[实用新型]一种适用于内外双层密封的石墨金属加强垫片

说明书

本实用新型属于特殊密封垫片领域，具体涉及一种适用于内外双层密封的石墨金属加强垫片，该垫片包括金属外圈、金属中圈、金属内圈、梯形石墨内圈和梯形石墨外圈，金属外圈与金属中圈通过梯形石墨外圈连接，金属中圈与金属内圈通过梯形石墨内圈连接。本实用新型使用不锈钢金属圈包裹两层石墨垫，在金属环内侧面开槽，同时将石墨本体两侧做出搭肩卡在金属环内侧槽中，同时在不锈钢金属圈上设置压力通孔连接上下密封面释放泄漏检测管的一种新型一体式双层石墨金属加强密封垫来解决中压安注箱频繁密封性失效的问题。

技术领域

本实用新型属于特殊密封垫片领域，具体涉及一种适用于内外双层密封的石墨金属加强垫片。

背景技术

出于对密封安全性及泄露监测的需要，现在很多设备均是采用内外双层密封结构，同时在内外双层密封之间设置泄漏检测管来监测密封，这种结构不仅能够提高密封可靠性，同时在内圈密封失效后，泄露能够第一时间被泄漏检测管捕捉，将泄露信息传递出来，给泄露的处理留出足够的时间。

在此之前，在主要设备上采用较多的技术是金属环垫圈密封。金属环密封具有以下优点：耐高温：金属环具有天生的耐温性能，可以承受很高的温度不变形、不分解；耐腐蚀、耐辐射：这与金属选材本身的性质有关；承压能力强：金属环承压面积大，应力值相对较小，可以承受很高的压力；结构紧凑，制造、安装简单：O型环为圆形金属棍弯制，成型简单，无复杂的工艺。因此，金属环密封被广泛运用于国防工业及航空航天等领域，但是同样的金属环密封同样具有以下缺点：回弹性差：金属O型环回弹依靠材料本身的弹性特性，与材料的弹性区间、弹性模量和泊松比有关，由于金属材料的弹性区间较小，因此金属环的回弹值一般较小且不易测量；抗松弛能力差：应力松弛是材料的本身特性，无法避免，金属O型环因为其回弹力差，其本身的压紧需要较高的应力值，所以抗松弛能力很差；自紧能力差：自紧能力是密封垫的重要特性，理论上金属O型环也具备一定的自紧能力，但由于金属O型环本身强度大、受压能力强，需要很高的内压力才能造成其适当变形，因此自紧能力只有在很高压力的使用环境中才能体现出来。

这就导致在安装时，必须将其均匀压紧，确保周向上所有的压缩都均匀。同时压缩量要适当，如果压缩量小，则会导致回弹力不够，容易泄露；如果压缩量大，则可能造成材料的屈服，降低了材料的回弹力；同时，安装金属环垫圈后，还需要经常检查维护，检查螺栓的预紧力是否均匀并进行调整。

此外，常用的进行密封的材料还有柔性石墨垫密封。柔性石墨具有很多优点：耐高温：空气中耐高温600℃，耐低温可至-196℃；化学性能稳定：除王水、浓硫酸、浓硝酸和高温下的高锰酸钾、氯化铁等介质不适用外，其他介质均能使用；耐核辐射；导热性和自润滑性等。加之柔性石墨材料本身具有补偿应力松弛的回弹性，因此在密封行业得到了广泛应用。但是柔性石墨本身也有其缺点：机械性能差、材料可塑性差。

某核电站使用的中压安注箱密封面为内外双层体型密封槽结构，在内外层密封环之间是一个16mm宽的环形腔室，在腔室内设置有压力泄漏检测管。原本采用两个独立的镍质O形实心金属环密封，在人孔顶盖装配后压紧螺栓，人孔顶盖下压密封环，造成密封环贴紧上下接触面并产生局部变形，金属具有特有的弹性特性，金属环材料的压缩变形在其弹性变形区间内会形成一定的回弹力紧贴住密封面，形成持续的密封效果。

但是随着中压安注箱的长期投用，发现其经常性发生内垫圈密封性失效。经分析认为，在人孔法兰装配后，长时间使用时，因为螺栓的松弛，温度、压力的波动、环体自身的蠕变等因素影响，造成了局部环体的密封失效，而环体本身的固有缺陷又造成了无法利用回弹、自紧等作用修复这些失效部位，从而造成了密封失效的发生。

在综合考虑了镍垫圈及石墨垫圈的优缺点，加之安注箱密封面特殊的梯形槽结构，需要设计一种适用于内外双层密封的石墨金属加强垫片，以解决现有技术的不足。

实用新型内容