一种高温大面积接触下的局部密封装置及密封方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103498936 A (43)申请公布日 2014.01.08 CN 103498936 A (21)申请号 201310467693.0 (22)申请日 2013.10.10 F16J 15/06(2006.01) (71)申请人 河南柴油机重工有限责任公司 地址 471039 河南省洛阳市中州西路 173 号 (72)发明人 史四强 韦亚辉 刘威 (74)专利代理机构 洛阳明律专利代理事务所 41118 代理人 李路平 (54) 发明名称 一种高温大面积接触下的局部密封装置及密 封方法 (57) 摘要 本发明属于机械领域密封技术， 涉及一种高 温大面积接触下的局

2、部密封装置及密封方法。密 封装置中的特形垫片 （1） 为截面呈 “U” 形， 且 “U” 形开口向外的环形结构 ； 密封装置中的弹簧 （2） 自由状态下两端相接成为一个圆形， 放置在特形 垫片 “U” 形的底部， 与特形垫片 （1） 成为一体 ； 在 需连接的零件 （7） 和零件 （8） 的结合平面上、 流体流径通道周边， 分别加工一个环形槽孔， 将密 封装置安装于零件 （7） 和零件 （8） 的环形槽 中后， 通过螺栓连接零件 （7）和零件 （8）并 压紧 ； 依靠弹簧的恢复张力和零件的结合平面 （5） 、 零件的结合平面 （6） 共同作用的压力， 实 现零件 （7） 与零件 （8） 间的密

3、封。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103498936 A CN 103498936 A 1/1 页 2 1. 一种高温大面积接触下的局部密封装置， 其特征在于 ： 所述的密封装置包括特形垫 片 （1） 和弹簧 （2） 两部分 ； 所述特形垫片 （1） 为环形结构， 环形结构的所述特形垫片的截面 呈 “U” 形， 且 “U” 形开口向外 ； 所述弹簧 （2） 自由状态下两端相接成为一个圆形， 放置在特 形垫片 “U” 形的底部，

4、 与特形垫片 （1） 成为一体 ； 所述弹簧 （2） 的截面为圆形 ； 所述特形垫 片的 “U” 形的底部为与所述弹簧的圆形吻配的圆弧形。 2. 利用权利要求 1 所述的局部密封装置对零件进行密封的方法， 需连接的零件 （7） 和零件 （8） 具有流体流径通道 ； 其特征在于 ： 在需连接的零件 （7） 和零件 （8） 的结合 平面上、 流体流径通道周边， 分别加工一个环形槽孔， 所述零件的结合平面 （5） 、 零件的 结合平面 （6） 上的环形槽上下对应， 所述环形槽的深度小于特形垫片的 “U” 形开口的一半， 所述环形槽的孔径略大于特形垫片外径 ； 对零件密封时， 将密封装置安装于零件 （

5、7） 和 零件 （8） 的环形槽中后， 通过螺栓连接零件 （7） 和零件 （8） 并压紧 ； 特形垫片的上端 面 （3） 、 下端面 （4） 受压后弹簧产生变形， 依靠弹簧的恢复张力和零件的结合平面 （5） 、 零 件的结合平面 （6） 共同作用的压力， 使特形垫片的上端面 （3） 、 下端面 （4） 产生形变， 填充 零件 （7） 与零件 （8） 接触面的缝隙， 实现零件 （7） 与零件 （8） 间的密封。 权 利 要 求 书 CN 103498936 A 2 1/2 页 3 一种高温大面积接触下的局部密封装置及密封方法 技术领域 0001 本发明属于机械领域密封技术， 涉及一种高温大面积接

6、触下的局部密封装置及密 封方法。 背景技术 0002 流体流经两个相互连接的零件时， 由于连接零件接触处的间隙会产生泄漏， 常常 需在两连接零件接触处进行密封。 零件接触处之间的密封通常有以下几种方式 ： 第一 ： O形 圈密封 ； 第二 ： 垫片密封 ； 第三 ： 涂胶密封。方式一应用较为广泛， 密封效果也很好， 但由于 O 形圈多采用橡胶材料， 在高温下使用及易老化而失效 ； 方式三在涂胶时易使胶液流入流 体流经空间， 仅适用于对流体清洁度要求低的场合 ； 方式二的结构适用于对整个法兰面进 行密封， 也可用于高温环境， 但要保证密封可靠， 相连接零件接触的两个平面必须有很高的 加工精度，

7、当接触平面较大时， 即给平面加工带来难度， 也造成不必要的浪费， 同时在温度 较高时， 固定两零件的螺栓因为膨胀会导致两零件的间隙增大， 垫片的压应力变小， 形变变 小， 影响密封效果。 发明内容 0003 本发明的目的即由此产生， 提出一种高温大面积接触下的局部密封装置及密封方 法。 0004 本发明采用下述技术方案完成其发明任务 ： 一种高温大面积接触下的局部密封装置， 所述的密封装置包括特形垫片和弹簧两部 分 ； 所述特形垫片为环形结构， 环形结构的所述特形垫片的截面呈 “U” 形， 且 “U” 形开口向 外 ； 所述弹簧自由状态下两端相接成为一个圆形， 放置在特形垫片 “U” 形的底部

