一种自密封结构的密封圈的制作方法

1.本实用新型涉及复杂工况密封领域，尤其涉及一种自密封结构的密封圈。


背景技术：

2.核反应堆压力容器、核岛内压力容器、管道泵阀门组件等密封面或压容器，需要在高温高压及高剂量辐射等复杂工况下进行密封，工况具体为：温度350℃至650℃或更高，压力50mpa至300mpa或更高，以及高剂量辐照，这样对密封材质及结构有了极大的要求。
3.在单一工况或组合工况下，非金属内置弹簧轴封，如ptfe材质，尼龙材质，聚胺指材质，本体耐温均不超过350℃；石墨垫片或石墨增强垫片，密封可靠性差，且容易掉粉尘，且需要较大的安装空间；紫铜垫片，金属八角垫片等，可以耐高温高压，但没有自密结构，且压缩性与回弹都较差；金属c型圈及弹簧增强金属c型圈，因为采用薄板成型或焊接成型，耐高压性能较差，或存在吹破风险。这些都很难在如此工装下达到≤10
‑6pa m3/s或更高标准的可靠密封。


技术实现要素：

4.本实用新型目的是提供一种自密封结构的密封圈，用于解决在高温高压及高剂量等复杂工况下密封圈材质不满足要求且不具有自密性结构的问题。
5.本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：
6.一种自密封结构的密封圈，包括密封圈本体及自密封部件；所述自密封部件对称设置在密封圈本体上；所述自密封部件可在内应力作用下轴向贴紧密封面二次形成密封腔；
7.所述自密封部件包括支撑环及张力构件；所述支撑环设置在密封圈本体的内环上，所述张力构件上下对称设置在支撑环内环上。
8.优选的，所述张力构件为空心圆台结构；所述张力构件为一体结构，设置在支撑环内环圆周上。
9.可选的，所述张力构件为若干片状等腰梯形结构；所述张力构件依次连接均匀设置在支撑环内环圆周上。
10.可选的，所述张力构件的上底边和下底边为圆弧。
11.优选的，所述张力构件与水平面呈倾斜角向远离支撑环中心设置；所述张力构件为弹性构件。
12.优选的，所述张力构件的回弹率大于50％。
13.优选的，所述密封腔由密封面与支撑环及张力构件组成。
14.优选的，所述密封圈本体上覆盖有涂层。
15.优选的，所述涂层的表面粗糙度ra满足ra小于0.4。
16.优选的，所述密封圈本体内环内壁上设有凹槽；所述支撑环嵌设在凹槽内。
17.本实用新型具有如下有益效果：
18.1、相对于传统金属密封圈，具有压缩量大，回弹大的特点；
19.2、相对于金属齿形垫片，具有自增强的结构设计，压缩密封圈所需要的预紧力也更小；
20.3、相对于金属c型圈，具有无焊接缺陷的优势，且整体设计及加工方式，对于加工材料的选择也更具多样性。
附图说明
21.图1为本实用新型立体结构示意图；
22.图2为本实用新型俯视图；
23.图3为本实用新型自密封部件部分剖视图；
24.图4为本实用新型工作状态剖视图；
25.图5为本实用新型密封腔结构示意图；
26.图6为本实用新型密封圈本体结构示意图；
27.图7为本实用新型实施例2结构示意图；
28.图中标记示意为：1
‑
密封圈本体；2
‑
自密封部件；3
‑
支撑环；4
‑
张力构件；5
‑
涂层；6
‑
凹槽；7
‑
密封腔；8
‑
法兰盖；9
‑
法兰槽。
具体实施方式
29.下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。
30.实施例1
31.本实施例提供了一种自密封结构的密封圈，包括密封圈本体1及自密封部件2；所述自密封部件2对称设置在密封圈本体1上；所述自密封部件2可在内应力作用下轴向贴紧法兰盖8二次形成密封腔；
32.所述自密封部件2包括支撑环3及张力构件4；所述支撑环3设置在密封圈本体1的内环上，所述张力构件4上下对称设置在支撑环3内环上。
33.本实用新型公开的是一种自密封部件2，在目前现有密封圈无法在高温高压及高剂量辐射等工况下提供可靠密封的情况下，能够适应这些工况，并且在轴向压力下能够发生形变，借助系统压力轴向贴紧法兰盖8，二次形成密封腔7，起到一个自密封的作用。
34.本实施例提供的进一步实施方式，所述张力构件4为空心圆台结构；所述张力构件4为一体结构，设置在支撑环2内环圆周上。
