超高压密封组件与密封装置的制作方法

    技术2024-12-17  9


    本发明涉及密封,具体涉及一种密封组件与密封装置,尤其涉及一种适用于超高压环境的密封组件与密封装置。


    背景技术:

    1、目前,应用于载荷为100mpa以上超高压环境的密封件,其通常采用塑料、橡胶等高分子材料加工制造,但其主要缺点是不能耐受高温,如超过250℃,很少有材料能够满足该种超高压的密封要求。此外,绝大部分高分子材料耐辐照性能不佳,容易发生材料性能劣化,从而影响密封件的使用寿命。而应用于高温环境的密封件一般采用金属密封环,如金属平垫片,但其主要缺点是金属平垫片的刚度大,自身变形小,难以与法兰密封面形成有效的密封啮合面,且对密封件及设备而言加工难度较大。

    2、金属材质制成的c型密封环则能够同时满足高温及高压环境的密封需求。现有技术中,常见的金属c型密封环,其主要由金属基材和表面软金属层组成,如典型的c型密封环由镍基高温合金基材表面镀银制成,其中为提高密封应力,在c型环内部填充有弹性元件,如填充弹簧、填充o型橡胶圈等。c型密封环在安装时产生压缩变形,提供必要的密封载荷,并且在压紧载荷波动的情况下,能够提供足够的回弹与持续载荷,表面的软金属层在压缩过程中产生塑性变形,与法兰密封面产生啮合作用,因此,该c型密封环广泛应用于高压、超高压密封工况中。

    3、然而,c型密封环3’在安装于法兰密封槽21’内,如图1所示,在装配的过程中,在螺栓载荷的作用下,c型密封环3’的圆形转变为椭圆形,此时,c型密封环3’的上端面、下端面分别与上法兰1’及下法兰2’的端面接触,c型密封环3’的外侧端面与法兰槽21’的外壁接触,在超高压介质作用下,c型密封环3’的弧形截面极易被高压挤压变形,由椭圆形转变为方形,如图2、图3所示,造成了密封失效。

    4、因此,有必要提供一种新的密封组件与密封装置,从而提高c型密封环的密封可靠性。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种新的密封组件,以提高其用于密封装置,尤其是用于超高压环境下密封装置时的密封可靠性。

    2、为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种密封组件,所述密封组件包括密封环与支撑环,所述支撑环沿周向环设于所述密封环的外侧,所述支撑环具有朝向所述密封环的支撑面,所述支撑面为沿径向向外凹陷的弧形面,所述密封环至少具有沿轴向被挤压的密封状态,所述密封状态下,所述密封环的外侧周面抵靠在所述支撑面上并与所述支撑面之间面接触。

    3、在一些实施例中,所述密封环具有中空腔,所述密封环的内侧周部还设有沿周向贯穿延伸的开口,所述开口连通所述的中空腔。

    4、在一些实施例中,所述密封组件还包括设置在所述中空腔中且能够沿轴向形变的弹性元件。

    5、在一些实施例中,所述密封环的截面呈c型,所述密封环具有位于内侧周部上且沿周向贯穿延伸的开口。

    6、在一些实施例中,所述密封环还具有初始状态,所述初始状态下,所述密封环的外侧周面与所述支撑面之间间隙设置。

    7、在一些实施例中,所述密封环在所述初始状态下的高度大于所述支撑环的高度,所述密封环在所述密封状态下的高度等于或略大于所述支撑环的高度。

    8、在一些实施例中,所述支撑环为金属材质制成;所述密封环包括金属材质制成的基体,以及镀设在所述基体外表面的银层。

    9、本发明的另一目的是提供一种新的密封装置,其包括具有第一密封面的第一部件、具有第二密封面的第二部件,以及用于所述第一密封面与所述第二密封面之间轴向密封的密封组件,所述第一部件与所述第二部件这两者中的至少一者上设置有安装槽,所述密封组件设置在所述安装槽中并沿轴向位于所述第一部件与所述第二部件之间,所述密封组件如上所述,其中,所述密封环沿轴向挤压在所述第一部件与所述第二部件之间而用于所述第一密封面与所述第二密封面之间的密封。

