CN207702127U - 一种新型钢质无缝气瓶端塞密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型钢制无缝气瓶端塞密封结构包括钢制无缝气瓶专用端塞、特殊设计结构聚四氟乙烯0型圈、氟橡胶0型圈，专用端塞为阶梯轴状，在阶梯轴的小直径段上设有与钢制无缝气瓶颈部端口配合的螺纹，在阶梯轴的端塞端面上设有密封槽，在密封槽内设有氟橡胶0型圈与特殊设计结构聚四氟乙烯0型圈的装配密封圈，所述特殊设计结构聚四氟乙烯0型圈为内径设置凹槽的矩形截面密封圈，氟橡胶0型圈为圆形截面密封圈，氟橡胶0型圈置于聚四氟乙烯0型圈内侧的槽型环内，特殊设计结构的聚四氟乙烯0型圈与氟橡胶0型圈配合，装配后保证达到均匀受力状态，保证了整体端塞密封结构与大容积钢质无缝气瓶间的密封效果。

Description

一种新型钢质无缝气瓶端塞密封结构

技术领域

本实用新型属于压缩天然气运输技术领域，具体涉及一种新型钢质无缝气瓶端塞密封结构。

背景技术

随着天然气资源的广泛利用与开发，由大容积钢质无缝气瓶组成的管束式集装箱、长管拖车在城市加气站、工业气体生产企业、气体使用单位得到广泛的应用。普通大容积钢质无缝气瓶端面密封常采用单一氟橡胶材质0型圈，在实际安装及循环装卸气体使用过程中易损坏，造成密封面结构不严密，造成大容积钢质无缝气瓶内的压缩天然气通过氟橡胶0型圈密封处泄露，影响设备的安全稳定运行，同时也会增加用户的维修成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能保证在高压气体充装、运输、储存和使用过程中的安全性能，且结构合理、密封有效，密封结构形式易于加工的大容积新型钢质无缝气瓶端塞密封结构，以解决普通大容积钢质无缝气瓶端面密封结构不严密的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种新型钢质无缝气瓶端塞密封结构，包括专用端塞、特殊设计结构聚四氟乙烯0型环、氟橡胶0型圈，所述专用端塞为阶梯轴状，在阶梯轴的小直径段上设有与钢质无缝气瓶颈部端口配合的螺纹，在阶梯轴的端塞端面上设有密封槽，在密封槽内设有氟橡胶0型圈与特殊设计结构聚四氟乙烯0型圈的装配密封圈，所述特殊设计结构聚四氟乙烯0型圈为内径设置凹槽的矩形截面密封圈，氟橡胶 0型圈为圆形截面密封圈，氟橡胶0型圈置于聚四氟乙烯0型圈内侧的槽型环内。

现有技术中无缝气瓶端塞密封结构单纯使用氟橡胶密封圈，由于氟橡胶的压缩余量大，密封效果不良：氟橡胶“O”形密封圈在预紧力作用下和端口端面摩擦，容易造成密封圈损坏，从而使密封失效。相对于现有技术本实用新型设计的特殊结构聚四氟乙烯0型圈设计为内径设置凹槽的矩形截面密封圈结构，圆形截面氟橡胶0型圈置于聚四氟乙烯0型圈3内侧的槽型环内，放置在专用端塞2槽内构成整体密封机构，一方面，特殊结构聚四氟乙烯0型圈与氟橡胶0型圈二者的装配件放置在端塞密封槽内，聚四氟乙烯“O”形密封圈外侧与无缝气瓶端塞契合良好无间隙，避免了氟橡胶“O”形密封圈在预紧力作用下和端口端面摩擦，装配后保证达到均匀受力状态，使整体密封机构与钢质无缝气瓶装配后密封结构良好；另一方面，增加的外圈密封圈聚四氟乙烯材料具有耐高低温性能和耐腐蚀性，能很好的满足设计温度范围内高压天然气密封使用要求；第三方面，设计取消了普通端塞常用的2道密封结构，延伸了螺纹加工长度，使得结构的密封架构强度提高。

钢质无缝气瓶密封形式中，封槽的尺寸和相配套的密封圈尺寸的配合及密封圈材质对密封效果至关重要。如果密封圈厚度和密封槽深度的盈余量过大，在一定的预紧力矩作用下，端塞密封面和气瓶端口密封效果将急剧下降，气瓶在使用中瓶内气体外逸泄漏。如果密封圈厚度和密封槽的深度盈余量过小，在一定的预紧力矩作用下，端塞密封面和气瓶端口密封面相碰，不能起到密封作用，也会使得气瓶使用中瓶内高压气体外逸泄漏。该钢质无缝气瓶端塞密封结构经过反复的试验及改进，才确定了特殊结构聚四氟乙烯0型圈与氟橡胶0型圈装配性状和装配尺寸。

