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一種用于軸向密封的密封組件及密封結構的制作方法

文檔序號:10764757閱讀:1074來源:國知局
一種用于軸向密封的密封組件及密封結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于軸向密封的密封組件及密封結構,所述密封組件包括:法蘭;環形凹槽,其形成于所述法蘭的相對密封表面中;以及密封組件,其被插入所述環形凹槽中,所述密封組件包括一截面呈C型的第一密封環,和所述第一密封環并置的一截面呈三角形的第二密封環,放置在所述第一密封環與第二密封環之間的截面為O型的第三密封環。本實用新型所述密封組件適用于超高壓結構或設備的用于軸向密封的密封組件,屬于半自緊式密封結構。采用“△型墊+O型圈+C型環”的結構,在保證安全可靠、良好密封的前提下,降低設備或結構建造成本。
【專利說明】
一種用于軸向密封的密封組件及密封結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種軸向密封的密封結構。更具體地說,本實用新型涉及一種適用于超高壓結構或設備中的密封組件以及具有該密封組件的密封結構。
【背景技術】
[0002]近年來,隨著石油化工、核能、電力、航空航天等工業的飛速發展,對超高壓密封結構提出了更多、更新的要求,如密封直徑越來越大,要求結構拆裝方便,對于易燃易爆介質更亟待可靠的密封性能。
[0003]根據需要,超高壓將越來越廣泛地出現于地面模擬設備當中,如壓力容器、壓力管道及法蘭連接等結構。對于此類設備或結構的設計,除了充分考慮主體的受力狀況以外,還應重點關注密封結構性能是否安全可靠。
[0004]針對不同的壓力等級,可以強制式、半自緊式或自緊式密封結構。然而,針對超高壓工況時,強制式密封結構面臨兩大缺點:密封性能難以保證,成本大量增加。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的一個目的是解決至少上述問題,并提供至少后面將說明的優點。
[0006]本實用新型還有一個目的是提供一種適用于超高壓結構或設備的用于軸向密封的密封組件,屬于半自緊式密封結構。所述密封組件采用“Λ型墊+0型圈+C型環”的結構,在保證安全可靠、良好密封的前提下,降低設備或結構建造成本。
[0007]為了實現根據本實用新型的這些目的和其它優點,提供了一種用于軸向密封的密封組件,其包括:法蘭;
[0008]環形凹槽,其形成于所述法蘭的相對密封表面中;
[0009]以及密封組件,其被插入所述環形凹槽中,所述密封組件包括一截面呈C型的第一密封環,和所述第一密封環并置的一截面呈三角形的第二密封環,放置在所述第一密封環與第二密封環之間的截面為O型的第三密封環。
[0010]優選的是,所述環形凹槽設置在所述法蘭的其中一個密封表面上。
[0011]優選的是,所述第一密封環的底邊抵接所述第二密封環的底邊;所述第三密封環設置在所述第一密封環與第二密封環之間形成的空間內。
[0012]優選的是,所述第一密封環設置在所述環形凹槽內遠離軸心的位置,所述第二密封環設置在所述環形凹槽內靠近軸心的位置。
[0013]優選的是,所述第一密封環的底邊向所述第二密封環延伸出裙邊部。
[0014]優選的是,所述法蘭通過螺栓連接。
[0015]本實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構,其包括:
[0016]法蘭,其通過螺栓連接,所述法蘭的一端密封連接有一厚壁筒體;
[0017]環形凹槽,其形成于所述法蘭的相對密封表面中;
[0018]密封組件,其被插入所述環形凹槽中,所述密封組件包括一截面呈C型的第一密封環,和所述第一密封環并置的一截面呈三角形的第二密封環,放置在所述第一密封環與第二密封環之間的截面為O型的第三密封環。
[0019]優選的是,所述厚壁筒體具有一內腔;所述法蘭通過焊接方式連接至所述厚壁筒體的開口端從而密封所述內腔。
[0020]優選的是,所述厚壁筒體具有一內腔;所述法蘭通過焊接方式連接至所述厚壁筒體的開口端從而密封所述法蘭包括由螺栓連接的兩個法蘭盤,所述凹槽設置在其中一個所述法蘭盤的密封表面上。
[0021 ]優選的是,所述厚壁筒體具有一內腔;所述法蘭通過焊接方式連接至所述厚壁筒體的開口端從而密封所述法蘭包括由螺栓連接的一個法蘭盤和一個盲板,所述凹槽設置在所述法蘭盤的密封表面上。
