專利名稱：改進型金屬-膨脹石墨復(fù)合墊片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于靜密封元件。
金屬－膨脹石墨復(fù)合墊片是一種新型的靜密封元件，它以膨脹石墨的柔性彌補了金屬材料形變太小的缺點，而以金屬材料的剛性彌補了膨脹石墨強度太低之不足。如專利號為872071103的的實用新型專利所推出的，就是一種結(jié)構(gòu)較為理想的金屬－膨脹石墨復(fù)合墊片。這種墊片由金屬材料作為骨架，在金屬骨架的密封表面加工出一組同心溝槽，然后再復(fù)合上一層膨脹石墨材料。在使用時，當法蘭壓緊后，墊片表面上的膨脹石墨材料被壓縮，金屬骨架表面兩相鄰?fù)臏喜壑g所形成的凸峰環(huán)要求與法蘭接合面良好地接觸，從而法蘭接合面與金屬骨架上的同心溝槽一起構(gòu)成封閉的環(huán)形空間，膨脹石墨被高度壓縮并被牢固地包圍在環(huán)形空間內(nèi)，形成多道膨脹石墨密封圈。由于有金屬凸環(huán)的阻擋，避免了膨脹石墨被“吹空”的可能性，因而提高了復(fù)合墊片的安全可靠性。
然而，實際上這種金屬－膨脹石墨復(fù)合墊片仍然存在著不合理之處。由于金屬骨架表面每一同心溝槽并未強調(diào)與相鄰的溝槽相接，也即兩個相鄰溝槽之間的凸峰頂端可能有一較寬的平坦部分。在使用時，當法蘭壓緊后，滯留在平坦部分的膨脹石墨將很難被擠入溝槽中。由于金屬骨架表面上的凸峰不能與法蘭的接合面良好地接觸，這種金屬－膨脹石墨復(fù)合墊片預(yù)想的效果就難以實現(xiàn)。當然，雖可在墊片加工時就使上述凸峰頂端的平坦部分不留有膨脹石墨，但如此將可能造成溝槽內(nèi)的膨脹石墨未被充分壓縮，法蘭接合面便與金屬骨架的凸峰環(huán)壓緊，由于溝槽內(nèi)膨脹石墨的密度不夠，墊片的密封效果勢必大打折扣。再則，因凸峰頂端接觸面積過大，造成這部分金屬表面壓應(yīng)力過小，無法使其產(chǎn)生足夠的形變而達到金屬材料的密封作用。顯然，如果要同時滿足上述要求，墊片加工時金屬骨架與膨脹石墨的復(fù)合工藝將會異常復(fù)雜。
本實用新型的目的是在上述專利的基礎(chǔ)上，提出一種結(jié)構(gòu)更為理想的金屬－膨脹石墨復(fù)合墊片，這種復(fù)合墊片具有更為優(yōu)秀的密封性能，而加工工藝則更為簡便。
本實用新型以金屬材料為骨架，金屬骨架為上下兩表面均開有二個或多個同心溝槽的金屬環(huán)，其特點是每一同心溝槽與兩旁相鄰的同心溝槽相接，以使每兩個相鄰的同心溝槽之間形成一高度相同的尖齒狀凸峰環(huán)，上下兩表面上均覆蓋一層膨脹石墨。為使墊片有優(yōu)良的回彈性，金屬骨架上一面的同心溝槽的底部中心與另一面兩個相鄰溝槽間的尖齒凸峰環(huán)相對。同心溝槽的斷面形狀可以是三角形、梯形、圓弧形等。
附


圖1展示了本實用新型的一個實施例，其表現(xiàn)的是復(fù)合墊片的斷面結(jié)構(gòu)。
附圖2是復(fù)合墊片的使用裝配圖。
在附
圖1及附圖2中，1是金屬骨架，2是同心溝槽，3是膨脹石墨，4是金屬骨架表面的尖齒狀凸峰環(huán)。附圖2中，5是法蘭。
以下結(jié)合附圖2來進一步說明本復(fù)合墊片的工作原理，并同時闡明其積極的效果。
