专利名称：一种用于高压气液腔体的高低温密封结构的制作方法
技术领域：
本发明提出了一种用于高压气液腔体的高低温密封结构，并已经在气液筒体装置的高低温密封中得到应用，属于机械密封技术领域。
背景技术：
机械密封最早是1885年在英国以专利形式出现的，1900年开始应用。首次出现的简单的端面机械密封，解决了机器制造业中转轴密封问题。同惯用的填料密封相比，无论在功能上还是构成原理上，机械密封都有着明显的先进性。然而，由于当时缺乏合适的材料和加工机床，尽管这种密封结构有很多优点，还是没有发挥其效用。直到1920年，由于新エ艺和新材料的出现，在提高了使用可靠性和寿命，降低了制造成本之后，机械密封才逐步在许多冷冻装置上得到较多的使用。随着现代エ业的飞速发展，对密封的要求越来越高，単一的ー种密封有时难以满足苛刻的エ况条件。将几种密封组合起来，利用其各自优势，使其充分发挥作用，已成为密封行业目前广泛应用的技木。组合式机械密封的型式很多，但不外乎是非接触式密封与接触式密封混合组合或接触式密封与接触式密封组合两大类。在高參数或条件苛刻的情况下，采用机械密封与浮环密封、螺旋密封或迷宮密封形成组合密封工作。在实际应用中，经常有用于高压气液腔体的高低温密封的需求，例如，气液筒体装置存在的高低温气液密封问题。在这种情况下，气液隔板将外筒体内腔分割为ー个高压气腔和一个低压液体腔，且整个工作环境为多次循环高低温环境，因此，需要通过有效的密封结构同时实现高压气体腔和低压液体腔的高低温密封。而现有的密封技术，通常采用标准矩形密封槽和O型丁氰橡胶密封圈来实现密封。但是，在高压气液腔体的高低温工作环境，隔板低温径向收缩量较大，标准矩形密封槽只能产生ー个密封面，而且O型丁氰橡胶密封圈弹性较差，因此，低温下难以密封高压气体，现有的密封技术无法满足这种密封要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的密封技术无法满足高压气液腔体的高低温密封问题的不足，本发明提出一种用于高压气液腔体的高低温密封的结构。本发明的技术方案是一种用于高压气液腔体的高低温密封结构，气液腔体隔板2将金属外筒体I内腔分割为ー个高压气体腔和一个低压液体腔；所述金属外筒体I位于高压气体腔的内壁上有小凸台，气液腔体隔板2通过所述小凸台止靠，且气液腔体隔板2靠近高压气体腔的端部有ー环形凹槽；气液腔体隔板2上的环形凹槽侧壁与金属外筒体I内壁、小凸台侧壁共同形成一个截面为四边形或倒三角形的气体腔密封槽；所述气体腔密封槽内安装有气体腔O型硅矽橡胶密封圈3，这样气体腔O型硅矽橡胶密封圈3和金属外筒体I内壁、小凸台侧壁之间形成两个密封面，实现气体腔的高低温密封；气液腔体隔板2靠近低压液体腔的端部被金属端盖5径向顶靠；且该端部有ー环形凹槽，气液腔体隔板2上的该环形凹槽侧壁与金属外筒体I内壁、金属端盖5侧壁共同形成一个截面为四边形或倒三角形的液体腔密封槽；所述液体腔密封槽内安装有液体腔O型丁氰橡胶密封圈4，这样液体腔O型丁氰橡胶密封圈4和金属外筒体I内壁、金属端盖5侧壁形成两个密封面，实现气体腔的高低温密封；气体腔O型硅矽橡胶密封圈3的截面积S1，液体腔O型丁氰橡胶密封圈4的截面积S2，气体腔密封槽的截面积Sg，液体腔密封槽截面积S1满足0. 85Sg ^ S1 ^ O. 95Sg，O. 85S! ^ S2 ^ O. 95Sp本发明提出的密封结构，已经在气液筒体装置中得到了实例应用，也可推广应用至同类密封需求的结构中。具有简单、可靠、操作性强的特点，并得到一 40°C +50°C温度范围内的多次循环高低温考核验证，同时也解决了高压气腔高低温密封的技术难题。
图I是本发明提出的用于高压气液腔体的高低温密封结构示意图。I 一金属外筒体,2 —气液腔体隔板,3 —气体腔O型娃砂橡胶密封圈,4 一液体腔O型丁氰橡胶密封圈，5-金属端盖。
具体实施例方式本实施例针对ー个典型的高压气液腔体的高低温密封问题——气液筒体装置的高低温气液密封问题，给出其密封结构。装置的气液腔体隔板将外筒体内腔分割为小于等于6Mpa的高压气体腔和大于2atm小于6atm低压液体腔，且整个工作环境为在一 40°C至+50°C条件下的多次循环高低温环境，因此，需要通过有效的密封结构同时实现高压气体腔和低压液体腔的高低温密封。