[0022]本實用新型至少包括以下有益效果:本實用新型所述用于軸向密封的密封組件經過模擬計算、結構設計、應力校核與疲勞評定,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壓和螺栓預緊力作用下的應力分布狀況。
[0023]首先,所述密封組件保證了設備或結構自身的強度、剛度、以及抗疲勞性能。
[0024]其次,對所述密封組件進行非線性分析,同時模擬計算了低壓工況、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,絕大部分區域處于彈性變形狀態,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域進入屈服狀態,發揮了密封效果。
[0025]本實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型的第三密封環發揮密封性能;在中壓工況下,主要由截面為C型的第二密封環發揮密封性能;在高壓及超高壓工況下,主要由截面為Λ型的第一密封環發揮密封性能;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緊力,保證了密封可靠性。同時,在很大程度上降低了結構或設備的建造成本。
[0026]本實用新型的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現,部分還將通過對本實用新型的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型所述用于軸向密封的密封組件的截面結構示意圖;
[0028]圖2為本實用新型所述密封結構的截面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明,以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0030]應當理解,本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不配出一個或多個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]環形凹槽101,其形成于所述法蘭100的相對密封表面中;
[0033]以及密封組件200,其被插入所述環形凹槽101中,所述密封組件200包括一截面呈C型的第一密封環201,和所述第一密封環201并置的一截面呈三角形的第二密封環202,放置在所述第一密封環201與第二密封環202之間的截面為O型的第三密封環203。在低壓工況下,主要由截面為O型的第三密封環發揮密封性能;在中壓工況下,主要由截面為C型的第二密封環發揮密封性能;在高壓及超高壓工況下,主要由截面為Λ型的第一密封環發揮密封性能。將法蘭連接件中的密封墊改成本實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構中,而無需根據不同壓力工況選用不同的法蘭密封結構,節省成本的同時也保證了穩定的密封效果。
[0034]在其中一個實施例中,如圖2所示,所述環形凹槽101設置在所述法蘭100的其中一個密封表面上。所述法蘭100例如包括一個法蘭盤102和通過螺栓400連接的一個盲板103組成。當然所述環形凹槽也可以形成與密封表面的另一個上,也可以是兩個密封表面上均設置有環形凹槽。
[0035]在其中一個實施例中,如圖2所示,所述第一密封環201的底邊抵接所述第二密封環202的底邊;所述第三密封環203設置在所述第一密封環201與第二密封環202之間形成的空間內。所述第二密封環例如為半圓形,所述第一密封環201的底邊于所述半圓形相切。由此在第一密封環201和第二密封環202之間會形成兩個空間,所述第三密封環203被構造成容置在所述空間內,所述第三密封環203抵接所述第一密封環201和第二密封環202。由此,可以保證密封組件200的穩定性,以使用不同壓力工況。
[0036]在其中一個實施例中,如圖2所示,所述第一密封環201設置在所述環形凹槽101內遠離軸心的位置,所述第二密封環202設置在所述環形凹槽101內靠近軸心的位置。也就是說,所述第一密封環201具有最大的直徑所以其放置在最外圈,所述第二密封環202具有最小的直徑放置在最內圈;兩個所述第三密封環203放置在兩者之間,用于提供最穩定的密封效果。
