CN110017376A - 一种密封圈及球墨铸管试压密封工装 - Google Patents
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Abstract
本发明属于密封件及其密封工装技术领域,具体的讲公开了一种密封圈及其球墨铸管试压密封工装。构成该密封件的主要技术方案:由橡塑材料制成的环筒以及分别设置于该环筒内壁上的内唇环和外壁上部的外唇环构成,在上述环筒的底部设置有透水沟槽;并将上述密封件固定在设置有密封圈装配槽以及插口密封圈承压槽的工装体中。该密封圈及其匹配设置有该密封圈的球墨铸管试压密封工装具有密封效果好、容易拆装和使用寿命长的特点。
Description
技术领域
本发明属于密封工装技术领域,具体的讲涉及一种球墨铸管质量检测所使用的密封圈及其设置有该密封圈的球墨铸管试压密封工装。
背景技术
球墨铸管具有铁的本质、钢的性能,主要用于市政、工矿企业给水、输气等中低压管网,具有运行安全可靠、破损率低、施工维修方便、快捷和防腐性能优异等特点。球墨铸管生产过程中为保证管体的质量和力学性能,必须按规定的压力逐根进行水压试验。目前试压操作如图1所示,是将固定于试压机上的管体A的承口端A1和插口端A2用安装在工装体6、7装配槽中的橡胶密封圈或尼龙密封圈B顶紧形成管体密封,再通过设置于工装体6上的充水机构21往管体内打水试压检验,以查验管体是否存在渗漏现象。在试压过程中,设置于工装体中截面为矩形的密封圈B须承受较大的轴向插压力以保证密封效果,因此在多次使用后会导致管体端部特别是插口端的密封圈受剪切、撕裂破坏,而影响其使用寿命。尽管有的厂家在小口径的管子插口所用密封圈B采用具有抗剪切性能优良的尼龙材料制成,但因其弹性差,需要更大的管体轴向顶紧力来保证密封;从而会导致液压系统承受载荷高、故障多,且对铸管插口端面精度要求高,而且塞满工装槽的旧密封圈的更换、拆装费时费力。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能够密封效果好、使用寿命长、且容易拆装的密封圈及球墨铸管试压密封工装。
为实现上述目的,本发明提供的技术方案为:
一种密封圈,由橡塑材料制成的环筒以及设置于该环筒外壁上部的外唇环构成。
构成上述密封圈的附加技术特征还包括:
——所述的外唇环为轴向截面呈锯齿形状;
——所述的外唇环的轴向截面呈上翘状;
——在所述环筒的内壁上设置有内凸环,该内凸环为弧形环或至少一个内唇环;
——所述的内唇环其轴向截面呈锯齿形状;
——在所述环筒的底部设置有透水沟槽;
——在所述环筒的上部内壁和上端面上镶嵌有与之为分体或一体结构的加强层环;
——在所述环筒的外筒壁上设置有弹性束紧环。
一种球墨铸管试压密封工装,由设置有密封圈装配槽的承口或\和插口工装体及能够配套于所述密封圈装配槽的对应的承口、插口密封圈构成;其特征在于:所述的插口密封圈由橡塑材料制成的环筒以及分别设置于该环筒内壁上的内凸环和外壁上部的外唇环构成,在所述环筒的底部设置有透水沟槽。
构成上述一种球墨铸管试压密封工装的附加技术特征还包括:
——构成所述插口的密封圈装配槽的外圆壁上设置有用于装配所述插口密封圈的承压槽;
——构成所述插口的密封圈装配槽外侧壁上设置有插口密封圈固定法兰机构,该固定法兰机构与所述插口装配槽构成用于装配插口密封圈的承压槽;
——所述的承口密封圈由内环片和外环片形成、唇口径向朝里、所述外环片呈与其轴向垂直且对称的截面为“ㄥ”形、或截面为“< >”形的橡塑材料制成的环圈构成,其中所述外环片的宽度与所述承口密封圈装配槽的槽底宽相匹配;所述承口的密封圈装配槽的深度小于或等于所述承口密封圈的内环片和外环片连接处的厚度;
——所述承口的密封圈装配槽的外环直径小于管体承口端部外径;
——构成所述承口密封圈装配槽的内环壁上设置有所述承口密封圈固定槽。
