CN108019511A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

一种密封装置，包括上密封面和下密封面，所述密封装置还包括密封填料，所述密封填料设置在所述上密封面和所述下密封面之间；其中，所述上密封面包括填料腔侧壁和底壁，所述填料腔侧壁从所述上密封面伸出，其间形成用于容纳密封填料的填料腔；所述下密封面包括填料容纳沟槽侧壁和填料容纳沟槽底壁，其间形成用于容纳密封填料的填料沟槽；所述上密封面的填料腔与所述下密封面的填料沟槽配合，其间形成容纳所述密封填料的整体腔室，所述整体腔室包括内环形密封面、外环形密封面以及上、下密封底壁面。藉由该装置，即使密封面存在一定的缝隙，介质亦无法直接穿越缝隙，从而提高密封的稳定性、可靠性。

Description

密封装置

技术领域

本发明涉及密封装置领域，具体地涉及用于阀门、管道、容器连接的密封装置。

背景技术

对于容器连接部位或者阀门、管道的连接法兰，一般生产厂家都是根据产品的公称压力按标准设计选用的。标准中对于法兰密封方式、配对的密封垫以及适用场所都有明确的规范要求。但是，实践中，虽然厂家都是按规范选用适当的密封装置，但是在实际使用过程中仍会出现所不希望的介质泄漏问题，这与密封装置所使用的场合、不可测的环境变化等因素有着密切的关系。例如，在运用于高低温变化大、热胀系数大、压力大等情况时，由于材料本身的变形，使得密封装置出现介质泄漏的现象时有发生，而这亦与传统法兰连接时的密封结构所存在固有缺陷有一定关系。具体地，传统法兰连接的密封方式较多，但主要存在如图1A－1D所示的四种形式，包括全平面(FF型)法兰密封面、凸面(RF型)法兰密封面、凹凸面(MF型)法兰密封面以及榫面(MF型)法兰密封面。在这四种主要类型的密封结构中，其密封方式都属于平面密封结构，而平面密封的泄漏方式如下：1)穿漏：密封面存在缝隙或缺陷；2)渗漏：垫材料存在内在缺陷(疏松、裂纹等)；3)扩散：材料存在毛细孔及细微空隙。而实际工程中，法兰密封泄漏的情况大多属于第1)种“穿漏”形式，而产生这种泄漏的原因比较复杂，有时是由多种因素叠加而引起的，使密封面的某个部位产生缝隙，引得介质从缝隙中穿漏。同样地，前述其它几种平面密封结构都无法克服这些问题。

因此，为解决传统密封结构的以上问题，本领域亟需一种改进的密封结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种密封装置，藉由该装置，即使密封面存在一定的缝隙，介质亦无法直接穿越缝隙，从而提高密封的稳定性、可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了一种密封装置，包括上密封面和下密封面，所述密封装置还包括密封填料，所述密封填料设置在所述上密封面和所述下密封面之间；其中，所述上密封面包括填料腔侧壁和底壁，所述填料腔侧壁从所述上密封面伸出，其间形成用于容纳密封填料的填料腔；所述下密封面包括填料容纳沟槽侧壁和填料容纳沟槽底壁，其间形成用于容纳密封填料的填料沟槽；所述上密封面的填料腔与所述下密封面的填料容纳沟槽配合，其间形成容纳所述密封填料的整体腔室，所述整体腔室包括内环形密封面、外环形密封面以及上、下密封底壁面。

较佳地，所述下密封面的所述底壁上还设有隔离突起。

较佳地，在配合时，所述上密封面的填料腔侧壁的高度不足以与所述下密封面的填料容纳沟槽的所述底壁接触。

较佳地，其特征在于，所述上密封面的所述填料腔底壁和所述下密封面的所述填料容纳沟槽底壁的表面是凹凸不平形状的。

较佳地，所述凹凸不平的形状包括圆弧形凹凸部和/或锯齿形凹凸部和/或波浪形凹凸部。

较佳地，所述上密封面的填料腔侧壁、底壁形成第一介质渗漏路径，所述路径呈大致“弓”字线。

较佳地，其特征在于，所述下密封面填料容纳沟槽的侧壁、底壁以及所述填料沟槽底壁的所述隔离突起一起形成第二介质渗漏路径，所述路径呈大致“巨”字线。

较佳地，所述密封填料是软填料。

藉由前述构造，本发明的密封装置可以在多种不同的应用场合下，克服多种环境因素或材质因素的影响，使得介质无法直接穿越密封面之间的缝隙，显著地提高密封稳定性和可靠性。因此，本发明的密封装置适用于管道、阀门、容器的连接部位的密封，尤其是适用于法兰连接部位的密封。

