催化器密封垫及其加工方法与流程

本发明涉及密封垫领域，具体涉及一种催化器密封垫及其加工方法。

背景技术：
增压发动机中的催化器密封垫常用于安装在增压器与催化器之间，以对增压器与催化器之间起到密封。由于增压发动机的热负荷大，增压压力大，若催化器密封垫不能承受这种严苛的工况而降低密封性能，不仅会使增压发动机失去增压技术带来的优势，还会降低发动机性能。如图1、2所示，现有的催化器密封垫包括上波纹基板5、下波纹基板6；上波纹基板5、下波纹基板6上均设置有波纹密封筋7；下波纹基板6的波纹密封筋7和上波纹基板5的波纹密封筋7相向且呈对称布置。在使用时，催化器密封垫被紧固在增压器的法兰与催化器的法兰之间并被压成全平状态，此时，两波纹密封筋7均受压变形，因其变形的反作用，使两波纹密封筋7的中部及两侧对应形成三道密封线，从而起到密封作用，但由于该波纹密封筋7长期被压成全平状态，容易出现疲劳现象。而在密封垫压紧密封过程中，两法兰面之间的间隙容易因温度变化或发动机载荷而出现增大的情况，但由于该密封垫只采用两波纹密封筋7来进行密封，若波纹密封筋7在法兰面间隙增大的情况下出现疲劳现象，该密封垫就难以弥补两法兰面之间增大的间隙，从而出现气体泄漏现象。

技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种催化器密封垫，通过在上金属波纹基板与下金属波纹基板之间增设有弹性复合板，若上波纹密封筋和下波纹密封筋在法兰面间隙增大的情况下出现疲劳现象，可利用弹性复合板的回弹作用弥补两法兰面之间增大的间隙以维持密封，从而减少气体泄漏现象。本发明的目的之二在于提供一种上述催化器密封垫的加工方法。为实现上述目的一，本发明所采用的技术方案如下：催化器密封垫，包括上金属波纹基板、下金属波纹基板、弹性复合板；上金属波纹基板上成型有朝下凸的上波纹密封筋，下金属波纹基板上成型有朝上凸起的下波纹密封筋；所述上波纹密封筋位于下波纹密封筋的上方，并与下波纹密封筋接触；弹性复合板位于上金属波纹基板与下金属波纹基板之间。所述弹性复合板为无石棉复合板，该无石棉复合板的压缩率为11%-29%，回弹率≥20%。该无石棉复合板的抗拉强度≥1Mpa，耐热温度为1000°C以上，密度为0.4-0.8g/cm3。上金属波纹基板、下金属波纹基板均采用含镍量为11%-18%的耐热不锈钢制成。所述下金属波纹基板、上金属波纹基板、弹性复合板的中部均设有通孔；所述下金属波纹基板的孔壁上设置有沿其周向延伸的包合盖，该包合盖包括连接在下金属波纹基板孔壁上的过渡部，该过渡部穿设在弹性复合板和上金属波纹基板的通孔内；该包合盖还包括与过渡部连接并压在上金属波纹基板顶壁上的上压部；该弹性复合板的上表面与上金属波纹基板的下表面相接触，该弹性复合板的下表面与下金属波纹基板的上表面相接触；所述过渡部与下波纹密封筋分置于弹性复合板的两侧。该上金属波纹基板、下金属波纹基板、弹性复合板均为中部设有通孔的回转体。该催化器密封垫还包括第一连接耳部、第二连接耳部；该上金属波纹基板的外侧边与第一连接耳部一体成型，第一连接耳部上排列有至少两个第一安装孔；下金属波纹基板的外侧边与第二连接耳部一体成型，该第二连接耳部上排列有至少两个第二安装孔，所有的第二安装孔分别与第一安装孔一一对应。该上波纹密封筋的截面呈开口朝上的圆弧，下波纹密封筋的截面呈开口朝下的圆弧；所述上波纹密封筋的波谷部与下波纹密封筋的波峰部相接触；所述上波纹密封筋与下波纹密封筋呈对称布置。为实现上述目的二，本发明所采用的技术方案如下：催化器密封垫的加工方法，包括以下步骤：步骤一：冲压出上金属波纹基板，该上金属波纹基板上成型有朝下凸的上波纹密封筋；步骤二：冲压出下金属波纹基板，该下金属波纹基板上成型有朝上凸起的下波纹密封筋；步骤三：冲压出弹性复合板；其中，步骤一、二、三不分先后顺序进行，待步骤一、二、三完成后，进行以下步骤；步骤四：组合上金属波纹基板、下金属波纹基板、弹性复合板；其中，所述上波纹密封筋位于下波纹密封筋的上方，并与下波纹密封筋接触；弹性复合板位于上金属波纹基板与下金属波纹基板之间。