一種用于液體介質(zhì)大直徑高壓容器的托架密封裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種屬于大尺寸壓力容器密封技術(shù)的用于液體介質(zhì)大直徑高壓容器的托架密封裝置。它能實(shí)現(xiàn)大尺寸、高壓密封在常壓下的正常安裝及高壓下消除軸向和徑向間隙，防止密封性突出。其技術(shù)方案是：在密封托架上O型密封圈B的溝槽外側(cè)向上設(shè)置突出環(huán)狀卡槽，在頂蓋對(duì)應(yīng)位置設(shè)置環(huán)狀凹槽與之配合；在密封托架外側(cè)增加一段帶卡槽的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)狀結(jié)構(gòu)上端面與密封托架上端面平齊，下端面略高于O型密封圈A的溝槽上側(cè)，方向向上，在筒體端部對(duì)應(yīng)位置設(shè)置環(huán)狀凹槽與之配合；在頂蓋上面安裝剪切環(huán)。本實(shí)用新型采用徑向和軸向間隙補(bǔ)償和防突托架結(jié)構(gòu)，防止了密封件突出；本密封裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能有效解決類似高壓艙等大尺寸高壓容器的密封問題。
【專利說明】一種用于液體介質(zhì)大直徑高壓容器的托架密封裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于液體介質(zhì)大直徑高壓容器的托架密封裝置，屬于大尺寸 壓力容器密封【技術(shù)領(lǐng)域】。該大直徑、高壓托架密封裝置在工作時(shí)能避免〇型密封圈被擠出 造成的密封失效問題，為液體介質(zhì)用大尺寸高壓容器核心技術(shù)中最重要的密封技術(shù)提供解 決方案。

【背景技術(shù)】：
[0002] 目前，高壓大尺寸壓力容器的密封問題逐漸成為壓力容器核心問題中最難解決的 關(guān)鍵問題，如深水高壓模擬艙的密封問題成為整個(gè)裝備的瓶頸。深水模擬高壓艙主要為海 洋環(huán)境作業(yè)設(shè)備提供必要的試驗(yàn)?zāi)M環(huán)境，驗(yàn)證海洋作業(yè)設(shè)備的可靠性，并提供必要的評(píng) 定手段，以為后期開展海洋深海作業(yè)設(shè)備的設(shè)計(jì)、研究、實(shí)驗(yàn)提供必要的模擬環(huán)境和硬件評(píng) 價(jià)條件。深水模擬高壓艙內(nèi)腔要有足夠的空間容納需進(jìn)行試驗(yàn)的海洋作業(yè)設(shè)備，故深水模 擬高壓艙屬于液體介質(zhì)大尺寸高壓容器。0型密封圈具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性能良好，摩擦系 數(shù)小，容易制造等特點(diǎn)，故在深水模擬高壓艙中使用了大量0型密封圈密封結(jié)構(gòu)，密封托架 處也為〇型密封圈密封結(jié)構(gòu)。
[0003] 在介質(zhì)壓力較大時(shí)，0型密封圈被擠向另一側(cè)間隙中，壓力越大，擠出現(xiàn)象越嚴(yán)重， 當(dāng)壓力超過一定限度，0型密封圈就會(huì)發(fā)生缺損而導(dǎo)致密封失效。在深水模擬高壓艙工作 時(shí)，其內(nèi)腔產(chǎn)生很大壓力，故0型密封圈被擠出是深水模擬高壓艙密封托架處主要的密封 失效形式。現(xiàn)有的關(guān)于0型密封圈擠出問題的解決方案主要有以下兩種：（1)選擇適當(dāng)?shù)? 型密封圈硬度和溝槽間隙。0型密封圈的硬度范圍一般為60?90。較軟者為60?70,適 用于低壓；較硬者一般硬度范圍為70?75,適用于高壓。隨著壓力增大，0型密封圈的溝槽 配合間隙要小；（2)使用擋圈，在溝槽中增設(shè)擋圈，可以改善0型密封圈的抗擠出能力，單向 水壓時(shí)，設(shè)1個(gè)擋圈；雙向水壓時(shí)，設(shè)2個(gè)擋圈，加擋圈后，0型密封圈能承擔(dān)70MPa的壓力， 當(dāng)工件壓力大于lOMPa時(shí)，運(yùn)動(dòng)密封要加擋圈；當(dāng)工件壓力大于32MPa時(shí)，擋圈材料目前以 聚四氟乙烯和尼龍居多，高檔綜采、單體支柱采用聚甲醛，它的動(dòng)摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)一 樣，很適合做密封的擋圈。解決方案1理論可行，但在實(shí)際操作中很難保證恰好選擇合適的 0型密封圈硬度和密封間隙。解決方案2采用擋圈結(jié)構(gòu)增大0型密封圈的抗擠出能力，擋圈 尺寸為500mm及以下，適用于解決小尺寸結(jié)構(gòu)0型密封圈擠出問題。但是深水模擬高壓艙 密封托架尺寸為2530mm甚至更大的大尺寸結(jié)構(gòu)，如仍采用解決方案2,則擋圈的加工和安 裝都將十分難以保證。 實(shí)用新型內(nèi)容：
