CN104565364A - 绝缘密封装置 - Google Patents

Abstract

一种绝缘密封装置，包括依次相连的联接法兰、绝缘板组件和密封壳体，绝缘密封装置内贯穿有绝缘导体组件，绝缘导体组件主要包括上端导体和下端导体，两者通过导体联接件相连，密封壳体内开设空腔，上端导体、导体联接件和下端导体穿设在该空腔内并与其绝缘，上端导体穿过绝缘板组件在联接法兰的内腔中定位，下端导体通过密封压板组件后定位，密封压板组件的上端面与密封壳体的下端面之间留有间隙，在绝缘板组件与密封壳体之间形成的空腔内浇注柔性绝缘密封材料形成柔性绝缘密封体。本发明在绝缘密封装置中贯穿绝缘导体组件，结构简化、设计灵活且成本降低；绝缘导体组件不承受任何压力；绝缘密封效果优异，特别适用于高压环境，性能稳定可靠。

Description

绝缘密封装置

技术领域

本发明涉及一种绝缘密封装置，尤其是一种能承受外部高压液体介质压力的绝缘密封装置，属于机械密封技术领域。

背景技术

潜油电泵系统是油田生产的重要设备，伺服潜油电机以其高效节能得到广泛应用，根据作业需要通常置于井下，设备的四周都是高压的油水混合液体。机械设备的密封一直是个重要问题，密封不好将直接影响设备的性能，甚至直接导致设备失效，尤其是在设备的内外两侧分别为高压液体介质和低压空气腔，同时又要保证两侧之间有导线相通的工作环境，导线处的密封对设备的性能有至关重要的影响。

在现有技术中，专利号为ZL 200910137768.2的发明公开了一种绝缘密封装置，该绝缘密封装置存在如下缺陷：首先，密封壳体和不锈钢罩为分开的两个组件，密封壳体与不锈钢罩之间密封困难；其次，密封壳体台阶设计导致一旦下次密封空间存在间隙或拆卸后无法再次实现密封；再有，密封壳体上、下螺纹连接部分未设置密封端且密封壳体底部填充层未实现压紧，易导致密封性差；另外，铜棒需要承受部分压力，容易导致变形等情况的发生，进而影响其导电性能。

另一项专利号为ZL 200910137773.3的发明也公开了一种绝缘密封装置，该绝缘密封装置直接采用导线作为导电设备缺乏可靠性，导线老化等因素都可能导致导线损坏，绝缘性能差；同时，多根导线间难以紧密相连，进出线端密封困难；而且导线直接承受高压；密封壳体和不锈钢罩为分开的两个组件，两者之间密封困难；密封壳体台阶设计同样也存在拆卸后无法实现再次密封的问题；密封壳体底填充层未实现压紧且密封壳体上、下螺纹连接部分未设置密封端，也会影响密封效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种绝缘密封装置，在绝缘密封装置中贯穿设置绝缘导体组件，结构简化合理且成本降低，使绝缘密封装置集成化可以根据需要灵活设计；压力全部由多级刚性绝缘密封体、柔性绝缘密封体和密封壳体承受，绝缘导体组件不承受任何压力；绝缘密封效果优异，适用于较宽的压力范围，特别适用于高压场合，性能稳定可靠。

本发明的所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种绝缘密封装置，包括依次相连的联接法兰、绝缘板组件和密封壳体，所述绝缘密封装置内贯穿有绝缘导体组件，所述绝缘导体组件主要包括上端导体和下端导体，两者通过导体联接件相连，密封壳体内开设空腔，所述上端导体、导体联接件和下端导体穿设在该空腔内并与其绝缘，上端导体穿过绝缘板组件在联接法兰的内腔中定位，下端导体通过密封压板组件后定位，所述密封压板组件的上端面与所述密封壳体的下端面之间留有间隙，在绝缘板组件与密封壳体之间形成的空腔内浇注柔性绝缘密封材料形成柔性绝缘密封体。