如附圖2所示，使用時復(fù)合墊片安放在兩個法蘭之間，當法蘭壓緊后，溝槽2里的膨脹石墨3被進一步壓縮，從而對法蘭表面形成良好的非金屬材料密封作用。與此同時，相鄰溝槽之間的尖齒狀凸峰環(huán)4的頂端在法蘭壓緊力的作用下與法蘭表面相接觸，由于接觸面積極小，因而形成很高的壓應(yīng)力，使這微小局部金屬材料發(fā)生足夠的形變，從而形成良好的金屬密封作用。這樣，復(fù)合墊片的密封實際上是多道膨脹石墨密封與金屬密封的聯(lián)合協(xié)同作用，從而使新的復(fù)合墊片具有非常優(yōu)秀的密封性能。另一方面，由于金屬骨架上下表面的溝槽成相錯的位置分布，使金屬骨架成為波紋狀的結(jié)構(gòu)，從力學(xué)的角度講，這樣的結(jié)構(gòu)在壓緊力的作用下很容易產(chǎn)生大的彈性變形，因而使復(fù)合墊片具有非常優(yōu)良的壓縮回彈特性。而且復(fù)合墊片這種彈性主要是由金屬骨架產(chǎn)生的，因此這種彈性能長期得以保持，克服了一般非金屬材料構(gòu)成的墊片通常出現(xiàn)的應(yīng)力松馳現(xiàn)象。這使新的復(fù)合墊片在使用時能長期保持其優(yōu)秀的密封性能。又因為這種復(fù)合墊片的金屬骨架的尖齒狀凸峰環(huán)能確保其頂端與法蘭面接觸良好，進而確保了膨脹石墨被牢固地封閉在環(huán)形空間內(nèi)，因而也更有效地避免了膨脹石墨被“吹空”，使墊片更加安全可靠。具有尖齒狀凸峰環(huán)的復(fù)合墊片還使得膨脹石墨的復(fù)合工藝變得很簡單，即使采用一定密度的膨脹石墨板材，只要施加一定壓力，尖齒狀凸峰就象刀一樣很順利地把膨脹石墨“切開”，同時壓緊面將迫使膨脹石墨擠入并塞滿溝槽。墊片在出廠時膨脹石墨也可不完全擠入溝槽，在墊片表面仍留有一層膨脹石墨。因為在使用時通過法蘭的壓緊，金屬骨架上的尖齒狀凸峰同樣能將膨脹石墨“切開”，并使膨脹石墨完全擠入溝槽。
由此可見，新設(shè)計的復(fù)合墊片不僅具有優(yōu)良的密封性能和極好的壓縮回彈特性，而且還大大簡化了金屬骨架與膨脹石墨的復(fù)合工藝。
權(quán)利要求1.一種由金屬骨架和膨脹石墨構(gòu)成的復(fù)合墊片，其金屬骨架1為上下兩表面均開有二個或多個同心溝槽2的金屬環(huán)，膨脹石墨3覆蓋于金屬環(huán)上下兩表面，其特征在于金屬環(huán)上下兩表面上每一同心溝槽與其兩旁相鄰的同心溝槽相接，以使每兩個相鄰的同心溝槽之間形成一高度相同的尖齒狀凸峰環(huán)4。
2.按權(quán)利要求1所述的復(fù)合墊片，其特征在于金屬骨架上的同心溝槽2的斷面形狀是三角形、梯形、圓弧形等。
3.按權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合墊片，其特征在于金屬骨架上一面的同心溝槽的底部中心與另一面兩相鄰溝槽間的尖齒狀凸峰環(huán)相對。
專利摘要一種金屬—膨脹石墨復(fù)合墊片，由金屬骨架1與膨脹石墨3復(fù)合構(gòu)成。金屬骨架上下兩表面開有一組相互相接，且上下相錯的同心溝槽2。膨脹石墨覆蓋于金屬骨架的兩個表面，每二個相鄰的同心溝槽間形成一個尖齒狀凸峰環(huán)4。使用時當法蘭壓緊后尖齒凸峰環(huán)能順利地切開石墨層，石墨被壓縮于法蘭面與溝槽形成的環(huán)形空間中形成多道石墨密封圈，尖齒狀凸峰環(huán)被法蘭壓緊產(chǎn)生形變形成多道金屬密封圈。墊片的密封效果優(yōu)良，且制造工藝簡便。
文檔編號F16J15/12GK2079234SQ90215559
公開日1991年6月19日 申請日期1990年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月18日
發(fā)明者吳樹濟 申請人:吳樹濟