CN110878836A - 一种密封垫片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种密封垫片，包括支撑环，所述支撑环具有沿径向由内至外依次相接的内环体、中环体及外环体，所述中环体的两侧轴端部均沿轴向凸伸于所述内环体与所述外环体，所述中环体的两侧轴端部上均设置有密封环，所述支撑环的至少一侧轴端部上开设有内侧环状凹槽与外侧环状凹槽而形成变形释放槽。将该密封垫片用于密封装置中，当密封垫片两侧的法兰因工作温度场不同而产生径向位移差时能够自动地补偿变形位移差，从而使得两侧的密封环与相对应的法兰被密封面永远保持同步移动、接触相对静止，这样便不会产生密封面相互摩擦而损伤密封环，保证密封持续有效。
Description
技术领域
本发明涉及密封领域，尤其涉及一种密封垫片。
背景技术
在核电、石化、食品等领域，传统法兰密封主要采用双锥环垫、八角（椭圆）垫、金属环垫或金属缠绕垫片等，由于密封连接法兰两侧温度不同，密封件两侧法兰在不同的温度下发生不同步的变形，法兰密封面在径向方向产生相对位移差，存在造成密封件损伤或者密封应力下降而导致密封失效的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种密封垫片，以用于密封装置中保证法兰密封面在径向方向产生相对位移差时仍始终保持密封的可靠性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种密封垫片，所述密封垫片包括支撑环，所述支撑环具有沿径向由内至外依次相接的内环体、中环体及外环体，所述中环体的两侧轴端部均沿轴向凸伸于所述内环体与所述外环体，所述中环体的两侧轴端部上均设置有密封环，所述支撑环的至少一侧轴端部上开设有内侧环状凹槽与外侧环状凹槽，所述内侧环状凹槽位于所述内环体上，所述外侧环状凹槽位于所述外环体上，所述中环体沿径向与所述内侧环状凹槽、所述外侧环状凹槽相接。
优选地，所述支撑环同一轴端部上的所述内侧环状凹槽与所述外侧环状凹槽的槽宽及槽深相同。
优选地，所述支撑环的两侧轴端部均开设有所述的内侧环状凹槽与外侧环状凹槽。
进一步地，所述外环体两侧轴端部上的两所述外侧环状凹槽的槽深、槽宽及其在所述外环体径向上的位置均相同；所述内环体两侧轴端部上的两所述内侧环状凹槽的槽深、槽宽及其在所述内环体径向上的位置均相同。
优选地，所述内环体与所述外环体的厚度相同，和/或，所述中环体两侧轴端部凸伸于所述内环体/外环体的高度相同。
优选地，所述中环体的两侧轴端部上均开设有环状的密封环安装槽，所述密封环配合地设置在所述密封环安装槽中。
进一步地，所述密封环为O型圈或者填料环。
优选地，所述中环体凸伸于所述内环体及外环体的部分具有沿轴向相接的连接部，以及用于安装所述密封环的安装部，所述安装部的径向厚度大于所述连接部的径向厚度。
进一步地，所述安装部的内侧周面呈沿径向向内拱的弧面，所述安装部的外侧周面呈沿径向向外拱的弧面。
优选地，所述内环体、中环体及外环体为一体结构。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的密封垫片，将其用于密封装置中，当密封垫片两侧的法兰因工作温度场不同而产生径向位移差时能够自动地补偿变形位移差，从而使得两侧的密封环与相对应的法兰被密封面永远保持同步移动、接触相对静止，这样便不会产生密封面相互摩擦而损伤密封环，保证密封持续有效。
附图说明
附图1为本发明实施例1的密封垫片的纵剖示意图；
附图2为采用附图1的密封垫片的密封装置的纵剖示意图，其中密封垫片尚未压紧；
附图3为附图2的密封装置中密封垫片压紧后且未发生径向位移时的纵剖示意图；
附图4为附图3的密封装置中密封垫片发生径向位移后的纵剖示意图；
附图5为本发明实施例2的密封垫片的纵剖示意图；