本发明所提供的密封圈及其球墨铸管试压密封工装与现有技术相比,具有以下优点:其一,由于插口密封圈由橡塑材料制成的环筒以及设置于该环筒内壁上的内唇环和外壁上部的外唇环构成,环筒其底部设置有透水沟槽,因此当管体的插口插入该密封圈后,其高压水会通过透水沟槽进入由外唇环与环筒及插口密封圈装配槽的外圆壁形成的承压充水环腔中,并对环筒形成由外壁径向向内的压力,使得内壁上的内唇环将管体插口外壁抱紧,同时外唇环亦与承压槽外圆壁或端面形成密封,管体形成密封状态,有效保证了密封性能的检测,同时管体插口并不会对该密封圈造成插压剪切损坏,因而具有密封圈使用寿命长、密封效果好、液压系统载荷轻、操作简便等优点;其二,由于承口密封圈装配槽的外环直径小于管体承口端部外径,且设置在工装体密封圈装配槽中承口密封圈由内环片和外环片形成、唇口径向朝里、截面为对称的“ㄥ”型或“< >”型的橡塑材料制成的结构,并且承口密封圈装配槽的深度小于或等于构成承口密封圈的内环片和外环片连接处的厚度,密封圈能够凸出其装配槽;因此当管体承口顶在其构成密封圈上的内环片上时,在管体水压下内环片实现与承口端面的扩张密封,并且具有轴向伸缩性能;管体与该承口密封圈间能够形成高压位移补偿,不仅承口处密封效果好(即可取消为承、插口间的压力差而附加于插口端的补偿力),同时延长了密封圈的使用寿命,并且具有拆装方便的特点。
附图说明
图1为现有技术的使用状态结构示意图;
图2为本发明提供的插口密封圈的轴向截面结构示意图;
图3为插口密封圈的第二种轴向截面结构示意图;
图4为插口密封圈的第三种轴向截面结构示意图;
图5为本发明提供的球墨铸管试压密封工装的轴向截面结构示意图;
图6为球墨铸管试压密封工装试压状态时的轴向截面结构示意图;
图7为球墨铸管试压密封工装的第二种轴向截面结构示意图
图8为构成球墨铸管试压密封工装体轴向截面的第三种结构示意图;
图9为插口密封圈的第四种轴向截面结构示意图;
图10为插口密封圈的第五种轴向截面结构示意图;
图11为插口密封圈的第六种轴向截面结构示意图;
图12为插口密封圈的第七种轴向截面结构示意图;
图13为插口密封圈的第七种轴向截面结构示意图;
图14为插口密封圈的第八种轴向截面结构示意图;
图15为构成球墨铸管试压密封工装体轴向截面的第四种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明密封圈及其球墨铸管试压密封工装的结构和使用原理做进一步详细说明。
如图2、3所示,本发明提供的球墨铸管管体质量检测试压密封工装所使用的密封圈的结构示意图,该密封圈最好是使用于插口工装处的插口密封圈。构成该密封圈的结构由橡塑材料制成的环筒1以及分别设置于该环筒内壁上的最好如图2所示的一个(也可以是如图3所示的两个或多个)其轴向截面呈锯齿形状的内唇环2和外壁上部的外唇环3构成,在上述环筒的底部设置有穿过环筒筒壁的透水沟槽4。
如图5、6所示,为使用了密封圈的球墨铸管试压密封工装结构示意图。该工装结构由设置了密封圈装配槽5、10的承口、插口工装体6、7及能够配套于该承、插口密封圈装配槽5、10中的承口密封圈8和插口密封圈9构成。其中,插口密封圈9由如图2或3所示的由橡塑材料制成的环筒1以及分别设置于该环筒内壁上的内唇环2和外壁上部的外唇环3构成,环筒的筒壁或其底部设置有穿过环筒筒壁的透水沟槽4;该插口密封圈固定于插口密封圈装配槽10的外环壁101上设置的密封圈承压槽102中。上述插口密封圈也可以适用于承口密封圈,但作为承口密封圈最好是由内环片81和外环片82形成的唇口83的径向朝里、外环片82呈与其轴向F垂直且对称的截面为“ㄥ”形、或截面为“< >”形的橡塑材料制成的环圈构成,其中外环片82的宽度与承口密封圈装配槽5的槽底51宽度相匹配;承口的密封圈装配槽的深度52小于或等于承口密封圈的内环片和外环片连接处的厚度,即使得构成该密封圈的内环片81外翘于该密封圈装配槽外;上述承口密封圈装配槽5的外环径小于管体承口A1端部外径,即其目的就是使得管体承口A1端环A11不会陷入承口密封圈装配槽5中(如图6所示),以确保承口密封圈免受剪切破坏。
