垫片的一般化结构

现代工业使用的平垫片是1890年前奥地利工程师理查德·克林格（Richard Klinger）发明的，由此引出了许多用于不同场合的不同材料和各种结构的垫片。
图2-3示出垫片的一般化结构，当然不是每种垫片都具有图示的所有组成，但只是其中某些元件的增减变化而已。

件b是密封元件，其作用是阻止泄漏。常用的结构材料为非金属材料，如柔性石墨、聚四氟乙烯（PTFE）、云母（Mica）或普通的橡胶粘结纤维板等。此外，密封元件的结构材料也可以是刚性或柔性的金属，通常用于压力和温度较高的场合。但非金属材料常通过插入金属材料e予以增强，同时也方便了如石墨和云母等易碎材料的加工。增强材料可以用金属箔、丝网或薄析，金属薄析常常采用冲方刺孔的方式提高增强效果和增加弹性，并通过粘结剂和（或）辊压将它们贴合一起（也称半金属材料）。密封元件也可设一表面层d或f来增加密封效果，防止与密封面粘结，密封垫片的应力也取决于此表面层。表面层材料可以是PTEF或屈服强度低的金属薄衬（如金、黄铜、软钢、钛、锆、蒙乃尔等），也可以采用表面现象镀层（如铅、锡、铟、PTFE、FEP、金、银等）。对柔性金属密封环而言，其作用是使内芯材料免受密封流体的化学侵蚀，同时又保留了内芯材料的弹性，例如各种包覆结构形式的垫片。

外环（或外间隔环c有以下几个作用：帮助密封元件对中；防止密封元件过分压缩；防止垫片吹出和减少法兰转动等。因为外环c主要起机械性作用，材料均为实心金属，且不接触密封介质，所以不要求耐介质腐蚀。如果仅起定位作用，在预紧螺栓时就不要让法兰压到此环。如果目的是减少法兰转动，外环就要延伸至法兰螺栓圆外的法兰外周边，并与法兰端面接触，以形成阻止法兰转动的反力矩。而且当螺栓载荷超过压缩密封元件需要的载荷时，即使因流体压力变化引起了轴向载荷的波动，也会被法兰与外环之间的反力所补偿，因此避免了因循环载荷而螺栓发生的疲劳破坏，同时垫片仍能保持其*的密封应力。外环也可以与密封元件连成一体，例如实心金属垫片。此外，具有凹凸面或榫槽面的法兰也可起此作用。

内环（或内间隔环a也有很多种作用：防止无内环的密封元件因刚性不足沿垫片内圆发生向内屈曲；填补密封件与管道或容器内孔之间的空隙，以避免此空隙干扰流体的流动和由此引起的流体对垫片的冲蚀。内环接触流体，故其材料要能抵御密封介质的腐蚀。