为了便于密封，所述绝缘板组件包括绝缘板和分别设置在绝缘板内、外圆周上的内环挡圈和外环挡圈。

为了保证绝缘，所述上端导体外套设有上绝缘套管，所述上绝缘套管一端为自由端，另一端设有凸缘，所述凸缘的上表面与所述绝缘板的下表面抵紧。

所述下端导体外套设有下绝缘套管。

为了便于固定，所述下绝缘套管的外部套设有压紧螺柱，所述密封壳体的空腔内对应设有压紧螺纹。

所述导体联接件的外部套设有绝缘密封套管，所述绝缘密封套管位于所述柔性绝缘密封体的下方。

所述绝缘密封套管和下绝缘套管之间还依次设有上端刚性绝缘密封体和下端刚性绝缘密封体。

根据需要，所述导体联接件为多个，所述密封壳体内的空腔对应开设为多个。

所述密封压板组件包括密封压板和螺栓组，所述螺栓组穿过密封压板固定在密封壳体上。

综上所述，本发明提供一种绝缘密封装置，提供一种绝缘密封装置，通过贯穿在绝缘密封装置中的绝缘导体组件，结构简化合理且成本降低，使绝缘密封装置集成化可以根据需要灵活设计；压力全部由多级刚性绝缘密封体、柔性绝缘密封体和密封壳体承受，绝缘导体组件不承受任何压力；绝缘密封效果优异，适用于较宽的压力范围，特别适用于高压场合，性能稳定可靠。

下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细地说明。

附图说明

图1为本发明的绝缘密封装置整体外形图之一；

图2为本发明的绝缘密封装置整体外形图之二；

图3为本发明的绝缘密封装置装配位置关系示意图；

图4a为图3中联接法兰的结构示意图；

图4b为图3中联接法兰的剖视图；

图5为图3中绝缘板组件的组成结构示意图；

图6为图5中绝缘板的端面图；

图7为图3中的导体组件的装配位置关系示意图；

图8a为图7中上端绝缘套管的结构示意图；

图8b为图7中上端绝缘套管的剖视图；

图9a为图7中导体联接件的结构示意图；

图9b为图7中导体联接件的剖视图；

图10a为图7中绝缘密封套管的结构示意图；

图10b为图7中绝缘密封套管的剖视图；

图11a为图7中上端刚性绝缘密封体的结构示意图；

图11b为图7中上端刚性绝缘密封体的剖视图；

图12a为图7中下端刚性绝缘密封体的结构示意图；

图12b为图7中下端刚性绝缘密封体的剖视图；

图13a为图7中压紧螺柱的结构示意图；

图13b为图7中压紧螺柱的剖视图；

图14a为图7中下端绝缘套管的结构示意图；

图14b为图7中下端绝缘套管的剖视图；

图15a为图3中密封壳体的结构示意图之一；

图15b为图3中密封壳体的结构示意图之二；

图15c为图3中密封壳体的端面图；

图15d为图3中密封壳体的剖视图；

图16为图3中密封压板的端面图；

图17为本发明的绝缘密封装置整体剖视图。

具体实施方式

图1为本发明的绝缘密封装置的整体外形图之一；图2为本发明的绝缘密封装置的整体外形图之二；图3为本发明的绝缘密封装置装配位置关系示意图。图1、图2分别示出了绝缘密封装置A的两端。如图1、图2和图3所示，本发明提供一种绝缘密封装置，该绝缘密封装置为组件化设计，其两端分别设有引线终端，方便两端导线连接。该绝缘密封装置的一端为联接法兰，另一端为螺纹，方便与两端的潜油伺服电机和井下驱动器连接。具体来说，一种绝缘密封装置A，包括依次相连的联接法兰100、绝缘板组件200和密封壳体400，所述绝缘密封装置A内贯穿有绝缘导体组件300。所述绝缘导体组件主要包括上端导体320和下端导体380，两者通过导体联接件330相连，密封壳体400内开设空腔，所述上端导体320、导体联接件330和下端导体380穿设在该空腔内并与其绝缘。上端导体320穿过绝缘板组件200在联接法兰100的内腔中定位，下端导体380通过密封压板组件后定位，所述密封压板组件的上端面与所述密封壳体400的下端面之间留有间隙，在绝缘板组件200与密封壳体400之间形成的空腔内浇注柔性绝缘密封材料形成柔性绝缘密封体。

