密封装置的制作方法

本实用新型涉及法兰密封技术领域，尤其涉及一种密封装置。

背景技术：

法兰是管子与管子之间相互连接的零件，用于管端之间的连接，也有用在设备进出口上的法兰，用于两个设备之间的连接。例如，油气场站内工艺管线为了实现管线连接和对管线内介质进行控制和截断，在工艺管线的不同区段上设置有控制阀门和切断阀门等，为了让管线与管线、管线与阀门的连接处保持承压等级一致，并且不产生泄漏，往往需要通过连接法兰及法兰中的密封垫，如钢圈垫的挤压密封来完成，其密封过程是通过对安装在两个法兰片中的密封垫进行对称压紧使之产生弹性形变，压紧时将与法兰两侧上螺栓配对的螺母对角拧紧，使钢圈垫嵌入法兰的密封凹槽内，形成密封保证承压等级。但是当工艺管线正常生产时，由于管线中的介质的温度及压力波动，法兰片中的密封垫与法兰密封凹槽容易受温度和压力的影响而产生刺漏，甚至出现密封失效的问题。

现有技术通常采用在管线投入运行后对法兰片进行再次的紧固以解决法兰及密封垫由于温度和压力的影响而产生的刺漏，保证管线密封的正常运行，多次紧固使用导致密封失效后，更换法兰片与其中的密封垫，以保证密封垫与法兰片密封面的密封性。

然而上述更换法兰片或钢圈垫的方式，需要给管线泄压，甚至工业动火等作业程序，增加了生产成本且生产效率低。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供一种密封装置，能够增强密封件与法兰之间的密封性，在现有技术的基础上降低了生产成本且提高了生产效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供的密封装置，用于对两段管线之间实现密封，包括相对设置的两个法兰和设置在两个所述法兰之间的密封件；两个所述法兰上均设有与管线连通的通孔，且两个所述法兰之间形成有间隙，所述间隙的延伸方向垂直于所述通孔的延伸方向。

两个所述法兰靠近所述间隙的一侧分别设置有第一凹槽，所述第一凹槽用于容纳所述密封件；所述密封件靠近所述管线的一侧设置有第二凹槽，所述第二凹槽的开口方向朝向所述通孔。

在上述的密封装置中，可选的是，所述密封件包括密封内沿和密封外沿；所述密封内沿位于垂直于所述通孔的延伸方向上靠近所述第二凹槽的一侧，所述密封外沿位于垂直于所述通孔的延伸方向上远离所述第二凹槽的一侧。

