CN201757175U - 一种锥片环密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锥片环密封装置，包括设置有上密封面的第一组件、设置有下密封面的第二组件、以及设置在所述上密封面和所述下密封面构成的密封空间中的密封环，其特征在于：所述上密封面和所述下密封面平行设置；所述密封环为中空的圆台体状的锥片环，所述锥片环的圆台体侧高与圆台体底面上或下底面呈α角。本实用新型提供的密封环为中空的圆台体状的锥片环，取代现有技术中的平面密封垫片和复杂O形环或C形环等密封，由于密封环设置有α角，在与上下密封面密封过程中同时实现线接触密封或和面接触密封，增强密封可靠性。

Description

一种锥片环密封装置

技术领域

本实用新型涉及密封装置，更具体地说，涉及一种利用锥片环进行密封的密封装置。

背景技术

目前常用的密封结构有平垫密封，O形环或C形环等密封结构，根据不同的使用条件来选用不同类型的密封结构。平垫密封可靠性较差，导致适用范围有限。O形环或C形环这些特殊密封结构存在的共同问题是密封件成型或加工制造工艺较为复杂，需要配置专用的密封结构制造设备。为增加密封结构的密封可靠性，现有密封结构的外表面需要镀金或银，造成成本的显著增加。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中密封结构存在密封可靠性较差的缺陷，提供一种锥片环密封装置，具有密封可靠性佳、适用范围广、加工安装方便无需专用设备、且能够承受温度、压力、振动等苛刻条件等特点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种锥片环密封装置，包括设置有上密封面的第一组件、设置有下密封面的第二组件、以及设置在所述上密封面和所述下密封面构成的密封空间中的密封环，其特征在于：所述上密封面和所述下密封面平行设置；所述密封环为中空的圆台体状的锥片环，所述锥片环的圆台体侧高与圆台体底面上或下底面呈α角。

本实用新型一种锥片环密封装置，优选的，所述密封环的α角的范围为20°≤α≤60°。

本实用新型一种锥片环密封装置，优选的，所述上密封面与所述锥片环的圆台体底面上或下底面呈β角；或者所述下密封面与所述锥片环的圆台体底面上或下底面呈β角。

本实用新型一种锥片环密封装置，优选的，所述α角大于所述β角。

本实用新型一种锥片环密封装置，优选的，所述β角≥0°。

本实用新型一种锥片环密封装置，优选的，所述密封环的圆台体侧高的长度大于所述上密封面或所述下密封面的截面长度。

本实用新型可达到以下有益效果：本实用新型提供的密封环为中空的圆台体状的锥片环，取代现有技术中的平面密封垫和复杂O形环或C形环等密封，由于密封环设置有α角，在与上下密封面密封过程中同时实现线接触或面接触密封，增强密封可靠性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的锥片环密封装置的密封环的主视图；

图2是本实用新型的锥片环密封装置的密封环的俯视图；

图3是本实用新型的锥片环密封装置的密封环的立体图；

图4是本实用新型的锥片环密封装置实施例一的密封前状态示意图；

图5是本实用新型锥片环密封装置实施例一的密封过程中受力分析示意图；

图6是本实用新型锥片环密封装置实施例一的密封后受力分析示意图；

图7是本实用新型的锥片环密封装置实施例一的密封后状态示意图；

图8是本实用新型的锥片环密封装置实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1～3为本实用新型锥片环密封装置的密封环的结构示意图，密封环7为中空的圆台体状的锥片环，锥片环的锥面侧高与上下端面所成的角度为α角，锥片环的锥面侧高长度为L。

如图4～7为本实用新型所提供的实施例一，此实施例中第一组件为法兰1、第二组件为法兰3。该锥片环密封装置包括法兰1、与法兰1配合的法兰3、以及密封环7。法兰1和法兰3通过螺栓螺母固定法兰孔5实现固定连接。法兰1上设置有上密封面2，法兰3上设置有下密封面4，上密封面2与下密封面4平行设置且两者之间形成密封空间。密封环7设置在密封空间的两密封面之间，

密封环7的锥面侧高与上下端面所成的角度为α角，由于存在α角，当两密封面移动靠近时密封环7受到压缩力而变形，密封环7与上下密封面之间同时形成线接触密封和面接触密封。α角的最佳范围为20°～60°，此范围内密封效果更佳。

如图4所示，平行设置的上密封面和下密封面截面长度为L′，密封环7的锥面侧高长度为L，L大于L′，在压缩过程中密封环7受到径向载荷Fr作用，同时受到轴向载荷Fa作用，此过程中能够形成多次线接触密封，进一步提高密封可靠性。密封环7变形被限制在两密封面所形成的空间内形成密封力，并在被密封介质的作用下产生一定的自紧力，进而阻止介质外漏形成密封。