图4a为联接法兰的结构示意图。图4b为联接法兰的剖视图。如图4a所示，联接法兰100的一端为法兰面，用于与外部器件连接；另一端为外螺纹，用于与密封壳体连接。如图4b所示，联接法兰100的内侧结构中，法兰面对应部分是圆柱形孔，外螺纹对应的部分是圆锥形孔。

图5为绝缘板组件的组成结构示意图。如图5所示，为了便于密封，所述绝缘板组件200包括绝缘板230和分别设置在绝缘板230内、外圆周上的内环挡圈210和外环挡圈220。图6为绝缘板的端面图。如图6所示，绝缘板230总体上是环形结构，在环形结构上设有若干小孔，用于穿过下端导体380及其下端绝缘套管390，小孔的分布不规则，根据具体应用场合而定。

图7为绝缘导体组件的装配位置关系示意图。如图7所示，绝缘导体组件300由上端绝缘套管310、上端导体320、导体联接件330、绝缘密封套管340、上端刚性绝缘密封体350、下端刚性绝缘密封体360、压紧螺柱370、下端导体380、下端绝缘套管390组成。具体来说，为了保证绝缘，所述上端导体320外套设有上绝缘套管310，所述上绝缘套管310一端为自由端，另一端设有凸缘311。当绝缘密封装置装配完成后，所述凸缘311的上表面与所述绝缘板230的下表面抵紧。所述下端导体380外套设有下绝缘套管390。为了便于固定，所述下绝缘套管390的外部套设有压紧螺柱370，所述密封壳体400的空腔内对应设有压紧螺纹。所述导体联接件330的外部套设有绝缘密封套管340，所述绝缘密封套管340位于所述柔性绝缘密封体的下方。所述绝缘密封套管340和下绝缘套管390之间还依次设有上端刚性绝缘密封体350和下端刚性绝缘密封体360。根据需要，所述绝缘导体组件330为多个，所述密封壳体400内的空腔对应开设为多个。所述密封压板组件包括密封压板500和螺栓组600，所述螺栓组600穿过密封压板500固定在密封壳体400上。

绝缘导体组件300中的各个组成部件的具体结构，以下将结合附图逐一进行说明。各个部件中通孔或阶梯孔的孔径大小和形状，可以根据实际需要进行设置。

图8a为上端绝缘套管的结构示意图；图8b为上端绝缘套管的剖视图。如图8a所示，上端绝缘套管310的下部设有凸缘311，用于与绝缘板230定位，上端绝缘套管310的上部呈锥形结构。如图8b所示，上端绝缘套管310的内侧是圆柱形通孔，用于穿过上端导体320。

图9a为导体联接件的结构示意图；图9b为导体联接件的剖视图。如图9a所示，导体联接件330是上下两端直径不相同的圆柱形的套筒结构。如图9b所示，导体联接件330的内侧上下两端分别设有圆柱形孔，分别用于与上端导体320和下端导体380连接。

图10a为绝缘密封套管的结构示意图；图10b为绝缘密封套管的剖视图。如图10a所示，绝缘密封套管340是环形圆柱结构。如图10b所示，绝缘密封套管340的内侧上下两端分别设有直径不相同的圆柱形孔，用于与导体联接件330定位配合。

图11a为上端刚性绝缘密封体的结构示意图；图11b为上端刚性绝缘密封体的剖视图。如图11a所示，上端刚性绝缘密封体350是上下两端直径不相同的圆柱形结构。如图11b所示，上端刚性绝缘密封体350的内侧上下两端分别设有圆柱形孔，上部圆柱形孔用于穿过上端导体320，下部圆柱形孔用于与下端刚性绝缘密封体360连接。

图12a为下端刚性绝缘密封体的结构示意图；图12b为下端刚性绝缘密封体的剖视图。如图12a所示，下端刚性绝缘密封体360是上下两端直径不相同的圆柱形结构。如图12b所示，下端刚性绝缘密封体360的内侧上下两端分别设有圆柱形孔，共同用于穿过下端导体380。

