一种具有非对称折边金属带的层绕垫片的制作方法

1.本发明涉及承压设备的开口密封技术领域，具体涉及一种具有非对称折边金属带的层绕垫片。


背景技术：

2.承压设备现有的开口密封垫片包括金属环平垫、金属环垫、金属齿形垫、金属波齿垫、金属缠绕垫和复合材料垫。如图1所示为安装在密封面3上的传统缠绕密封垫片的截面一侧，包括骨架2及垫片主体1，骨架2可设置于垫片主体1的内侧、外侧或同时设置于垫片主体1的内侧和外侧，垫片主体1包括垫片基体及附设于基体表面的填料层。
3.传统缠绕密封垫片的主体由金属薄片缠绕层叠而成，常用在小直径开口接管密封上。对于大直径的缠绕密封垫片，由于整体结构刚性低，在搬运过程中要小心谨慎，否则容易把密封侧面上的复合填料碰坏、脱离，甚至缠绕层叠的金属薄片被弄散架。而且，当紧固螺柱以定位垫片主体时，容易出现将金属缠绕垫压溃挤压扭曲的现象，金属缠绕垫被挤压而发生扭曲变形，发生了位移，脱离了密封面。
4.发明人分析发现，承压设备大量应用螺柱强制密封的法兰副，在内压作用下法兰环发生偏转，具有内侧张开、外侧夹紧的变形总趋势，相应就需要垫片靠近内侧的一段宽度具有更高的回弹性以弥补法兰密封面的张开，垫片靠近外侧的一段宽度应具有更高的抗压强度以免被压溃，但是传统的缠绕钢带都是一条完整钢带作为单头单层螺旋缠绕的，由此而构成的垫片主体沿宽度从内到外较为均匀，无法适应而法兰副的变形总趋势。常规认知中，人们虽然了解法兰环的偏转和张开，但是并没有考虑供给方自身的改进去适应需求方的这一精准的需求。
5.发明人分析还发现，传统缠绕密封垫片的复合填料只是轻薄地压在主体的密封侧面上，大直径垫片搬运或安装到法兰密封面过程中，容易出现金属缠绕垫压晃动扭曲的现象，使复合填料从密封侧面上松脱。常规认知中，人们虽然知悉这一不良现象，常规做法是选用波齿垫等其他垫片，并没有考虑供给方自身的改进去适应需求方的这一迫切需求。
6.综上，现有金属缠绕垫在使用过程中存在被内压力压坏、挤出和复合填料松脱的问题，解决这两个问题，可以使金属缠绕垫的结构功能更加完善。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种具有非对称折边金属带的层绕垫片，能够避免在使用过程中被内压力压坏、挤出和复合填料松脱的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
9.提供一种具有非对称折边金属带的层绕垫片，包括骨架和垫片主体，所述骨架设置于垫片主体的内侧和/或外侧，所述垫片主体包括由金属带层叠缠绕而成的多层缠绕层，各缠绕层的截面呈弯折状，其特征是：部分或全部缠绕层的相邻层叠折边长度不同，从而在不同的缠绕层的侧部留有形变空间，形变空间和/或相邻缠绕层的折边间隙设有填料层。
10.可选的，各层缠绕层的截面呈v状的拱形，且各缠绕层的折弯之处对齐布置。
11.可选的，同一缠绕层的两个折边长度不同，每相邻两层缠绕层的长短边依次交错布置。
12.可选的，沿着层叠方向，若干缠绕层的长度相同的折边对齐层叠后经由长度不同的缠绕层折边分隔布置。
13.可选的，所述垫片主体的缠绕层是连续螺旋缠绕的。
14.可选的，所述垫片主体的缠绕层是逐圈同心圆结构，每缠绕一圈则点焊牢固该圈两端的接头，相邻两圈的点焊接头在圆周方向错开180
°
布置。
15.可选的，靠近压力侧和远离压力侧的若干层缠绕层是连续缠绕的，在其之间的缠绕层则是逐圈分隔的同心圆结构，每缠绕一圈则点焊牢固该圈两端的接头，相邻两圈的点焊接头在圆周方向错开180
°
布置。
16.可选的，不同缠绕层的厚度相等或不相等。
17.可选的，不同缠绕层的为材料相同的金属带或材料不同的金属带。
18.可选的，每层缠绕层迎向压力侧朝内拱起，或背向压力侧朝外拱起。
19.本发明的有益效果：
20.本发明的具有非对称折边金属带的层绕垫片，金属带层叠缠绕而成的缠绕层，其折边长度不相等使得相邻两圈折边的间隔增大，为缠绕层的折边的弹性压缩提供了形变的空间而更具有回弹密封性，也给填料层挤进相邻两圈缠绕层之间的空隙提供了槽形空间，适用于密封面两侧的非对称结构专用。填料层在垫片搬运和安装中获得更牢固的保护，对于大直径的层绕垫片的使用方不再需要小心谨慎地搬动层绕垫片，不会被碰撞损坏，能够维持良好的密封效果。
附图说明
21.图1为现有的密封垫片的结构示意图。
22.图2为一种具有非对称折边金属带的层绕垫片的第一种结构示意图。
