CN103748390B - 唇型密封环 - Google Patents

Abstract

唇型密封环（1），包括两个腿部（2,3），所述腿部通过所述唇型密封环（1）的主体以L形相互连接，其中第一腿部（2）由第一范围（4）从外部界定，其中所述第一范围（4）是围绕所述唇型密封环（1）的旋转轴线（6）的生成表面的组成部分，其中第一腿部（2）位于所述第一范围（4）与所述旋转轴线（6）之间，且其中第二腿部（3）由第二范围（5）从外部界定，其中所述第一和第二范围（4,5）经由连接轮廓相互连接，其中，分别形成所述第一和第二范围（4,5）的第一和第二直线的交点（7）形成三角形的顶点，其中所述第一和第二范围（4,5）的相应的端点（8,9）形成所述三角形的其它顶点，其中所述唇型密封环（1）被设计成使得所述唇型密封环的主体的横截面区域的表面面积的大小为所述三角形的表面面积的至多60%，其中所述唇型密封环（1）在三角形中的表面是非凹型的，更特别地，其是凸型的。

Description

唇型密封环

技术领域

本发明涉及一种具有L型横截面的环形密封。

背景技术

L型密封环对本领域的技术人员而言是已知的。因此，它们作为在磁感应式流量测量装置和分开的工艺连接之间的密封元件已被使用多年，例如由恩德斯豪斯公司（Endress+Hauser）在Promag H和Dosimag产品中，以及由科隆公司（Krohne）在其Optiflux6000产品中使用。

已知的密封环能在安装好的状态下，在膨胀的情形下（例如因为温度升高）在两个表面处基本垂直地膨胀。一方面，它们在中间接触区域（其横截面在图2中示出为线11）处垂直地膨胀，而另一方面，在图2的横截面中以通过点18的垂直于线4的线表示的区域处垂直地膨胀。在线11的区域中的膨胀能导致图3中的流量计12的清洁能力或压力损失的不期望的改变。另外，在剧烈和频繁温度波动的情形下，通过跨越衬垫14或图3中的工艺连接13的边缘的密封的重复膨胀和收缩，可能导致密封损坏，同时限制密封作用或卫生性能。能导致密封的较短的服务寿命。

JP2005003141A在图3中公开一种L型环，其作为垫圈抵靠在W型密封元件上，使得W型密封元件的腿部被布置在待密封的区域与L型环之间。因此，其图3的L型环不作用为密封环。

US4,565,380A公开了多种密封环的变体。由此，例如图20-22A示出S型密封环。但是，没有L型密封环。DE10312824A1公开了O型密封环，但是，其中在施加压缩力的情形下，密封作用被从外部指向内部，即密封环的材料被朝向中心按压。

发明内容

本发明的目的是提供一种L型密封环，在例如由于温度升高而膨胀的情形下，其实现中间接触轮廓的改变上的降低。

该目的通过独立权利要求1的主题实现。本发明的进一步发展和实施例在相应的从属权利要求的特征中阐述。

根据本发明，L型密封环包括相互连接以在通过L型密封环的横截面中形成L形的两个腿部，其中第一腿部由第一长度朝向外界定界，其中第一长度是围绕L型密封环的轴线旋转的侧向表面的组成部分，其中第一腿部位于第一长度与旋转轴线之间，且其中第二腿部由第二长度朝向外界定界，其中第一和第二长度经由连接轮廓相互连接，且其中分别形成第一和第二长度的第一和第二线的交点形成三角形的角部，其中第一和第二长度的相应的端点形成三角形的其它顶点，其中L型密封环被实施成使得L型密封环的主体的横截面区域的在三角形中的表面面积的大小为三角形的面积的至多60%，且其中L型密封环在三角形中的区域是非凹型的，特别地是，其是凸型的。

在竖直力的作用下，由此在在沿旋转轴线方向上的力的作用下，密封环从内部向外，由此从腿部朝向三角形施加密封作用。通过L型密封环的特殊结构，密封环的面向旋转轴线的内侧区域被移动，例如，在压缩的情形下，以朝向管中心的较小的量度，其例如在流量测量的情形下，能够避免发生令人烦恼的流量扰动。

本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。

有利的是，L型密封环被实施成使得，分别形成第一和第二长度的延长部的第一和第二线，在安装好的状态下在交点处垂直相交，以便形成矩形的角部，其中第一和第二长度的相应的端点形成矩形的其它顶点，其中L型密封环被实施成使得，L型密封环的主体的横截面区域在矩形中的表面面积小于矩形的表面面积至少1%，且其中L型密封环在矩形中的区域是非凹型的，特别地，其是凸型的。