上述密封圈及固定了密封圈的球墨铸管试压密封工装的工作原理为:
使用时(如图5所示),承、插口密封圈8、9分别置入工装体6、7中的承口密封圈装配槽5和插口密封圈承压槽102中;如图6所示使得管体的承口A1顶在构成承口密封圈外翘的内环片81上,管体的插口A2插入插口密封圈装配槽10中(最好是构成插口A2的顶部倒角13卡在构成其密封圈的内唇环2上)。然后通过充水机构21向管体A中注水加压,高压水进入内环片81和外环片82形成的唇口83构成的承口密封圈环槽中,使内环片81向里扩张与构成管体的承口A1端环A11压紧;同时进入管体A中的高压水会通过插口密封圈底部的透水沟槽4进入承压槽102中的由外唇环3与环筒1及插口密封圈装配槽的外环壁101形成的承压充水环腔103中,并对环筒形成由外壁径向向内的压力,使内壁上的内唇环2将管体插口外壁抱紧,管体形成密封状态。
在上述的插口密封圈的结构中:内唇环2和外唇环3与环筒1最好是一体结构,当然根据需要将内唇环2或\和外唇环3与环筒1设置成分体结构也可以实现在承压槽102中形成的空间103中充水形成内压,使内壁上的内唇环2将管体插口外壁抱紧、管体形成密封状态的功能。
在构成上述一种球墨铸管试压密封工装的结构中:
——如图8所示,构成上述插口的密封圈装配槽10的外侧壁104上设置有通过螺栓(钉)11固定(或焊接)的密封圈固定法兰环12(为了降低设备成本投入,即对现有技术中插口工装的密封圈装配槽10加以改造,),通过该固定法兰环也能够与装配槽10形成将插口密封圈9固定在装配槽10中的承压槽102,并使得所固定的密封圈9形成承压充水环腔103;
——在构成上述承口密封圈装配槽的内环壁上设置有构成承口密封圈的外环片82的固定槽61,便于承口密封圈的固定。
——如图7所示,当构成管体的承口A1端部内径小于承口密封圈装配槽5的内径时(也即构成管体承口A1端环A11的宽度大于承口密封圈装配槽5的宽度),管体承口A1端环A11将承口密封圈装配槽压紧,但灌入管体中的高压水同样可以由两者形成的缝隙62进入密封圈的唇口83中,实现使内环片81轴向扩张与构成管体的承口A1端环A11压紧的功能,即实现了工装6、7间由于在高压状态下与管体产生向插口端轴向位移的补偿作用(消除了因管体位移产生的与密封圈间的缝隙);
——构成上述插口密封圈外唇环3的形状既可以为如图2、3所示的外翘边31的形状,该外翘边31可以实现与工装7插口密封圈承压槽102的外环壁(外圆面)101的密封,也可以是如图4所示的轴向截面呈上翘状32,专用于如图7所示的密封圈装配槽的内槽壁上设置有密封圈承压槽102的插口工装;而如图2、3所示的插口密封圈外唇环3还可使用于如图8所示的设置有固定法兰环12的工装中。
另外,为了能够达到要检测的管体的插口插入该密封圈后,其高压水会通过透水沟槽进入由外唇环与环筒及插口密封圈承压槽的外圆壁形成的承压充水环腔,并对环筒形成由外壁径向向内的压力,使得其内壁将管体插口外壁抱紧的目的,管体形成密封状态,有效保证了密封性能的检测:在构成密封圈的结构中,其环筒1的内壁上相当于内唇环2的结构还可以是如图9所示的弧形结构22、如图10所示的带有台阶23的弧形结构22、如图11所示的内凸环24结构(该结构既可以是如图所示的弧形结构,也可以是长城形的锯齿结构),还可以是如图12所示的筒形25的结构,同样可以实现高压水通过将环筒1内压,其内壁25或该内壁上的内收缩的弧形结构22、内凸环24均能够将管体1插口外壁抱紧的目的。当然如图14和15所示,在即构成环筒1的外筒壁104上设置有弹性束紧环105(该弹性束紧环可以是弹簧圈,也可以是有具有收紧功能的弹性环圈),可以实现内壁上的内收缩的弧形结构22、内凸环24均能够将管体1插口外壁抱紧的目的。