35.进行密封时，张力构件4受到轴向压力，张力构件4向内压缩，直至与密封圈本体1保持一个平面，此时密封面与密封接触的密封圈本体1密封贴合，并与法兰槽9紧密贴合，法兰盖8发生松驰或线性膨胀时，被挤压的张力构件4能提供一定的补偿力让密封圈本体1补偿法兰盖8可能会产生的间隙，系统内的压力作用于密封圈本体1内侧，迫使张力构件4与法兰盖8贴更加紧密，二次形成密封腔7，达到可靠密封的作用。
36.本实施例提供的进一步实施方式，所述张力构件4与水平面呈倾斜角向远离支撑环3中心设置；所述张力构件4为弹性构件。
37.在受到系统压力情况下，张力构件4因其具有弹性，会在原有倾斜角度向支撑环3中心内压缩，直至与密封圈本体1保持同一平面；当法兰盖8发生松驰或线性膨胀时，因其恢
复自身形变的特性，张力构件4会逐渐向外张开，在本身的圆台结构下，与法兰盖8轴向贴紧形成密封腔7，达到可靠密封的作用。
38.本实施例提供的进一步实施方式，所述张力构件4的回弹率大于50％。
39.压缩是为了使密封圈填补法兰密封面的粗糙及缺陷以达到密封的效果，压缩量与所加扭力有关，张力构件4的压缩性更多为一个范围，压缩性数值的大小对正常法兰的密封不致有太大的影响，除非是密封面不平整或缺陷较大，需要较大的弥补量或是非金属材料的密封面，需要扭力不大压缩足够的张力构件4才更要注意压缩性。因此，对密封而言，回弹性比压缩性更有实际的意义，是更重要的参数，回弹性大于压缩量50％，能够在发生形变后恢复到原状，才能与密封面形成密封腔7，实现自密封性。
40.本实施例提供的进一步实施方式，当法兰盖8发生松驰或线性膨胀后，上密封面与下密封面接合处原本的安装间隙变化，张力构件4恢复其自身特性，给到一个补偿力补偿法兰盖8可能会产生的间隙，二次形成密封腔7，所述密封腔7由法兰盖8与支撑环3及张力构件4组成，达到一个可靠密封的作用。
41.本实施例提供的进一步实施方式，所述密封圈本体1上覆盖有涂层5，为软质金属层，可为有金，银，锡，铅，铜，用于填补密封圈本体1与密封面或密封轴表面的不平，避免张力构件4压缩量过大且压缩性数值范围过小。
42.本实施例提供的进一步实施方式，所述涂层5的表面粗糙度ra满足ra小于0.4；表面粗糙度(surface roughness)是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度，其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1mm以下)，属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑，因此涂层5覆盖在密封圈本体1上越光滑，密封性越好。
43.本实施例提供的进一步实施方式，所述密封圈本体1内环内壁上设有凹槽6；所述支撑环4固定嵌设在凹槽6内，可更好的布置张力构件4的位置，使其达到最佳密封效果。
44.以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
45.实施例2
46.本实施例提供的是一种自密封结构的密封圈，基本结构与实施例1相同，不同之处在于张力构件4，具体为：所述张力构件4为若干片状等腰梯形结构；所述张力构件4依次连接均匀设置在支撑环3内环圆周上。
47.本实施例提供的进一步实施方式，所述张力构件4的上底边和下底边为圆弧，张力构件4的上底边依次连接可绕成一个圆周，从而与法兰盖8的密封面密封配合，下底边依次围绕一圈可设置在支撑柱3的内环一周。
48.因与水平面呈一个倾斜角，张力构件4两边的梯形腰可依次连接，整体形成一个空心圆台结构，在进行密封时，张力构件4受到轴向压力，张力构件4向内压缩，直至与密封圈本体1保持一个平面，此时法兰盖8与密封接触的密封圈本体1密封贴合，法兰盖8发生松驰或线性膨胀时，被挤压的张力构件4能提供一定的补偿力让密封圈本体1补偿法兰盖8可能会产生的间隙，系统内的压力作用于密封圈本体1内侧，迫使张力构件4与法法兰盖8更加贴紧，二次形成密封腔7，达到可靠密封的作用。
49.最后应说明的是：以上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精神和范围。