一種用于軸向密封的密封組件及密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于軸向密封的密封組件及密封結(jié)構(gòu)，所述密封組件包括：法蘭；環(huán)形凹槽，其形成于所述法蘭的相對(duì)密封表面中；以及密封組件，其被插入所述環(huán)形凹槽中，所述密封組件包括一截面呈C型的第一密封環(huán)，和所述第一密封環(huán)并置的一截面呈三角形的第二密封環(huán)，放置在所述第一密封環(huán)與第二密封環(huán)之間的截面為O型的第三密封環(huán)。本實(shí)用新型所述密封組件適用于超高壓結(jié)構(gòu)或設(shè)備的用于軸向密封的密封組件，屬于半自緊式密封結(jié)構(gòu)。采用“△型墊+O型圈+C型環(huán)”的結(jié)構(gòu)，在保證安全可靠、良好密封的前提下，降低設(shè)備或結(jié)構(gòu)建造成本。
【專利說(shuō)明】
一種用于軸向密封的密封組件及密封結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種軸向密封的密封結(jié)構(gòu)。更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種適用于超高壓結(jié)構(gòu)或設(shè)備中的密封組件以及具有該密封組件的密封結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著石油化工、核能、電力、航空航天等工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)超高壓密封結(jié)構(gòu)提出了更多、更新的要求，如密封直徑越來(lái)越大，要求結(jié)構(gòu)拆裝方便，對(duì)于易燃易爆介質(zhì)更亟待可靠的密封性能。
[0003]根據(jù)需要，超高壓將越來(lái)越廣泛地出現(xiàn)于地面模擬設(shè)備當(dāng)中，如壓力容器、壓力管道及法蘭連接等結(jié)構(gòu)。對(duì)于此類設(shè)備或結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，除了充分考慮主體的受力狀況以外，還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注密封結(jié)構(gòu)性能是否安全可靠。
[0004]針對(duì)不同的壓力等級(jí)，可以強(qiáng)制式、半自緊式或自緊式密封結(jié)構(gòu)。然而，針對(duì)超高壓工況時(shí)，強(qiáng)制式密封結(jié)構(gòu)面臨兩大缺點(diǎn):密封性能難以保證，成本大量增加。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本實(shí)用新型還有一個(gè)目的是提供一種適用于超高壓結(jié)構(gòu)或設(shè)備的用于軸向密封的密封組件，屬于半自緊式密封結(jié)構(gòu)。所述密封組件采用“Λ型墊+0型圈+C型環(huán)”的結(jié)構(gòu)，在保證安全可靠、良好密封的前提下，降低設(shè)備或結(jié)構(gòu)建造成本。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種用于軸向密封的密封組件，其包括:法蘭；
[0008]環(huán)形凹槽，其形成于所述法蘭的相對(duì)密封表面中；
[0009]以及密封組件，其被插入所述環(huán)形凹槽中，所述密封組件包括一截面呈C型的第一密封環(huán)，和所述第一密封環(huán)并置的一截面呈三角形的第二密封環(huán)，放置在所述第一密封環(huán)與第二密封環(huán)之間的截面為O型的第三密封環(huán)。
[0010]優(yōu)選的是，所述環(huán)形凹槽設(shè)置在所述法蘭的其中一個(gè)密封表面上。
[0011]優(yōu)選的是，所述第一密封環(huán)的底邊抵接所述第二密封環(huán)的底邊;所述第三密封環(huán)設(shè)置在所述第一密封環(huán)與第二密封環(huán)之間形成的空間內(nèi)。
[0012]優(yōu)選的是，所述第一密封環(huán)設(shè)置在所述環(huán)形凹槽內(nèi)遠(yuǎn)離軸心的位置，所述第二密封環(huán)設(shè)置在所述環(huán)形凹槽內(nèi)靠近軸心的位置。
[0013]優(yōu)選的是，所述第一密封環(huán)的底邊向所述第二密封環(huán)延伸出裙邊部。
[0014]優(yōu)選的是，所述法蘭通過(guò)螺栓連接。
[0015]本實(shí)用新型還提供了一種包括所述用于軸向密封的密封組件的密封結(jié)構(gòu)，其包括:
[0016]法蘭，其通過(guò)螺栓連接，所述法蘭的一端密封連接有一厚壁筒體；
[0017]環(huán)形凹槽，其形成于所述法蘭的相對(duì)密封表面中；
[0018]密封組件，其被插入所述環(huán)形凹槽中，所述密封組件包括一截面呈C型的第一密封環(huán)，和所述第一密封環(huán)并置的一截面呈三角形的第二密封環(huán)，放置在所述第一密封環(huán)與第二密封環(huán)之間的截面為O型的第三密封環(huán)。
[0019]優(yōu)選的是，所述厚壁筒體具有一內(nèi)腔;所述法蘭通過(guò)焊接方式連接至所述厚壁筒體的開(kāi)口端從而密封所述內(nèi)腔。
[0020]優(yōu)選的是，所述厚壁筒體具有一內(nèi)腔;所述法蘭通過(guò)焊接方式連接至所述厚壁筒體的開(kāi)口端從而密封所述法蘭包括由螺栓連接的兩個(gè)法蘭盤(pán)，所述凹槽設(shè)置在其中一個(gè)所述法蘭盤(pán)的密封表面上。
