一种柔性自紧密封胶圈和密封结构的制作方法

1.本发明涉及管道的接头安装技术领域，具体为中高压输水、液管路的连接与密封、安装技术。


背景技术：

2.在中高压管道连接和密封中，比较常用的连接型式有法兰连接、卡箍连接等。而密封件基本是胶垫、缠绕垫、金属环垫、o型圈等。法兰连接结构成熟、型式简单，在中低压管路中应用较为普遍。但其存在以下缺陷：
3.1）高压密封性能差。法兰连接最高适用压力为40mpa，根据不同的密封型式和管径的适用压力会更小。在超过一定的压力，情况下，密封性能较差，容易出现渗水、漏水、密封垫破损、移位等现象。严重影响了管线的密封和安全性。
4.2）预紧时间长，安装效率低。法兰连接时，为了保证密封效果，必须要求对密封件进行一定压缩和预紧力。因此，在安装时，要求对螺栓必须施加一定的预应力。在安装过程中多个螺栓需要来回多次预紧，效率较低。
5.3）环境适应能力差，不抗冷热应变，需二次紧固。法兰连接时，为了保证密封效果，对螺栓进行一定压缩和预紧力。在使用环境温度变化时，螺栓存在热变形／热应力。在夏季安装，一般需要在秋冬季节进行二次紧固；而在冬季安装，可能存在预紧力过大而出现螺栓损害等。
6.4）密封垫易老化损坏。法兰连接时，为了保证密封效果，对密封垫进行一定压缩和预紧力。而且在温度变化时，也存在一定弹性损伤，弹性损伤后则密封效果大打折扣。压力和温度的双重作用，导致密封垫易老化、弹性变小，密封效果变差。


