CN103062543A - O形圈防护系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种O形圈防护系统和一种保护高压制冷剂系统中使用的O形圈的方法。所述O形圈防护系统可包括联接在一起的第一管道和第二管道。O形圈可被设置在所述管道中的一条管道上面。可压缩的防护环可被定位在来自所述O形圈的制冷剂流的上游。

Description

O形圈防护系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及制冷剂系统，并且更特别地，本发明涉及O形环防护（shield）系统和方法。

背景技术

普通的工业实践是使用径向型O形圈密封制冷剂系统部件接头。该O形圈典型地被放置在被机加工成凸形接头的密封管（gland）（O形圈沟槽）中。所述O形圈然后被插入到凹形接头中，在所述凹形接头中，O形圈在所述凹形接头的内径与所述沟槽的底部之间受到压缩。在形成接合之后，两个半件（凸形接头和凹形接头）通过螺栓被连接在一起。恒定的高压可能会损伤所述O形圈。另外，制冷剂可能会污染多个O形圈，从而损害所述O形圈的结构。受到损害的O形圈可能会允许制冷剂泄漏进入到加压系统中的所不希望的部分中，从而导致成本非常高的分析诊断和修理。

如能够看到地，需要这样一种系统，所述系统能够保护处于高压制冷剂系统中的O形圈不受损伤和污染。

发明内容

在本发明的一个方面中，O形圈防护系统包括第一管道；包括被定位在所述第二管道的外表面上面的一个或多个周向沟槽的第二管道；被设置在所述一个或多个周向沟槽中的一个或多个O形圈；和位于第一管道与第二管道的接头处的防护环，所述防护环在预定压力下能够被压缩，所述防护环被定位在所述一个或多个O形圈制冷剂流的上游。

在本发明的另一个方面中，O形圈防护系统包括具有带螺纹的凹形突出部的第一管道；具有被构造用以接收所述凹形突出部中的带螺纹的凸形突出部的第二管道，所述第二管道进一步包括一个或多个被定位在所述第二管道的外表面上面的沟槽；位于所述凸形突出部的端部上面的带斜面的表面；被设置在所述一个或多个沟槽中的一个或多个O形圈，其中所述O形圈被设置成被加转矩达到所述凹形突出部内的一定位置；和位于所述带斜面的表面之上的防护环，所述防护环在预定压力下能够被压缩，且所述防护环被定位在所述一个或多个O形圈制冷剂流的上游。

在本发明的又一个方面中，一种保护制冷剂系统中的O形圈的方法包括以下步骤：确定制冷剂系统中的压力将会超过预定阈值；提供防护环，所述防护环将会在预定压力下被压缩而不会发生破裂；将选定的防护环定位在O形圈的上游。

结合附图并通过阅读下面的说明书和权利要求书将会更好地理解本发明的这些和其它方面、特征、和优点。

附图说明

图1是根据本发明的一个典型实施例的O形圈防护系统的剖视图；和

图2是根据本发明的一个典型实施例的方法中所包含的一系列步骤的示图。

具体实施方式

下面详细描述的是用于实施本发明的当前最佳预期的模式。所述描述并不是限制性的，只是旨在用于阐明本发明的一般性原理的作用，这是因为本发明的保护范围最终是由所附权利要求书进行限定的。

下面描述的多个发明特征可各自独立使用，也可以与其它特征结合在一起使用。然而，任何单一的发明特征可能不会解决上文中所讨论的任何技术问题或者可能仅会解决上文中所述的其中一个技术问题。此外，上文中所讨论的技术问题中的一个或者多个可能不会被下文中所描述的任何技术特征所解决。

本发明总体上提供一种用于垫圈的保护层。在一个方面中，垫圈，例如高压航天航空制冷剂系统中的O形圈可能会受到保护而不受快速压力变化的影响。有可能会受益于下面披露的这些方面的示例性的航天航空制冷剂系统可包括那些使用液体和油混合的制冷剂的系统。在高压制冷剂系统中，O形圈可能是可渗透的，因此倾向于吸收制冷剂。O形圈被制冷剂污染可能会导致产生泄漏并且在一些实例中，在系统中压力快速变化时可能会导致O形圈产生爆炸式减压。

参见图1，图中示出了的O形圈防护系统10的一个典型实施例。该O形圈防护系统可包括通过紧固件60联接在一起的管道20和管道30。该O形圈防护系统10还可包括一个或多个O形圈55和防护环50。在O形圈防护系统10中，制冷剂流流动通过管道内壁34和24从管道30流至管道20。因此，在一个示例性实施例中，O形圈防护环50被定位在O形圈55的上游。