所述第一凹槽的第一侧壁与所述密封件的密封内沿紧密贴合，所述第一凹槽的第二侧壁与所述密封件的密封外沿紧密贴合。

在上述的密封装置中，可选的是，所述密封件在垂直于所述通孔的延伸方向上的截面为八角形。

在上述的密封装置中，可选的是，所述密封件在垂直于所述通孔的延伸方向上的截面为椭圆形或圆形。

在上述的密封装置中，可选的是，所述第二凹槽在所述通孔的延伸方向上的尺寸沿着所述第二凹槽的开口方向保持不变。

在上述的密封装置中，可选的是，所述第二凹槽在所述通孔的延伸方向上的尺寸沿着所述第二凹槽的开口方向逐渐增大。

在上述的密封装置中，可选的是，所述第二凹槽与所述密封件的第一端之间的距离等于所述第二凹槽与所述密封件的第二端之间的距离。

在上述的密封装置中，可选的是，所述第二凹槽的槽体的延伸方向垂直于所述通孔的延伸方向。

在上述的密封装置中，可选的是，相对设置的两个所述法兰远离所述管线的一端通过螺栓连接。

在上述的密封装置中，可选的是，所述第二凹槽在垂直于所述通孔的延伸方向上的尺寸不大于所述密封件在垂直于所述通孔的延伸方向上的尺寸的二分之一。

本实用新型提供的密封装置，包括相对设置的两个法兰和设置在两个法兰之间的密封件，两个法兰上设有与管线连通的通孔，且两个法兰之间形成有间隙，两个法兰靠近间隙的一侧分别设置有第一凹槽，第一凹槽用于容纳密封件。通过在密封件靠近管线的一侧设置第二凹槽，且第二凹槽的开口方向朝向通孔，以使介质对第二凹槽产生作用力，从而使第一凹槽的第一侧壁与密封件的密封内沿紧密贴合，第一凹槽的第二侧壁与密封件的密封外沿紧密贴合。通过第二凹槽与密封件的第一端之间的距离等于第二凹槽与密封件的第二端之间的距离，第二凹槽的槽体的延伸方向垂直于通孔的延伸方向，第二凹槽位于密封件的中间位置，以使介质对第二凹槽的作用力均匀分给两个第一凹槽，从而进一步提高密封件与第一凹槽之间的密封性能。因此，本实用新型仅依靠密封装置本身的结构就能够增强密封件与法兰之间的密封性能，不用对两个法兰进行多次紧固以及频繁的更换法兰与密封件，在现有技术的基础上降低了生产成本，并大幅度的提高了生产效率。

本实用新型的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的密封装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的密封装置的工作状态示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的密封件的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的法兰的第一凹槽的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的一种密封件的截面示意图；

图6是本实用新型实施例一提供的另一种密封件的截面示意图；

图7是本实用新型实施例一提供的再一种密封件的截面示意图；

图8是本实用新型实施例一提供的又一种密封件的截面示意图；

图9是本实用新型实施例一提供的又一种密封件的截面示意图；

图10是本实用新型实施例二提供的一种密封件的截面示意图；

图11是本实用新型实施例二提供的另一种密封件的截面示意图；

图12是本实用新型实施例二提供的再一种密封件的截面示意图；

图13是本实用新型实施例二提供的又一种密封件的截面示意图；

图14是本实用新型实施例二提供的又一种密封件的截面示意图。

附图标记说明：

100-密封装置；

10-法兰；

101-第一法兰部；

102-第二法兰部；

103-通孔；

104-间隙；

105-第一凹槽；

1051-第一侧壁；

1052-第二侧壁；

20、20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h、20i、20j-密封件；

201-第二凹槽；

202-密封内沿；

203-密封外沿；

204-第一端；

205-第二端；

30-螺栓；

40-螺母。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的密封装置的结构示意图。图2是本实用新型实施例一提供的密封装置的工作状态示意图。图3是本实用新型实施例一提供的密封件的结构示意图。图4是本实用新型实施例一提供的法兰的第一凹槽的结构示意图。图5是本实用新型实施例一提供的一种密封件的截面示意图。图6是本实用新型实施例一提供的另一种密封件的截面示意图。图7是本实用新型实施例一提供的再一种密封件的截面示意图。图8是本实用新型实施例一提供的又一种密封件的截面示意图。图9是本实用新型实施例一提供的又一种密封件的截面示意图。

参照图1至图4所示，本实用新型实施例一提供的密封装置100，用于对两段管线之间实现密封，包括相对设置的两个法兰10和设置在两个法兰10之间的密封件20；两个法兰10上均设置有与管线连通的通孔103，通孔103将法兰10分离为第一法兰部101和第二法兰部102，管线设置在第一法兰部101和第二法兰部102之间的通孔103内，管线的延伸方向即为通孔103的延伸方向。

具体地，管线的端部与法兰10的入口通过焊接连接，使得管线与法兰10的通孔103相连通。

两个法兰10之间形成有间隙104，间隙104的延伸方向垂直于通孔103的延伸方向。

其中，两个法兰10靠近间隙104的一侧分别设置有第一凹槽105，第一凹槽105用于容纳密封件20。

作为一种可选的实施方式，相对设置的两个法兰10远离管线的一端通过螺栓连接。具体地，如图1所示，相对设置的两个法兰10远离管线的一端设置有通孔，螺栓30穿过通孔，螺母40设置在螺栓30的两侧，螺栓30与螺母40配合使用，对两个法兰10沿靠近间隙104的方向进行拧紧连接，使密封件20嵌入第一凹槽105内，形成密封。