进一步的，如图4所示，上密封面2或下密封面4与密封环7的圆台体底面之间形成一定角度β，β角可以为大于或等于0°，但小于密封环的α角，优选的β角为小于α角的一角度。通过设置β角，能够保证在上下密封面压缩密封环7的过程中，增加面接触密封，使两密封面与密封环7的贴得更紧，达到更好的密封效果。

图4为密封前两密封面之间密封环7的状态，密封环7的角度α大于角度β，而且密封环7的宽度L大于两密封面的截面长度L′。角度α最佳范围在20度到60度之间，角度β可以为大于或等于0°，但小于密封环的α角。

如图5所示，当两密封面受力沿轴向相互靠近移动时，密封环7同时受到轴向载荷Fa和径向载荷Fr作用并发生变形，但是由于受到周围两个倾斜密封面及两端面的位移限制，使得密封环7的变形和其方向得到了约束并且不会使其发生失稳变形，保持一定的形状。

如图6所示，两密封面移动到位后，变形的密封环7被完全地封闭和限制在两个密封面所组成的空间内。密封环7由于其形状呈立体锥形，在压缩过程中内外各有一个边缘会发生塑性变形，使两密封面和密封环7从宏观上看完全贴合在一起，变成线密封或面密封。微观上由于密封环7具有一定的弹性回弹量及其所特有的自动恢复原形状的趋势和能力，密封环7在两密封面间的真实形状呈现出一定的波浪形并始终保持与两密封面的紧密接触，形成一次、两次或者多次线密封，如图7所示。同时密封环7在介质压力作用下具有一定的自紧密封功能，让密封更可靠。从图6和图7中可以看出即使两密封面由于外力产生一定量的轴向分离，该密封功能因密封环7回弹仍然可以得到足够的保证而不发生泄漏。

图8为本实用新型所提供的实施例二，此实施例中第一组件为圆筒8，第二组件为圆筒9。该锥片环密封装置包括圆筒8、与圆筒8配合安装的圆筒9、以及密封环7。圆筒8和圆筒9通过紧固用套筒6来进行安装固定。圆筒8上设置有上密封面，圆筒9上设置有下密封面，上密封面与下密封面之间形成密封空间，密封环7设置在密封空间的两密封面之间。当两密封面移动靠近时密封环7受到压缩力而变形，同时密封环7变形被限制在两密封面所形成的空间内形成密封力，并在被密封介质的作用下产生一定的自紧力，进而阻止介质外漏形成密封。实施例二的结构特征以及密封原理与实施例一相同。

进一步的，上密封面或下密封面均与密封环7的底面之间形成一定角度β，β角可以为大于或等于0°，但小于密封环的α角，优选的β角为小于α角的一角度，以便于两密封面在压缩密封环7的过程中两密封面与密封环7的锥面贴得更紧，达到更好的密封效果。

本实用新型提供的锥片环密封装置可以用于不同条件下的流体密封性能要求，如高温高压，低温高压，高真空度，密封处有剧烈振动等条件苛刻场合。本实用新型中密封件的加工制造，装配等过程简单，材料选择范围广，可依据不同的介质特性选用不同的材料，特别是密封环7在选材、加工、安装等方面较以前其他密封件都更为简捷和容易。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (6)

1.一种锥片环密封装置，包括设置有上密封面的第一组件、设置有下密封面的第二组件、以及设置在所述上密封面和所述下密封面构成的密封空间中的密封环，其特征在于：所述上密封面和所述下密封面平行设置；所述密封环为中空的圆台体状的锥片环，所述锥片环的圆台体侧高与圆台体底面上或下底面呈α角。

2.根据权利要求1所述的锥片环密封装置，其特征在于，所述密封环的α角的范围为20°≤α≤60°。

3.根据权利要求2所述的锥片环密封装置，其特征在于，所述上密封面与所述锥片环的圆台体底面上或下底面呈β角；或者所述下密封面与所述锥片环的圆台体底面上或下底面呈β角。

4.根据权利要求3所述的锥片环密封装置，其特征在于，所述α角大于所述β角。

5.根据权利要求4所述的锥片环密封装置，其特征在于，所述β角≥0°。

6.根据权利要求1所述的锥片环密封装置，其特征在于，所述密封环的圆台体侧高的长度大于所述上密封面或所述下密封面的截面长度。

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