專(zhuān)利名稱(chēng)：強(qiáng)力復(fù)合墊片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在各種設(shè)備，尤其是管道法蘭中使用的密封墊片及其制造方法。
以前，用于設(shè)備、管道法蘭的密封墊片有紙墊、軟木墊、橡膠石棉墊、塑料密封墊、金屬包復(fù)墊、金屬密封墊、金屬-非金屬纏繞墊等，上述密封墊片不僅材質(zhì)存在明顯的缺陷，而且制造方法也存在許多不足之處1、以植物纖維、礦物纖維和化學(xué)合成纖維為原料的密封墊片，由于材質(zhì)的限制，組織疏松，致密性差，容易形成“滲透泄漏”、“滲透泄漏”往往不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，給工礦企業(yè)正常安全生產(chǎn)帶來(lái)危害。2、有機(jī)合成材料如橡膠、塑料、石棉橡膠為原料的密封墊片盡管消除了滲透泄漏現(xiàn)象，但由于有機(jī)材料易老化、龜裂、變質(zhì)致使生產(chǎn)塑性變形，回彈力下降，而形成“界面泄漏”，達(dá)不到有效密封，而且只適用于較低壓力，非腐蝕性介質(zhì)中。3、金屬包復(fù)墊、金屬密封墊等由于相對(duì)的材質(zhì)硬度高，無(wú)法補(bǔ)償法蘭面微觀凹凸不平，因此，須較大的予緊力和要求法蘭面有高的光潔度。而且對(duì)法蘭面間壓力波動(dòng)很敏感，安裝使用條件苛刻，一旦使用不當(dāng)極易造成泄漏。4、金屬-非金屬纏繞墊片，是目前使用較多的一種，但由于結(jié)構(gòu)局限(a)需要較大的壓緊力，如當(dāng)介質(zhì)壓力10.0MPa，易使法蘭和連接螺栓變形，為此，需增加螺栓及法蘭面的強(qiáng)度來(lái)加以消除，但這種消耗大量金屬材料。(b)制造工藝操作繁復(fù)致使價(jià)格昂貴。(c)制造該種較大規(guī)格墊片，報(bào)廢率高，成功與否目前存在較大的偶然性，因制造工藝本身還無(wú)法保證。(d)該種墊片運(yùn)輸、保管、安裝條件苛刻，稍有不慎，極易造成散架而報(bào)廢。
本發(fā)明的目的是提供一種具有綜合優(yōu)異密封性能的強(qiáng)力復(fù)合墊片，其具有高強(qiáng)度、優(yōu)異回彈性、耐高低溫、耐腐蝕、密封可靠，且運(yùn)輸、保管、安裝方便，使用壽命長(zhǎng)，能適應(yīng)眾多工況的密封要求。另一任務(wù)是提供一種制造該墊片的專(zhuān)用方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的以膨脹石墨為原料，用物理或化學(xué)的方法，或者兩者并用，使膨脹石墨復(fù)合在金屬薄板兩表面，制成膨脹石墨-金屬?gòu)?fù)合強(qiáng)力板材。物理方法可以用金屬板打毛刺，開(kāi)小孔等方法;化學(xué)方法可以用在金屬薄板表面或膨脹石墨層中施加一定量化合物，如有機(jī)粘結(jié)劑、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑或施加一定量自粘型帶狀物等方法，也可用上述物理方法或化學(xué)方法的一種或幾種。以上復(fù)合強(qiáng)力板材的一層或數(shù)層，經(jīng)機(jī)械沖壓或用剪切機(jī)械等加工成一定形狀特征的墊片毛坯。使用中若需要數(shù)層，則可將復(fù)合強(qiáng)力板材層與層之間用對(duì)膨脹石墨相溶性好的粘結(jié)劑進(jìn)行粘結(jié)，以達(dá)到所需厚度。也可將加工成形的墊片毛坯層與層之間用粘結(jié)劑粘結(jié)以達(dá)到所需厚度。
上述一定形狀特征的墊片毛坯由金屬薄帶在需要的周邊部位加強(qiáng)。其特征是用物理或者化學(xué)的方法或者兩者并用，使金屬薄帶十分緊密地貼合于需要加強(qiáng)的周邊如內(nèi)徑圓周、外徑圓周以及隔條的邊緣上，以保護(hù)整個(gè)墊片，并起到使墊片具有高回彈性能征特的作用，從而制成強(qiáng)力復(fù)合墊片。