同时在构成上述插口密封圈的结构中,其底部设置的穿过环筒筒壁的透水沟槽4的结构,可以是放射状沟槽,但其底面为麻面时自然也形成了透水槽,也能够实现透水的目的。
在检测大口径的管体A时,该管体的特别是其插口A2处存在较大的椭圆度,而导致与承压槽端面内圆间形成一定的间隙,因而易使得插口密封圈的环筒端部受到剪切力,而影响其使用寿命。因此如图13所示在构成插口密封圈圆环上部最好还包括其上端部中镶嵌由混合有织物或硬质膜类材料形成的加强层环14结构;以提高抗剪切性能,提高其使用寿命;该加强层环结构14与环筒1最好为一体结构,当然两者间为分体结构也可以实现上述目的。
当然,在构成上述一种球墨铸管试压密封工装的结构中,该工装既可以是设置了密封圈的承口工装或插口工装,也可以是同时设置了对应密封圈的承、插口工装体。即使用了由橡塑材料制成的环筒以及设置于该环筒外壁上部的外唇环(最好是在上述环筒内壁上设置了内唇环及在环筒底部设置有穿过环筒筒壁的透水沟槽)构成的密封圈的插口工装与使用了无论是图1所示的现有技术的密封圈还是图5、6所示的由内环片81和外环片82构成的密封圈的的承口工装,均能够实现本专利申请的目的。
该发明所提供的密封圈结构,还可以使用于与管体1所表示的铸管配套的诸如弯管等管件的承口、特别是插口试压密封。
Claims (14)
1.一种密封圈,其特征在于:由橡塑材料制成的环筒以及设置于该环筒外壁上部的外唇环构成。
2.如权利要求1所述的一种密封圈,其特征在于:所述的外唇环为轴向截面呈锯齿形状。
3.如权利要求1所述的一种密封圈,其特征在于:所述的外唇环的轴向截面呈上翘状。
4.如权利要求1所述的一种密封圈,其特征在于:在所述环筒的内壁上设置有内凸环,该内凸环为弧形环或至少一个内唇环。
5.如权利要求4所述的一种密封圈,其特征在于:所述的内唇环其轴向截面呈锯齿形状。
6.如权利要求1所述的一种密封圈,其特征在于:在所述环筒的底部设置有透水沟槽。
7.如权利要求1所述的一种密封圈,其特征在于:在所述环筒的上部内壁和上端面上镶嵌有与之为分体或一体结构的加强层环。
8.如权利要求1所述的一种密封圈,其特征在于:在所述环筒的外筒壁上设置有弹性束紧环。
9.一种球墨铸管试压密封工装,由设置有密封圈装配槽的承口或\和插口工装体及能够配套于所述密封圈装配槽的对应的承口、插口密封圈构成;其特征在于:所述的插口密封圈由橡塑材料制成的环筒以及分别设置于该环筒内壁上的内凸环和外壁上部的外唇环构成,在所述环筒的底部设置有透水沟槽。
10.如权利要求9所述的一种球墨铸管试压密封工装,其特征在于:构成所述插口的密封圈装配槽的外圆壁上设置有用于装配所述插口密封圈的承压槽。
11.如权利要求9所述的一种球墨铸管试压密封工装,其特征在于:构成所述插口的密封圈装配槽外侧壁上设置有插口密封圈固定法兰机构,该固定法兰机构与所述插口装配槽构成用于装配插口密封圈的承压槽。
12.如权利要求9所述的一种球墨铸管试压密封工装,其特征在于:所述的承口密封圈由内环片和外环片形成、唇口径向朝里、所述外环片呈与其轴向垂直且对称的截面为“ㄥ”形、或截面为“< >”形的橡塑材料制成的环圈构成,其中所述外环片的宽度与所述承口密封圈装配槽的槽底宽相匹配;所述承口的密封圈装配槽的深度小于或等于所述承口密封圈的内环片和外环片连接处的厚度。
13.如权利要求9所述的一种球墨铸管试压密封工装,其特征在于:所述承口的密封圈装配槽的外环直径小于管体承口端部外径。
14.如权利要求9所述的一种球墨铸管试压密封工装,其特征在于:构成所述承口密封圈装配槽的内环壁上设置有所述承口密封圈固定槽。
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