CN202392105U - 一种自紧型锥形环密封结构 - Google Patents

Abstract

一种自紧型锥形环密封结构，包括上密封体、下密封体和锥形环密封垫片，上密封体的密封面设有二阶台阶，下密封体的密封面设有一阶台阶，锥形环密封垫片的内环面与外环面分别与上密封体密封柱面和下密封体密封柱面紧密接触，实现窄面密封，密封环的上下密封刀口分别卡在上下密封体的台阶上，实现刀口线密封。本实用新型的有益效果是：具有自紧式和刀口型线密封双重优点，工作压力越大，密封效果好；环厚度较薄，锥形环宽度方向弹性变形，可以弥补受载后螺栓的伸长变形，确保密封；较小的预紧力可以得到较大的密封比压；预紧后密封刀口与上下密封体的台阶紧密接触，形成刀口型线密封，增强密封效果。

Description

一种自紧型锥形环密封结构

技术领域

本实用新型属于密封技术领域，涉及高压、高温条件下的密封结构，特别涉及到密封元件的结构形状，实现在高压、高温、高疲劳条件下的无泄漏密封。

背景技术

在密封结构设计上，根据用途不同，采取了多种多样的密封结构。从密封作用力特点可分为强制型密封结构和自紧型密封结构，强制密封主要依靠较大的螺栓力实现密封，工作压力越高，需要螺栓力也越大；自紧密封主要依靠自身结构特点，工作压力升高后，密封元件与密封结构之间接触压力加大，工作压力越大密封压力也越大，密封效果越好。从密封接触面型式可分面接触密封和线接触密封，相同预紧力下，线接触密封比压大于面接触密封比压，线密封效果优于面密封。传统密封垫结构可分为平垫密封、“O”型圈密封、“C”型环密封、双锥环密封及八角垫密封等等。这些传统的密封垫结构只有平垫密封属于强制型且面接触密封，其它大多属于或近似属于自紧型线接触密封结构。

从密封原理看，自紧密封优于强制密封，线密封好于面密封。对于压力波动大、温度高、密封要求苛刻场合的密封结构，在设计上往往首先考虑采用自紧型密封结构。对传统自紧密封垫片，由于垫片尺寸较大，制造较困难，密封面大多属于面密封结构，对密封空间受限时，特别高温、高压、高疲劳场合，垫片回弹性不是太好，密封效果欠佳，在高温、高压下，无法通过卤族元素或氦质谱检漏仪检漏要求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：采用一种更加合理、安全可靠、密封结构紧凑的密封结构，实现设备在高温、高压、高疲劳下的高密封性，保证设备密封面彻底不漏，满足卤族元素或氦质谱检漏仪的检漏要求。

本实用新型的技术方案是：一种自紧型锥形环密封结构，包括上密封体、下密封体和锥形环密封垫片，锥形环密封垫片置于上密封体和下密封体之间的密封面处，其特征在于所述锥形环密封垫片的锥形环内环面与锥形环外环面互相平行，与水平面垂直；所述上密封体的密封面设有二阶上密封体台阶，下密封体的密封面设有一阶下密封体台阶，锥形环密封垫片锥形环内环面与上密封体密封柱面紧密接触，锥形环外环面与下密封体密封柱面紧密接触，实现窄面密封，锥形环密封垫片的锥形环上密封刀口卡在上密封体第一阶上密封体台阶上，锥形环密封垫片的锥形环下密封刀口卡在下密封体台阶上，实现刀口线密封。

本实用新型所述一种自紧型锥形环密封结构，其特征在于所述锥形环密封垫片斜度为30度，锥形环密封垫片厚度1.5～2.5mm，宽度为6～8mm。

本实用新型所述一种自紧型锥形环密封结构的锥形环密封垫片的制造方法包括以下步骤：①利用激光或电火花切割技术在不锈钢平板上切割出锥形环密封垫片的平板圆环毛坯，留有精加工余量；

②利用锥形环成型胎具在压力机上形成锥形环密封垫片毛坯，锥角满足后续加工要求；

③利用真空固溶热处理方法，消除成型后锥形环密封垫片中的残余应力，然后利用锥面胎具对锥形环密封垫片再一次压型，消除残余应力使锥形环密封垫片形状发生改变的可能。

④利用胎具采用机加工方法分别加工锥形环密封垫片锥形环内环面和锥形环外环面，达到成品要求。

本实用新型实现密封时，锥形环密封垫片锥形环内环面与外环面分别与上下密封体的密封柱面紧密接触，实现窄面密封，同时锥形环密封垫片的上密封刀口(上锐边)与下密封刀口(下锐边)分别卡在上下密封结构的台阶上，实现刀口线密封。当工作压力增大时，锥形环密封垫片的锥形环内环面、外环面和上下密封刀口与密封体密封柱面及台阶之间的接触压力增加，密封比压增加，实现自紧型密封。压紧时，锥形环密封垫片的斜度可轻微变化，弥补上下密封体之间的间隙。锥形环密封垫片较薄，具有良好弹性，受到上下密封体压紧实现密封时，在环宽度方向会产生轻微的弹性弯曲变形，足以弥补螺栓受载发生的伸长变形。