附图说明

现在将参考以下附图举例说明本发明的具体实施方式，在附图中：

图1A－1D是现有技术密封装置的剖视示意图；

图2是包括根据本发明密封装置的法兰连接结构的局部剖视示意图。

图3是本发明密封装置一种实施例的剖视示意图；

图4是本发明密封装置另一种实施例的剖视示意图；

图5是以图4所示实施例来说明介质渗漏路径；

图6是以图4所示实施例来说明自密封原理；

图7、图8以及图9A－9B分别示出了本发明密封装置所采用的多种密封面构造。

具体实施方式

如图2所示的局部剖视示意图，图中示出了包括本发明密封装置1的一种法兰连接结构2，该法兰连接结构用于连接管道或阀门构件，在图中右侧的腔体3内容纳有介质4，这些介质可能是高温或/高压的介质，也可能是具有腐蚀性的介质。然而，本领域技术人员亦可以了解，虽然图中示出的是法兰连接结构，但是该法兰连接结构仅是用于举例说明本发明的应用场合，本发明的密封装置还可以应用于容器连接部位等场合，因此本发明的密封装置的特征和技术方案不应受到法兰连接结构的限制。在法兰连接结构的上、下连接面201和202上分别设有本发明密封装置1的上密封面101和下密封面102，该密封装置还包括密封填料103，该密封填料103设置在上密封面和下密封面101，102之间。

更清楚地如图3所示，在本发明中，上密封面101包括一对填料腔侧壁1011和底壁1012，该填料腔侧壁从上密封面101伸出，由该侧壁及底壁一起形成用于容纳密封填料的填料腔。该下密封面102包括一填料容纳沟槽侧壁1021和底壁1022，其间形成用于容纳密封填料的填料沟槽。该底壁上还设有隔离突起10221。在连接时，上密封面101与下密封面102配合，其时填料腔侧壁1011伸入填料容纳沟槽侧壁1021内，且与其配合。

再如图3详细所示地，当介质位于图面右侧的腔体内时(如P所示)时，上密封面101的填料腔侧壁1011与下密封面102的填料容纳沟槽侧壁1021的配合以形成整体腔室，该整体腔室包括内环形密封面I和外环形密封面II以及上、下密封底壁面，密封填料103与上密封面101的密封填料腔的底壁1012接触，而密封填料103亦与下密封面102的密封填料容纳沟槽的底壁1022接触。较佳地，底壁1022上所设的隔离突起10221伸入密封填料内一定的高度，以起到改变潜在的渗漏介质的流动路径的作用。

此外，较佳地，上密封面101的填料腔侧壁1011的高度不足以与下密封面102的填料容纳沟槽的底壁1022接触，这样可使填料103进一步填充到其间所留的间隙中而更好地增强密封效果。

图4是本发明密封装置的另一种实施例剖视示意图，该实施例中上密封面101的底壁1012和下密封面102的底壁1022的表面都是凹凸不平的；具体地，再如图7，图8以及图9A和9B所示的，这些凹凸不平的表面可以如图7所示包括大致圆弧形凹凸部，或可以如图8所示包括大致波浪形凹凸部，或可以如图9A和9B所示包括大致锯齿形凹凸部，其中图9A和图9B所示的锯齿凸出方向相反。

