CN105465517A - 一种充气密封装置 - Google Patents

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明玉周
杨宏悦
吴华
李玮
徐磊
李铮
刘海军
王丹
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00—Flanged joints
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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    • F16J15/14—Sealings between relatively-stationary surfaces by means of granular or plastic material, or fluid

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种充气密封装置，包括能够充放气的密封垫圈，设置在所述密封垫圈上的气嘴，能够容纳所述密封垫圈和所述气嘴的第一法兰，与所述气嘴连接的控制阀。在核工业领域，需要在强放射性环境下完成两个管道的频繁密封对接操作，采用本发明所述的充气密封装置，具有可远距离操作，动作简单可靠，密封和解除密封速度快的优点，可以满足频繁对接操作的密封需要。

Description

一种充气密封装置
技术领域
本发明属于核工业密封设备领域，具体涉及一种充气密封装置。
背景技术
在核工业领域，在例如热室这样的强放射环境下(热室为进行高放射性试验和操作的屏蔽小室、它和周围环境隔绝)，有时需要对两个管道的法兰进行密封连接操作，有些管道之间甚至需要频繁地更换，也就需要同样频繁地在两个连接法兰的端面间进行密封和解除密封的操作。通常使用的端面密封需一定的压紧力方可达到密封的目的，并且由于处于强放射性环境中，工作人员无法直接进入现场对需要密封的管道法兰进行压紧操作。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种充气密封装置。该装置能够实现在强放射性环境中，对需要频繁做相对运动的两个法兰的端面之间进行密封，并且无需人工近距离操作。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种充气密封装置，包括能够充放气的密封垫圈，设置在所述密封垫圈上的气嘴，能够容纳所述密封垫圈和所述气嘴的第一法兰，与第一法兰相对的第二法兰，与所述气嘴连接的控制阀。
进一步，所述第一法兰上设置有能够容纳所述密封垫圈和所述气嘴的凹槽。
进一步，所述密封垫圈包括外圈和内圈，所述外圈和所述内圈共同构成能够充放气的空腔；所述外圈填充在所述凹槽内；所述内圈在所述密封垫圈放气状态下收缩在所述外圈内，在所述密封垫圈充气状态下凸出于所述外圈外。
更进一步，所述内圈外侧还设有密封凸缘，所述密封凸缘能够随所述密封垫圈的充气和放气与所述第二法兰形成密封和解除密封。
进一步，所述外圈能够随所述密封垫圈的充气与所述凹槽形成密封。
进一步，所述凹槽开口一端的宽度小于所述凹槽封闭一端的宽度。
进一步，所述控制阀设置在所述充气密封装置所处的放射性区域之外。
本发明的效果有以下几点：
1.能够远距离操作，实现管道法兰对接端面的密封；
2.密封和解除密封的步骤简单、可靠、迅速，能够满足管道法兰频繁密封的需要；
3.控制阀能够设置在远离强辐射环境的位置，方便维修。
附图说明
图1是本发明实施例中所述充气密封装置中密封垫圈的示意图；
图2是本发明实施例中所述充气密封装置中密封垫圈的A-A剖视图；
图3是本发明实施例中所述充气密封装置放气状态示意图；
图4是本发明实施例中所述充气密封装置充气状态示意图；
图中：1-密封垫圈，2-气嘴，3-外圈，4-内圈，4a-内圈在充气状态下的位置，5-密封凸缘，6-第一法兰，7-凹槽，8-第二法兰，9-空腔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
如图1、2所示，一种充气密封装置，包括能够充放气的密封垫圈1(图1中的密封垫圈为四边形，仅为示意，实际应用中可根据需要密封的法兰的造型来确定)，设置在密封垫圈1上的气嘴2(同外部充放气装置相连，用于对密封垫圈1进行充放气操作)，能够容纳密封垫圈1和气嘴2的第一法兰6(即密封垫圈1安装在第一法兰6中，第一法兰通常为固定法兰，无需频繁移动)，与第一法兰6相对的第二法兰8(两个法兰对齐并相邻但不接触)。
为了固定密封垫圈1，在第一法兰6上设置有能够容纳密封垫圈1和(至少一个)气嘴2的凹槽7。在本实施例中凹槽7的横截面形状为梯形(见图3、4)，凹槽7开口一端的宽度小于凹槽7封闭一端的宽度，这样可以更好的固定密封垫圈1，避免密封垫圈1从凹槽7中脱落。
如图1、2所示，密封垫圈1包括外圈3和内圈4，外圈3和内圈4共同构成能够充放气的空腔9；外圈3填充在凹槽7内；如图3、4所示，内圈4在密封垫圈1放气状态下收缩在外圈3内(空腔9收缩)，在密封垫圈1充气状态下凸出于外圈3外(空腔9充气扩张，内圈4同时也凸出于凹槽7的开口之外)。在本实施例中密封垫圈1的横截面形状为梯形(见图2)，能够同凹槽7的横截面相配合，使得密封垫圈1的外圈3能够紧密固定在凹槽7内。此外密封垫圈1的内圈4外侧(向外凸出一侧)还设有向外凸起的密封凸缘5，用于同第二法兰8相接触(第二法兰通常为移动法兰，需要频繁移动位置，也就是需要经常同第一法兰对接和解除对接)，在第一法兰6和第二法兰8之间起到密封作用。
当在密封垫圈1充气状态下体积发生变化，密封垫圈1的膨胀力将外圈3紧压在第一法兰6的凹槽7内，同时将内圈4的密封凸缘5紧压在第二法兰8的端面上(与第一法兰6相对的一端的端面)，从而实现第一法兰6和第二法兰8之间的密封。在密封垫圈1放气状态下，密封凸缘5随着内圈4的收缩，解除同第二法兰8的接触，密封也同时解除。
此外本发明提供的充气密封装置还包括与气嘴2连接的控制阀(图中未标出)，控制阀用于控制外部气源对密封垫圈1的充气和放气操作，可以安装在远离充气密封装置所处的强辐射环境之外、方便控制的非放射性区域中，实现工作人员进行远距离操作的要求，并且可以随时对控制阀进行维护，避免了工作人员受到辐射伤害。
最后举例说明本发明所提供的充气密封装置的实际应用。
在热室中，两个需要密封对接的管道，管道端口各自安装有法兰，其中一个管道上安装第一法兰6(固定法兰)，另一个需要做相对移动的管道上安装第二法兰8(移动法兰)，第一法兰6中设置有凹槽7，凹槽7内设置充气密封装置。在进行密封操作之前，密封垫圈1未充气，第一法兰6和密封垫圈1不与第二法兰8接触。当需要进行密封操作时，先将第一法兰6和第二法兰8对准，随后在远端操作控制阀向充气密封装置中的密封垫圈1充气，密封垫圈1充气膨胀，内圈4从凹槽7中顶出，内圈4上的密封凸缘5被紧压在第二法兰8的连接端面上(同时外圈3也紧压在凹槽7中)，完成第一法兰6和第二法兰8之间的密封(此时，第一法兰6和第二法兰8仍然不必接触)。
当需要解除两个管道的密封时，通过控制阀使得密封垫圈1放气，密封垫圈1收缩，内圈4缩回凹槽7中，密封凸缘5同第二法兰8的连接端面之间的压力消失，并解除相互间的接触，第一法兰6和第二法兰8之间的密封解除。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (7)

