CN1120313C - 孔密封组件 - Google Patents

Abstract

一种孔密封组件包括具有密封唇(108)的一圆筒形密封套(102)、具有促使密封唇密封接触的指状部分(112)的一圆筒形指状簧片(106)、以及一圆筒形耐磨套(114)。

Description

孔密封组件

发明的背景

1.发明的领域

本发明涉及使用在管接头和回转接头、及其它装置中的环形孔密封装置。

2.相关技术的描述

孔密封装置用来提供介于邻接管道或者回转接头部件之间的流体密封。本专利的受让者所拥有的美国专利4,930,791号揭示了一种可安装在一形成在管道的相邻端内、将要被密封的密封槽(pocket)之中的孔密封组件。该孔密封组件包括：具有用于对着(against)形成在密封槽内的相应的密封表面进行密封的一对环形密封唇的一圆筒形密封套；安装在密封套的孔之中、用于对着密封槽推动密封套的一圆筒形指状簧片(spring)；以及安装在指状簧片的孔之中、以便保护密封套和指状簧片使它们免受磨损并将整个孔密封组件固定在一起的一圆筒形耐磨套。该指状簧片包括一环形中心部分和环绕着指状簧片的整个圆周自该中心部分轴向延伸的许多指状部分。另外，耐磨套包括一自耐磨套径向向外延伸的、用于与指状簧片的中心部分相接合的环形肋。这样，指状簧片的指状部分在孔密封组件安装时被允许邻接中心部分径向向内地弯曲，并产生对着密封槽的密封表面推动密封唇的一预压力。

在该已有技术中的孔密封组件中，该密封套由一种非金属材料，例如Teflon制成，而指状簧片和耐磨套一般由金属制成。当该孔密封组件暴露于极低的温度，例如-100°F时，已发现密封套将对着指状簧片和耐磨套收缩，从而使得指状部分邻接中心部分弯曲。结果，指状部分无法保持介于密封唇与密封表面之间的预压力，此密封将泄漏。

发明的概述

因此，本发明的一个目的在于提供一种具有一非金属密封套的孔密封组件，它具有较高的弹力，因此可形成一种在极低的温度下也不会泄漏的密封。

根据本发明，这个和其它的目的及优越性可通过提供这样一种孔密封组件来得以实现，该用于在具有形成在其相邻端内的一密封槽的邻接的管状件之间进行密封的孔密封组件包括：具有一孔和用于与密封槽相接合的两个径向向外延伸的密封唇的一圆筒形密封套；一安装在密封套的孔之中，并具有一环形中心部分和许多自中心部分轴向向外延伸、用于对着密封槽推动密封唇的指状部分的一圆筒形指状簧片；以及具有用于支承指状部分，并将介于指状部分与耐磨套之间的接触点朝着指状部分的末端转移，从而增加指状部分的刚性，并保持足以克服由于密封套在低温中的收缩所引起的收缩力的一弹力的一外径曲面的一圆筒形耐磨套。因此，该孔密封组件能够保持足以对着密封槽推动密封唇、并且甚至在低温下防止泄漏的一预压力。

本发明的这些和其它的目的以及优越性从下文通过结合附图进行的详细描述将变得一目了然。

附图简介

图1是一种已有技术中的孔密封组件的分解立体图；

图2是图1所示孔密封组件处于组装状态中的纵剖视图；

图3A至3C是本发明的孔密封组件分别处于未安装、局部安装和完全安装状态中的纵剖视图(为清楚起见，省略了其中安装有该孔密封组件的管状件)；以及

图4是与图2所示的已有技术中的孔密封组件(位于右侧)并置、并安装在由两个邻接的管状件构成的密封槽中的图3所示孔密封组件(位于左侧)的纵剖视图。

较佳实施例的描述

请参阅图1和图2，图中所示为一种已有技术中的孔密封组件10，它包括一圆筒形密封套12、一非挤压环14、一基本圆筒形指状簧片16和一圆筒形耐磨套18。密封套12包括一孔20和包括两个径向延伸的环形密封唇24以及一环形沟槽26的一外径表面22。密封套12一般由一种非金属材料，例如Teflon制成。非挤压环14定位在沟槽26内，并起到防止密封套12在高压情况下挤到介于两个管状件之间的间隙(参阅图4)中的作用。指状簧片16包括一坚固的(solid)环形中心部分28和环绕着指状簧片16的整个圆周自中心部分28在两个方向上轴向延伸的许多指状部分30。指状簧片16由一种金属材料制成，并且指状部分30具有簧片状特性，即能使它们相对于中心部分28弯曲。指状簧片16定位在密封套12的孔20中，并且其宽度近似相等于密封套12的宽度，以便指状部分30的自由端将与位于密封唇24下方的孔20的部分相接合。耐磨套18包括一通孔32和一外径表面34，该外径表面具有一从该表面径向向外延伸的环形肋36。在图2中可以清楚地看到，耐磨套18定位在指状簧片16中，并且肋36与指状簧片16的中心部分28相接合。

