专利名称：一种高温系统组件密封方法及其密封件的制作方法
技术领域：
本发明涉及高温系统组件的密封连接技术，包括高温系统或高低温过渡系统中金属组件之间、金属组件与非金属组件之间的密封连接技术，具体地说是一种高温系统组件密封方法及其密封件。
背景技术：
高温是在工业生产和科学研究中经常遇到的现象，比如燃烧、加热和放电等。在涉及到高温的系统中常常遇到组件的密封和连接问题，通常的密封材料可以采用金属垫片和非金属垫片(如石墨片、橡胶等)，其中金属垫片和非金属中弹性形变不大的密封材料适用于耐受应力强度大的组件间密封连接，而广泛使用的弹性形变大、密封效果好、同时对组件的耐受应力强度要求较低的橡胶类密封材料，往往受到耐受温度不高的使用限制，比如金属组件与玻璃组件在高温系统中的密封连接就是常常遇到的该类技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高温系统组件密封方法及其密封件。本发明大大拓展了耐热强度低的密封材料和密封器件的温度适用范围，特别是解决了由耐受应力较低的非金属材料制成的组件在高温条件下与金属组件的密封连接问题。本发明具有器件加工简单、费用低和拆卸方便的特点。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为
一种高温系统组件密封方法，用于一个管状组件与另一个管状组件之间的密封过程中，在相接触的管状组件间的密封部位设置有流体通道，流体通道设置于一个管状组件内部或每一个管状组件内部，管状组件的流体通道内均通有冷却介质；通过流体通道对连接部件的密封面引入冷却介质达到降低密封部位的密封面温度，从而使不能耐受高温的固体或液体胶等密封器件和密封材料适用于高温环境，大大拓展了该类密封材料和密封材料的使用温度范围，特别是解决了由耐受应力较低的非金属材料制成的组件在高温条件下与金属组件的密封连接问题。
其可适用于高温系统或高低温过渡系统中金属组件之间、金属组件与非金属组件之间的密封连接；组件的材质是可加工、能引入流体通道的金属、非金属(比如玻璃、陶瓷等)等热的良导体或不良导体，对于热的良导体，冷却介质对密封面起直接冷却和热隔断作用，对热的不良导体，冷却介质对密封面主要起热隔断作用。在管状组件间密封部位所采用的密封材料或密封器件可为不能耐受高温的具有密封作用的材料、商业成品、设计加工的部件，比如橡胶圈、橡胶垫、玻璃胶等。所述冷却介质为吸热量较大的液体(比如水、油和液氮等)或气体；所述流体通道是密封组件自身的一部分，其位置处于密封部位靠近密封面的地方，充分保证了密封面的冷却效果，根据冷却介质对工作介质温度的影响程度的要求，选择流体通道到工作介质的几何尺寸、走向和分布等参数；根据组合的需要可以是两个组件之间的组合，也可以是任意多个组件之间的组合，根据密封部分温度的分布特点，可以在单个组件、多个组件乃至全部组件的密封面上引入冷却通道。
所述管状组件的连接方式可为螺旋压帽挤压式(见图1)、卡套式(见图2)或直接挤压式达到密封要求。
如 一种螺旋压帽式密封连接结构的高温系统密封件，包括非金属圆管、金属管、金属螺帽、密封圈、在金属管的一端插接有非金属圆管，在金属管的被插入端螺合有金属螺帽，在金属管的被插入端端面上设有内斜的止口，在止口上设置有密封圈；金属螺帽压紧于密封圈上；在靠近密封圈的非金属圆管和金属管的管壁内部均设置有流体通道，同时，相对应的在非金属圆管和金属管的管壁上分别设置有非金属圆管冷却介质入口、非金属圆管冷却介质出口、金属圆管冷却介质入口、金属密封件的冷却介质出口。在金属螺帽与密封圈之间可设置有压片。
一种卡套式密封连接结构的高温系统密封件，包括二个一端带有环状凸台的连接管、卡套和密封圈，二个连接管的环状凸台相对接，在环状凸台外侧设置有卡套，卡套将相对接的二个环状凸台锁紧为一体；在环状凸台的端面上设置有"O"圈槽，"O"圈槽内放置有密封圈；
在靠近密封圈的二个环状凸台内部均设置有流体通道，同时，相对应的在每个环状凸台的管壁上均分别设置有冷却介质入口 、冷却介质出口 。
本发明的有益效果是
1本发明大大拓展了耐热强度低的密封材料和密封器件的温度适用范围，特别是解决了由耐受应力较低的非金属材料制成的组件在高温条件下与金属组件的密封连接问题。
(1 )本发明用于"微波放电全气相碘激光体系"中高温条件下的石英组件和金属组件的密封连接，效果非常好。
(2)本发明用于"直流放电全气相碘激光体系"中高温条件下的石英组件和金属组件的密封连接，效果非常好。
2本发明具有器件加工简单、费用低和拆卸方便的特点。
图1螺旋压帽式密封连接结构示意图。图2卡套式密封连接结构示意图。
具体实施例方式
本发明在密封连接组件的设计和加工中，在连接组件的密封面附近(密
4封面下面或侧面)引入适于冷却介质流通的流体通道，该通道与外部冷却介质供体通过适当的管路连接，向密封面提供冷却介质以达到冷却密封面，降低密封器件的实际接触温度的目的。实施例l螺旋压帽式
如图1所示， 一种高温系统密封件，其为螺旋压帽式密封连接结构，包括非金属圆管l、金属管2、金属螺帽3、密封圈4、在金属管2的一端
插接有非金属圆管1，在金属管2的被插入端螺合有金属螺帽3，在金属管