需要说明的是，第一凹槽105与法兰10可以是一体式结构，也可以是分离式结构。当第一凹槽105与法兰10为一体式结构时，第一凹槽105直接开设在法兰10靠近间隙104的一个侧壁上；当第一凹槽105与法兰10为分离式结构时，第一凹槽105为单独的结构，法兰10靠近间隙104的侧壁上设置有用于容纳第一凹槽105的开口，第一凹槽105可拆卸的嵌入法兰10的靠近间隙104的侧壁的开口内。

进一步地，第一凹槽105和法兰10靠近间隙104的侧壁之间还可以是通过不可拆卸的方式连接，例如第一凹槽105和法兰10靠近间隙104的侧壁的连接处均为金属材质，此时两者可以通过焊接的方式连接。

需要说明的是，第一凹槽105与法兰10为一体式结构时，密封装置100的密封性能更佳。

此外，密封件20靠近管线的一侧设置有第二凹槽201，第二凹槽201的开口方向朝向管线。

具体地，密封件20包括密封内沿202和密封外沿203，密封内沿202位于垂直于通孔103的延伸方向上靠近第二凹槽201的一侧，密封外沿203位于垂直于通孔103的延伸方向上远离第二凹槽201的一侧。第一凹槽105的第一侧壁1051与密封件20的密封内沿202紧密贴合，第一凹槽105的第二侧壁1052与密封件20的密封外沿203紧密贴合。

需要说明的是，在实际使用过程中，如图2所示，两段管线分别设置在两个第一法兰部101和两个第二法兰部102之间的通孔103内，管线内的介质沿从左至右的方向(如图2所示)或者沿从右至左的方向(与图2所示方向相反)在管线内流动，当管线内的介质流经两个法兰10形成的间隙104时，一部分介质继续沿原来的流动方向流动，其余介质通过间隙104流向密封件20。当介质流向密封件20时，由于第二凹槽201的开口方向朝向管线，因此，介质会流入密封件20的第二凹槽201内，并产生向第二凹槽201的三个内壁的作用力，并使密封件20发生向两侧的扩张形变，以此增强密封件20与第一凹槽105之间的密封性能，使密封件20的密封内沿202与第一凹槽105的第一侧壁1051以及密封件20的密封外沿203与第一凹槽105的第二侧壁1052进一步地紧密贴合。

因此，本实用新型实施例可以将介质中的压力在密封件20的第二凹槽201的内侧壁进行对称、均匀的分解，进而将密封件20的第二凹槽201的内侧壁向外扩张，从而法兰10的第一凹槽105对密封件20进行抵推，以使密封件20和第一凹槽105形成密封整体，保证在介质压力越大的情况下密封件20与第一凹槽105的密封效果越稳定，并克服介质的温度变化与密封件20的重复利用使密封件20的弹性失效的问题。也就是说，密封件20产生扩张形变，从而使密封内沿202和密封外延203与第一凹槽105的两个侧壁产生更强的压迫与贴合，使密封性更强。

此外，为了使密封件20的第一端204和第二端205对相对设置的两个第一凹槽105的作用力更加均匀，第二凹槽201与密封件20的第一端204之间的距离等于第二凹槽201与密封件20的第二端205之间的距离，也就是说，第二凹槽201位于密封件20在通孔103的延伸方向上的中间位置。

同样，为了使密封件20的第一端204和第二端205对第一凹槽105的作用力更加均匀，第二凹槽201的槽体的延伸方向可以垂直于通孔103的延伸方向。

也就是说，当以间隙104的延伸方向为分割线对第二凹槽201进行分割时，可以将第二凹槽201均匀分割为完全相同的两部分，同时可以将密封件20分割为完全相同的两部分。