1.一种充气密封装置，其特征是：包括能够充放气的密封垫圈(1)，设置在所述密封垫圈(1)上的气嘴(2)，能够容纳所述密封垫圈(1)和所述气嘴(2)的第一法兰(6)，与第一法兰(6)相对的第二法兰(8)，与所述气嘴(2)连接的控制阀。
2.如权利要求1所述的一种充气密封装置，其特征是：所述第一法兰(6)上设置有能够容纳所述密封垫圈(1)和所述气嘴(2)的凹槽(7)。
3.如权利要求1或2所述的一种充气密封装置，其特征是：所述密封垫圈(1)包括外圈(3)和内圈(4)，所述外圈(3)和所述内圈(4)共同构成能够充放气的空腔(9)；所述外圈(3)填充在所述凹槽(7)内；所述内圈(4)在所述密封垫圈(1)放气状态下收缩在所述外圈(3)内，在所述密封垫圈(1)充气状态下凸出于所述外圈(3)外。
4.如权利要求3所述的一种充气密封装置，其特征是：所述内圈(4)外侧还设有密封凸缘(5)，所述密封凸缘(5)能够随所述密封垫圈(1)的充气和放气与所述第二法兰(8)形成密封和解除密封。
5.如权利要求3所述的一种充气密封装置，其特征是：所述外圈(3)能够随所述密封垫圈(1)的充气与所述凹槽(7)形成密封。
6.如权利要求2所述的一种充气密封装置，其特征是：所述凹槽(7)开口一端的宽度小于所述凹槽(7)封闭一端的宽度。
7.如权利要求1所述的一种充气密封装置，其特征是：所述控制阀设置在所述充气密封装置所处的放射性区域之外。
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