一种双层石墨金属波齿复合垫片的制作方法

本实用新型涉及机械设备与管道联接用密封垫片，特别涉及一种双层石墨金属波齿复合垫片。

技术背景

在现有的各种机械设备和管道的法兰联接中，为了达到密封不漏的目的，常常需要各种垫片作为密封件。这些垫片都是由各种金属或者非金属材料构成的。这些垫片在密封原理上都属于“强制密封”。也就是说，放在法兰之间的垫片通过拧紧联接螺栓使垫片受到压紧而在垫片上形成压紧应力或称垫片应力。当压紧应力达到垫片密封所需的应力时，法兰联接处就会达到密封不漏。

目前公知应用在各种机械设备和管道的法兰联接上的垫片有：高强石墨复合垫片、金属波齿复合垫片、金属齿形垫片等。但是以上金属垫片的密封原理均属于强制式密封，在温度和压力波动大的恶劣条件下时，所需预紧力压力大，密封性能较难保证。在外在温度、压力波动的环境下，垫片所需的预紧力无法达到时，将无法有效密封。如果拉紧法兰的螺栓力由于各种原因发生不利于压紧垫片的情况，或者由于其他原因使垫片的应力减少，都可能会使联接处的密封性能下降甚至发生泄漏。

针对上述情况，本实用新型提供一种双层石墨金属波齿复合垫片，依靠介质压力对垫片内侧产生作用力，该作用力使双层复合垫片由内向外压向相应的法兰面，从而提高垫片的密封性能。

技术实现要素：

本实用新型提供一种双层石墨金属波齿复合垫片，所述双层石墨金属波齿复合垫片包含双层金属骨架、石墨层；

所述双层金属骨架由两层金属骨架边缘无缝连接组成，所述两层金属骨架分别为上层金属骨架和下层金属骨架；所述上层金属骨架和所述下层金属骨架为结构相等的金属骨架；

所述上层金属骨架的上表面和所述下层金属骨架的下表面设置凹凸纹，所述凹凸纹由凹纹、凸纹、平纹组合而成；

所述上层金属骨架的上表面和所述下层金属骨架的下表面接触连接有石墨层；所述石墨层的最大厚度和所述双层金属骨架的最大厚度比为1：(100-200)；所述石墨层的最小厚度和所述双层金属骨架的最小厚度比为1：(50-200)；

所述上层金属骨架的下表面和所述下层金属骨架的上表面为非接触式连接，且所述上层金属骨架的下表面设置有上柔性涂层，所述下层骨架的上表面设置有下柔性涂层，且所述上柔性涂层和下柔性涂层以双层金属骨架的水平中心线为中心轴呈轴对称结构。

作为本实用新型的一种实施方式，所述上柔性涂层与所述下柔性涂层之间留有空腔。

作为本实用新型的一种实施方式，所述双层金属骨架的最大厚度是所述上柔性涂层的厚度的2000～10000倍。

作为本实用新型的一种实施方式，所述石墨层的最大厚度和所述双层金属骨架的最大厚度比为1：(150-200)。

作为本实用新型的一种实施方式，所述石墨层的最小厚度和所述双层金属骨架的最小厚度比为1：(150-200)。

作为本实用新型的一种实施方式，所述双层金属骨架的最大厚度是所述上柔性涂层的厚度的8000～10000倍。

作为本实用新型的一种实施方式，所述复合垫片上还设置有定位圈。

作为本实用新型的一种实施方式，所述空腔的形状为椭球形。

作为本实用新型的一种实施方式，所述定位圈的数量为2个。

优异效果：

1、本实用新型提供的所述双层石墨金属波齿复合垫片依靠介质压力对垫片内侧产生作用力，该作用力使双层复合垫片由内向外压向相应的法兰面，从而提高垫片的密封性能。

2、本实用新型提供的所述双层石墨金属波齿复合垫片在外在温度、压力波动的环境下，依然具有优异的密封性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：所述双层金属骨架的整体结构示意图；

图2：所述双层金属骨架的结构示意图；

图3：所述空腔的结构示意图；

图4：所述双层石墨金属波齿复合垫片的示意图。

符号说明：双层金属骨架1、石墨层2、上层金属骨架3、下层金属骨架4、凹凸纹5、凹纹5-1、凸纹5-2、平纹5-3、双层石墨金属波齿复合垫片6、柔性涂层7、空腔8、定位圈 9

具体实施方式

参选以下本实用新型的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本实用新型的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本实用新型所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至 5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。

说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本实用新型并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本实用新型不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。

此外，本实用新型要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求 (即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