优选的，所述钢质无缝气瓶的专用端塞为Ⅲ级锻件，专用端塞表面粗糙精度等级限制在1.6以内，端塞端面与气瓶装配处的垂直度要求控制在0.01范围内。

优选的，在所阶梯轴的小直径段与端塞端面之间设有锥形倒角面，锥形倒角面的角度为55°。

钢质无缝气瓶的专用端塞为经过特殊热处理工艺的Ⅲ级锻件，各项机械性能技术指标均能有效满足使用工况压力对于材质的力学要求。端塞加工管螺纹倒角面的角度为55度，表面粗糙精度等级限制在1.6以内，具有较好的机械连接与密封功能。端塞端面与气瓶装配处的垂直度要求控制在0.01范围内，提高了整体密封结构的可靠性。

优选的，所述特殊设计结构聚四氟乙烯0型环外径设计控制在Φ115mm，上下偏差控制在0.025范围内，宽度控制在4.9mm，上下偏差控制在0.05mm范围内。特殊设计结构聚四氟乙烯0型尺寸偏差与端塞加工尺寸配合良好，保证聚四氟乙烯0型与钢质无缝气瓶颈部端口密封结构的严密性。

优选的，所述特殊设计结构聚四氟乙烯0型环内径设计控制在Φ107mm，上下偏差控制在0.1mm范围内。

优选的，所述特殊设计结构聚四氟乙烯0型环内径凹槽设计控制在R＝15mm。

优选的，所述氟橡胶0型圈内径设计控制在Φ98.6mm，上下偏差控制在 0.77mm范围内。上下偏差均保证了与端塞和聚四氟乙烯0型环的装配且氟橡胶 0型圈具有突出的耐强氧化性和耐强腐蚀性。

优选的，氟橡胶0型圈圆形截面设计控制在Φ5.3mm，上下偏差控制在 0.13mm范围内，表面粗糙度控制在1.6级内。

优选的，所述密封槽的槽宽为10mm，上下偏差控制在0.25mm，密封槽的深度为4.5mm，上下偏差控制在0.1mm。

优选的，所述阶梯轴的中心设有中心通孔，直径设计控制在Φ22mm。

优选的，所述的气瓶是直管身、前端半球形缩口结构。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的一种新型钢质无缝气瓶端塞密封结构将聚四氟乙烯0型圈设计为内径设置凹槽的矩形截面密封圈结构，圆形截面氟橡胶0型圈置于聚四氟乙烯0型圈3内侧的槽型环内，放置在专用端塞2槽内构成整体密封机构，聚四氟乙烯“O”形密封圈外侧与无缝气瓶端塞契合良好无间隙，避免了氟橡胶“O”形密封圈在预紧力作用下和端口端面摩擦，装配后保证达到均匀受力状态，使整体密封机构与钢质无缝气瓶装配后密封结构良好；

(2)本实用新型的设计取消了普通端塞常用的2道密封结构，延伸了螺纹加工长度，使得结构的密封架构强度提；

(3)本实用新型增加的外圈密封圈聚四氟乙烯材料具有耐高低温性能和耐腐蚀性，能很好的满足设计温度范围内高压天然气密封使用要求，提高了密封材质的工作温度,双重密封保护可靠稳定，使用环境广泛等优点。

附图说明

图1为本实用新型的新型液压子站用钢质无缝气瓶端塞结构示意图；

图2为本实用新型的端塞密封结构详图；

图3为本实用新型的聚四氟乙烯0型环详图；

图4为本实用新型的氟橡胶0型圈详图；

图中：1、端塞密封结构，2、专用端塞，3、聚四氟乙烯0型环，4、氟橡胶0 型圈，5、螺纹，6、密封槽，7、端塞端面。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，以便于同行业技术人员的理解：

实施例1

一种新型钢质无缝气瓶端塞密封结构1，包括由专用端塞2、特殊设计结构聚四氟乙烯0型环3、氟橡胶0型圈4，所述专用端塞2为阶梯轴状，在阶梯轴的小直径段上设有与钢质无缝气瓶颈部端口配合的螺纹5，在阶梯轴的端塞端面 7上设有密封槽6，在密封槽6内设有氟橡胶0型圈4与特殊设计结构聚四氟乙烯0型圈3的装配密封圈，所述特殊设计结构聚四氟乙烯0型圈3为内径设置凹槽的矩形截面密封圈，氟橡胶0型圈4为圆形截面密封圈，氟橡胶0型圈4置于聚四氟乙烯0型圈3内侧的槽型环内。密封槽6的槽宽为10mm，上下偏差控制在0.25mm，密封槽6的深度为4.5mm，上下偏差控制在0.1mm，专用端塞2阶梯轴的中心设有中心通孔，直径设计控制在Φ22mm。气瓶是直管身、前端半球形缩口结构。