还有利的是，作为连接轮廓的第一弧将第一和第二长度相互连接。

有利地，第一弧具有半径，该半径为L型密封环的第一腿部的第一长度的端点离L型密封环的旋转轴线的长度的至少2%。

获得了，更好地防止密封的第二腿部的面向旋转轴线的那一部分，由于压缩或还例如由于在工艺温度升高的情形下密封材料的热膨胀，而在旋转轴线的方向上的运动，这通过L型密封环的第二腿部的面向L型密封环的旋转轴线的那一区域的非凸型曲线来实现。

L型密封环的优选材料是聚合物，特别地是EPDM，或者例如还有FKM或VMQ。

通常，有利的是，在腿部端部处使密封作用最大化，使得在压缩的情形下密封确保在该区域中的特别良好的密封作用。

在外力作用情形下或者例如在热膨胀的情形下，L型密封环优选地通过材料朝向三角形离开而进行反作用，伴随着L型密封环的主体的横截面区域在三角形中的面积增加。由此，两个腿部的相交区域被向外按压，例如按压到空腔的角部中，该空腔存在于安装空间的边界与密封环之间。

在未压缩状态下，L形的两个腿部之间的角度的大小优选地在75-115°之间，特别地在80-110°之间。这在第一腿部的端部处实现更强的压缩，且由此直接在与介质的接触位置处实现最大密封。同时，第二腿部的面向旋转轴线的那侧也能在制造公差尽可能小的情形下在压缩下被移动。与最小体积相比，在密封的较大起始体积的情形下，在密封的第一和第二长度之间的弧的创新性形状设计，能在第二腿部的背向最大密封的那侧处提供膨胀空间。

本发明包括具有磁感应式流量测量装置与工艺连接的设备，以及如权利要求1至6中的一项所述的L型密封环，该L型密封环被应用（相应地被布置）在磁感应式流量测量装置与工艺连接之间。

本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。

实施例提供了，L型密封环的第一长度形成与工艺连接的密封表面，而L型密封环的第二长度形成与磁感应式流量测量装置的测量管衬垫的密封表面。

在另外的实施例中，在磁感应式流量测量装置与工艺连接适配器之间提供现有技术的间隙，在L型密封环失效的情形下，流体能通过该间隙离开，其中，在第一和第二长度之间的连接轮廓被布置在该间隙之前。以此方式，在密封环失效的情形下，有利地使得能够直接带走流体。

为了使得能够获得改进的密封的对中和机械稳定性，在腿部区域中的背向三角形的至少一个腿部被布置在工艺连接的空腔中，其中腿部（相应地腿部区域）在该空腔中的所有侧面上均支靠于工艺连接。另一方面，这里还为了提供附加的膨胀空间，有利的实施例提供了，第一腿部的背向三角形的区域没有完全抵靠工艺连接放置。但是，存在足够多的接触点，以便确保足够的支撑和对中。

根据本发明，在测量装置或可缩回组件与工艺连接之间应用如权利要求1至6中的一项所述的L型密封环，并由此使得流体在来自密封的扰动降低的情况下能够从工艺连接移动到测量管中。

附图说明

本发明允许多种形式的实施例。现在将基于附图更详细地解释其中一些实施例。图中相同的元件用相同的附图标记标示。附图中示出如下内容：

图1是本发明的L型密封环透视图，

图2是通过本发明的L型密封环的主体的横截面的一半，其中横截面的切割平面含有图1的旋转轴线6，

图3是根据本发明组装的在磁感应式流量测量装置与分开的工艺连接之间的本发明的L型密封环的也含有旋转轴线6的完整横截面。

具体实施方式

图1透视地示出本发明的L型密封环1。图2示出横截面具有L形，并且因此由在顶端相互连接的两个腿部2和3组成。与O型环相比，L型密封环是闭合的圆形形状密封环，但是，在其横截面的一半中呈L形，而不是如在O型环情形下的O形。本发明的实施例中，L型密封环的腿部在未组装状态下分开大于或等于90°的角度。

根据本发明，诸如在图2通过L型密封环1的主体的横截面中清楚示出的，第一腿部2具有第一长度4作为朝向外界定界第一腿部2的外轮廓。同样地，在通过L型密封环1的主体的横截面中，第二腿部3具有第二长度5作为外轮廓，第二腿部3由第二长度5朝向外界定界。

