CN100549473C - 带有骨架的四面受压密封式耐高压密封圈 - Google Patents

Abstract

一种带有骨架的四面受压密封式耐高压密封圈，属于一种密封材料，其特征是它由高度H不小于10mm的长条骨架(1)和长条柔性密封材料(2)叠压缠绕而成，在缠绕而成的环形圈的两端面及外圆面和内圆面上均设有包覆层(3)，其耐压强度介于200MPa～480MPa之间。本发明具有结构简单，耐压性能好，应用范围广的优点，它尤其适用于高压活动面的密封。

Description

带有骨架的四面受压密封式耐高压密封圈

技术领域

本发明涉及一种密封圈，尤其是一种耐高压环形密封圈，具体地说是一种带有骨架的四面受压密封式耐高压密封圈。

背景技术

目前，在石化行业和电力行业使用的管道中经常要用到耐高压密封圈，且要求该类密封圈能承受四个方向的压力并能长期保持，有时甚至需要密封面之间作相对运动，普通的密封圈由于无法承受高压下的相对运动而很容易在高压下解体脆化，起不到密封作用，现有手册上的各类密封圈的最高耐压力一般不超过50MPa，当超过该压力时必须进行密封结构的专业设计，使得制造成本大为增加。

目前虽然也有在密封圈中增加骨架的方法提高其耐压力，但这类密封圈的使用场合仅限于端面密封的场合，如法兰盘之间的密封，其径向不密封，而且其厚度一般在3～6mm之间，应用场合为静压状态。

为此申请人查阅了大量文献，创造性地对骨架式密封圈进行改进，使其在保证具有很大的耐压性的前提下具有很好的四个方向的密封性能，且不会因为相对运动而脆裂，能在高压状态下作动态密封使用。

据申请人所知，目前尚无类似密封圈的报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有的环形密封圈无法承受四面高压的问题，设计一种结构简单，制造方便的带有骨架的四面受压密封式耐高压密封圈。

本发明的技术方案是：

一种带有骨架的四面受压密封式耐高压密封圈，其特征是它由高度H不小于10mm的长条骨架1和柔性密封材料2叠压缠绕而成，在缠绕而成的环形圈的两端面及外圆面和内圆面上均设有包覆层3。

所述的四面受压密封式耐高压密封圈的耐压强度介于200MPa～480MPa之间。

所述的骨架1为平板状、波形板状、齿板状或弧形板中的一种或几种的组合。

所述的骨架1或为金属骨架或为高强有机材料骨架。

所述的柔性密封材料2为柔性石墨、钛纤维或橡胶类密封材料。

所述的包覆层3为橡胶或钛纤维编织体或柔性石墨条。

所述的长条骨架1和长条柔性密封材料2的高度H均介于10～50mm之间。本发明的有益效果：

本发明创造性地突破了传统骨架式密封片的厚度尺寸，并经过大量实验和理论分析得出了密封圈中骨架的最佳高度范围为10～50毫米，其中尤以25～50毫米范围效果最佳，通过骨架的抗变形能力确保了其在高压下仍能保持一定的形状，同时在密封圈的两端面和内外圆表面增加高性能钛纤维或柔性石墨材料制造的包覆层，一方面增加密封效果，另一方面能有效地防止密封面相对运动时受碾压而发生分解脆裂现象。

此外，本发明通过将密封材料与骨架先叠压然后同步缠绕而成，增加了密封材料与骨架之间的结合力，能充分发挥骨架的抗变形能力，进一步提高了耐压性能。

本发明还具有结构简单，耐压性能好，应用范围广的优点，它尤其适用于高压活动面的密封。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的密封在高压管道旋转补偿器中的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

一种带有骨架的四面受压密封式耐高压密封圈，它由宽度不小于10mm的长条骨架1和长条柔性密封材料2叠压缠绕而成，在缠绕而成的环形圈的两端面及外圆面和内圆面上均设有包覆层3，其耐压强度介于200MPa～480MPa之间，如图1所示。具体实施时骨架1可为平板状、波形板状、齿板状或弧形板中的一种或几种的组合，其中以图1所示的波形板状的抗压强度最好，具体实施时可根据密封圈的使用场合中所承受的最大压力面选择相应形状的骨架1，当主要受力方向为端面时，骨架也可采用弧形板结构，骨架的材料可采用金属材料骨架，也可采用高强有机材料骨架。具体制造时应先将骨架与中间起密封作用的填料即密封材料叠压后再缠绕形成，柔性密封材料2可采用柔性石墨材料或其它成形性好、耐压强度高的材料如耐压改性橡胶、聚酯材料等。包覆层3以采用橡胶或钛纤维的编织体为最佳，也可采用柔性石墨条进行包覆，还可采用其它高分子材料如碳纤维、高强玻璃纤维编织体等作为包覆层3的材料。具体实施时长条骨架1和长条柔性密封材料2的高度H可根据密封空间及所需的耐压强度进行选择，以不低于10毫米为宜，其最大宽度应控制在50mm以内，大于50mm时其制造难度和成本将大幅度增加，根据实验验证，骨架的宽度以25-50之间为最佳，在这个尺寸范围内的骨架制造的密封圈其能承受的压力可高压480MPa以上。

图2是本发明的一个具体应用例。图2中的旋转补偿器中的密封圈要求四面密封，耐高压，采用本发明的厚度为25毫米的密封圈后，经检测在管道内压力增大到480MPa时使内管和外管作相对转动10000次(标准规定值)后仍无泄漏，卸压后，密封圈表面无破损，而普通结构的密封圈在加压到10MPa时即出现泄漏和脆裂现象，经分析认为这是由于骨架和包覆层共同作用的结果。

本发明的密封圈既可用于石化行业、电力行业，也可用于类似的有高压要求的相对运动型周界密封场合。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (7)

1、一种带有骨架的四面受压密封式耐高压密封圈，其特征是它由高度H均不小于10mm的长条骨架(1)和长条柔性密封材料(2)先叠压后缠绕成环形圈，且在缠绕而成的环形圈的两端面及外圆面和内圆面上均设有包覆层(3)。

2、根据权利要求1所述的带有骨架的四面受压密封式耐高压密封圈，其特征是所述的骨架(1)为平板状、波形板状、齿板状或弧形板中的一种或几种的组合。

3、根据权利要求1所述的带有骨架的四面受压密封式耐高压密封圈，其特征是所述的骨架(1)为金属骨架或高强有机材料骨架。

4、根据权利要求1所述的带有骨架的四面受压密封式耐高压密封圈，其特征是所述的柔性密封材料(2)为柔性石墨或钛纤维。

5、根据权利要求1所述的带有骨架的四面受压密封式耐高压密封圈，其特征是所述的柔性密封材料(2)为橡胶类密封材料。

6、根据权利要求1所述的带有骨架的四面受压密封式耐高压密封圈，其特征是所述的包覆层(3)为橡胶或钛纤维编织体或柔性石墨条。

7、根据权利要求1所述的带有骨架的四面受压密封式耐高压密封圈，其特征是所述的长条骨架(1)和长条柔性密封材料(2)的高度H均介于10～50mm之间。