本發(fā)明技術(shù)同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)該密封墊片由金屬薄板與膨脹石墨復(fù)合而成，保持了膨脹石墨耐高低溫，耐腐蝕，抗應(yīng)力松弛等優(yōu)異品質(zhì)，且具有極高的強(qiáng)度。(2)在周邊如內(nèi)徑、外徑處等以金屬薄帶加強(qiáng)，膨脹石墨是在法蘭面與金屬薄帶所形成的支承體接觸的狀態(tài)下工作，因此，膨脹石墨不但不會(huì)過(guò)載被擠出密封面，而且具有極好的回彈性。上述兩點(diǎn)使墊片具有密封可靠、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，且運(yùn)輸安裝、維護(hù)都極為便利，特別避免了纏繞墊片散架破損的缺點(diǎn)。(3)制造工藝易于控制，操作性能好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，墊片原料成本及加工成本明顯下降。


圖1是本發(fā)明的一種形式;
圖2是本發(fā)明的另一種形式;
圖3是沿圖1A-A線的剖視圖。
實(shí)施例一以粒度為200目-20目的天然鱗片石墨、熱解石墨等經(jīng)化學(xué)處理或電化學(xué)處理形成層間化合物，再經(jīng)水洗及熱處理制得含有碳纖維、玻璃纖維及耐高低溫?zé)o機(jī)材料的膨脹石墨，其密度為0.003-2.1克/立方厘米。將厚度為0.10-0.50mm的銅、鐵、不銹鋼、鎳合金、鉻合金以及鍍鋅鐵板等金屬薄板的一種先經(jīng)表面處理，根據(jù)不同的金屬組成成份有的可不預(yù)先表面處理，處理宜在常溫進(jìn)行，處理劑為濃度1%至飽和濃度的苯甲酸鈉、磷酸鹽等，然后用專(zhuān)用開(kāi)孔機(jī)械設(shè)備對(duì)金屬薄板開(kāi)小孔處理，制成胎體，一般小孔數(shù)為4-36只/平方厘米，胎體總厚度在0.1-5mm之間為宜，胎體再經(jīng)緩蝕處理，緩沖劑是苯甲酸鈉、磷酸鹽的一種或幾種，再將膨脹石墨5置于金屬薄板4兩表面，以機(jī)械加壓的方法，使膨脹石墨十分致密且很均勻地貼合在金屬薄板(胎體)4兩面而制成復(fù)合強(qiáng)力板，其厚度控制在0.5-5.0mm為宜，密度控制在1.0-5.0克/立方厘米為宜。一般通過(guò)選擇不同厚度金屬薄板、膨脹石墨投料量及機(jī)械加壓的壓力來(lái)達(dá)到此目的，所加壓力在10-21MPa之間。再用相應(yīng)形狀規(guī)格的機(jī)械模將強(qiáng)力復(fù)合板沖制成同所需規(guī)格相應(yīng)的墊片毛坯，也可以用剪切機(jī)械進(jìn)行剪機(jī)加工而獲得相應(yīng)的墊片毛坯。根據(jù)需要可將墊片毛坯用丁晴乳膠等粘結(jié)劑進(jìn)行粘結(jié)處理，在厚度方向疊加，以達(dá)到一定的所需厚度。以后由專(zhuān)用貼合機(jī)械，將鐵、銅、鍍鋅鐵、不銹鋼、英科鎳爾合金、蒙乃爾合金等金屬薄帶的一種貼合在墊片毛坯的內(nèi)徑、外徑等需加強(qiáng)的周邊，形成內(nèi)加強(qiáng)圈1、外加強(qiáng)圈2、加強(qiáng)邊3，金屬薄帶厚度為0.05-0.5mm。這樣就完成了整個(gè)制造過(guò)程。
實(shí)施例二取已制得的膨脹石墨，將厚度為0.1-5.0mm的銅、鐵、不銹鋼、鍍鋅鐵板、鎳合金、鉻合金等金屬薄板的任一種，表面涂刷或噴涂，或浸涂有機(jī)粘結(jié)劑或無(wú)機(jī)粘結(jié)劑如氯丁類(lèi)膠等，經(jīng)1秒-40分鐘后，將膨脹石墨置于金屬薄板兩面，經(jīng)機(jī)械加壓，保壓時(shí)間1秒-1小時(shí)，使膨脹石墨致密且十分均勻地貼合在金屬薄板兩側(cè)，制得膨脹石墨-金屬?gòu)?qiáng)力復(fù)合板。
實(shí)施例三取已制得的膨脹石墨。將厚度為0.1-5.0mm的銅、鐵、不銹鋼、鍍鋅鐵板、鎳合金、鉻合金等金屬薄板的任一種，由專(zhuān)用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開(kāi)小孔或打毛刺處理，小孔數(shù)或毛刺數(shù)為4-20只/平方厘米，然后進(jìn)行施加粘結(jié)劑處理，可用涂刷、噴涂、浸涂有機(jī)粘結(jié)劑或無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，如氯丁類(lèi)膠等，經(jīng)1秒-40分鐘后，將膨脹石墨置于金屬薄板兩表面，經(jīng)機(jī)械加壓，保壓時(shí)間1秒-1小時(shí)，壓力10-20MPa，使膨脹石墨十分致密地貼合在金屬薄板兩表面，制成厚度為1.5mm，密度為2.0克/立方厘米的膨脹石墨-金屬?gòu)?qiáng)力復(fù)合板。