L型密封环被形成为使得第一长度4是围绕L型密封环1的轴线6旋转的侧向表面的组成部分，其中第一腿部2位于第一长度4与旋转轴线6之间。第一长度4和第二长度5经由连接轮廓间接相互连接。由此，它们被切短，使得它们不相交。与现有技术相比，该连接轮廓由此具有大于零的长度。在该实施例的示例中，连接轮廓由具有第一半径的弧10形成，用于将第一和第二长度相互连接。另一选项是，在第一长度4和第二长度5之间提供第三长度，该情形下，L型密封环1将具有倒角，而不是弧10。本发明的实施例中，在点8与9之间的连接线10是任何非凸型的线，该连接线10仅在点8和9处接触由点7、8和9形成的三角形。

弧10位于第一腿部2和第二腿部3的顶端中。进一步发展为，弧10具有半径，该半径为L型密封环1的第一腿部2的第一长度4的第一端点8离L型密封环1的旋转轴线6的长度的至少2%，特别地至少5%，特别地至少10%，特别地至少20%。这里，该长度的双倍值对应于L型密封环1的外径的值。

图2以截面示出L型密封环1。根据本发明，L型密封环1被实施成使得，分别代表第一长度4和第二长度5的延长部的第一线16和第二线17的虚交点7形成虚三角形的角部，其中，第一长度4和5的相应的第一端点8和9形成三角形的其它顶点，其中，L型密封环1，特别地L型密封环1的连接轮廓，被实施成使得L型密封环1的主体的横截面区域的在三角形中的表面面积的大小为虚三角形的面积的至多60%，特别地至多20%，特别地至多10%，特别地至多1%，其中，L型密封环的在三角形中的区域是非凹型的，特别地，其是凸型的。这里，L型密封环1的主体的横截面在三角形中的区域在附图中由虚线区域指示。

L型密封环1的主体的横截面区域的在三角形中的表面面积能够是三角形的面积的0%，即当在两个长度4和5的第一端点8和9之间的直接连接线限制通过L型密封环1的截面时。该情形下，在三角形中的区域也是非凹型的，因为当假设连接线属于三角形时，在三角形中的区域仅由线组成，所以其当然是非凹型的。于是，我们处理的是倒角的L型密封环，而不是所示的具有带有半径的弧的L型密封环。

与常规L型密封环相比，在第一长度4和第二长度5在通过L型密封环的主体的横截面中以预定角度，例如90°相交的情形下，在两个L形连接腿部的顶端区域中存在体积减小，这导致在温度增加或增大的情况下密封更小的膨胀。此外，密封在该区域中具有更大的空间，以便密封膨胀到该空间中。这导致以下特征：相对于工艺连接13和衬垫14，该密封的轮廓11受密封的膨胀影响较小。

在本发明的实施例中，诸如这里所示，第一长度4由通过L型密封环1的主体的切割通过第一腿部2的第一侧向表面的横截面形成，第一侧向表面是围绕L型密封环1的轴线6的圆柱形。第一腿部2由此由围绕L型密封环的轴线的第一圆柱形旋转侧向表面定界，以及例如由围绕L型密封环的轴线的第二特别地圆柱形旋转侧向表面定界。第二腿部3包括特别地位于垂直于旋转轴线6的平面中的密封表面，该密封表面在通过L型密封环的含有轴线6的截面中，呈现为第二长度5。

在另外的进一步的发展中，L型密封环被实施成使得第一线16和第二线17（其代表第一长度4和第二长度5的相应的延长部）在虚交点7中垂直相交，虚交点7形成虚菱形的角部，特别地是这里示出的虚矩形的角部，其中，第一长度4和第二长度5的相应的第一端点8和9形成菱形的（相应地矩形的）其它顶点。由此，长度16和17形成菱形的（相应地矩形的）两个边缘。菱形的（相应地矩形的）第四角部，由在切割平面中的通过点8的垂直于线4的线，与在切割平面中的通过点9的垂直于线5的线相交而形成。L型密封环1，特别地L型密封环1的连接轮廓在该情形下被实施成使得L型密封环的主体的横截面区域的表面面积在菱形中（这里相应地是在矩形中），比在菱形的（相应地矩形的）表面面积少约1%，特别地少约10%，特别地少约20%，特别地少约50%，其中，通过L型密封环1的主体的横截面在菱形中（相应地在矩形中）的区域是非凸型的，特别地，其是凸型的。这里，L型密封环1的主体的横截面在矩形中的区域在这里由交叉阴影线和虚线，或点划线表示。

