[發明專利]墊圈

在審

• 申請號: 201980069938.X
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN112912650A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 史蒂芬·皮特·邦德;斯圖爾特·約翰·肖;羅伯托·尤布拉奧爾布;邁克爾·納什;Y·李
• 申請（專利權）人: 費塞特利克投資公司
• 主分類號: F16J15/06
• 分類號: F16J15/06;F16J15/10;F16J15/12;F16L23/18
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 祝玉媛

提供一種墊圈，所述墊圈包括限定有孔(4)的剛性芯部(2)。該芯部在其上部外表面和下部外表面中的至少一者上具有鋸齒狀輪廓(8)，并且該芯部被分為上部部分和下部部分(2a、2b)，上部部分和下部部分各自具有相應的外表面(6a、6b)以及與外表面相對的內表面(42、44)。該墊圈還包括可選的密封飾面(12、14)，該可選的密封飾面(12、14)位于至少一個鋸齒狀輪廓的外表面上，其中，絕緣內層(40)位于所述上部部分與所述下部部分之間，以使該絕緣內層能被操作為基本上減少所述上部部分與所述下部部分之間的電傳導。描述了墊圈的制造方法和墊圈的用途。

技術領域

本發明涉及墊圈，具體地，但不是排他性地，涉及凸緣接頭(flange joint)密封墊圈。

背景技術

在許多行業中，在密封應用中使用墊圈是司空見慣的。墊圈的一種眾所周知的應用是在兩個配合表面之間，諸如在相鄰的管道或導管的兩端(在此處，為了便于組裝和拆卸以及為了更好的密封，它們通常采用凸緣接頭的形式)之間提供流體密封。凸緣接頭密封墊圈通常包括可壓縮環，該可壓縮環限定有大小與被密封的導管相匹配的孔以及與接頭配合表面的尺寸相匹配的主體。

在高壓密封應用中，一種優選的墊圈被稱為齒形(Kammprofile)墊圈。實際上，這是一種在一個或兩個相面對的表面上具有一系列同心鋸齒或六角形輪廓的墊圈。輪廓通過一系列同心鋸齒而被疊加到通常為金屬的實心芯上。在密封過程期間，可壓縮環的上覆的較軟的密封材料(通常稱為飾面)被壓入鋸齒之間的間隙中，以通過在密封表面上引起應力集中并密封凸緣上的微小缺陷來改善密封。鋸齒還使飾面的密封材料的橫向移動最小化，同時金屬芯提供了剛性和抗爆裂性(blowout resistance)。這樣的輪廓賦予了墊圈針對高壓應用的額外的強度。取決于應用，飾面例如可以是膨脹石墨(exfoliated graphite)、聚四氟乙烯(PTFE)，或者是層狀硅酸鹽材料，諸如云母或膨脹蛭石。

Kammprofile墊圈中的飾面需要是可壓縮的，以提供良好的密封性，并且需要具有抗蠕變性。根據墊圈的預期用途，可能需要飾面具有一種或多種良好的耐化學性、良好的耐高溫(例如150℃)性和良好的介電性能。

然而，在本發明人看來，尚未證明有可能找到具有可能需要的所有性能的用于飾面的材料。例如，具有優異耐熱性的材料可能沒有足夠的耐化學性或良好的介電性能。示例為石墨和膨脹蛭石。這些常用材料具有優異的耐熱性和耐化學性，但介電性能較差。石墨本質上是導電體，膨脹蛭石含有水，這會降低其介電電阻。這些性能限制了這些材料在要求高介電性能的墊圈中的使用。例如，當需要將管道的凸緣接頭電隔離以使電流不能穿過該接頭時或采用陰極保護時，就出現一個特殊的問題。當管道中包含易燃或易爆材料(諸如環氧乙烷或精制碳氫化合物)時，尤其如此。

在一些應用中，凸緣接頭的防火安全至關重要，從而墊圈應防止在這方面的任何風險發展。本文中的術語“防火”可被視為符合API SPEC 6FB，API SPEC 6FB通常是在陸上或在開放的海上進行的非彎曲測試。

用作飾面材料的另一材料是聚四氟乙烯。它具有良好的介電性能和良好的耐化學性，但是在耐熱性和機械性能方面存在一些折衷，這限制了其在某些應用中的使用。

本發明人尋求提供一種Kammprofile墊圈，在該Kammprofile墊圈中克服了現有Kammprofile墊圈的一些或全部缺點。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供了一種墊圈。該墊圈包括限定有孔的剛性芯部，該芯部在其上部外表面和下部外表面中的至少一者上具有鋸齒狀輪廓。其中，該芯部被分為上部部分和下部部分，上部部分和下部部分各自具有相應的外表面以及與外表面相對的內表面。該墊圈還包括可選的密封飾面，該可選的密封飾面位于具有鋸齒狀輪廓的該至少一個外表面上。其中，絕緣內層位于所述上部部分與所述下部部分之間，使得絕緣內層能被操作為基本上減少所述上部部分與所述下部部分之間的電傳導。