附图6为本发明实施例3的密封垫片的纵剖示意图；
其中：100、第一法兰；101、第一法兰面；102、第一安装槽；
200、第二法兰；201、第二法兰面；202、第二安装槽；
300、密封垫片；10、支撑环；1、内环体；2、中环体；21、连接部；22、安装部；3、外环体；4、内侧环状凹槽；5、外侧环状凹槽；6、密封环安装槽；20、O型圈；30、填料环。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
实施例1
参见图1所示的密封垫片，其包括支撑环10，该支撑环10具有沿径向由内至外依次相接的内环体1、中环体2及外环体3，该内环体1、中环体2及外环体3为一体结构而形成整体的支撑环10，该支撑环100可采用金属或非金属材质，如不锈钢、PTFE等材质。其中，中环体2的两侧轴端部均沿轴向凸伸于内环体1与外环体3，中环体2的两侧轴端部上均设置有密封环，具体地，中环体2的两侧轴端部上均开设有环状的密封环安装槽6，密封环配合地设置在该密封环安装槽6中，该密封环的材质可以为金属或非金属，具体可以为本实施例中采用的O型圈20，也可以为金属环或密封填料环等。
支撑环10的至少一侧轴端部上开设有内侧环状凹槽4与外侧环状凹槽5，内侧环状凹槽4开设在内环体1上，外侧环状凹槽5开设在外环体3上，中环体2沿径向与内侧环状凹槽4及外侧环状凹槽5相接，亦即，中环体2的内侧周壁构成内侧环状凹槽4的一侧槽壁，中环体2的外侧周壁构成外侧环状凹槽5的一侧槽壁。
本实施例中，支撑环10的两侧轴端部上均开设有内侧环状凹槽4与外侧环状凹槽5，支撑环10的同一轴端部上，内侧环状凹槽4与外侧环状凹槽5的槽宽及槽深相同，且此处作为优选的设计，外环体3两侧轴端部上，两外侧环状凹槽5的槽深、槽宽及其在外环体3径向上的位置均相同；内环体1两侧轴端部上，两内侧环状凹槽4的槽深、槽宽及其在内环体1径向上的位置也均相同。
本实施例中，内环体1与外环体3的厚度相同，中环体2两侧轴端部凸伸于内环体1/外环体3的高度也相同。该中环体2凸伸于内环体1及外环体3的部分具有沿轴向相接的连接部21，以及用于安装密封环的安装部22，安装部22的径向厚度大于连接部21的径向厚度，此处，作为优选地，安装部22采用球头状设计，具体为，安装部22的内侧周面呈沿径向向内拱的弧面，安装部22的外侧周面呈沿径向向外拱的弧面。当然，在其他的实施例中，安装部22还可以设置为方形或其他形状的结构。
参见图2、图3所示的密封装置，包括具有第一法兰面101的第一法兰100、具有第二法兰面201的第二法兰200，以及用于第一法兰面101与第二法兰面201之间密封连接的密封垫片300，第一法兰100上设有第一安装槽102，第二法兰200上设有第二安装槽202。
该第一法兰100、第二法兰200及密封垫片300之间同轴设置。第一法兰100与第二法兰200之间通过螺栓予以轴向压紧连接，密封垫片300被压紧在第一法兰100与第二法兰200之间，密封垫片300的内环体1与外环体3支撑在第一法兰面101与第二法兰面201之间，中环体2的两侧轴端部分别对应配合地设置在第一安装槽102、第二安装槽202内，且中环体2的安装部22与第一安装槽102/第二安装槽202之间相互配合，具体为安装部22的内侧周壁与外侧周壁分别与第一安装槽102/第二安装槽202的周向槽壁之间形成弧面接触。中环体2轴端部上的O型圈6与第一安装槽102、第二安装槽202的槽底壁之间构成线密封。内侧环状凹槽4、外侧环状凹槽5与第一安装槽102/第二安装槽202相互连通。