作为一种可选的实施方式，第二凹槽201在垂直于通孔103的延伸方向上的尺寸不大于密封件20在垂直于通孔103的延伸方向上的尺寸的二分之一，以保证与第二凹槽201的开口相对的第二凹槽201的底壁具有足够的承受能力，从而保证密封件20不会断裂，具有更长的使用寿命。

需要说明的是，在实际应用过程中，可根据实际场景的需求对第二凹槽201的槽深进行设定。例如，管线内介质压力越大时，密封件在装配时需承受的两侧法兰的挤压压力也会更大，因此将槽深相对设置的更浅，以此增加密封件的承压强度。

作为一种优选的实施方式，第二凹槽201的形状为弧形或圆形，当介质压力越高时，密封件20承受的压力也更高，第二凹槽201为弧形或圆形时相对承压能力更佳。

需要说明的是，本实用新型实施例一提供的密封装置中，密封件20为八棱柱结构，也就是说，密封件20在垂直于通孔103的延伸方向上的截面为八角形。

其中，第二凹槽201的结构包括但不限于以下两种可能的实现方式：

一种可能的实现方式为：如图5所示，第二凹槽201在通孔103的延伸方向上的尺寸沿着第二凹槽201的开口方向保持不变。例如，第二凹槽201的截面可以为正方形、长方形等，本实用新型对此并不加以限制，也不限于上述示例。

另一种可能的实现方式为：如图6至图9所示，第二凹槽201在通孔103的延伸方向上的尺寸沿着第二凹槽201的开口方向逐渐增大。例如，第二凹槽201的截面可以为锥形、u形、圆形和三角形等，本实用新型对此并不加以限制，也不限于上述示例。

需要说明的是，本实用新型通过引进介质的压力让其分解作用力以使密封件20在第一凹槽105内的弹性形变更大，以此实现密封更紧的效果，尤其是在介质压力越大的情况下克服温度变化(如升高时密封失效)的影响而使密封效果持续不失效。

需要说明的是，本实用新型第二凹槽201的设置在不影响密封件20本身的强度的情况下设置，现有技术中的密封件容易失效除了自身密封面出现损伤外，主要原因就是挤压的弹性形变导致密封件失效，因此本实用新型通过设置第二凹槽201来提供一个压力挤推，使密封件20需要重复使用时除了依靠第一凹槽105的挤压产生形变外还会获得第二凹槽201的挤推产生形变从而使密封件的受力抵消，重复利用率高。

本实用新型实施例一提供的密封装置，包括相对设置的两个法兰和设置在两个法兰之间的密封件，两个法兰上设有与管线连通的通孔，且两个法兰之间形成有间隙，两个法兰靠近间隙的一侧分别设置有第一凹槽，第一凹槽用于容纳密封件。通过在密封件靠近管线的一侧设置第二凹槽，且第二凹槽的开口方向朝向管线，以使介质流向第二凹槽并产生对第二凹槽的侧壁的侧向抵推力，从而使第一凹槽的第一侧壁与密封件的密封内沿紧密贴合，第一凹槽的第二侧壁与密封件的密封外沿紧密贴合。通过第二凹槽与密封件的第一端之间的距离等于第二凹槽与密封件的第二端之间的距离，第二凹槽的槽体的延伸方向垂直于通孔的延伸方向，进一步提高密封件与第一凹槽之间的密封性能。此外，还通过设置第二凹槽在通孔的延伸方向上的尺寸沿着第二凹槽的开口方向逐渐增大，进一步提高了法兰内部介质压力对密封件的密封内沿的顶推作用，从而进一步增大密封件与第一凹槽之间的密封作用。因此，本实用新型仅依靠密封装置本身的结构就能够增强密封件与法兰之间的密封性能，不用对两个法兰进行多次紧固以及频繁的更换法兰与密封件，在现有技术的基础上降低了生产成本，并大幅度的提高了生产效率。