垫片是用纸、橡皮片或铜片制成，放在两平面之间以加强密封的材料，为防止流体泄漏设置在静密封面之间的密封元件。

石墨复合垫片又称柔性石墨金属增强复合垫片或高强石墨垫片，它是由冲齿的金属齿板或冲孔的金属芯板与柔性石墨粒子复合压成的一种密封垫片，它通常由柔性石墨复合增强板裁制而成。

本实用新型提供一种双层石墨金属波齿复合垫片，所述双层石墨金属波齿复合垫片包含双层金属骨架、石墨层；

所述双层金属骨架由两层金属骨架边缘无缝连接组成，所述两层金属骨架分别为上层金属骨架和下层金属骨架；所述上层金属骨架和所述下层金属骨架为结构相等的金属骨架；

所述上层金属骨架的上表面和所述下层金属骨架的下表面设置凹凸纹，所述凹凸纹由凹纹、凸纹、平纹组合而成；

所述上层金属骨架的上表面和所述下层金属骨架的下表面接触连接有石墨层；所述石墨层的最大厚度和所述双层金属骨架的最大厚度比为1：(100-200)；所述石墨层的最小厚度和所述双层金属骨架的最小厚度比为1：(50-200)；

所述上层金属骨架的下表面和所述下层金属骨架的上表面为非接触式连接，且所述上层金属骨架的下表面设置有上柔性涂层，所述下层骨架的上表面设置有下柔性涂层，且所述上柔性涂层和下柔性涂层以双层金属骨架的水平中心线为中心轴呈轴对称结构。

作为本实用新型的一种实施方式，所述上柔性涂层与所述下柔性涂层之间留有空腔。

作为本实用新型的一种实施方式，所述双层金属骨架的最大厚度是所述上柔性涂层的厚度的2000～10000倍。

作为本实用新型的一种实施方式，所述石墨层的最大厚度和所述双层金属骨架的最大厚度比为1：(150-200)。

作为本实用新型的一种实施方式，所述石墨层的最小厚度和所述双层金属骨架的最小厚度比为1：(150-200)。

作为本实用新型的一种实施方式，所述双层金属骨架的最大厚度是所述上柔性涂层的厚度的8000～10000倍。

作为本实用新型的一种实施方式，所述复合垫片上还设置有定位圈。

作为本实用新型的一种实施方式，所述空腔的形状为椭球形。

作为本实用新型的一种实施方式，所述定位圈的数量为2个。

本实用新型中所述术语“边缘无缝”连接是指所述两层金属骨架的边缘互相连接，且采用焊接等技术使得连接处无缝隙，风、水等流体无法穿通过两层金属骨架的连接处。

本实用新型中所述术语“凹凸纹”，所述凹凸纹是由凹纹、凸纹、平纹组合而成，所述平纹是指表面无凸起和凹陷，为水平结构。

本实用新型中所述术语“接触连接”指所述金属骨架和石墨层互相连接，且接触，中间无缝隙。

本实用新型中所述术语“最大厚度”指的是所述石墨层因表面有凹凸纹，因此所述石墨层的厚度不均一，所述最大厚度是指石墨层中厚度最大地方的厚度。

本实用新型中所述术语“非接触式连接”指所述上层金属骨架的下表面和所述下层金属骨架的下表面互相连接，但不接触，即所述上层金属骨架的下表面和所述下层金属骨架的下表面中间留有缝隙。

下面结合附图1，对本实用新型中所述双层石墨金属波齿复合垫片进行描述：本实用新型提供一种双层石墨金属波齿复合垫片，所述双层石墨金属波齿复合垫片包含双层金属骨架1、石墨层2；

所述双层金属骨架由两层金属骨架边缘无缝连接组成，所述两层金属骨架分别为上层金属骨架3和下层金属骨架4；所述上层金属骨架和所述下层金属骨架为结构相等的金属骨架；

所述上层金属骨架的上表面和所述下层金属骨架的下表面设置凹凸纹5，所述凹凸纹5 由凹纹5-1、凸纹5-2、平纹5-3组合而成；

所述上层金属骨架的上表面和所述下层金属骨架的下表面接触连接有石墨层2；所述石墨层的最大厚度和所述双层金属骨架的最大厚度比为1：(100-200)；所述石墨层的最小厚度和所述双层金属骨架的最小厚度比为1：(50-200)；

所述上层金属骨架的下表面和所述下层金属骨架的上表面为非接触式连接，且所述上层金属骨架的下表面设置有上柔性涂层，所述下层骨架的上表面设置有下柔性涂层，且所述上柔性涂层和下柔性涂层以双层金属骨架的水平中心线为中心轴呈轴对称结构。