该实施例中的高低温密封结构，气液腔体隔板2将金属外筒体I内腔分割为ー个 高压气体腔和一个低压液体腔；所述金属外筒体I位于高压气体腔的内壁上有小凸台，气液腔体隔板2通过所述小凸台止靠，且气液腔体隔板2靠近高压气体腔的端部有一环形凹槽；气液腔体隔板2上的环形凹槽侧壁与金属外筒体I内壁、小凸台侧壁共同形成一个截面为四边形的气体腔密封槽；所述气体腔密封槽内安装有气体腔O型硅矽橡胶密封圈3，这样气体腔O型硅矽橡胶密封圈3和金属外筒体I内壁、小凸台侧壁之间形成两个密封面，实现气体腔的高低温密封；气液腔体隔板2靠近低压液体腔的端部被金属端盖5径向顶靠；且该端部有ー环形凹槽，气液腔体隔板2上的该环形凹槽侧壁与金属外筒体I内壁、金属端盖5侧壁共同形成ー个截面为倒三角形的液体腔密封槽；所述液体腔密封槽内安装有液体腔O型丁氰橡胶密封圈4，这样液体腔O型丁氰橡胶密封圈4和金属外筒体I内壁、金属端盖5侧壁形成两个密封面，实现气体腔的高低温密封；本实施例气体腔O型硅矽橡胶密封圈3的截面积S1=9. 78mm2,液体腔O型丁氰橡胶密封圈4的截面积S2=20. 65mm2,气体腔密封槽的截面积Sg=IO. 58mm2,液体腔密封槽截面积S1=Il 625_2。安装吋，首先将气液腔非金属隔板用酒精清洗干净，一 50°C低温冷冻至其直径尺寸缩小O. 05%后，隔板锥面均匀涂抹704密封胶，在其小锥端四边形密封槽部位安装液体腔O型丁氰橡胶密封圈4。然后将上面冷冻并装了左端液体腔O型丁氰橡胶密封圈4的隔板安装于金属外筒体I中，随后安装右端的气体腔O型硅矽橡胶密封圈3，最后将金属端盖5盖上与金属外筒体I螺栓孔对中，采用对角固定螺栓的方式，保障端盖均匀气液腔隔板，提高同心度及密封效果。安装结束后，进行ー个循环的高低温实验。具体如下常温下，24小时监测气液腔压カ变化情况；之后,放入高低温箱中+50°C环境下，保温24小时并监测气液腔体压カ变化情况；恢复常温后，再降低温度至一 40°C，保温24小时并监测气液腔体压カ变化情況。实验结果表明该实施例的密封方式具有很好的密封效果。本发明的密封结构，确保了气液腔体高压、高低温的密封，其安装拆卸过程简单，易操作，安装一致性强。尤其是在气液筒体装置实例应用中，承受了循环多次的严格国军标高低温环境考核要求，该发明对气液腔体高低温密封具有一定意义。针对本发明提出的技术方案，对气体腔O型硅矽橡胶密封圈3的截面积S1,液体腔O型丁氰橡胶密封圈4的截面积S2，气体腔密封槽的截面积Sg，液体腔密封槽截面积S1在满 足O. 85Sg ^ S1 ^ O. 95Sg，0. SSS1 ^ S2 ^ O. 95Si的条件下，进行了多组不同具体參数的实验，结果表明，均具有较好的密封效果。
权利要求
1.一种用于高压气液腔体的高低温密封结构，气液腔体隔板(2)将金属外筒体(I)内腔分割为ー个高压气体腔和一个低压液体腔；所述金属外筒体(I)位于高压气体腔的内壁上有小凸台，气液腔体隔板(2)通过所述小凸台止靠，且气液腔体隔板(2)靠近高压气体腔的端部有ー环形凹槽；气液腔体隔板(2)上的环形凹槽侧壁与金属外筒体(I)内壁、小凸台侧壁共同形成一个截面为四边形或倒三角形的气体腔密封槽；所述气体腔密封槽内安装有气体腔O型娃砂橡胶密封圈(3),这样气体腔O型娃砂橡胶密封圈(3)和金属外筒体(I)内壁、小凸台侧壁之间形成两个密封面，实现气体腔的高低温密封；气液腔体隔板(2)靠近低压液体腔的端部被金属端盖(5)径向顶靠；且该端部有ー环形凹槽，气液腔体隔板(2)上的该环形凹槽侧壁与金属外筒体(I)内壁、金属端盖(5)侧壁共同形成一个截面为四边形或倒三角形的液体腔密封槽；所述液体腔密封槽内安装有液体腔O型丁氰橡胶密封圈(4)，这样液体腔O型丁氰橡胶密封圈(4)和金属外筒体(I)内壁、金属端盖(5)侧壁形成两个密封面，实现气体腔的高低温密封；气体腔O型硅矽橡胶密封圈(3)的截面积S1，液体腔O型丁氰橡胶密封圈4d的截面积S2，气体腔密封槽的截面积Sg，液体腔密封槽截面积S1满足 .0.85S ^ S1 ^ 0. 95S ,0. SSS1 ^ S2 ^ 0. 95S1Q
全文摘要
本发明提出了一种用于高压气液腔体的高低温密封结构，属于机械密封技术领域。该结构中的气液腔体隔板2将金属外筒体1内腔分割为一个高压气体腔和一个低压液体腔；气液腔体隔板2靠近高压气体腔的端部有一环形凹槽；内安装有气体腔O型硅矽橡胶密封圈3；气液腔体隔板2靠近低压液体腔的端部有一环形凹槽，内安装有液体腔O型丁氰橡胶密封圈4。本发明提出的密封结构，已经在气液筒体装置中得到了实例应用，也可推广应用至同类密封需求的结构中。具有简单、可靠、操作性强的特点，并得到－40℃～+50℃温度范围内的多次循环高低温考核验证，同时也解决了高压气腔高低温密封的技术难题。
文档编号F16J15/10GK102734463SQ20121021867
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者万可友, 关锦清, 刘锋, 周金山, 朱四桃, 樊亚军, 王俊杰, 邵贤忠, 郑磊, 陈昌华 申请人:西北核技术研究所