菱形的表面面积由此固定在100%。如果密封的横截面在菱形中的表面面积是21%那么小，则其大小由此为菱形的面积的79%。矩形是有四个直角的菱形。这意味着第一长度16和第二长度17相互垂直。

在本发明的L型密封环1的所示的进一步发展中，其包括在L型密封环的第二腿部3的面向L型密封环1的旋转轴线6的区域中的第二弧11。该区域是凹型地弯曲的。本发明的进一步发展中，L型密封环1的第二腿部3的面向L型密封环的旋转轴线6的该区域在横截面中由第二弧11的非凸型曲线定界。

在该情形下，第二弧11具有半径，该半径为L型密封环的第二腿部3的第二长度5的第二端点19离L型密封环1的旋转轴线6的距离的至少5%，特别地至少10%，特别地至少50%，特别地至少100%，特别地至少200%。在该情形下，第二端点19离旋转轴线6的距离的双倍间隔形成了L型密封环的内径。

例如，本发明的L型密封应用在工业处理技术中，特别地在磁感应式流量测量装置与工艺连接之间。图3示出这种带有磁感应式流量测量装置12、工艺连接13和本发明的L型密封环1的设备，其中本发明的L型密封环1应用作为在磁感应式流量测量装置12与工艺连接13之间的密封。

图3中的通过本发明的设备的截面含有旋转轴线。同样地，对于图2，通过主体的横截面平面含有旋转轴线6。因此，包含相同的切割平面。

该情形下，L型密封环1的第一长度4接触工艺连接13。以此方式，密封3被对中在工艺连接13中。L型密封环1的在横截面中的第二长度5，形成与磁感应式流量测量装置12的测量管20的衬垫14的密封表面。

在所示的进一步发展中，该情形下，在磁感应式流量测量装置12与工艺连接13之间存在环形间隙15，在L型密封环1失效的情形下，流体能通过该环形间隙15离开，其中，在第一长度4与第二长度5之间的连接轮廓（这里是第一弧10）被布置在间隙15中。还示出第二弧11，在第二腿部3平行于旋转轴线6轴向缩短的情形下，第二弧11确保相对于衬垫14或工艺连接13无间隙形成，因为这将违反卫生规范。在体积减小的目标下，第二腿部3的膨胀特别地通过在端点8与9之间的连接轮廓的创新性形状设计，以及长度4与5的端点8与9之间的位置（与点18，相应地点19的间隔）来最小化。以此方式，与腿部3的较小厚度形状设计相比，体积减小具有如下优点，即：与无体积减小的密封形状设计相比，期望的绝对压缩（由尺寸、长度表示）不需要减小，且由此保持公差适应。与腿部2的较小厚度形状设计相比，本发明的体积减小具有如下优点，即：对中表面4的位置与已经安装好的工艺连接13相符。

对于预定工艺连接，工艺连接13可以是适配器，例如，也可是经焊接的喷嘴。因此，它也可称为工艺连接适配器。除了环形间隙15之外，能在工艺连接13中提供所谓的空气逸出槽。其例如在垂直于组装好的L型密封环的旋转轴线、平行于L型密封环的直径的平面中延伸。该空气逸出槽同样旨在向外引导流体。

在本发明的进一步发展中，L型密封环1包括弹性体，特别地是EPDM、VMQ、FKM或FFKM。

例如，该密封表面对，由上述弹性体中的一种的L型密封环和合成材料（特别地PFA）的测量管衬垫14形成在面向流量测量装置12的那侧上（图2中的线5），并且由L型密封环和金属（特别地不锈钢，特别地1.4404）的工艺连接13形成在面向工艺连接13的另一侧上。

图1-3所示的实施例示例呈现本发明的密封环的优选变体。当然，能基于本领域的技术人员的技术知识进一步发展密封环，例如，通过在L型密封环的腿部区域中形成另外的离开空间来进一步发展。

附图标记列表

1 L型密封环

2 第一腿部

3 第二腿部

4 第一长度

5 第二长度

6 L型密封环的旋转轴线

7 交点

8 第一长度的第一端点

9 第二长度的第一端点

10 第一弧

11 第二弧

12 磁感应式流量测量装置

13 工艺连接

14 磁感应式流量测量装置的衬垫

15 环形间隙

16 第一线

17 第二线

18 第一长度的第二端点

19 第二长度的第二端点

20 测量管

Claims (15)