2的被插入端端面上设有内斜的止口，在止口上设置有密封圈4;金属螺帽3压紧于密封圈4上；
在靠近密封圈4的非金属圆管1和金属管2的管壁内部均设置有流体通道，同时，相对应的在非金属圆管1和金属管2的管壁上分别设置有非金属圆管冷却介质入口6、非金属圆管冷却介质出口 7、金属圆管冷却介质入口8、金属密封件的冷却介质出口 9;在金属螺帽3与密封圈4之间设置有压片5，其中14为工作介质通道。
在放电体系中，放电腔体通常是非金属材料，而由于各种原因，会涉及到与外部金属器件的连接。将上述装置用于微波放电直接产生氯原子的全气相碘激光和直流放电间接产生氯原子的全气相碘激光系统中石英玻璃放电腔与外部金属腔体之间的密封连接，达到了很好的密封连接效果；
其中微波放电腔中等离子体区的温度大于1000摄氏度，密封材料为普通的橡胶密封O圈，冷却介质为水，其应用效果非常好。
实施例2卡套式
如图2所示， 一种高温系统密封件，其为卡套式密封连接结构，包括二个一端带有环状凸台的连接管10、卡套11和密封圈4， 二个连接管10的环状凸台相对接，在环状凸台外侧设置有卡套ll，卡套ll将相对接的二个环状凸台锁紧为一体；在环状凸台的端面上设置有"O"圈槽，"O"圈槽内放置有密封圈4;在靠近密封圈4的二个环状凸台内部均设置有流体通道，同时，相对应的在每个环状凸台的管壁上均分别设置有冷却介质入口12、冷却介质出口13，其中14为工作介质通道。
将上述装置用于微波放电直接产生氯原子的全气相碘激光和直流放电间接产生氯原子的全气相碘激光系统中石英玻璃放电腔与外部金属腔体之间的密封连接，达到了很好的密封连接效果；
其中微波放电腔中等离子体区的温度大于1000摄氏度，密封材料为普通的橡胶密封O圈，冷却介质为水，其应用效果非常好。
权利要求
1. 一种高温系统组件密封方法，用于一个管状组件与另一个管状组件之间的密封过程中，其特征在于在相接触的管状组件间的密封部位设置有流体通道，流体通道设置于一个管状组件内部或每一个管状组件内部，管状组件的流体通道内均通有冷却介质；通过流体通道对连接部件的密封面引入冷却介质达到降低密封部位的密封面温度。
2. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述流体通道是密封组 件自身的一部分，其位置处于密封部位靠近密封面的地方。
3. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于在管状组件间密封部位 所采用的密封材料或密封器件为橡胶圈、橡胶垫或玻璃胶；所述冷却介质 为水、油或液氮。
4. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述管状组件的连接方 式可为螺旋压帽挤压式、卡套式或直接挤压式达到密封要求。
5. —种高温系统密封件，其为螺旋压帽式密封连接结构，包括非金属 圆管(1)、金属管(2)、金属螺帽(3)、密封圈(4)、其特征在于在金属管(2)的一端插接有非金属圆管(1)，在金属管(2)的被插入端螺合 有金属螺帽(3)，在金属管(2)的被插入端端面上设有内斜的止口，在止口上设置有密封圈(4);金属螺帽(3)压紧于密封圈(4)上；在靠近密封圈(4)的非金属圆管(1)和金属管(2)的管壁内部均设 置有流体通道，同时，相对应的在非金属圆管(1)和金属管(2)的管壁 上分别设置有非金属圆管冷却介质入口 (6)、非金属圆管冷却介质出口 (7)、 金属圆管冷却介质入口 (8)、金属密封件的冷却介质出口 (9)。
6. 按照权利要求5所述高温系统密封件，其特征在于在金属螺帽(3) 与密封圈(4)之间设置有压片(5)。
7. —种高温系统密封件，其为卡套式密封连接结构，包括二个一端带 有环状凸台的连接管(10)、卡套(11)和密封圈(4)，其特征在于二个 连接管(10)的环状凸台相对接，在环状凸台外侧设置有卡套(11)，卡套(11)将相对接的二个环状凸台锁紧为一体；在环状凸台的端面上设置有 "O"圈槽，"O"圈槽内放置有密封圈(4);在靠近密封圈(4)的二个环状凸台内部均设置有流体通道，同时，相 对应的在每个环状凸台的管壁上均分别设置有冷却介质入口 (12)、冷却介 质出口 (13)。
全文摘要
本发明涉及高温系统组件的密封连接，具体地说是一种高温系统组件密封方法及其密封件，用于一个管状组件与另一个管状组件之间的密封过程中，在相接触的管状组件间的密封部位设置有流体通道，流体通道设置于一个管状组件内部或每一个管状组件内部，管状组件的流体通道内均通有冷却介质；通过流体通道对连接部件的密封面引入冷却介质达到降低密封部位的密封面温度。其可用于高温系统或高低温过渡系统中金属组件、非金属组件的密封连接；本发明大大拓展了耐热强度低的密封材料和密封器件的温度适用范围，特别是解决了由耐受应力较低的非金属材料制成的组件在高温条件下与金属组件的密封连接问题。本发明具有器件加工简单、费用低和拆卸方便的特点。
文档编号F16L53/00GK101463935SQ20071015902
公开日2009年6月24日 申请日期2007年12月19日 优先权日2007年12月19日
发明者于海军, 唐书凯, 多丽萍, 健 汪 申请人:中国科学院大连化学物理研究所