技术实现要素：

7.本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种安装效率高、承压高、密封可靠、不易损坏、不需二次紧固的柔性自紧密封胶圈和密封结构。
8.本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种柔性自紧密封胶圈，包括胶圈主体，其特征在于：环绕所述胶圈主体的内壁设置有膨胀槽，膨胀槽的开口朝向胶圈主体的中心。
9.该密封胶圈的密封原理是：其密封的接缝处如果发生压力泄露，从接缝处泄露的气体或液体将从管腔内，沿泄露处接缝向柔性自紧密封胶圈处移动，到达柔性自紧密封胶圈后，因膨胀槽开口朝向柔性自紧密封胶圈的中心，即气体或液体压力将优先进入膨胀槽，利用膨胀壁与胶圈主体弹性连接，膨胀槽内压力大，膨胀壁向两侧张开，从而贴紧管道接头处两侧的管道壁，实现该处的膨胀密封。泄露压力越大，则膨胀壁与管接头内壁贴合越紧密，密封效果越好。
10.膨胀槽可为多个朝向胶圈主体中心的空格；膨胀槽也能设置为相互平行的多个。均能起到受压力则膨胀密封的效果。
11.优选的，所述的膨胀槽环绕胶圈主体内壁设置。
12.环绕内壁平行设置的膨胀槽膨胀方向可控，膨胀壁统一向两管接头内壁膨胀、压紧，密封效果更好。
13.优选的，所述的膨胀槽的宽度由内至外逐渐变宽。
14.在受到压缩气挤压时，膨胀槽两侧更容易向外运动，且能够保证膨胀槽两侧与胶圈主体之间的连接强度
15.优选的，膨胀槽的底部为中部内凹的圆弧形。能够有效消除应力集中。
16.优选的，所述的胶圈主体为弹性材料。
17.弹性的胶圈主体也能提供一定的形变密封性能。
18.一种密封结构，其特征在于：包括设置在相邻两管道的接头之间的密封胶圈和卡箍组件，密封胶圈为以上所述的柔性自紧密封胶圈，膨胀槽环绕管道接头的接缝设置，并与接缝正对。
19.卡箍式管接具有安装快速、简易、安全、可靠、经济，免电焊、无污染等优点。但一般对于中高压管道的连接无法使用，因为卡箍式管接缺少对两个管道轴向的挤压力，无法很好的挤压接头内的密封胶圈而实现密封，因此中高压的管道接头固定需要采用法兰等轴向挤压的密封方式，进一步的，为了连接处各轴向的压力平衡，就需要背景技术中所述的复杂的安装方式。本发明中，得益于柔性自紧密封胶圈的超强的自适应能力、抗老化能力与自紧效果，可将卡箍式管接应用于中高压管道的密封，密封效果好，安装时能使用方便。在此情况下，得益于密封胶圈可容余一定的缝隙通过柔性自紧密封胶圈的自膨胀密封，因此，实现中高压管道可采用标准号gbt 8260-2008的卡箍式柔性管接头，实现较小度数的弯折。
20.所述的管道接头处的两个管道外壁设有外翻边，卡箍组件通过连接两个管道的外翻边连接两个管道。
21.优选的，所述的管道接头之间设有胶圈槽，密封胶圈设置在胶圈槽内。固定柔性自紧密封胶圈，配合膨胀密封保证密封效果。
22.优选的，所述的卡箍组件包括两个弧形卡箍，两个弧形卡箍可拆卸的连接，形成环绕管道接头的卡箍组件。方便拆装。
23.优选的，所述的密封胶圈的膨胀部通过管道接头处的缝隙连接或连通至管道腔内。
24.优选的，所述的密封胶圈的膨胀槽通过管道接头处的缝隙连接或连通至管道腔内。
25.保证膨胀槽朝向管道接头处的缝隙，确保发生泄露时膨胀部接受压力并膨胀密封。
26.优选的，两所述的管道间隔设置。形成柔性连接
27.优选的，所述的卡箍组件包括两个分别固定在两管道端部的法兰。
28.通过两法兰组成的连接组件也能适用于该管道配合柔性自紧密封胶圈的密封结构。
29.优选的，两所述的管道中，至少一个管道端部设有容纳柔性自紧密封胶圈的凹槽。
30.凹槽设置在其中一个管的端部，能使凹槽更深，方便安装密封胶圈。
31.与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：
32.利用介质压力实现胶圈膨胀，而非仅利用胶圈自身的弹性，膨胀比例大，自适应性强，几乎可以不考虑胶圈老化带来的弹性损失问题；环境温度发生变化时，不需要二次预紧；泄露压力越大，密封效果越好，达到60mpa压力防漏；自身受力合理，因此寿命更长；得益于密封胶圈自适应性与密封效果好，可采用安装更方便、更简单的卡箍组件进行固定，每次安装仅需锁紧两个螺栓，并且保证管外壁受力均匀，即使两管接口之间存在一定的缝隙，也能通过密封胶圈的自适应性进行良好密封；得益于密封胶圈的自适应性，固定管与活动管之间允许一定的缝隙，可通过密封胶圈自适应密封，因此可做成标准号gbt 8260-2008的卡箍式柔性管接头。因为依靠的是密封胶圈的膨胀进行密封，而非简单的依靠自身弹性，因此，受老化损失影响小，使用寿命长。
附图说明
33.图1为实施例1密封结构示意图。
34.图2为实施例1密封结构主视图。
35.图3为实施例1图2沿a-a剖面图。
36.图4为实施例1图3中b处局部放大图。
37.图5为实施例1密封胶圈结构示意图。
38.图6为实施例2密封结构剖面图。
39.其中，1、卡箍组件；2、固定管；3、活动管；4、密封胶圈；5、胶圈槽；101、锁紧螺栓；401、膨胀壁；402、膨胀槽。
具体实施方式
40.下面结合附图1~6对本实用新型做进一步说明，附图1~5为本发明最佳实施例。
41.实施例1
42.参照附图1~3：一种密封结构，包括固定管2、活动管3、密封胶圈4与卡箍组件1；固定管2与活动管3一端部相连，固定管2与活动管3连接处设有环绕管口的胶圈槽5，密封胶圈4设置在胶圈槽5内，固定管2与活动管3相连一端的外壁均设有环绕管口的凸起，卡箍组件1包括两个半圆形的卡箍，两个卡箍合围成环绕圆环形，固定管2的凸起与活动管3凸起均设置在卡箍内，以实现连接固定管2与活动管3，两个卡箍相邻的一端均通过锁紧螺栓101固定锁紧。
43.环绕卡箍的两个端部均设置有向内的内翻边，各内翻边的内侧均设置有倾斜的压紧部，使两内翻边的间隔沿靠近中心线的方向逐渐增大，固定管2的凸起和活动管3的凸起均位于各卡箍两端的内翻边之间，压紧部能够将固定管2的凸起和活动管3的凸起压紧。
44.固定管2的凸起与活动管3的凸起之间还可以间隔设置，以形成柔性连接。
45.参照附图4：上述的密封胶圈4为柔性自紧密封胶圈，为环形弹性体，环形内壁设有两个膨胀壁401，两个膨胀壁401之间形成膨胀槽402，膨胀槽402开口朝向固定管2与活动管3的管腔，并且膨胀槽402通过固定管1与活动管2接口形成的缝隙连接或连通管腔。
46.管腔内形成压力并且试图从接口处向外泄露时，管内气态或液态的物料从接口处形成的缝隙泄露将直接进入密封胶圈4的膨胀槽402内，导致膨胀槽402膨胀，膨胀壁401向两侧胶圈槽5的内壁膨胀挤压，从而实现进一步涨紧、密封胶圈槽5，实现避免泄露。膨胀槽
402的宽度由内至外逐渐变宽，保证外壁倾向外翻而密封；并且膨胀槽402的底部为中部内凹的圆弧形，避免应力集中，保证受压膨胀。
47.利用泄露压力实现胶圈膨胀，而非利用胶圈自身的弹性，膨胀比例大，自适应性强，几乎可以不考虑胶圈老化带来的弹性损失问题；环境温度发生变化时，不需要二次预紧；泄露压力越大，密封效果越好，达到60mpa压力防漏；自身受力合理，因此寿命更长；得益于密封胶圈4上述的自适应性与密封效果好，可采用安装更方便、更简单的卡箍组件1进行固定，每次安装仅需锁紧两个螺栓，并且保证管外壁受力均匀，即使两管接口之间存在一定的缝隙，也能通过密封胶圈4的自适应性进行良好密封；得益于密封胶圈4的自适应性，固定管2与活动管3之间允许一定的缝隙，可通过密封胶圈4自适应密封，因此可做成标准号gbt 8260-2008的卡箍式柔性管接头。
48.实施例2
49.参照附图6：一种密封结构，在实施例1的基础上，卡箍组件1设置为两个分别连接在两个管道端部的法兰结构，两个管道通过法兰连接。同时，仅在活动管3连接处设有环绕管口的胶圈槽5，固定管2不设置胶圈槽5。其他条件与实施例1相同。采用单边设胶圈槽5的方案下，能够方便安装前对胶圈固定在活动管3内，不易掉出，方便安装。
50.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。