CN215334433U - 一种嵌入式石墨金属微小垫片结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种嵌入式石墨金属微小垫片结构，包括环形垫板、柔性石墨密封体及两块附件本体；环形垫板位于两块附件本体之间，其中，环形垫板的上表面及下表面上均设置有两块环形金属档条，其中，柔性石墨密封体的端部***于两块环形金属档条之间，两块附件本体的表面均设置有环形凹槽，环形垫板的上侧位于一块附件本体上的环形凹槽内，环形垫板的下侧位于另一块附件本体上的环形凹槽内，所述环形凹槽的底部设置有环形沉槽，两块环形金属档条的端部***于所述环形沉槽内，柔性石墨密封体正对所述环形沉槽的底部，紧定螺钉穿过两块附件本体及环形垫板后套接有螺母，该结构能够有效防止石墨松散脱落。

Description

一种嵌入式石墨金属微小垫片结构

技术领域

本实用新型属于机械设计及加工技术领域，涉及一种嵌入式石墨金属微小垫片结构。

背景技术

在现代工业领域中，密封垫片作为流体管道输运***的关键零部件，常用于管道连接时法兰间的密封，其使用性能的好坏直接关系到整个***的安全、稳定、高效运行。随着相关技术的发展，采用管道***进行输运的流体介质呈现多样化，这就对管道的***技术提出了更高的要求，如管道主体及附件的结构、材质、设计等。这其中，零部件材质耐腐蚀性和***泄漏率是重点之一。

管道密封垫片在使用时，通过外部对密封结构(如法兰)施加的作用力紧定在密封面之间，实现对垫片中部与外部空间的有效隔离密封。垫片内部与管道内部流体介质直接接触，这就要求垫片材质的物理特性应能适用于耐温、防腐、抗疲劳等一系列特殊条件工况。另外，由于垫片往往受到密封面的挤压和内部介质的压力，同时存在径向和轴向的变形，因此对垫片的材质、结构的强度又有较高的要求。

石墨作为一种非金属材料，其可塑性较强，通过外力可使石墨材料变形以满足使用需求。同时，石墨也具有很强的耐腐蚀性和耐高温性。对绝大多数流动介质而言，石墨是一种很好的密封材料。但在实际使用过程中，石墨作为密封材料又过于松散，容易脱落、解体，尤其是其重复使用的效果更加不理想。传统的解决方法是利用金属环形材料作为内、外衬，使石墨密封面定型并保证一定的使用寿命。但此种石墨缠绕垫片同样存在易松散，制造不便等问题。尤其是需要用到微小尺寸密封件的场合，传统的金属石墨缠绕垫片更突显出制造和使用方面的不足。另外，当工艺过程对垫片的金属材质要求较高，即需要采用价格较贵的金属材质作为垫片基材时，可重复使用的石墨金属垫片型式还将有一定的成本节约效果。

因此一种能够有效防止石墨松散脱落，适应微小尺寸应用场合，且具备重复使用特性的金属石墨密封垫片，将能够针对上述使用问题，提供有利的技术解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种嵌入式石墨金属微小垫片结构，该结构能够有效防止石墨松散脱落。

为达到上述目的，本实用新型所述的嵌入式石墨金属微小垫片结构包括环形垫板、柔性石墨密封体及两块附件本体；

环形垫板位于两块附件本体之间，其中，环形垫板的上表面及下表面上均设置有两块环形金属档条，其中，柔性石墨密封体的端部***于两块环形金属档条之间，两块附件本体的表面均设置有环形凹槽，环形垫板的上侧位于一块附件本体上的环形凹槽内，环形垫板的下侧位于另一块附件本体上的环形凹槽内，所述环形凹槽的底部设置有环形沉槽，两块环形金属档条的端部***于所述环形沉槽内，柔性石墨密封体正对所述环形沉槽的底部，紧定螺钉穿过两块附件本体及环形垫板后套接有螺母。