再如图5和图6所示，图中示出了本发明密封装置中假定的介质渗漏路径和自密封原理。具体地，密封填料103，例如可以是诸如柔性石墨、石墨盘根等材料的软填料设置在上、下密封面101和102上所设的填料腔和填料沟槽中，此时密封填料103被压在内环形密封面I和外环形密封面II之间，密封填料的四周与填料腔与填料沟槽各自的侧壁和底壁紧密接触。此时，其各自的底壁1012和1022起到平面密封的作用，各自的侧壁1011和1021起到径向密封的作用，尤其是藉由各侧壁相互配合而阻断了泄漏介质路径的直接连通。即使由于使用环境或介质温度、压力等变化而引起上、下密封面101和102之间存在间隙时，如图5中箭头所示的假设介质流动路径出现时，由于流动路径实际已被阻断，故介质无法直接通过缝隙产生穿漏，即实质是基本上无法达到图中左侧箭头所示路径的。具体地，此时介质可能会出现两个流动路径，其一是沿上密封面的侧壁1011、底壁1012的第一介质渗漏路径，该路径类似于“弓”字线；其二是沿下密封面的侧壁1021、底壁1022的第二介质渗漏路径，尤其是当填料沟槽底壁1022上存在隔离突起10221时，该隔离路径类似于“巨”字线，此时整体密封装置呈现一“弡”形槽结构。藉由该构造，内环形密封面I所施加的密封径向力阻断介质流动路径，假定介质渗漏进入到上、下密封面的缝隙中，则整体密封空间内的介质压力可以从上、下侧及内侧三个方向压缩密封填料(如图6所示)，使外环形密封面接触更紧密，而起到自密封作用。

因此，藉由上文参照附图、结合本发明密封装置的实施例所作的描述可知，本发明的密封装置藉由上密封面的填料腔和下密封面的填料沟槽各自的侧壁及底壁构造而形成一整体密封空间，该密封空间包括内环形密封面和外环形密封面而形成径向密封以阻断介质的直接连通路，从而防止直接的穿漏；同时位于密封空间中的密封填料紧密地与腔体壁接触，当介质流入其中时可从上、下侧和内侧压缩密封填料，而产生自紧力以使外环形密封面接触更紧密。此外，藉由上密封面所形成的“弓”字形线和下密封面所形成的“巨”字形线，使得密封周线长，密封更可靠。再如实施例中所采用的凹凸形表面，例如锯齿形等，使得密封更稳定可靠。

以上结合具体的优选实施例对本发明构思作了详细说明，然而对于本领域普通技术人员而言，在本发明构思范围内的进一步的修改和变形将会不言自明，尤其是本发明的密封装置虽然是以法兰连接时的上、下密封面为例说明其特点的，但是本领域技术人员可以显而易见地了解到，本发明密封装置还可适用于各种类型的平面和端面密封，这些修改和变形都落于所附权利要求书的保护范围内。

Claims (8)

1.一种密封装置，包括上密封面和下密封面，所述密封装置还包括密封填料，所述密封填料设置在所述上密封面和所述下密封面之间；

其特征在于，

所述上密封面包括填料腔侧壁和底壁，所述填料腔侧壁从所述上密封面伸出，所述侧壁和所述底壁间形成用于容纳密封填料的填料腔；

所述下密封面包括填料容纳沟槽侧壁和填料容纳沟槽底壁，所述侧壁和所述底壁间形成用于容纳密封填料的填料沟槽；

所述上密封面的所述填料腔与所述下密封面的所述填料容纳沟槽配合，其间形成容纳所述密封填料的整体腔室，所述整体腔室构成内环形密封面、外环形密封面以及上、下密封底壁面。

2.如权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述下密封面的所述底壁上还设有隔离突起。

3.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述上密封面的所述填料腔侧壁的高度设置为不足以与所述下密封面的所述填料容纳沟槽底壁接触。

4.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述上密封面的所述填料腔底壁和所述下密封面的所述填料容纳沟槽底壁具有凹凸不平的表面。

5.根据权利要求4所述的密封装置，其特征在于，所述凹凸不平的表面包括圆弧形凹凸部和/或锯齿形凹凸部和/或波浪形凹凸部。

6.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述上密封面的所述填料腔侧壁和所述底壁形成第一介质渗漏路径，所述路径呈大致“弓”字线。

7.根据权利要求1或6所述的密封装置，其特征在于，所述下密封面的所述填料容纳沟槽侧壁和所述底壁以及所述填料沟槽底壁的所述隔离突起一起形成第二介质渗漏路径，所述路径呈大致“巨”字线。

8.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述密封填料是软填料。