23.图3为一种具有非对称折边金属带的层绕垫片的第二种结构示意图。
24.图4为一种具有非对称折边金属带的层绕垫片的第三种结构示意图。
25.图5为一种具有非对称折边金属带的层绕垫片的第四种结构示意图。
26.图6为一种具有非对称折边金属带的层绕垫片的第五种结构示意图。
27.图7为一种具有非对称折边金属带的层绕垫片的第六种结构示意图。
28.附图标记：
29.图1：垫片主体1、骨架2、密封面3；
30.图2
‑
图7：
[0031]1‑
1短折边，1
‑
2长折边，1
‑
3单层长折边，1
‑
4三层长折边，1
‑
5双层长折边，1
‑
6单层长折边，1
‑
7螺旋缠绕钢带，1
‑
8逐圈抱裹钢带，1
‑
9填料层。
具体实施方式
[0032]
以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。
[0033]
本实施例的具有非对称折边金属带的层绕垫片，如图2所示，包括骨架和垫片主
体，所述骨架设置于垫片主体的内侧和/或外侧，垫片主体包括由金属带层叠缠绕而成的多层缠绕层，各缠绕层的截面呈弯折状，各层缠绕层的截面呈v状的拱形，且各缠绕层的折弯之处对齐布置。作为改进的是，同一缠绕层的两个折边长度不同，包括短这边1
‑
1和长这边1
‑
2，每相邻两层缠绕层的长短边依次交错布置，如此每相邻层叠的两块折边一长一短，在较短的折边之处(相邻两块较长折边之间)形成了形变空间。
[0034]
以上是全部缠绕层的相邻层叠折边长度都不同，另一实施例可改为仅部分的相邻缠绕层的相邻层叠折边长度不同，如3所示，包括单层长折边1
‑
3和三层长折边1
‑
4，沿着层叠方向，若干缠绕层的长度相同的折边对齐层叠后经由长度不同的缠绕层折边分隔布置，具体是图3中上半部分：一层长边、三层短边、一层长边
······
如此排列；对于下半部分：三层长边、一层短边、三层长边
······
如此排列。或者如图4所示，包括双层长折边1
‑
5和单层长折边1
‑
6，靠近压力侧(密封开口的内侧)是单片长折边而外侧则设置双片长折边。
[0035]
如图7所示，形变空间和相邻缠绕层的折边间隙设有填料层1
‑
9，位于形变空间中的填料层和位于折边间隙的物理性能相同的或物理性能不同，优选的在形变空间中的填料层为高密度垫料，在折边间隙的填料层为低密度垫料。其它图示省略了填料层。
[0036]
由上可知，垫片主体为金属带层叠缠绕而成的缠绕层，其折边长度不相等使得相邻两圈折边的间隔增大，为缠绕层的折边的弹性压缩提供了形变的空间而更具有回弹密封性，也给填料层挤进相邻两圈缠绕层之间的空隙提供了槽形空间，适用于密封面两侧的非对称结构专用。填料层在垫片搬运和安装中获得更牢固的保护，对于大直径的层绕垫片的使用方不再需要小心谨慎地搬动层绕垫片，不会被碰撞损坏，能够维持良好的密封效果。
[0037]
传统的层绕垫片是基于密封面两侧的对称结构设计的，实际上除了法兰与法兰的密封，还有法兰与法兰盖的密封、管箱侧法兰与壳体侧法兰的密封、法兰与管板的密封等等两侧非对称结构的密封。本实施例中非对称层绕垫片，折边长度不相等使得密封面两侧的结构强度和刚性出现差异。折边长度不相等还使得垫片内、外两侧的结构强度和刚性出现差异。
[0038]
本实施例中，所述垫片主体的缠绕层是连续螺旋缠绕的，如图5所示，为螺旋缠绕钢带1
‑
7。或者，如图6所示，垫片主体的缠绕层是逐圈同心圆结构，每缠绕一圈则点焊牢固该圈两端的接头，相邻两圈的点焊接头在圆周方向错开180
°
布置，为逐圈抱裹钢带1
‑
8。或者实际中可以改为，靠近压力侧和远离压力侧的若干层缠绕层是连续缠绕的，在其之间的缠绕层则是逐圈分隔的同心圆结构，每缠绕一圈则点焊牢固该圈两端的接头，相邻两圈的点焊接头在圆周方向错开180
°
布置，以更精准地满足特殊密封要求。
[0039]
实际生产中，不同缠绕层的厚度相等或不相等。使得垫片内、外两侧的结构强度和刚性出现差异，或者使得垫片宽度中间的结构强度和刚性特别高强。
[0040]
实际生产中，不同缠绕层的为材料相同的金属带或材料不同的金属带。目的也是基于力学分析，设计制造强弱不均匀的特殊垫片，以适应变形位移不均匀的密封面。
[0041]
实际加工时，每层缠绕层迎向压力侧朝内拱起，或背向压力侧朝外拱起。
[0042]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实
质和范围。