在O形圈防护系统10的一个典型实施例中，管道20可包括凸形突出部（male boss）28且管道30可包括凹形突出部（female boss）38。凸形突出部28可包括被构造用于接合在凹形突出部38的带螺纹的内表面31内的带螺纹的外表面21。凸形突出部28可包括适于接收O形圈55的周向沟槽或密封管（gland）25。凸形突出部28还可包括带斜面的端部27。凹形突出部38可包括带斜面的承座表面35，所述承座表面被构造用于在凸形突出部28被联接到凹形突出部38上面时与带斜面的端部27形成互补。当联接在一起时，外表面21和内表面31可在带斜面的端部27与O形圈55之间限定出斜面通道33。带斜面的端部27和带斜面的承座表面35可相互隔开。O形圈防护环50可被定位在带斜面的端部27与带斜面的承座35之间。间隙29可通过O形圈防护环50与带斜面的端部27之间的间距进行限定。间隙29可与通道33相连通。

O形圈防护环50例如可以是从可压缩材料中所选择的垫圈，所述可压缩作材料在预定压力下能够产生变形。例如O形圈防护环50可由在大约600磅/平方英寸（psi）的压力下会减压而不会破裂的材料制成。能够使用的一种示例性的材料可以是铜。O形圈防护环50还可被构造成耐受大约100psi/sec的压力变化。在一个示例性实施例中，将凸形突出部28联接到凹形突出部38中可能会将转矩提供到O形圈防护环50上面，所述转矩将O形圈防护环50接合到带斜面的端部27和带斜面的承座35上面。在发生快速压力变化的过程中，例如在压力下降时，O形圈防护环50可发生变形并且至少部分地填充间隙29，同时保持所述通道33与管道内壁34之间的屏障（barrier）。

下面参见图2，图中示出了根据本发明的一个典型实施例的方法200。采用本发明披露内容的多个方面的系统可被分析用于一定范围的典型的工作压力。工作压力的上下阈值极限可在步骤210中被确定。系统中示例性的工作压力大小可在大约8－350磅/平方英寸的绝对压力（psia）的范围内。在步骤220中，适于在所述系统中使用的材料的可压缩性可在步骤210中基于工作压力阈值极限确定。在步骤230中，防护环可被选择，其中就包括具有在步骤220中确定的适当可压缩性的材料。所选定的防护环然后可被定位在所述系统的管道的突出部端部中，从而使得防护环位于流体流内，O形圈的上游（步骤240）。所述管道的突出部端部可被联接到相邻的管道端部上面并且通过转矩作用到达适当的位置处，从而使得转矩压力被施加到所述防护环上面（步骤250）。

当然，应该意识到：前文中仅仅是对本发明的多个典型实施例的描述。在不偏离本发明的精神的前提下，所属领域的技术人员可对本发明作出多种改变或变型。

Claims (10)

1.一种O形圈防护系统（10），包括：

第一管道（30）；

包括被定位在所述第二管道（20）的外表面（21）上面的一个或多个周向沟槽（25）的第二管道（20）；

被设置在所述一个或多个周向沟槽（25）中的一个或多个O形圈（55）；和

位于第一管道（30）与第二管道（20）的接头处的防护环（50），所述防护环（50）在预定压力下能够被压缩，所述防护环（50）被定位在所述一个或多个O形圈（55）制冷剂流的上游。

2.根据权利要求1所述的O形圈防护系统（10），其中

所述第一管道（30）包括位于所述第一管道（30）端部上面的凹形突出部（38）；且

所述第二管道（20）包括位于所述第二管道（20）端部上面的凸形突出部（28），所述凸形突出部（28）被连接至所述凹形突出部（38），其中所述周向沟槽（25）被设置在所述凸形突出部（28）的外表面（21）上面。

3.根据权利要求2所述的O形圈防护系统（10），其中所述凹形突出部（38）包括被设置用以接收所述防护环（50）的带斜面的承座（35）。

4.根据权利要求2或3所述的O形圈防护系统（10），其中所述凸形突出部（28）包括被构造成与所述带斜面的承座（35）形成互补的带斜面的端部（27），其中所述带斜面的端部（27）与所述带斜面的承座（35）彼此隔开进行设置。

5.根据权利要求3或4所述的O形圈防护系统（10），其中所述防护环（50）被设置在所述带斜面的端部（27）与所述带斜面的承座（35）之间。

6.根据权利要求5所述的O形圈防护系统（10），其中所述防护环（50）和所述带斜面的端部（27）限定出位于它们彼此之间的间隙（29）。

7.根据权利要求6所述的O形圈防护系统（10），其中所述防护环（50）被构造成发生形变并且填充在所述间隙（29）中。

8.根据前述权利要求1－7中任一项所述的O形圈防护系统（10），其中所述O形圈（55）被设置用以被施加转矩以达到位于所述凹形突出部（38）内的适当位置。

9.根据前述权利要求6－8中任一项所述的O形圈防护系统（10），其中所述防护环（50）被构造成在预定压力的作用下发生形变并且填充在所述间隙（29）中。

10.根据前述权利要求1－9中任一项所述的O形圈防护系统（10），其中所述防护环（50）由在大约600磅/平方英寸（psi）的压力下或在更大压力在下能够压缩的金属中进行选择。

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