所述环形沉槽底部的横截面为圆弧形结构。

两块附件本体上均设置有用于供紧定螺钉穿过的中心定位孔及紧固孔。

环形垫板的硬度大于附件本体的硬度。

环形金属档条上正对环形沉槽底部的一端的端面为倾斜面，且所述倾斜面朝向柔性石墨密封体。

环形凹槽的深度小于环形垫板厚度的一半。

环形沉槽顶部的侧壁与水平面之间的夹角为45°。

在使用时，旋转螺母，使得两块附件本体逐渐靠拢，并最终相接触，在此过程中，两块环形金属档条的端部与环形沉槽的内壁相接触，并随着两块附件本体的逐渐靠拢，环形金属档条在环形沉槽内壁的挤压下逐渐变形，并向内弯曲，同时在弯曲过程中，通过两块环形金属档条挤压两者之间的柔性石墨密封体，使得柔性石墨密封体向环形沉槽的底部逐渐靠拢，并最终与环形沉槽的底部相接触，以实现内外密封，同时通过两块环形金属档条对两者之间的柔性石墨密封体进行限位，使柔性石墨密封体固定。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的嵌入式石墨金属微小垫片结构在具体操作时，柔性石墨密封***于两块环形金属档条之间，且环形金属档条的端部正对环形沉槽的底部，螺母安装完成后，柔性石墨密封体夹持并固定于两块环形金属档条及环形沉槽之间，以防止石墨松散脱落，避免出现密封失效的情况，同时垫片的关键密封体呈现出“硬-软-硬”的多层次结构，更加提升了垫片整体的使用性能，能够在保证达到传统石墨金属密封垫片使用性能的基础上，尤其适用于微小尺寸应用环境，极大拓展了石墨金属类密封垫片的使用范围。

附图说明

图1a为附件本体4的结构示意图。

图1b为挤压完成后环形金属档条2及柔性石墨密封体3的示意图；

图2为附件本体4的截面图；

图3为本实用新型的***图；

图4a为挤压前本实用新型的示意图；

图4b为挤压后本实用新型的示意图。

其中，1为环形垫板、2为环形金属档条、3为柔性石墨密封体、4为附件本体、5为中心定位孔、6为紧固孔、7为环形凹槽、8为环形沉槽、9为圆弧形结构、10为紧定螺钉、11为螺母。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本实用新型公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本实用新型公开的概念。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

在附图中示出了根据本实用新型公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

参考图1a至图4b，本实用新型所述的嵌入式石墨金属微小垫片结构包括环形垫板1、两块柔性石墨密封体3及两块附件本体4；

环形垫板1位于两块附件本体4之间，其中，环形垫板1的上表面及下表面上均设置有两块环形金属档条2，其中，柔性石墨密封体3的端部***于两块环形金属档条2之间，两块附件本体4的表面均设置有环形凹槽7，环形垫板1的上侧位于一块附件本体4上的环形凹槽7内，环形垫板1的下侧位于另一块附件本体4上的环形凹槽7内，所述环形凹槽7的底部设置有环形沉槽8，所述环形沉槽8底部的横截面为圆弧形结构9，两块环形金属档条2的端部***于所述环形沉槽8内，柔性石墨密封体3正对所述环形沉槽8的底部，紧定螺钉10穿过两块附件本体4及环形垫板1后套接有螺母11。在使用时，组装完成后，旋转螺母11，通过紧定螺钉10使得两块附件本体4逐渐靠拢，并最终相接触，在此过程中，两块环形金属档条2的端部与环形沉槽8的内壁相接触，并随着两块附件本体4的逐渐靠拢，环形金属档条2在环形沉槽8内壁的挤压下逐渐变形，并向内弯曲，同时在弯曲过程中，通过两块环形金属档条2挤压两者之间的柔性石墨密封体3，使得柔性石墨密封体3向环形沉槽8的底部逐渐靠拢，并最终与环形沉槽8的底部相接触，以实现内外密封，同时通过两块环形金属档条2对两者之间的柔性石墨密封体3进行限位，使其固定。

两块附件本体4上均设置有用于供紧定螺钉10穿过的中心定位孔5及紧固孔6。

该垫片制作时，先根据需要密封的流体管路内、外尺寸及密封面尺寸确定附件本体4的尺寸，同时根据流体特性，确定附件本体4及柔性石墨密封体3的材质。另外，还需根据密封耐压等级，确定两块环形金属档条2之间的距离，当内、外压差越大，则两块环形金属档条2之间的距离越宽，然后采用数控机加工方式加工附件本体4，再采用模具挤压、塑料切削或热塑浇注等方法加工得到柔性石墨密封体3，其中，两块环形金属档条2与两者之间的柔性石墨密封体3相接触。

优选的，环形垫板1的硬度大于附件本体4的硬度，以保证在挤压时环形金属档条2能够进行弯曲成型。

优选的，环形金属档条2上正对环形沉槽8底部的一端的端面为倾斜面，所述倾斜面朝向柔性石墨密封体3，使得对柔性石墨密封体3挤压过程中，尽量减小对柔性石墨密封体3的损伤，且挤压完成后，所述倾斜面的轴线与柔性石墨密封体3的轴线相垂直，最大限度的对柔性石墨密封体3进行防松散保护。