图13a为压紧螺柱的结构示意图；图13b为压紧螺柱的剖视图。如图13a所示，压紧螺柱370的下端是六边形柱体结构，上端是圆柱体结构。如图13b所示，压紧螺柱370的内侧是圆柱体通孔结构，用于穿过下端导体380。

图14a为下端绝缘套管的结构示意图；图14b为下端绝缘套管的剖视图。如图14a所示，下端绝缘套管390的下部呈锥形结构。如图14b所示，下端绝缘套管390的内侧是圆柱形通孔，用于穿过下端导体380。

另外，图15a为密封壳体的结构示意图之一；图15b为密封壳体的结构示意图之二。如图15a并结合图15b，分别示出了密封壳体的两端，该密封壳体的一端为内螺纹结构，另一端为外螺纹结构，内螺纹结构用于与联接法兰100连接，外螺纹结构用于与外部器件连接。

图15c为密封壳体的端面图。如图15c所示，密封壳体400的端面上设有大通孔组合和小通孔组合，大通孔用于穿过下端导体380、下端绝缘套管390和压紧螺柱370，小通孔用于与螺栓组600连接大通孔和小通孔的分布根据具体应用情况而设置。图15d为密封壳体的剖视图。如图15d所示，密封壳体内侧主要分为上端和下端两部分。上端部分是圆柱形孔，并设有内螺纹，下端部分包括中心孔、用于使绝缘导体组件300贯穿的大通孔和空腔、以及用于使螺栓组600拧紧固定的小通孔。图16为密封压板的端面图。如图16所示，密封压板500的端面上设有大通孔组合和小通孔组合，大通孔用于穿过上端导体320、上端绝缘套管310、压紧螺柱370，小通孔用于穿过螺栓组600。

通过大螺纹孔与压紧螺柱370配合，压紧螺柱370通过与密封压板500上螺纹连接产生的拧紧力将设置在密封壳体400内部的刚性绝缘密封体以及柔性绝缘密封体一并压紧。在压紧螺柱370长度一定的情况下，密封压板500的上端面与密封壳体400的下端面之间留有间隙，该间隙的大小可根据需要适当调节，但需保证压紧螺柱多次拆卸后外部仍留有一定长度的螺纹。

图17为本发明的绝缘密封装置的整体剖视图。如图17并结合图3所示，该绝缘密封装置包括联接法兰100、密封壳体400和密封压板组件500，联接法兰100与密封壳体400相连，密封壳体400内设有空腔，用于安装绝缘导体组件300。密封壳体400内腔设有绝缘板组件200。绝缘板组件200和密封壳体400围设成密封空间。密封壳体内的空腔为阶梯形，用于绝缘板组件200的轴向定位，使绝缘板组件200的上方在轴向固定。绝缘板组件200与密封压板500都开有通孔。密封壳体400、绝缘板组件200的孔径都大于绝缘导体组件300的外径，在此空隙间设有上、下刚性绝缘密封体，起到绝缘密封的效果，防止密封壳体400与绝缘导体组件300之间导通。绝缘导体组件300从绝缘板组件200的通孔穿入该绝缘密封装置本体的密封空间中，从密封壳体400底部穿出。

所述绝缘导体组件300分为三段，上端导体320和下端导体380通过导体联接件330相连，位于中间的导体联接件330的直径比两头的上端导体320和下端导体380的尺寸略大，采用螺纹形式相连。中间端套上绝缘密封套管340，绝缘密封套管340、密封壳体400和绝缘板组件200之间填充柔性绝缘密封材料，在绝缘密封套管340后还设有上端刚性绝缘密封体350和下端刚性绝缘密封体360；下端绝缘套管390实现绝缘导体组件300与压紧螺柱370之间的绝缘密封。压紧螺柱370用于实现密封压板500的平衡。当拧紧压紧螺柱370时，压紧螺柱370产生的压力经下端刚性绝缘密封体360、上端刚性绝缘密封体350、绝缘密封套管340逐级压紧最终将力传递给柔性绝缘密封材料，使导电组装不受力且达到绝缘密封的效果。绝缘导体组件300数量可根据需要调整。