[0021 ]優(yōu)選的是，所述厚壁筒體具有一內(nèi)腔;所述法蘭通過(guò)焊接方式連接至所述厚壁筒體的開(kāi)口端從而密封所述法蘭包括由螺栓連接的一個(gè)法蘭盤(pán)和一個(gè)盲板，所述凹槽設(shè)置在所述法蘭盤(pán)的密封表面上。
[0022]本實(shí)用新型至少包括以下有益效果:本實(shí)用新型所述用于軸向密封的密封組件經(jīng)過(guò)模擬計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、應(yīng)力校核與疲勞評(píng)定，充分考慮所述密封組件與法蘭和的接觸非線性，獲得所述密封組件在內(nèi)壓和螺栓預(yù)緊力作用下的應(yīng)力分布狀況。
[0023]首先，所述密封組件保證了設(shè)備或結(jié)構(gòu)自身的強(qiáng)度、剛度、以及抗疲勞性能。
[0024]其次，對(duì)所述密封組件進(jìn)行非線性分析，同時(shí)模擬計(jì)算了低壓工況、中壓工況、高壓工況以及超高壓工況下的受力狀況。所述密封組件在工作載荷下，絕大部分區(qū)域處于彈性變形狀態(tài)，從而保證了多次使用性能;所述密封組件在上下表面很窄區(qū)域進(jìn)入屈服狀態(tài)，發(fā)揮了密封效果。
[0025]本實(shí)用新型所述用于軸向密封的密封組件，在低壓工況下，主要由截面為O型的第三密封環(huán)發(fā)揮密封性能；在中壓工況下，主要由截面為C型的第二密封環(huán)發(fā)揮密封性能;在高壓及超高壓工況下，主要由截面為Λ型的第一密封環(huán)發(fā)揮密封性能；該組合密封組件屬于半自緊式密封范疇，在很大程度上降低了螺栓預(yù)緊力，保證了密封可靠性。同時(shí)，在很大程度上降低了結(jié)構(gòu)或設(shè)備的建造成本。
[0026]本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本實(shí)用新型的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本實(shí)用新型所述用于軸向密封的密封組件的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本實(shí)用新型所述密封結(jié)構(gòu)的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0030]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0031]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供一種用于軸向密封的密封組件，其包括:法蘭100;所述法蘭100例如設(shè)置在蓄能器尾管的出口端;用于密封高壓壓縮氣體或者液體。
[0032]環(huán)形凹槽101，其形成于所述法蘭100的相對(duì)密封表面中；
[0033]以及密封組件200，其被插入所述環(huán)形凹槽101中，所述密封組件200包括一截面呈C型的第一密封環(huán)201，和所述第一密封環(huán)201并置的一截面呈三角形的第二密封環(huán)202，放置在所述第一密封環(huán)201與第二密封環(huán)202之間的截面為O型的第三密封環(huán)203。在低壓工況下，主要由截面為O型的第三密封環(huán)發(fā)揮密封性能;在中壓工況下，主要由截面為C型的第二密封環(huán)發(fā)揮密封性能;在高壓及超高壓工況下，主要由截面為Λ型的第一密封環(huán)發(fā)揮密封性能。將法蘭連接件中的密封墊改成本實(shí)用新型所述密封組件后，所述法蘭連接可以用于多種壓力狀況下的密封結(jié)構(gòu)中，而無(wú)需根據(jù)不同壓力工況選用不同的法蘭密封結(jié)構(gòu)，節(jié)省成本的同時(shí)也保證了穩(wěn)定的密封效果。
[0034]在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，所述環(huán)形凹槽101設(shè)置在所述法蘭100的其中一個(gè)密封表面上。所述法蘭100例如包括一個(gè)法蘭盤(pán)102和通過(guò)螺栓400連接的一個(gè)盲板103組成。當(dāng)然所述環(huán)形凹槽也可以形成與密封表面的另一個(gè)上，也可以是兩個(gè)密封表面上均設(shè)置有環(huán)形凹槽。
[0035]在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，所述第一密封環(huán)201的底邊抵接所述第二密封環(huán)202的底邊;所述第三密封環(huán)203設(shè)置在所述第一密封環(huán)201與第二密封環(huán)202之間形成的空間內(nèi)。所述第二密封環(huán)例如為半圓形，所述第一密封環(huán)201的底邊于所述半圓形相切。由此在第一密封環(huán)201和第二密封環(huán)202之間會(huì)形成兩個(gè)空間，所述第三密封環(huán)203被構(gòu)造成容置在所述空間內(nèi)，所述第三密封環(huán)203抵接所述第一密封環(huán)201和第二密封環(huán)202。由此，可以保證密封組件200的穩(wěn)定性，以使用不同壓力工況。
[0036]在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，所述第一密封環(huán)201設(shè)置在所述環(huán)形凹槽101內(nèi)遠(yuǎn)離軸心的位置，所述第二密封環(huán)202設(shè)置在所述環(huán)形凹槽101內(nèi)靠近軸心的位置。也就是說(shuō)，所述第一密封環(huán)201具有最大的直徑所以其放置在最外圈，所述第二密封環(huán)202具有最小的直徑放置在最內(nèi)圈；兩個(gè)所述第三密封環(huán)203放置在兩者之間，用于提供最穩(wěn)定的密封效果。