所述上柔性涂层与所述下柔性涂层之间留有空腔8。所述双层金属骨架的最大厚度是所述上柔性涂层的厚度的2000～10000倍。

所述复合垫片上还设置有定位圈9。所述空腔的形状为椭球形。所述定位圈的数量为2 个。

下面通过具体实施例来进一步描述本实用新型。

实施例1：本实施例提供一种双层石墨金属波齿复合垫片，所述双层石墨金属波齿复合垫片包含双层金属骨架1、石墨层2；

所述双层金属骨架由两层金属骨架边缘无缝连接组成，所述两层金属骨架分别为上层金属骨架3和下层金属骨架4；所述上层金属骨架和所述下层金属骨架为结构相等的金属骨架；

所述上层金属骨架的上表面和所述下层金属骨架的下表面设置凹凸纹5，所述凹凸纹5 由凹纹5-1、凸纹5-2、平纹5-3组合而成；

所述上层金属骨架的上表面和所述下层金属骨架的下表面接触连接有石墨层2；所述石墨层的最大厚度和所述双层金属骨架的最大厚度比为1：100；所述石墨层的最小厚度和所述双层金属骨架的最小厚度比为1：50；

所述上层金属骨架的下表面和所述下层金属骨架的上表面为非接触式连接，且所述上层金属骨架的下表面设置有上柔性涂层，所述下层骨架的上表面设置有下柔性涂层，且所述上柔性涂层和下柔性涂层以双层金属骨架的水平中心线为中心轴呈轴对称结构。

所述上柔性涂层与所述下柔性涂层之间留有空腔8。所述双层金属骨架的最大厚度是所述上柔性涂层的厚度的2000倍。

所述复合垫片上还设置有定位圈9。所述空腔的形状为椭球形。所述定位圈的数量为2 个。

实施例2：本实用新型提供一种双层石墨金属波齿复合垫片，所述双层石墨金属波齿复合垫片包含双层金属骨架1、石墨层2；

所述双层金属骨架由两层金属骨架边缘无缝连接组成，所述两层金属骨架分别为上层金属骨架3和下层金属骨架4；所述上层金属骨架和所述下层金属骨架为结构相等的金属骨架；

所述上层金属骨架的上表面和所述下层金属骨架的下表面设置凹凸纹5，所述凹凸纹5 由凹纹5-1、凸纹5-2、平纹5-3组合而成；

所述上层金属骨架的上表面和所述下层金属骨架的下表面接触连接有石墨层2；所述石墨层的最大厚度和所述双层金属骨架的最大厚度比为1：200；所述石墨层的最小厚度和所述双层金属骨架的最小厚度比为1：200；

所述上层金属骨架的下表面和所述下层金属骨架的上表面为非接触式连接，且所述上层金属骨架的下表面设置有上柔性涂层，所述下层骨架的上表面设置有下柔性涂层，且所述上柔性涂层和下柔性涂层以双层金属骨架的水平中心线为中心轴呈轴对称结构。

所述上柔性涂层与所述下柔性涂层之间留有空腔8。所述双层金属骨架的最大厚度是所述上柔性涂层的厚度的10000倍。

所述复合垫片上还设置有定位圈9。所述空腔的形状为椭球形。所述定位圈的数量为2 个。

实施例3：本实用新型提供一种双层石墨金属波齿复合垫片，所述双层石墨金属波齿复合垫片包含双层金属骨架1、石墨层2；

所述双层金属骨架由两层金属骨架边缘无缝连接组成，所述两层金属骨架分别为上层金属骨架3和下层金属骨架4；所述上层金属骨架和所述下层金属骨架为结构相等的金属骨架；

所述上层金属骨架的上表面和所述下层金属骨架的下表面设置凹凸纹5，所述凹凸纹5 由凹纹5-1、凸纹5-2、平纹5-3组合而成；

所述上层金属骨架的上表面和所述下层金属骨架的下表面接触连接有石墨层2；所述石墨层的最大厚度和所述双层金属骨架的最大厚度比为1：150；所述石墨层的最小厚度和所述双层金属骨架的最小厚度比为1：150；

所述上层金属骨架的下表面和所述下层金属骨架的上表面为非接触式连接，且所述上层金属骨架的下表面设置有上柔性涂层，所述下层骨架的上表面设置有下柔性涂层，且所述上柔性涂层和下柔性涂层以双层金属骨架的水平中心线为中心轴呈轴对称结构。

所述上柔性涂层与所述下柔性涂层之间留有空腔8。所述双层金属骨架的最大厚度是所述上柔性涂层的厚度的8000倍。

所述复合垫片上还设置有定位圈9。所述空腔的形状为椭球形。所述定位圈的数量为2 个。