實(shí)施例四取已制得的墊片毛坯，在需要加強(qiáng)的周邊如內(nèi)徑、外徑等處施加一定量的粘結(jié)劑、施膠量以不流淌為宜，其方法是通過(guò)一對(duì)帶粘結(jié)劑的滾筒，也可以用噴涂、刷涂的方法。也可將粘結(jié)劑加于與墊片毛坯貼合的金屬薄帶的這一側(cè)面。經(jīng)過(guò)1秒2小時(shí)，由帶槽的專(zhuān)用貼合機(jī)械將不銹鋼、英科鎳爾合金、蒙乃爾合金等金屬薄帶的任一種貼合在墊片毛坯的內(nèi)徑、外徑周邊等需加強(qiáng)處，即制成強(qiáng)力高回彈的密封墊片。
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)力復(fù)合墊片，其特征在于由膨脹石墨5和金屬薄板4結(jié)合的同時(shí)，周邊用金屬薄帶加強(qiáng)形成內(nèi)加強(qiáng)圈1、外加強(qiáng)圈2和加強(qiáng)邊3。
2.按照權(quán)利要求1所述的墊片，其特征在于金屬薄板可以是普通鋼板、鍍鋅鐵板、不銹鋼板、蒙乃爾合金板、英科鎳爾合金板。
3.按照權(quán)利要求1所述的墊片，其特征在于所用膨脹石墨密度可為0.003-2.1克/立方厘米。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的墊片，其特征在于膨脹石墨是含有碳纖維，碳化纖維、玻璃纖維及耐溫?zé)o機(jī)材料的一種或幾種復(fù)合膨脹石墨。
5.按照權(quán)利要求1所述的墊片，其特征在于金屬薄帶可以是普通鋼帶、鍍鋅薄鐵皮、不銹鋼帶、蒙乃爾合金帶、英科鎳爾合金帶。
6.一種制造如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)力復(fù)合墊片的方法，其特征在于在金屬薄板兩表面開(kāi)小孔或拉毛刺后，以機(jī)械加壓的方式在其上物理地復(fù)合膨脹石墨層，再?zèng)_壓成墊片后，周邊物理壓貼金屬薄帶或施加粘結(jié)劑粘結(jié)金屬薄帶或施加粘結(jié)劑后再物理壓貼金屬薄帶予以加強(qiáng)。
7.一種制造如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)力復(fù)合墊片的方法，其特征在于在金屬薄板內(nèi)表面或膨脹石墨內(nèi)表面或兩者同時(shí)施加粘結(jié)劑，如氯丁膠、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，使金屬薄板與膨脹石墨復(fù)合，再?zèng)_壓成墊片后，周邊物理壓貼金屬薄帶或施加粘結(jié)劑粘結(jié)金屬薄帶或施加粘結(jié)劑后再物理壓貼金屬薄帶予以加強(qiáng)。
8.一種制造如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)力復(fù)合墊片的方法，其特征在于在金屬薄板兩表面開(kāi)小孔或拉毛刺后，再在金屬兩表面施加粘結(jié)劑或在膨脹石墨內(nèi)表面施加粘結(jié)劑或兩者同時(shí)施加粘結(jié)劑，使金屬薄板與膨脹石墨復(fù)合，再?zèng)_壓成墊片，周邊物理壓貼金屬薄帶或施加粘結(jié)劑粘結(jié)金屬薄帶或施加粘結(jié)劑后再物理壓貼金屬薄帶予以加強(qiáng)。
9.按照權(quán)利要求6或7或8所述的方法，其特征在于金屬薄板復(fù)合膨脹石墨后，先經(jīng)粘結(jié)劑多層粘結(jié)后再?zèng)_壓成墊片，周邊用金屬薄帶予以加強(qiáng)。
10.按照權(quán)利要求6或7或8所述的方法，其特征在于金屬薄板復(fù)合膨脹石墨后，先沖壓成墊片，再經(jīng)粘結(jié)劑多層粘接后，周邊用金屬薄帶予以加強(qiáng)。
全文摘要
本發(fā)明采用理、化的方法將金屬薄板(胎體)與膨脹石墨復(fù)合后，以一層或數(shù)層強(qiáng)力板材經(jīng)機(jī)械沖制或剪切制成墊片毛坯。把金屬薄帶用專(zhuān)門(mén)機(jī)械在墊片周邊加強(qiáng)，使密封墊片在10MPa內(nèi)達(dá)到安全使用，從而解決了現(xiàn)有產(chǎn)品因材質(zhì)和結(jié)構(gòu)所致的多種缺點(diǎn)，且制造工藝具有良好的可操作性，綜合成本下降。
文檔編號(hào)F16J15/06GK1060900SQ91109500
公開(kāi)日1992年5月6日 申請(qǐng)日期1991年10月12日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月12日
發(fā)明者曉星 申請(qǐng)人:慈溪市京慈墊片實(shí)驗(yàn)廠