参见图4所示，该密封装置在高温使用工况下工作时，若第二法兰200所在侧的温度场高于第一法兰100所在侧的温度场，则：工作时，由于内环体1与外环体3与第一法兰100及第二法兰200接触支撑，能够限制密封环的压缩量，使得密封环密封应力恒定；密封垫片300两侧法兰因温度场不同步，法兰密封面产生径向位移差时，密封垫片300两侧的第一安装槽102与第二安装槽202沿径向非同步移动，位于高温侧的第二法兰200上的第二安装槽202与位于低温侧的第一法兰100上的第一安装槽102之间的位移差如图3中a所示，此时，由于内侧环状凹槽4与外侧环状凹槽5形成的变形释放槽，使得中环体2凸伸至第一安装槽102及第二安装槽202中的部分（亦即中环体2轴向两端部）能够在径向上发生偏摆及变形，从而自动地跟随第一安装槽102及第二安装槽202在径向上发生偏摆而补偿变形位移差，使两侧密封环与相对应的法兰被密封面永远保持同步移动、接触相对静止，这样便不会产生密封面相互摩擦而损伤密封环，达到保证密封环持续有效的目的。
该密封垫片中，连接部21的具体厚度应根据密封垫片的材料并结合实际的工况，以在使用的过程中，第一法兰100与第二法兰200发生相对径向位移差时，连接部21能够沿径向发生弯曲变形而使得安装部22能够沿径向向外摆动而跟随第一安装槽102及第二安装槽202在径向上发生偏摆。
实施例2
参见图5所示的密封垫片，该密封垫片与实施例1的密封垫片的主要区别在于，支撑环10的其中一侧轴端部上设置内侧环状凹槽4与外侧环状凹槽5。在将该密封垫片安装至密封装置中时，将设置有内侧环状凹槽4与外侧环状凹槽5的轴端部与工作温度高的法兰相接，亦即与工作温度场较高的第二法兰200相接。
实施例3
参见图6所示的密封垫片，该密封垫片与实施例1的密封垫片的主要区别在于，密封环采用的为填料环30，该密封垫片设置在密封装置中时，填料环30与第一安装槽102及第二安装槽202的槽底壁之间构成面密封。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种密封垫片，其特征在于：所述密封垫片包括支撑环，所述支撑环具有沿径向由内至外依次相接的内环体、中环体及外环体，所述中环体的两侧轴端部均沿轴向凸伸于所述内环体与所述外环体，所述中环体的两侧轴端部上均设置有密封环，所述支撑环的至少一侧轴端部上开设有内侧环状凹槽与外侧环状凹槽，所述内侧环状凹槽位于所述内环体上，所述外侧环状凹槽位于所述外环体上，所述中环体沿径向与所述内侧环状凹槽、所述外侧环状凹槽相接。
2.根据权利要求1所述的密封垫片，其特征在于：所述支撑环同一轴端部上的所述内侧环状凹槽与所述外侧环状凹槽的槽宽及槽深相同。
3.根据权利要求1所述的密封垫片，其特征在于：所述支撑环的两侧轴端部均开设有所述的内侧环状凹槽与外侧环状凹槽。
4.根据权利要求3所述的密封垫片，其特征在于：所述外环体两侧轴端部上的两所述外侧环状凹槽的槽深、槽宽及其在所述外环体径向上的位置均相同；所述内环体两侧轴端部上的两所述内侧环状凹槽的槽深、槽宽及其在所述内环体径向上的位置均相同。
5.根据权利要求1所述的密封垫片，其特征在于：所述内环体与所述外环体的厚度相同，和/或，所述中环体两侧轴端部凸伸于所述内环体/外环体的高度相同。
6.根据权利要求1所述的密封垫片，其特征在于：所述中环体的两侧轴端部上均开设有环状的密封环安装槽，所述密封环配合地设置在所述密封环安装槽中。
7.根据权利要求6所述的密封垫片，其特征在于：所述密封环为O型圈或者填料环。
8.根据权利要求1所述的密封垫片，其特征在于：所述中环体凸伸于所述内环体及外环体的部分具有沿轴向相接的连接部，以及用于安装所述密封环的安装部，所述安装部的径向厚度大于所述连接部的径向厚度。
9.根据权利要求8所述的密封垫片，其特征在于：所述安装部的内侧周面呈沿径向向内拱的弧面，所述安装部的外侧周面呈沿径向向外拱的弧面。
10.根据权利要求1至9任一项所述的密封垫片，其特征在于：所述内环体、中环体及外环体为一体结构。
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