1.一种包括磁感应式流量测量装置和工艺连接的设备，其中，L型密封环被应用在所述磁感应式流量测量装置与所述工艺连接之间，所述设备包括相互连接以在通过所述L型密封环(1)的横截面中形成L形的两个腿部(2,3)，其中第一腿部(2)由第一长度(4)朝向外界定界，其中所述第一长度(4)是围绕所述L型密封环(1)的轴线(6)旋转的侧向表面的组成部分，其中所述第一腿部(2)位于所述第一长度(4)与所述轴线(6)之间，且其中第二腿部(3)由第二长度(5)朝向外界定界，其中所述第一和第二长度(4,5)经由连接轮廓相互连接，

其特征在于，

分别形成所述第一和第二长度(4,5)的延长部的第一和第二线的交点(7)形成三角形的角部，其中所述第一和第二长度(4,5)的相应的端点(8,9)形成所述三角形的其它顶点，其中所述L型密封环(1)被实施成使得所述L型密封环的主体的横截面区域的在所述三角形中的表面面积的大小为所述三角形的面积的至多60％，且其中所述L型密封环(1)在所述三角形中的区域是非凹型的，并且

所述L型密封环(1)被实施为使得其在工艺相关膨胀的作用下反作用，产生朝向所述三角形的离开移动，在安装好的状态下，所述L型密封环(1)与待密封的单元的外侧抵接部相互作用而形成离开空间，其中，在使用所述离开空间的情形下，所述L型密封环通过执行所述离开移动，增加所述L型密封环的主体的横截面区域在所述三角形中的表面面积，并且

其中，所述L型密封环包括在所述L型密封环(1)的第二腿部(3)的面向所述L型密封环(1)的旋转轴线(6)的区域中的第二弧(11)，其中所述第二弧凹型地弯曲。

2.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述L型密封环(1)在所述三角形中的区域是凸型的。

3.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述工艺相关膨胀是热膨胀。

4.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述L型密封环被实施成使得，分别形成所述第一和第二长度(4,5)的延长部的所述第一和第二线，在安装好的状态下在所述交点(7)处垂直相交，以便形成矩形的角部，其中所述第一和第二长度(4,5)的相应的端点(8,9)形成所述矩形的其它顶点，其中所述L型密封环(1)被实施成使得，所述L型密封环(1)的主体的横截面区域在所述矩形中的表面面积小于所述矩形的表面面积至少1％，且其中所述L型密封环(1)在所述矩形中的区域是非凹型的。

5.根据权利要求4所述的设备，

其特征在于，

所述L型密封环(1)在所述矩形中的区域是凸型的。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备，

其特征在于，

作为连接轮廓的第一弧(10)将所述第一和第二长度(4,5)相互连接。

7.根据权利要求6所述的设备，

其特征在于，

所述第一弧(10)具有半径，所述半径为所述L型密封环的所述第一腿部(2)的所述第一长度(4)的所述端点(8)离所述L型密封环(1)的旋转轴线(6)的长度的至少2％。

8.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备，

其特征在于，

所述L型密封环(1)的所述第二腿部(3)的面向所述L型密封环(1)的所述旋转轴线(6)的区域是非凸型地弯曲的。

9.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备，

其特征在于，

所述L型密封环(1)包括聚合物。

10.根据权利要求9所述的设备，

其特征在于，

所述L型密封环(1)包括EPDM。

11.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备，

其特征在于，

在未安装好状态下，在所述L形的第一和第二腿部(2,3)之间的角度的大小在75-115°之间。

12.根据权利要求11所述的设备，

其特征在于，

在未安装好状态下，在所述L形的第一和第二腿部(2,3)之间的角度的大小在80-110°之间。

13.根据权利要求11所述的设备，

其特征在于，

所述L型密封环(1)的所述第一长度接触所述工艺连接(13)，且所述L型密封环(1)的所述第二长度(5)形成与所述磁感应式流量测量装置(12)的衬垫(14)的密封表面。

14.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备，

其特征在于，

在所述磁感应式流量测量装置(12)与所述工艺连接(13)之间形成间隙(15)，在所述L型密封环(1)失效的情形下，流体能通过所述间隙(15)离开，其中，在所述第一和第二长度(4,5)之间的所述连接轮廓(10)被布置在所述间隙(15)之前。

15.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备，

其特征在于，

至少第一腿部(2)被布置在所述三角形上方，处在所述工艺连接(13)的空腔中，其中所述第一腿部(2)在该空腔中在所有侧上均支靠于所述工艺连接(13)。