在实际操作时，柔性石墨密封体3的宽度可以适当小于两块环形金属档条2之间的宽度，在垫片二次加工挤压过程中，使得柔性石墨密封体3避免溢出环形沉槽8的底部。

环形凹槽7的深度小于环形垫板1厚度的一半，以保证在二次加工压紧过程中，环形垫板1能够完全被压紧成型，进一步保证垫片二次加工的成品质量。

环形沉槽8顶部的侧壁与水平面之间的夹角为45°，可以保证在附件本体4压紧后，环形金属档条2形成对称的包裹“拱”形，达到最强的结构承压强度。

本实用新型通过巧妙的垫片结构设计，解决了此类产品中柔性密封材料易松散、脱落的问题，强化了垫片密封体的强度，避免了因垫片密封失效造成的损失。同时也针对此种垫片，提出了分步加工的制造方法。既降低了垫片加工制造的难度，也使得垫片的重复利用问题得到了解决，实现了相关产品的循环利用，大大降低使用成本。另外，本实用新型不仅能够在实际应用中高效的完成制作、安装、使用、维护等操作，也保证了初生产和再利用过程中，垫片具有相当的成品质量。本实用新型设计合理，结构巧妙，安全可靠，实用性强，高效环保。

Claims (8)

1.一种嵌入式石墨金属微小垫片结构，其特征在于，包括环形垫板(1)、柔性石墨密封体(3)及两块附件本体(4)；

环形垫板(1)位于两块附件本体(4)之间，其中，环形垫板(1)的上表面及下表面上均设置有两块环形金属档条(2)，其中，柔性石墨密封体(3)的端部***于两块环形金属档条(2)之间，两块附件本体(4)的表面均设置有环形凹槽(7)，环形垫板(1)的上侧位于一块附件本体(4)上的环形凹槽(7)内，环形垫板(1)的下侧位于另一块附件本体(4)上的环形凹槽(7)内，所述环形凹槽(7)的底部设置有环形沉槽(8)，两块环形金属档条(2)的端部***于所述环形沉槽(8)内，柔性石墨密封体(3)正对所述环形沉槽(8)的底部，紧定螺钉(10)穿过两块附件本体(4)及环形垫板(1)后套接有螺母(11)。

2.根据权利要求1所述的嵌入式石墨金属微小垫片结构，其特征在于，所述环形沉槽(8)底部的横截面为圆弧形结构(9)。

3.根据权利要求1所述的嵌入式石墨金属微小垫片结构，其特征在于，两块附件本体(4)上均设置有用于供紧定螺钉(10)穿过的中心定位孔(5)及紧固孔(6)。

4.根据权利要求1所述的嵌入式石墨金属微小垫片结构，其特征在于，环形垫板(1)的硬度大于附件本体(4)的硬度。

5.根据权利要求1所述的嵌入式石墨金属微小垫片结构，其特征在于，环形金属档条(2)上正对环形沉槽(8)底部的一端的端面为倾斜面，且所述倾斜面朝向柔性石墨密封体(3)。

6.根据权利要求1所述的嵌入式石墨金属微小垫片结构，其特征在于，环形凹槽(7)的深度小于环形垫板(1)厚度的一半。

7.根据权利要求1所述的嵌入式石墨金属微小垫片结构，其特征在于，环形沉槽(8)顶部的侧壁与水平面之间的夹角为45°。

8.根据权利要求1所述的嵌入式石墨金属微小垫片结构，其特征在于，在使用时，旋转螺母(11)，使得两块附件本体(4)逐渐靠拢，并最终相接触，在此过程中，两块环形金属档条(2)的端部与环形沉槽(8)的内壁相接触，并随着两块附件本体(4)的逐渐靠拢，环形金属档条(2)在环形沉槽(8)内壁的挤压下逐渐变形，并向内弯曲，同时在弯曲过程中，通过两块环形金属档条(2)挤压两者之间的柔性石墨密封体(3)，使得柔性石墨密封体(3)向环形沉槽(8)的底部逐渐靠拢，并最终与环形沉槽(8)的底部相接触，以实现内外密封，同时通过两块环形金属档条(2)对两者之间的柔性石墨密封体(3)进行限位，使柔性石墨密封体(3)固定。

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