(quán)利要求1- 4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述環(huán)形齒具有齒梳狀型材密封件的形狀，但通過(guò)變形制造。
26.按權(quán)利要求1- 4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述角形密封件外部具有定心環(huán)，所述定心環(huán)在外緣上寬于4mm。
27.按權(quán)利要求26所述的密封裝置，其特征在于，所述定心環(huán)通過(guò)變形制造。
28.按權(quán)利要求26所述的密封裝置，其特征在于，所述定心環(huán)略微成波形和/或者角形。
29.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述角形密封件在裝入狀態(tài)下通過(guò)內(nèi)齒和外齒的金屬接觸封裝在內(nèi)置的所述軟材料覆蓋層的法蘭上，并因此每個(gè)法蘭面產(chǎn)生3重密封金屬的內(nèi)密封、軟材料密封、金屬的外密封。
30.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述角形密封件每個(gè)法蘭面具有2重密封在內(nèi)部金屬的密封、在外部軟材料密封。
31.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述角形密封件每個(gè)法蘭面具有2重密封在內(nèi)部軟材料密封、在外部金屬密封。
32.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述主體(I)對(duì)著內(nèi)部的末端構(gòu)成為環(huán)形齒(3)，其中，所述環(huán)形齒(3)的內(nèi)齒面(10)具有所述環(huán)形齒或所述環(huán)形齒之一的進(jìn)一步外置的相鄰的齒面的齒面長(zhǎng)度(L’ )至少40 - 60%的齒面長(zhǎng)度(L)。
33.按權(quán)利要求5所述的密封裝置，其特征在于，所述環(huán)形齒(5)在被軟材料覆蓋層覆蓋的區(qū)域內(nèi)具有比所述未被覆蓋的定心環(huán)形齒(3、4)更銳的角。
34.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，在ANSIB16. 5法蘭的密封寬度中，所述軟材料覆蓋層在取決于管直徑的情況下，每個(gè)面上具有的寬度小于 I英寸時(shí)每個(gè)面19mm ； 2英寸時(shí)每個(gè)面16mm ； 3英寸時(shí)每個(gè)面19mm ； 4英寸時(shí)每個(gè)面21mm ； 6英寸時(shí)每個(gè)面24mm ； 8和10英寸時(shí)每個(gè)面25mm ； 12和14英寸時(shí)每個(gè)面28mm ； 16英寸時(shí)每個(gè)面32mm ； 18和24英寸時(shí)每個(gè)面39mm。
35.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述軟材料覆蓋層的用于DIN法蘭的密封寬度在取決于管直徑的情況下，每個(gè)面上具有的寬度小于 DN25中小于Ilmm ; DN40和50中小于13mm ; DN80中小于15mm ;DN100/150 中小于 17mm ；DN200 - DN300 中小于 19mm ；DN400 - DN500 中小于 26mm ； DN600 中小于 27mm。
36.按權(quán)利要求1- 4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述主體(I)的高度，跨過(guò)所述尖部測(cè)量，在1. 35mm以下，并且所述環(huán)形齒(3、4、5)每?jī)蓚€(gè)相鄰的環(huán)形齒之間的距離小于 3mm η
37.按權(quán)利要求36所述的密封裝置，其特征在于，所述環(huán)形齒(3、4、5)每?jī)蓚€(gè)相鄰的環(huán)形齒之間的距離在O. 5至2mm之間。
38.按權(quán)利要求1-4之一所述的密封裝置，其特征在于，所述主體(I)的高度，跨過(guò)所述尖部測(cè)量，小于1. 2mm，并且所述環(huán)形齒(3、4、5)每?jī)蓚€(gè)相鄰的環(huán)形齒之間的距離小于4mm η
39.按權(quán)利要求1- 4之一所述的密封裝置，其特征在于， -所述金屬主體(I)具有小于O. 5mm的厚度， -所述主體(I)的高度，跨過(guò)所述尖部測(cè)量，在1. 35mm以下，并且所述環(huán)形齒每?jī)蓚€(gè)相鄰的環(huán)形齒之間的距離小于3_，以及 -所述密封裝置在裝入之前的原始狀態(tài)下僅具有總計(jì)小于2. 2mm的厚度。
40.按權(quán)利要求39所述的密封裝置，其特征在于，所述金屬主體(I)具有小于O.49mm的厚度。
41.按權(quán)利要求40所述的密封裝置，其特征在于，所述金屬主體(I)具有小于O.3mm的厚度。
42.按權(quán)利要求39所述的密封裝置，其特征在于，所述環(huán)形齒每?jī)蓚€(gè)相鄰的環(huán)形齒之間的距離在O. 5至2mm之間。
43.按權(quán)利要求39所述的密封裝置，其特征在于，所述密封裝置在裝入之前的原始狀態(tài)下僅具有總計(jì)小于1. 7mm的厚度。
44.按權(quán)利要求1-3之一所述的密封裝置，其特征在于， -所述金屬主體(I)具有小于O. 5mm的厚度， -所述主體(I)的高度，跨過(guò)所述尖部測(cè)量，小于1. 2mm，并且所述環(huán)形齒每?jī)蓚€(gè)相鄰的環(huán)形齒之間的距離小于4_，以及 -所述密封裝置在裝入之前的原始狀態(tài)下僅具有總計(jì)小于2. 2mm的厚度。
45.按權(quán)利要求44所述的密封裝置，其特征在于，所述金屬主體(I)具有小于O.49mm的厚度。
46.按權(quán)利要求44所述的密封裝置，其特征在于，所述金屬主體(I)具有小于O.3mm的厚度。
47.按權(quán)利要求44所述的密封裝置，其特征在于，所述密封裝置在裝入之前的原始狀態(tài)下僅具有總計(jì)小于1. 7mm的厚度。
48.按權(quán)利要求1- 3之一所述的密封裝置，其特征在于，被軟材料覆蓋層覆蓋的區(qū)域內(nèi)的所述環(huán)形齒(5)之間的距離小于3mm。
全文摘要
一種密封裝置，其特別適用于扁平的法蘭連接，具有環(huán)形的金屬主體(1)。與金屬主體(1)兩側(cè)連接軟材料覆蓋層(2)。主體(1)內(nèi)部和/或者外部具有徑向環(huán)繞的環(huán)形齒(3、4)。環(huán)形齒(3、4)在裝入狀態(tài)下可以產(chǎn)生逐點(diǎn)的金屬的接觸并此外具有彈簧特性。環(huán)形齒(3、4)的彈簧特性這樣選擇，使得在第一實(shí)施方式中從法蘭中拆卸密封件后，齒高基本上相當(dāng)于裝入之前的高度。主體(1)由軟材料覆蓋層(2)覆蓋的區(qū)域附加具有角形的環(huán)形齒(5)。這些環(huán)形齒(5)具有彈簧特性，其中，在拆卸密封件后環(huán)形齒(5)回彈到原始狀態(tài)的至少75%。在另一種實(shí)施方式中，通過(guò)軟材料覆蓋層(2)覆蓋的環(huán)形齒(5)可部分塑性變形。
文檔編號(hào)F16J15/12GK103032569SQ20121056454
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2007年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月17日
發(fā)明者阿爾弗雷德·榮格 申請(qǐng)人:阿爾弗雷德·榮格