[0037]在其中一個實施例中,如圖2所示,所述第一密封環201的底邊向所述第二密封環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]在其中一個實施例中,如圖2所示,所述法蘭100通過螺栓400-連接。
[0039]如圖2所示,本實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構,其包括:
[0040]法蘭100,其通過螺栓400連接,所述法蘭100的一端密封連接有一厚壁筒體500;[0041 ]環形凹槽101,其形成于所述法蘭100的相對密封表面中;
[0042]密封組件200,其被插入所述環形凹槽101中,所述密封組件200包括一截面呈C型的第一密封環201,和所述第一密封環201并置的一截面呈三角形的第二密封環202,放置在所述第一密封環201與第二密封環202之間的截面為O型的第三密封環203。
[0043]在其中一個實施例中,如圖2所示,所述厚壁筒體500具有一內腔501;所述法蘭100通過焊接方式連接至所述厚壁筒體500的開口端從而密封所述內腔501。
[0044]在其中一個實施例中,所述法蘭100包括由螺栓400連接的兩個法蘭盤,所述凹槽101設置在其中一個所述法蘭盤的密封表面上。
[0045]在其中一個實施例中,如圖2所示,所述法蘭包括由螺栓連接的一個法蘭盤102和一個盲板103,所述環形凹槽101設置在所述法蘭盤102的密封表面上。
[0046]盡管本實用新型的實施方案已公開如上,但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用,它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領域,對于熟悉本領域的人員而言,可容易地實現另外的修改,因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下,本實用新型并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
【主權項】
1.一種用于軸向密封的密封組件,其特征在于,包括: 法蘭; 環形凹槽,其形成于所述法蘭的相對密封表面中; 密封組件,其被插入所述環形凹槽中,所述密封組件包括一截面呈C型的第一密封環,和所述第一密封環并置的一截面呈三角形的第二密封環,放置在所述第一密封環與第二密封環之間的截面為O型的第三密封環。2.如權利要求1所述的用于軸向密封的密封組件,其特征在于,所述環形凹槽設置在所述法蘭的其中一個密封表面上。3.如權利要求2所述的用于軸向密封的密封組件,其特征在于,所述第一密封環的底邊抵接所述第二密封環的底邊;所述第三密封環設置在所述第一密封環與第二密封環之間形成的空間內。4.如權利要求3所述的用于軸向密封的密封組件,其特征在于,所述第一密封環設置在所述環形凹槽內遠離軸心的位置,所述第二密封環設置在所述環形凹槽內靠近軸心的位置。5.如權利要求4所述的用于軸向密封的密封組件,其特征在于,所述第一密封環的底邊向所述第二密封環延伸出裙邊部。6.如權利要求5所述的用于軸向密封的密封組件,其特征在于,所述法蘭通過螺栓連接。7.—種包括如權利要求1-6任一項所述的用于軸向密封的密封組件的密封結構,其特征在于,包括: 法蘭,其通過螺栓連接,所述法蘭的一端密封連接有一厚壁筒體; 環形凹槽,其形成于所述法蘭的相對密封表面中; 密封組件,其被插入所述環形凹槽中,所述密封組件包括一截面呈C型的第一密封環,和所述第一密封環并置的一截面呈三角形的第二密封環,放置在所述第一密封環與第二密封環之間的截面為O型的第三密封環。8.如權利要求7所述的密封結構,其特征在于,所述厚壁筒體具有一內腔;所述法蘭通過焊接方式連接至所述厚壁筒體的開口端從而密封所述內腔。9.如權利要求8所述的密封結構,其特征在于,所述法蘭包括由螺栓連接的兩個法蘭盤,所述凹槽設置在其中一個所述法蘭盤的密封表面上。10.如權利要求8所述的密封結構,其特征在于,所述法蘭包括由螺栓連接的一個法蘭盤和一個盲板,所述凹槽設置在所述法蘭盤的密封表面上。
【文檔編號】F16J15/16GK205446701SQ201521103948
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月25日
【發明人】張學偉, 田春雨, 王永亮
【申請人】中國航天空氣動力技術研究院
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