钢质无缝气瓶专用端塞2为经过特殊热处理工艺的Ⅲ级锻件，各项机械性能技术指标均能有效满足使用工况压力对于材质的力学要求。端塞2加工处管螺5 纹倒角面的角度为55°，表面粗糙精度等级限制在1.6以内，具有较好的机械连接与密封功能。端塞端面7与气瓶装配处的垂直度要求控制在0.01mm范围内，提高了整体密封结构的可靠性，特殊设计结构聚四氟乙烯0型环3内径设计控制在Φ107mm，上下偏差控制在0.1mm范围内，内径凹槽设计控制在R＝15mm。此外，特殊设计结构聚四氟乙烯0型环3，充分考虑到聚四氟乙烯材料的耐高低温性能和耐腐蚀性，能很好的满足设计温度范围密封使用要求。

聚四氟乙烯0型3环外径设计控制在Φ115，上下偏差控制在0.025范围内。宽度控制在4.9范围内，上下偏差控制在0.05范围内，尺寸偏差与端塞2加工尺寸配合良好，保证与密封结构的严密性。氟橡胶0型圈4圆形截面设计控制在Φ5.3mm，上下偏差控制在0.13mm范围内。

氟橡胶0型4圈具有突出的耐强氧化性和耐强腐蚀性，0型圈外径设计控制在Φ98.6mm，上下偏差控制在0.77mm，上下偏差均保证了与端塞2装配精度要求，0型圈表面粗糙度控制在1.6级内，保证了在装配时与聚四氟乙烯0型环3 间的密封要求，氟橡胶0型圈4圆形截面设计控制在Φ5.3mm，上下偏差控制在 0.13mm范围内，表面粗糙度控制在1.6级内。

在进行整体密封结构装配时，首先将各零部件表面吹扫干净，保证装配结合面无杂质，后将氟橡胶0型圈4置于聚四氟乙烯0型圈3内侧的槽型环内，保证密封表面装配均匀。然后将二者的装配件放置在端塞2密封槽6内，装配后保证达到均匀受力状态，使整体密封机构与钢质无缝气瓶装配后密封结构良好。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型钢质无缝气瓶端塞密封结构，其特征在于，包括专用端塞、聚四氟乙烯0型环、氟橡胶0型圈，所述专用端塞为阶梯轴状，在阶梯轴的小直径段上设有与钢质无缝气瓶颈部端口配合的螺纹，在阶梯轴的端塞端面上设有密封槽，在密封槽内设有氟橡胶0型圈与聚四氟乙烯0型圈的装配密封圈，所述聚四氟乙烯0型圈为内径设置凹槽的矩形截面密封圈，氟橡胶0型圈为圆形截面密封圈，氟橡胶0型圈置于聚四氟乙烯0型圈内侧的槽型环内。

2.如权利要求1所述钢质无缝气瓶端塞密封结构，其特征在于，所述聚四氟乙烯0型环外径设计控制在Φ115mm，上下偏差控制在0.025范围内，宽度控制在4.9mm，上下偏差控制在0.05mm范围内。

3.如权利要求2所述钢质无缝气瓶端塞密封结构，其特征在于，所述聚四氟乙烯0型环内径设计控制在Φ107mm，上下偏差控制在0.1mm范围内。

4.如权利要求3所述钢质无缝气瓶端塞密封结构，其特征在于，所述聚四氟乙烯0型环内径凹槽设计控制在R＝15mm。

5.如权利要求4所述钢质无缝气瓶端塞密封结构，其特征在于，所述氟橡胶0型圈内径设计控制在Φ98.6mm，上下偏差控制在0.77mm范围内。

6.如权利要求5所述钢质无缝气瓶端塞密封结构，其特征在于，氟橡胶0型圈圆形截面设计控制在Φ5.3mm，上下偏差控制在0.13mm范围内，表面粗糙度控制在1.6级内。

7.如权利要求6所述钢质无缝气瓶端塞密封结构，其特征在于，所述密封槽的槽宽为10mm，上下偏差控制在0.25mm，密封槽的深度为4.5mm，上下偏差控制在0.1mm。

8.如权利要求1所述钢质无缝气瓶端塞密封结构，其特征在于，所述钢质无缝气瓶的专用端塞为Ⅲ级锻件，专用端塞表面粗糙精度等级限制在1.6以内，端塞端面与气瓶装配处的垂直度要求控制在0.01范围内。

9.如权利要求1所述钢质无缝气瓶端塞密封结构，其特征在于，在所阶梯轴的小直径段与端塞端面之间设有锥形倒角面，锥形倒角面的角度为55°。

10.如权利要求1所述钢质无缝气瓶端塞密封结构，其特征在于，所述阶梯轴的中心设有中心通孔，中心通孔直径设计控制在Φ22mm，所述的气瓶是直管身、前端半球形缩口结构。