8、， 与特形垫 片成为一体 ； 所述弹簧的截面为圆形 ； 所述特形垫片的 “U” 形的底部为与所述弹簧的圆形 吻配的圆弧形。 0005 利用所述局部密封装置对零件进行密封的方法， 需连接的零件和零件具有流 体流径通道 ； 在需连接的零件和零件的结合平面上、 流体流径通道周边， 分别加工一个 环形槽， 所述零件的结合平面、 零件的结合平面上的环形槽上下对应， 所述环形槽的深 度小于特形垫片的 “U” 形开口的一半， 所述环形槽的孔径略大于特形垫片外径， 对零件密封 时， 将密封装置安装于零件和零件的环形槽中后， 通过螺栓连接零件和零件并压 紧 ； 特形垫片的上端面、 下端面受压后弹簧产生变形， 依

9、靠弹簧的恢复张力和零件的结合 平面、 零件的结合平面共同作用的压力， 使特形垫片的上端面、 下端面产生形变， 填充零 件与零件接触面的缝隙， 实现零件与零件间的密封。 0006 本发明所提出的一种高温大面积接触下的局部密封装置及密封方法， 与传统密封 装置和方法相比较， 具有以下特点 ： 1、 只需对零件连接处进行局部精加工， 即可实现零件大 面积接触下的局部可靠密封， 降低了连接零件的加工成本 ； 2、 只在流体流径通道周围部分 密封， 使此特形垫片内部有足够的压强， 可保证流体的密封 ； 3、 弹簧受到径向压力后产生径 说 明 书 CN 103498936 A 3 2/2 页 4 向弹性变

10、形， 弹簧的形变较大， 在高温环境下， 由于回弹作用， 使得特形垫片形变保持基本 不变， 与特形垫片两个端面之间的应力基本相同， 从而保证可靠密封。 附图说明 0007 图 1 为本发明密封装置示意图。 0008 图 2 为本发明密封装置安装后示意图。 0009 图中 ： 1、 特形垫片， 2、 弹簧， 3、 上端面， 4、 下端面， 5、 零件的结合平面， 6、 零件 的结合平面， 7、 零件， 8、 零件。 具体实施方式 0010 结合附图给出的实施例， 对本发明加以说明 ： 如图 1 所示， 一种高温大面积接触下的局部密封装置， 所述的密封装置包括特形垫片 1 和弹簧 2 两部分 ； 所

11、述特形垫片 1 是由不锈钢板冲压成的一个截面呈 “U” 形， 且 “U” 形开口 向外的环形结构 ； 所述弹簧 2 的截面为圆形 ； 弹簧 2 自由状态下两端相接成为一个圆形， 放 置在特形垫片 “U” 形的底部， 与特形垫片 1 成为一体 ； 所述特形垫片的 “U” 形的底部为与 所述弹簧的圆形吻配的圆弧形 ； 如图 2 所示， 利用所述局部密封装置对零件进行密封的方法， 本发明具体实施方式如 下 ： 安装前， 在需连接的零件和零件的结合平面上、 流体流径通道周边， 分别精加工一 个环形槽， 所述零件的结合平面 5、 零件的结合平面 6 上的环形槽上下对应， 环形槽的 槽孔深度小于特形垫片

12、“U” 形开口的一半， 槽孔孔径 2 略大于特形垫片外径 1， 为特 形垫片内径。对零件密封时， 将密封装置安装于零件 7 和零件 8 的环形槽中后， 通过螺 栓连接零件 7 和零件 8 并压紧， 图 2 中的 尺寸逐渐减小， 最终使零件 7 和零件 8 贴合 （即 为 0） 。由于两连接零件槽孔尺寸之和小于特形垫片 “U” 形开口尺寸， 当 为 0 时， 零件的结合平面 5 和零件的结合平面 6 压紧特形垫片上端面 3 和特形垫片下端面 4， 特形垫片 1 承受了一定的压应力后产生塑性变形， 同时特形垫片 1 又把一部分应力传递 给弹簧 2， 弹簧 2 在外力的作用下也产生了相应的弹性变形， 当外力达到足够大， 使特形垫 片 1 产生保证密封可靠而必要的塑性变形时， 弹簧 2 也产生了足够的弹性形变。这样便保 证了特形垫片 1 有适当的初始塑性变形， 而且经过机器长期运行或温度变化引起的压应力 变小时， 而由于弹簧2的存在对特形垫片1的压应力有很大的补偿作用， 从而保证了压应力 基本不变， 最终保证了可靠的密封效果。 说 明 书 CN 103498936 A 4 1/1 页 5 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103498936 A 5