用于管道系统的密封垫圈及其制造工艺技术方案

本发明专利技术涉及能够应用于管道、阀门和锅炉设备的密封垫圈。为此，本发明专利技术提供了用于管道系统的密封垫圈，所述密封垫圈包括：(i)由多个同心的金属环(10a)成型的芯体(10)，每一环(10a)具有大致矩形的截面，其中所有环(10a)的矩形截面的高度相同；和(ii)施加到所述芯体(10)的上、下表面上的柔性材料的表面覆层(12)。本发明专利技术还提供了制造所述密封垫圈的工艺。因此，本发明专利技术提供了一种密封垫圈，该密封垫圈：(i)不再需要外刚性环，(ii)易于成型为具有减小直径的密封垫圈，和(iii)能够易于成型为不同的形状，例如椭圆形形状，该椭圆形形状对于主体和闸阀帽之间的密封是特别有用的。

【技术实现步骤摘要】
用于管道系统的密封垫圈及其制造工艺
本专利技术是针对能够应用于管道、阀门和锅炉设备的密封垫圈。
技术介绍
在管道系统中，法兰中的密封垫圈是确保整体性以对抗泄漏的必要部件。一些类型的密封垫圈在特定的应用中表现良好，但是可能并不适于其他的应用。实芯的、带沟槽的且具有石墨覆层的密封垫圈以商品名CAMPROFILE或KAMMPROFILE而知名，并且对诸如热交换器这样的设备的密封表现良好。图1示出了在现有技术中已知的、实芯的、带沟槽的且具有石墨覆层的密封垫圈的剖视图。该密封垫圈的内部部分(图1的右侧)包括接收上下石墨覆层的沟槽。该内部部分是有效地起到密封元件作用的部分。该密封垫圈的外部部分(图1的左侧)不包括任何沟槽或覆层。该外部部分起到外强化环的作用。通常，实芯的、带沟槽的且具有石墨覆层的密封垫圈由具有大致矩形截面的、通常宽13mm的条块成型。然而，对于管道系统中的主体与阀帽之间的密封而言，直径是非常小的(大约150mm)，由13mm的条块成型而制造所述密封垫圈变得很困难，而且由于材料中高应力的存在，密封表面上缺陷的出现非常常见。同时，如图2所示，螺旋缠绕式的密封垫圈通过将具有大致“V”形截面的金属带缠绕而成型。此类密封垫圈通常包括实心的外强化金属环(未示出)，该外强化金属环通过提升密封垫圈的性能来为该密封垫圈提供机械强度。然而，对于管道系统中的主体与阀帽之间的密封而言，安装密封垫圈的空间是非常有限的，不存在用于具有外强化环的密封垫圈的空间。如专利US5308090A和US2357257A所公开的，即使在使用不包括外强化环的密封垫圈的情况下，也应当注意，此类密封垫圈对于主体与阀帽之间的密封的表现并不好，这要么是因为所述密封垫圈的构造，要么是因为缺少强化环。此外，已知的是：闸阀帽中的密封垫圈是椭圆形的，而不是圆形的。因此，使用现有技术中的实芯的或者螺旋缠绕式的密封垫圈变得更为困难，由于密封垫圈的外刚性环的存在，难以将这样的密封垫圈成型为椭圆形形状。如将在下面详细示出的那样，本专利技术旨在通过实用、有效及低成本的方式解决上述现有技术的问题。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供阀门、管道和设备的部件之间的法兰密封垫圈，该密封垫圈不需要外刚性环，但是还提供良好的密封性能。本专利技术的第二目的是提供阀门、管道和设备的部件之间的法兰密封垫圈，该密封垫圈易于成型为具有减小的直径和/或不同于常规的圆形形状(例如，椭圆形)的密封垫圈。为了实现上述目的，本专利技术提供了用于管道系统的密封垫圈，所述密封垫圈包括：(i)由多个同心的金属环成型的芯体，各个环具有大致矩形的截面，其中所有环的矩形截面的高度相同；和(ii)施加到所述芯体的上下表面的柔性材料的表面覆层。此外，本专利技术还提供了制造用于管道系统的密封垫圈的工艺，所述工艺包括以下步骤：(i)提供芯体，该芯体由多个同心的金属环成型，各个环具有大致矩形的截面，其中所有环的矩形截面的高度相同；和(ii)对所述芯体的上、下表面施加柔性材料的表面覆层。附图说明下面陈述的具体说明参考附图及相应的附图标记，其代表了本专利技术的优选实施方式。图1示出了根据现有技术的实芯的、带沟槽的且具有石墨覆层的密封垫圈的剖视图。图2示出了根据现有技术的螺旋缠绕式的密封垫圈的剖视图。图3示出了根据本专利技术的优选实施方式的切开密封垫圈的芯体的立视图。图4示出了根据本专利技术的优选实施方式的通过成型机成型为椭圆形的密封垫圈的芯体的立视图。图5示出了根据本专利技术的优选实施方式的通过成型机已经成型为椭圆形的密封垫圈的芯体的立视图。图6示出了在最终椭圆形形状的实施方式中密封垫圈在接收了密封面的柔性材料覆层之后的等距视图。具体实施方式首先，此处应当强调：下面的说明将基于本专利技术的优选实施方式。然而，将如本领域技术人员所显而易见的，本专利技术不限于这些具体的实施方式。图3示出了根据本专利技术的优选实施方式的密封垫圈的芯体10的立视图。如所能看到的，与现有技术的密封垫圈不同，根据本专利技术的密封垫圈包括由多个同心的金属环10a成型的芯体10，每一环10a具有大致矩形的截面，其中所有环10a的矩形截面的高度相同。优选地，本专利技术的密封垫圈的芯体10由至少四个同心的金属环10a形成。优选地，每一同心的金属环10a具有方形的截面。因此，所有的环10a具有相同的高度和宽度，使得密封垫圈的芯体具有基本平直的上下表面。更优选地，环的截面高度和宽度为2-5mm。甚至更优选地，环的截面高度和宽度为3mm。因此，由于环10a与现有技术的其他密封垫圈相比具有相对小的宽度，非常容易将所述环成型为期望的形状，为圆形、椭圆形或任何其他形状。还有，这降低了如在现有技术中当尝试将例如相对厚的金属条块(13mm)成型而制造小直径的密封垫圈(150mm)时所发生的结构失效的风险。优选地，每一同心金属环10a由具有矩形截面的至少一个金属条块成型。更优选地，成型所述环10a的至少一个金属条块具有方形截面。可选地，至少一个矩形截面的金属条块包括至少两个具有沟槽的相对的面。因此，同心的金属环将包括具有沟槽的至少一个上部的面和至少一个下部的面，所述沟槽有助于粘附施加到芯体10的上下表面的柔性材料的表面覆层12。优选地，用作表面覆层12的柔性材料为特氟龙或柔性石墨。优选地，环10a之间的缝隙是在制造中能够尽可能达到的最小缝隙。然而，应当强调：这并不是关键的因素，因为环是同心的，不可能在径向方向上形成流体的优选泄漏通道。本专利技术还提供了制造上述密封垫圈的工艺。本专利技术的工艺包括以下步骤：a)提供芯体10，该芯体由多个同心的金属环10a成型，每一环具有大致矩形的截面，其中所有环10a的矩形截面的高度相同；和b)对所述芯体的上、下表面施加柔性材料的表面覆层12。如上面所提到的，在提供芯体10的步骤之前，每一同心的金属环10a能够由具有矩形(优选地为方形)截面的至少一个金属条块成型。优选地，进行成型所述环10a的步骤使得将这些环成型为圆形形状，如图3所示。可选地，提供了成型芯体10的另外的步骤，在该步骤中，芯体成型为与最初的圆形形状不同的形状。优选地，对于将芯体用于主体与闸阀帽之间的密封垫圈中的情况，该芯体10成型为椭圆形形状，如图4和5所示。在此阶段，芯体10放置到成型装置14中，该成型装置包括两个拉伸模16a和两个压缩模16b。因此，芯体在垂直的方向上被同时拉伸和压缩，使得该芯体变成椭圆形形状。在该步骤中，一盖(未示出)优选地设置在芯体10上，使得该芯体在成型期间受到约束。与在圆形密封垫圈中的方式相同，如上所述的，将柔性材料的表面覆层12施加到芯体10(其为椭圆形)的上下表面，从而获得椭圆形的最终的密封垫圈(图6)。因此，基于上面的说明，本专利技术提供了不再需要外强化环的密封垫圈，而仍然提供良好的密封性能。此外，本专利技术的密封垫圈易于成型为具有减小直径的密封垫圈。还有，本专利技术的密封垫圈能够易于成型为不同的形状(例如椭圆形形状)。如上面所提到的，椭圆形形状的密封垫圈对于主体和闸阀帽之间的密封是特别有用的。此外，本专利技术提供了制造上面提到的密封垫圈的工艺，该工艺从成型每一金属环到施加柔性材料的覆层，所述覆层将填充空隙而确保垫圈的密封。本专利申请的保护范围的各种变体是被允许的。因此，应当强调：本专利技术并不限于上述的具体配置/实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管道系统的密封垫圈，其特征在于，所述密封垫圈包括：‑由多个同心的金属环(10a)成型的芯体(10)，每一环具有大致矩形的截面，其中，所有同心的金属环(10a)的矩形截面的高度相同；和‑施加到所述芯体(10)的上、下表面上的柔性材料的表面覆层(12)。