所述下金属波纹基板、上金属波纹基板、弹性复合板的中部均设有通孔；在步骤二中，待下波纹密封筋冲压出来后，再冲压出朝上延伸的竖边；而在步骤四中，先将弹性复合板套装在竖边外部并位于下金属波纹基板上，然后再将上金属波纹基板套装在竖边外部并位于弹性复合板上，再对竖边进行加工形成包合盖，所述包合盖的上压部压在上金属波纹基板的顶壁上。相比现有技术，本发明的有益效果在于：与现有的只利用波纹密封筋来进行密封的密封垫相比，本发明通过利用上波纹密封筋、下波纹密封筋受压产生的反作用力以及弹性复合板压缩产生的反作用力来进行密封，可显著提高密封垫的密封效果；若上波纹密封筋和下波纹密封筋在法兰面间隙增大的情况下出现疲劳现象，通过利用弹性复合的回弹作用可迅速弥补两法兰面之间的增大间隙以维持密封，从而减少气体泄漏现象;通过采用包合盖的设计，可减少弹性复合板与气流的接触，从而减少气流对弹性复合板的使用性能的影响。附图说明图1为现有的催化器密封垫的结构示意图；图2为图1的A-A向的剖视图；图3为本发明的催化器密封垫的结构示意图；图4为图3的B-B向的剖视图；图5为本发明的催化器密封垫处于受压状态的示意图；其中，11、上金属波纹基板；12、上波纹密封筋；13、第一连接耳部；14、第一安装孔；21、下金属波纹基板；22、下波纹密封筋；23、包合盖；231、上压部；4、弹性复合板；5、上波纹基板；6、下波纹基板；7、波纹密封筋。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，以便于更清楚的理解本发明所要求保护的技术思路。如图3、4、5所示，为本发明一种催化器密封垫，包括上金属波纹基板11、下金属波纹基板21、弹性复合板4；上金属波纹基板11上成型有朝下凸的上波纹密封筋12，下金属波纹基板21上成型有朝上凸起的下波纹密封筋22，所述上波纹密封筋12位于下波纹密封筋22的上方，并与下波纹密封筋22相接触；该上波纹密封筋12的截面呈开口朝上的圆弧，下波纹密封筋22的截面呈开口朝下的圆弧；所述上波纹密封筋12的波谷部与下波纹密封筋22的波峰部相接触。优选的，所述上波纹密封筋12与下波纹密封筋22呈对称布置。弹性复合板4位于上金属波纹基板11与下金属波纹基板21之间。具体的，由于上波纹密封筋12与下波纹密封筋22之间的相互配合，可使上金属波纹基板11与下金属波纹基板21之间形成间隙区，该弹性复合板4位于该间隙区内。优选的，该弹性复合板4的上表面与上金属波纹基板11的下表面相接触，该弹性复合板4的下表面与下金属波纹基板21的上表面相接触；所述弹性复合板4位于下波纹密封筋22的内侧。其中，所述的弹性复合板4可采用市面上任何一种具有弹性的复合板，例如柔性石墨垫片、无石棉复合板等。与现有的只利用波纹密封筋来进行密封的密封垫相比，本发明通过利用上波纹密封筋12、下波纹密封筋22受压产生的反作用力以及弹性复合板4压缩产生的反作用力来进行密封，可显著提高密封垫的密封效果；若上波纹密封筋12和下波纹密封筋22在法兰面间隙增大的情况下出现疲劳现象，可以利用弹性复合板4的回弹作用迅速弥补两法兰面之间的增大间隙以维持密封，从而减少气体泄漏现象;而且，通过合理调节上波纹密封筋12和下波纹密封筋22的结构和安装方式，可使其能与弹性复合板4相结合，并能充分发挥各零件的使用性能。优选的，所述的弹性复合板4为无石棉复合板。而为了进一步提高无石棉复合板的压缩性能和回弹性能，本发明人对无石棉复合板的压缩率、回弹率两个常用的参数进行如下设置：所述无石棉复合板的压缩率为11%-29%，回弹率≥20%。优选的，无石棉复合板的压缩率为15%-25%，可有效增大无石棉复合板的最大压缩距离，使无石棉复合板具备有较好的压缩能力，利于密封的形成；无石棉复合板的回弹率为30%-55%，可有效增大无石棉复合板的最大回弹距离，使无石棉复合板具备有良好的回弹能力，利于回弹维持密封。为了提高无石棉复合板的性能，本发明人还对无石棉复合板的抗拉强度进行如下设置：该无石棉复合板的抗拉强度≥1Mpa。优选的，该无石棉复合板的抗拉强度为5-15Mpa，以使无石棉复合板在满足抗拉伸、抗断裂、抗介质压力能力要求条件下，还可有效控制其制作成本。其中，该无石棉复合板的耐热温度可依据实际工况而设定。而优选的，将该无石棉复合板的耐热温度设为1000°C以上，可使该无石棉复合板满足温度为1000°C以下的工况的要求，从而扩大其适用范围。