[0037]在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，所述第一密封環(huán)201的底邊向所述第二密封環(huán)202延伸出裙邊部2011。所述裙邊部2011用于提高密封組件的密封性能。
[0038]在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，所述法蘭100通過(guò)螺栓400-連接。
[0039]如圖2所示，本實(shí)用新型還提供了一種包括所述用于軸向密封的密封組件的密封結(jié)構(gòu)，其包括:
[0040]法蘭100，其通過(guò)螺栓400連接，所述法蘭100的一端密封連接有一厚壁筒體500；[0041 ]環(huán)形凹槽101，其形成于所述法蘭100的相對(duì)密封表面中；
[0042]密封組件200，其被插入所述環(huán)形凹槽101中，所述密封組件200包括一截面呈C型的第一密封環(huán)201，和所述第一密封環(huán)201并置的一截面呈三角形的第二密封環(huán)202，放置在所述第一密封環(huán)201與第二密封環(huán)202之間的截面為O型的第三密封環(huán)203。
[0043]在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，所述厚壁筒體500具有一內(nèi)腔501；所述法蘭100通過(guò)焊接方式連接至所述厚壁筒體500的開(kāi)口端從而密封所述內(nèi)腔501。
[0044]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述法蘭100包括由螺栓400連接的兩個(gè)法蘭盤(pán)，所述凹槽101設(shè)置在其中一個(gè)所述法蘭盤(pán)的密封表面上。
[0045]在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，所述法蘭包括由螺栓連接的一個(gè)法蘭盤(pán)102和一個(gè)盲板103，所述環(huán)形凹槽101設(shè)置在所述法蘭盤(pán)102的密封表面上。
[0046]盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于軸向密封的密封組件，其特征在于，包括: 法蘭； 環(huán)形凹槽，其形成于所述法蘭的相對(duì)密封表面中； 密封組件，其被插入所述環(huán)形凹槽中，所述密封組件包括一截面呈C型的第一密封環(huán)，和所述第一密封環(huán)并置的一截面呈三角形的第二密封環(huán)，放置在所述第一密封環(huán)與第二密封環(huán)之間的截面為O型的第三密封環(huán)。2.如權(quán)利要求1所述的用于軸向密封的密封組件，其特征在于，所述環(huán)形凹槽設(shè)置在所述法蘭的其中一個(gè)密封表面上。3.如權(quán)利要求2所述的用于軸向密封的密封組件，其特征在于，所述第一密封環(huán)的底邊抵接所述第二密封環(huán)的底邊;所述第三密封環(huán)設(shè)置在所述第一密封環(huán)與第二密封環(huán)之間形成的空間內(nèi)。4.如權(quán)利要求3所述的用于軸向密封的密封組件，其特征在于，所述第一密封環(huán)設(shè)置在所述環(huán)形凹槽內(nèi)遠(yuǎn)離軸心的位置，所述第二密封環(huán)設(shè)置在所述環(huán)形凹槽內(nèi)靠近軸心的位置。5.如權(quán)利要求4所述的用于軸向密封的密封組件，其特征在于，所述第一密封環(huán)的底邊向所述第二密封環(huán)延伸出裙邊部。6.如權(quán)利要求5所述的用于軸向密封的密封組件，其特征在于，所述法蘭通過(guò)螺栓連接。7.—種包括如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的用于軸向密封的密封組件的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 法蘭，其通過(guò)螺栓連接，所述法蘭的一端密封連接有一厚壁筒體； 環(huán)形凹槽，其形成于所述法蘭的相對(duì)密封表面中； 密封組件，其被插入所述環(huán)形凹槽中，所述密封組件包括一截面呈C型的第一密封環(huán)，和所述第一密封環(huán)并置的一截面呈三角形的第二密封環(huán)，放置在所述第一密封環(huán)與第二密封環(huán)之間的截面為O型的第三密封環(huán)。8.如權(quán)利要求7所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述厚壁筒體具有一內(nèi)腔;所述法蘭通過(guò)焊接方式連接至所述厚壁筒體的開(kāi)口端從而密封所述內(nèi)腔。9.如權(quán)利要求8所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述法蘭包括由螺栓連接的兩個(gè)法蘭盤(pán)，所述凹槽設(shè)置在其中一個(gè)所述法蘭盤(pán)的密封表面上。10.如權(quán)利要求8所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述法蘭包括由螺栓連接的一個(gè)法蘭盤(pán)和一個(gè)盲板，所述凹槽設(shè)置在所述法蘭盤(pán)的密封表面上。
【文檔編號(hào)】F16J15/16GK205446701SQ201521103948
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日
【發(fā)明人】張學(xué)偉, 田春雨, 王永亮
【申請(qǐng)人】中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院