下面针对该实施例来简单说明本发明的绝缘密封装置的安装及密封过程。

首先，固定安装好绝缘板组件200，用挡圈固定。然后，将整体上下翻转过来分别让上端导体320装上端绝缘套管310一起穿过绝缘板组件200上的孔，直到上端绝缘套管310轴肩上表面与绝缘板组件200下表面接触，然后向绝缘板组件200与密封壳体400之间形成的空腔中浇注柔性绝缘密封材料。由于上端导体320为杆状，用于与外部连接的部分为光杆，末端则设有螺纹用于导体联接体330相连。上端导体320和导体联接体330连接好之后，还会有部分螺纹是外露的，为了保证这部分螺纹也处于密封的状态，柔性绝缘密封材料的浇注高度需要将外露的这部分螺纹覆盖密封。待其浇注完成并冷却后一次装上绝缘密封套管340、导体联接件330、下端导体380；接着依次装上上端刚性绝缘密封体350、下端刚性绝缘密封体360。最后使压紧螺柱370的端部、以及螺栓组600中各个螺栓的端部分别与密封压板500上的大、小通孔对正定位，拧上压紧螺柱370并拧紧，实现绝缘密封效果；再拧上螺栓组600，保持密封压板平衡。至此完成绝缘密封装置的组装。

综上所述，本发明提供一种绝缘密封装置，将内部导线改为绝缘导体组件作为导电装置，解决了导线老化的问题；多个绝缘导体组件直接均匀分布，且每一绝缘导体组件各自密封，解决了导线并排产生的狭小空间密封困难的缺陷；压力全部由多级刚性绝缘密封体、柔性绝缘密封体和密封壳体承受，绝缘导体组件不承受任何压力；下端导体通过密封压板组件定位，使刚性绝缘密封体和柔性绝缘密封体压紧，从而实现密封；拆卸后不影响密封效果；绝缘导体组件关键部位都设有绝缘套管，实现绝缘导体组件与密封壳体之间的良好绝缘；密封壳体上下螺纹连接部分均有设置密封段，使密封效果加强。

Claims (9)

1.一种绝缘密封装置，包括依次相连的联接法兰、绝缘板组件和密封壳体，其特征在于，所述绝缘密封装置内贯穿有绝缘导体组件，所述绝缘导体组件主要包括上端导体和下端导体，两者通过导体联接件相连，密封壳体内开设空腔，所述上端导体、导体联接件和下端导体穿设在该空腔内并与其绝缘，上端导体穿过绝缘板组件在联接法兰的内腔中定位，下端导体通过密封压板组件后定位，所述密封压板组件的上端面与所述密封壳体的下端面之间留有间隙，在绝缘板组件与密封壳体之间形成的空腔内浇注柔性绝缘密封材料形成柔性绝缘密封体。

2.如权利要求1所述的绝缘密封装置，其特征在于，所述绝缘板组件包括绝缘板和分别设置在绝缘板内、外圆周上的内环挡圈和外环挡圈。

3.如权利要求2所述的绝缘密封装置，其特征在于，所述上端导体外套设有上绝缘套管，所述上绝缘套管一端为自由端，另一端设有凸缘，所述凸缘的上表面与所述绝缘板的下表面抵紧。

4.如权利要求3所述的绝缘密封装置，其特征在于，所述下端导体外套设有下绝缘套管。

5.如权利要求4所述的绝缘密封装置，其特征在于，所述下绝缘套管的外部套设有压紧螺柱，所述压紧螺柱的外表面和所述密封壳体的空腔内表面对应设有螺纹。

6.如权利要求5所述的绝缘密封装置，其特征在于，所述导体联接件的外部套设有绝缘密封套管，所述绝缘密封套管位于所述柔性绝缘密封体的下方。

7.如权利要求6所述的绝缘密封装置，其特征在于，所述绝缘密封套管和下绝缘套管之间还依次设有上端刚性绝缘密封体和下端刚性绝缘密封体。

8.如权利要求1所述的绝缘密封装置，其特征在于，所述绝缘导体组件为多个，所述密封壳体内的空腔对应开设为多个。

9.如权利要求8所述的绝缘密封装置，其特征在于，所述密封压板组件包括密封压板和螺栓组，所述螺栓组穿过密封压板固定在密封壳体上。