请参阅图4的右侧部分，如图所示，孔密封组件10安装在一形成在两个相连的管状件40、42的邻接端中的密封槽38内。管状件40、42可为借助适当的装置(图中未示出)用一种已知的方式连接在一起的一管接头或者一回转接头的部件。密封槽38较佳地包括一形成在各部件40、42中的密封表面44，孔密封组件10可对着该密封表面密封。孔密封组件10的尺寸被做成可使耐磨套18的通孔32与位于管状件40、42中的孔46对齐。当安装时，密封套12被对着密封表面44并且对着指状部分30压入到密封槽38中，使得指状部分30弯曲相邻的耐磨套18的肋34，并产生将密封唇24推入到密封表面44内以实现密封的一预压力。

请参阅图3A，总地由标号100表示的本发明的孔密封组件共用了已有技术中的孔密封组件10的几个元件。孔密封组件100包括一密封套102、一非挤压环104和一指状簧片106，它们与结合孔密封组件10所描述的名称相似的元件大致相同。于是，密封套102较佳地由一种非金属材料，例如Teflon制成，并包括若干径向向外延伸的环形密封唇108。同样，指状簧片106包括一坚固的中心部分110和许多从该中心部分轴向延伸的指状部分112。在本发明的一种孔密封组件100的一实施例中，指状簧片106是从0.015”厚、0.75”宽的诸铬镍铁合金X-750条压制的，指状部分112为0.25”长、0.125”宽，并且介于相邻指状部分112之间的空隙为0.03”。

根据本发明，孔密封组件100还包括具有一通孔116和一外径曲面118的一耐磨套114。在一较佳实施例中，外径表面118包括一用于与指状簧片106的中心部分110相接合的相对平坦的中心部分120和自中心部分120向下倾斜的成渐进圆弧的侧缘部分122。在如图3A中所示的孔密封组件100未被安装的状态中(即，在将孔密封组件安装到密封槽38中之前)，指状部分112在与中心部分120相邻的一接触点CP处与耐磨套114相接触。在这种状态中，指状部分112的力矩臂大致为从接触点CP到指状部分112的自由端的指状部分112的长度。当孔密封组件100被安装时，密封套102被对着指状簧片106压入到密封槽38之中。如图3B所示，这使得指状部分112在侧缘部分122的上方弯曲，并使得接触点CP朝着指状部分112的自由端移动，从而缩短了指状部分112的力矩臂。在完全安装完的状态中，如图3C和图4所示，接触点CP甚至已朝着指状部分112的自由端进一步移动，结果形成了与如图4的右侧部分所示的指状部分30的力矩臂相比相对较短的指状部分112的力矩臂。

请参阅图4的左侧部分，如图所示，孔密封组件100被安装在密封槽38之中。孔密封组件100的尺寸被做成使得耐磨套114的通孔116与位于管状件40、42中的孔46对齐。当安装时，密封套102被对着密封表面44并且对着指状部分112压入到密封槽38中，使得指状部分112如上所示进行弯曲，并产生将密封唇108推入到密封表面44内以实现密封的一预压力。

当介于指状部分112与耐磨套114之间的接触点朝着指状部分112的末端移动时，增加了指状部分112的刚性。这使得指状部分112具有足以克服由于密封套102在极低的温度中、例如-100°F左右的收缩所引起的收缩力的弹力。此外，成渐进圆弧侧缘部分122防止在指状部分112中形成应力集中，减小了指状部分112将在密封套102的收缩力的作用下弯曲的可能性。因此，孔密封组件100能够保持足以对着密封槽38推动密封唇108、并且甚至在低温下防止泄漏的一预压力。

应当意识到的是，虽然本发明已通过其较佳实施例进行了描述，但是那些本技术领域中的熟练人员可在不脱离本发明原理的情况下，开发出多种结构细节上的变化。因此，以附加权项覆盖所有落在本发明范围与精神中的等效物。

Claims (2)

1.一种用于在具有形成在其相邻端内的一密封槽的邻接的管状件之间进行密封的孔密封组件，所述孔密封组件包括：

一圆筒形密封套，所述密封套具有一孔和用于与所述密封槽相接合的两个径向向外延伸的密封唇；

一安装在所述孔中的圆筒形指状簧片，所述指状簧片包括一环形中心部分和许多自所述中心部分轴向向外延伸、用于对着密封槽推动所述密封唇的指状部分；以及

一定位在所述指状簧片之中的圆筒形耐磨套，所述耐磨套包括用于支承所述指状部分，并且当孔密封组件被安装到密封槽中时，将介于指状部分与耐磨套之间的接触点朝着指状部分的末端移动的一外径曲面。

2.如权利要求1所述的孔密封组件，其特征在于，所述外径表面包括一基本平坦的中心部分和自所述中心部分向下延伸的成圆弧的侧缘部分。

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