【技术特征摘要】
2015.11.17 BR 102015028821-21.一种用于管道系统的密封垫圈，其特征在于，所述密封垫圈包括：-由多个同心的金属环(10a)成型的芯体(10)，每一环具有大致矩形的截面，其中，所有同心的金属环(10a)的矩形截面的高度相同；和-施加到所述芯体(10)的上、下表面上的柔性材料的表面覆层(12)。2.根据权利要求1所述的密封垫圈，其特征在于，所述多个同心的金属环(10a)包括至少四个环。3.根据权利要求1或2所述的密封垫圈，其特征在于，每一同心的金属环(10a)具有大致方形的截面。4.根据权利要求3所述的密封垫圈，其特征在于，每一同心的金属环(10a)的截面的高度和宽度范围是2-5mm。5.根据权利要求4所述的密封垫圈，其特征在于，每一同心的金属环(10a)的截面的高度和宽度为3mm。6.根据权利要求1至5中任一项所述的密封垫圈，其特征在于，每一同心的金属环(10a)由具有矩形截面的至少一个金属条块成型。7.根据权利要求1至6中任一项所述的密封垫圈，其特征在于，每一同心的金属环(10a)包括至少两个具有沟槽的相对的面。8.根据权利要求7所述的密封垫圈，其特征在于，具有沟槽的所述至少两个相对的面中，一个为上部的面，一个为下部...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·K·乌索达，
申请(专利权)人：巴西石油公司，
类型：发明
国别省市：巴西,BR