实施例二

图10是本实用新型实施例二提供的一种密封件的截面示意图。图11是本实用新型实施例二提供的另一种密封件的截面示意图。图12是本实用新型实施例二提供的再一种密封件的截面示意图。图13是本实用新型实施例二提供的又一种密封件的截面示意图。图14是本实用新型实施例二提供的又一种密封件的截面示意图。

在上述实施例一的基础上，本实用新型实施例二还提供一种密封装置，参照附图10至附图14所示，本实用新型实施例二提供的另一种结构的密封装置100，实施例二与实施例一相比，两者的区别之处在于，密封件的结构并不相同。

具体地，本实用新型实施例二提供的密封装置中，密封件20为圆柱体结构，也就是说，密封件在垂直于通孔的延伸方向上的截面形状为椭圆形或圆形。

其中，第二凹槽201的结构包括但不限于以下两种可能的实现方式：

一种可能的实现方式为：如图5所示，第二凹槽201在通孔103的延伸方向上的尺寸沿着第二凹槽201的开口方向保持不变。例如，第二凹槽201的截面可以为正方形、长方形等，本实用新型对此并不加以限制，也不限于上述示例。

另一种可能的实现方式为：如图6至图9所示，第二凹槽201在通孔103的延伸方向上的尺寸沿着第二凹槽201的开口方向逐渐增大。例如，第二凹槽201的截面可以为锥形、u形、圆形和三角形等，本实用新型对此并不加以限制，也不限于上述示例。

作为一种优选的实施方式，第二凹槽201的形状为弧形或圆形，当介质压力越高时，密封件20承受的压力也更高，第二凹槽201为弧形或圆形时相对承压能力更佳。

需要说明的是，设置第二凹槽201在通孔103的延伸方向上的尺寸沿着第二凹槽201的开口方向逐渐增大，可以进一步提高了法兰10内部介质压力对密封件20的密封内沿202的顶推作用，从而增大密封件20的密封内沿202与第一凹槽105的第一侧壁1051以及密封件20的密封外沿203与第一凹槽105的第二侧壁1052之间的密封作用。

其他技术特征与实施例一相同，并能达到相同的技术效果，在此不再一一赘述。

本实用新型实施例二提供的法兰装置，包括相对设置的两个法兰和设置在两个法兰之间的密封件，两个法兰上设有与管线连通的通孔，且两个法兰之间形成有间隙，两个法兰靠近间隙的一侧分别设置有第一凹槽，第一凹槽用于容纳密封件。通过在密封件靠近管线的一侧设置第二凹槽，且第二凹槽的开口方向朝向管线，以使介质流向第二凹槽并产生对第二凹槽的侧壁的侧向抵推力，从而使第一凹槽的第一侧壁与密封件的密封内沿紧密贴合，第一凹槽的第二侧壁与密封件的密封外沿紧密贴合。通过第二凹槽与密封件的第一端之间的距离等于第二凹槽与密封件的第二端之间的距离，第二凹槽的槽体的延伸方向垂直于通孔的延伸方向，进一步提高密封件与第一凹槽之间的密封性能。此外，还通过设置第二凹槽在通孔的延伸方向上的尺寸沿着第二凹槽的开口方向逐渐增大，进一步提高了法兰内部介质压力对密封件的密封内沿的顶推作用，从而进一步增大密封件与第一凹槽之间的密封作用。因此，本实用新型仅依靠密封装置本身的结构就能够增强密封件与法兰之间的密封性能，不用对两个法兰进行多次紧固以及频繁的更换法兰与密封件，在现有技术的基础上降低了生产成本，并大幅度的提高了生产效率。

在上述实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例保护范围的限制。

此外，术语“第一”“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包含至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型说明书的描述中，需要理解的是，术语“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。