本实用新型的效果和益处是：①本实用新型密封结构及锥形环密封垫片具有自紧式和刀口型线密封双重优点，工作压力越大，锥形环内环面与外环面和上下密封体的密封柱面之间及密封环上下密封刀口与上下密封体台阶之间接触越紧密，密封效果好；②环厚度较薄，宽度是厚度的3-5倍，在预紧力下，锥形环密封垫片宽度方向弹性变形，可以弥补受载后螺栓的伸长变形，确保密封。③由于锥形环密封垫片厚度较薄，内环面与外环面与上下密封体接触的密封面也较窄，且互相平行，较小的预紧力可以得到较大的密封比压。④锥形环密封垫片的锥形环上下边缘锋锐无缺陷，形成上下密封刀口，预紧后密封刀口与上下密封体的台阶紧密接触，形成刀口型线密封，增强密封效果

附图说明

本实用新型有附图二幅，其中

图1是本实用新型的锥形环密封垫片结构示意图，

图2是自紧型锥形环密封结构示意图。

图中：1锥形环密封垫片；2锥形环厚度；3锥形环宽度；4锥形环内环面；5锥形环外环面；6锥形环斜度；7锥形环上密封刀口；8锥形环下密封刀口；9上密封体；10下密封体；11上密封体台阶；12下密封体台阶；13上密封体密封柱面；14下密封体密封柱面；15预紧螺栓。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的具体实施方式。

自紧型锥形环密封结构包括上密封体9、下密封体10和锥形环密封垫片1，锥形环密封垫片1置于上密封体9和下密封体10之间的密封面处，锥形环密封垫片锥形环内环面4与锥形环外环面5互相平行，与水平面垂直；上密封体9的密封面设有二阶上密封体台阶11，下密封体的密封面设有一阶下密封体台阶12，锥形环密封垫片锥形环内环面4与上密封体密封柱面13紧密接触，锥形环外环面5与下密封体密封柱面14紧密接触，实现窄面密封，锥形环上密封刀口7卡在第一阶上密封体台阶11上，锥形环下密封刀口8卡在下密封体台阶12上，实现刀口线密封。

锥形环密封垫片斜度为30度，锥形环密封垫片厚度1.5～2.5mm，宽度为6～8mm。

自紧型锥形环密封结构的制造及安装方法如下：

1、锥形环密封垫片制造方法：①利用激光或电火花切割技术在不锈钢平板上切割出平板圆环毛坯，留有精加工余量；②利用锥形环成型胎具在压力机上形成锥形环密封垫片毛坯，锥角满足后续加工要求；③利用真空固溶热处理方法，消除成型后锥形环密封垫片中的残余应力，然后利用锥面胎具对锥形环密封垫片再一次压型，消除残余应力使锥形环密封垫片形状发生改变的可能。④利用精密胎具采用机加工方法分别加工锥形环内环面和外环面，达到设计规定尺寸。

2、密封结构加工：在上下密封体上，按照锥形环密封垫片的内环面直径与外环面直径及公差要求分别加工密封柱面和密封台阶，满足设计要求。

3、密封环安装：将锥形环密封垫片内环面轻轻套在上密封体密封柱面上，上密封刀口卡在其台阶上；将上密封体与下密封体轻轻组合，使锥形环密封垫片锥形环外环面和下密封刀口与下密封体密封柱面及台阶紧密接触，按规定扭矩拧紧周边预紧螺栓15，安装完毕。

4、密封性能检验：在密封性能检验设备上，内部充入规定工作压力，分别在室温和工作温度下(高温)，利用氦质谱检漏仪或卤族元素检漏仪进行密封性检验。

Claims (2)

1.一种自紧型锥形环密封结构，包括上密封体(9)、下密封体(10)和锥形环密封垫片(1)，锥形环密封垫片(1)置于上密封体(9)和下密封体(10)之间的密封面处，其特征在于所述锥形环密封垫片(1)的锥形环内环面(4)与锥形环外环面(5)互相平行，与水平面垂直；所述上密封体(9)的密封面设有二阶上密封体台阶(11)，下密封体(10)的密封面设有一阶下密封体台阶(12)，锥形环密封垫片锥形环内环面(4)与上密封体密封柱面(13)紧密接触，锥形环外环面(5)与下密封体密封柱面(14)紧密接触，实现窄面密封，锥形环密封垫片的锥形环上密封刀口(7)卡在上密封体第一阶上密封体台阶(11)上，锥形环密封垫片的锥形环下密封刀口(8)卡在下密封体台阶(12)上，实现刀口线密封。

2.根据权利要求1所述一种自紧型锥形环密封结构，其特征在于所述锥形环密封垫片(1)斜度为30度，锥形环密封垫片(1)厚度1.5～2.5mm，宽度为6～8mm。

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