    10、在一些实施例中,所述安装槽的内侧周壁与所述密封环的内侧周部之间间距地设置,所述安装槽外侧周壁与所述支撑环的外侧周壁相互配合。

    11、在一些实施例中,所述安装槽设于所述第一部件与所述第二部件中的一者上,所述支撑环的高度小于所述安装槽的高度,所述第一部件与所述第二部件这两者中的至少一者具有介质腔。

    12、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:该密封组件与密封装置中,通过在密封环的外侧环设一支撑环,并使得密封环在沿轴向被挤压而转换为密封状态时其外侧周部能够抵靠在支撑环内侧周部的支撑面上,使得两者之间弧面接触,这使得密封环能够有效地保持外侧周部的弧形状态,避免密封环被压溃变形,同时也使得密封环能够承受更大的载荷,避免密封失效,保证了密封的可靠性,满足超高压环境下的密封要求。



    技术特征:

    1.一种密封组件,其特征在于:所述密封组件包括密封环与支撑环,所述支撑环沿周向环设于所述密封环的外侧,所述支撑环具有朝向所述密封环的支撑面,所述支撑面为沿径向向外凹陷的弧形面,所述密封环至少具有沿轴向被挤压的密封状态,所述密封状态下,所述密封环的外侧周面抵靠在所述支撑面上并与所述支撑面之间面接触。

    2.根据权利要求1所述的密封组件,其特征在于:所述密封环具有中空腔,所述密封环的内侧周部还设有沿周向贯穿延伸的开口,所述开口连通所述的中空腔。

    3.根据权利要求2所述的密封组件,其特征在于:所述密封组件还包括设置在所述中空腔中且能够沿轴向形变的弹性元件。

    4.根据权利要求1所述的密封组件,其特征在于:所述密封环的截面呈c型,所述密封环具有位于内侧周部上且沿周向贯穿延伸的开口。

    5.根据权利要求1所述的密封组件,其特征在于:所述密封环还具有初始状态,所述初始状态下,所述密封环的外侧周面与所述支撑面之间间隙设置。

    6.根据权利要求5所述的密封组件,其特征在于:所述密封环在所述初始状态下的高度大于所述支撑环的高度,所述密封环在所述密封状态下的高度等于或略大于所述支撑环的高度。

    7.根据权利要求1所述的密封组件,其特征在于:所述支撑环为金属材质制成;所述密封环包括金属材质制成的基体,以及镀设在所述基体外表面的银层。

    8.一种密封装置,包括具有第一密封面的第一部件、具有第二密封面的第二部件,以及用于所述第一密封面与所述第二密封面之间轴向密封的密封组件,所述第一部件与所述第二部件这两者中的至少一者上设置有安装槽,所述密封组件设置在所述安装槽中并沿轴向位于所述第一部件与所述第二部件之间,其特征在于:所述密封组件如权利要求1至7任一项中所述,其中,所述密封环沿轴向挤压在所述第一部件与所述第二部件之间而用于所述第一密封面与所述第二密封面之间的密封。

    9.根据权利要求8所述的密封装置,其特征在于:所述安装槽的内侧周壁与所述密封环的内侧周部之间间距地设置,所述安装槽外侧周壁与所述支撑环的外侧周壁相互配合。

    10.根据权利要求8所述的密封装置,其特征在于:所述安装槽设于所述第一部件与所述第二部件中的一者上,所述支撑环的高度小于所述安装槽的高度,所述第一部件与所述第二部件这两者中的至少一者具有介质腔。


    技术总结
    本发明公开了一种超高压密封组件与密封装置,所述密封组件包括密封环与支撑环,所述支撑环沿周向环设于所述密封环的外侧,所述支撑环具有朝向所述密封环的支撑面,所述支撑面为沿径向向外凹陷的弧形面,所述密封环至少具有沿轴向被挤压的密封状态,所述密封状态下,所述密封环的外侧周面抵靠在所述支撑面上并与所述支撑面之间面接触,这使得密封环能够有效地保持外侧周部的弧形状态,避免密封环被压溃变形,同时也使得密封环能够承受更大的载荷,避免密封失效,提高了密封的可靠性,能够满足超高压环境的密封要求。

    技术研发人员:马志刚,朱建强,韩嘉兴,李建峰
    受保护的技术使用者:苏州宝骅密封科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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