所述无石棉复合板的密度为0.4-0.8g/cm3，烧失量≤30%。上金属波纹基板11、下金属波纹基板21均采用含镍量为11%-18%的耐热不锈钢制成，可提高上金属波纹基板11、下金属波纹基板21的耐高温性能，使其满足高温工况要求，从而扩大其适用范围。下金属波纹基板21、上金属波纹基板11、弹性复合板4的中部均设有通孔；所述下金属波纹基板21的孔壁上设置有沿其周向延伸的包合盖23，该包合盖23包括连接在下金属波纹基板21孔壁上的过渡部，该过渡部穿设在弹性复合板4和上金属波纹基板11的通孔内；该包合盖23还包括与过渡部连接并压在上金属波纹基板11顶壁上的上压部231；该弹性复合板4的上表面与上金属波纹基板11的下表面相接触，该弹性复合板4的下表面与下金属波纹基板21的上表面相接触；所述过渡部与下波纹密封筋22分置于弹性复合板4的两侧。所述包合盖23的过渡部呈圆弧状。而通过采用包合盖23的设计，可将上金属波纹基板11压装在下金属波纹基板21上，并将弹性复合板4压装在上金属波纹基板11与下金属波纹基板21之间，可提高三者连接的稳定性、牢固性；另外，在组装过程中，无需添加助剂或焊料便可实现三者的连接，可降低生产成本，并可达到环保目的；而且，在使用过程中，气流沿A向流动，通过利用包合盖23，可减少弹性复合板4与气流的接触，从而减少气流对弹性复合板4的使用性能的影响。优选的，该上金属波纹基板11、下金属波纹基板21、弹性复合板4均为中部设有通孔的回转体。为了方便于密封垫的安装定位和固定，该密封垫还包括第一连接耳部13、第二连接耳部；该上金属波纹基板11的外侧边与第一连接耳部13一体成型，该第一连接耳部13的外轮廓线形成近似于三角形的形状，而第一连接耳部13上排列有至少两个第一安装孔14。而与此相匹配的，下金属波纹基板21的外侧边与第二连接耳部一体成型，第二连接耳部与第一连接耳部13的形状相匹配；该第二连接耳部上排列有至少两个第二安装孔；所有的第二安装孔分别与第一安装孔14一一对应。当然，该密封垫除了适用于增压器与催化器之间，还可转用于其他领域并可用于密封其他零件，而上金属波纹基板11、下金属波纹基板21、弹性复合板4的形状则依据被密封零件的形状而设定。如图5所示，在使用时，密封垫通过螺栓安装在增压器的法兰与催化器的法兰之间，此时，上波纹密封筋12和下波纹密封筋22受压变形，而其变形产生的反作用力，可起到密封作用。而与此同时，弹性复合板4在上金属波纹基板11和下金属波纹基板21的夹设作用下，处于压缩状态并产生反作用力可用于密封，以进一步提高其密封效果。而在密封垫受压密封过程中，两法兰面之间的间隙容易因温度变化或发动机载荷而出现增大的情况，若上波纹密封筋12和下波纹密封筋22在法兰面间隙增大的情况下出现疲劳现象，该弹性复合板4利用其回弹性能迅速回弹并向上金属波纹基板11和下金属波纹基板21施加作用力，使上金属波纹基板11和下金属波纹基板21朝外运动迅速弥补两法兰面之间增大的间隙，以避免气流从两相对法兰面间流出。上述的催化器密封垫的加工方法，包括以下步骤：步骤一：冲压出上金属波纹基板11，该上金属波纹基板11上成型有朝下凸的上波纹密封筋12；步骤二：冲压出下金属波纹基板21，该下金属波纹基板21上成型有朝上凸起的下波纹密封筋22；步骤三：冲压出弹性复合板4；其中，步骤一、二、三不分先后顺序进行，待步骤一、二、三完成后，进行以下步骤；步骤四：组合上金属波纹基板11、下金属波纹基板21、弹性复合板4；其中，下金属波纹基板21位于上金属波纹基板11的下方，所述上波纹密封筋12位于下波纹密封筋22的上方，并与下波纹密封筋22相接触；弹性复合板4位于上金属波纹基板11与下金属波纹基板21之间。优选的，所述下金属波纹基板21、上金属波纹基板11、弹性复合板4的中部均设有通孔；在步骤二中，待下波纹密封筋22冲压出来后，再冲压出朝上延伸的竖边；而在步骤四中，先将弹性复合板4套装在竖边外部并位于下金属波纹基板21上，然后再将上金属波纹基板11套装在竖边外部并位于弹性复合板4上，再对竖边进行加工形成包合盖23，所述包合盖23的上压部231压在上金属波纹基板11的顶壁上。上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。