[0004] 本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有解決0型密封圈擠出問題方案的缺陷，采用選擇適 當(dāng)?shù)?型密封圈硬度和溝槽間隙的方案在實(shí)際操作中很難保證，采用溝槽中增設(shè)擋圈的方 案不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且其擋圈在大尺寸結(jié)構(gòu)中難以加工且安裝復(fù)雜，特提出一種用于液體 介質(zhì)大直徑高壓容器的托架密封裝置。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種用于液體介質(zhì)大直徑高壓 容器的托架密封裝置是由密封托架、〇型密封圈A、0型密封圈B組成，其結(jié)構(gòu)特征為：該托 架密封裝置安裝在筒身的筒體端部；在密封托架上側(cè)〇型密封圈B的0型密封圈溝槽外側(cè) 向上設(shè)置一個(gè)突出環(huán)狀卡槽即防突結(jié)構(gòu)，在頂蓋對(duì)應(yīng)位置設(shè)置一個(gè)環(huán)狀凹槽與防突結(jié)構(gòu)配 合，0型密封圈B安裝在密封托架外側(cè)的0型密封圈溝槽內(nèi)；在密封托架外側(cè)增加一段帶有 卡槽的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該環(huán)狀結(jié)構(gòu)上端面與密封托架上端面平齊，下端面略高于〇型密封圈A溝 槽上側(cè)，該環(huán)狀卡槽方向向下，在筒體端部對(duì)應(yīng)位置設(shè)置一個(gè)環(huán)狀凹槽與環(huán)狀卡槽配合，〇 型密封圈A(3)安裝在密封托架（4)外側(cè)的0型密封圈溝槽內(nèi)；頂蓋的外徑和筒體端部密封 托架安裝位置之上的內(nèi)徑與密封托架外徑保持一致，在頂蓋上面安裝剪切環(huán)。
[0006] 本托架密封裝置解決類似于深水模擬高壓艙的液體介質(zhì)大尺寸高壓容器的0型 密封圈密封問題的原理如下：
[0007] 在深水模擬高壓艙工作時(shí)，其內(nèi)腔壓力很大約為42MPa。此時(shí)0型密封圈A處有徑 向間隙補(bǔ)償來保證〇型密封圈A的密封效果；0型密封圈B處有軸向間隙補(bǔ)償來保證0型密 封圈B的密封效果。但是0型密封圈B處的軸向間隙補(bǔ)償較小，在高壓下0型密封圈B可 能仍會(huì)突出造成密封失效，此時(shí)，密封托架上〇型密封圈B密封溝槽外側(cè)突出的環(huán)狀卡槽即 防突結(jié)構(gòu)阻止了 0型密封圈B被擠出0型密封圈B溝槽進(jìn)入密封間隙，從而保證了 0型密 封圈B的密封效果。而0型密封圈A處，密封托架外側(cè)增加的一段帶有卡槽的環(huán)狀結(jié)構(gòu)與 筒體端部相配合，能有效減小密封托架與筒體端部在高壓下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在高壓下密封托 架向外膨脹帶來的間隙補(bǔ)償可以保證〇型密封圈A不被擠出0型密封圈A溝槽進(jìn)入密封間 隙，從而保證了 0型密封圈A的密封效果。
[0008] 本實(shí)用新型的有益效果是：（1)本實(shí)用新型采用徑向和軸向間隙補(bǔ)償機(jī)理和防突 托架結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)大尺寸、高壓密封在常壓下的正常安裝及高壓下消除軸向和徑向間隙，防 止密封件的突出；（2)本密封裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，能有效解決類似深水模擬高壓艙等 大尺寸高壓容器用于液體介質(zhì)時(shí)的密封問題。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0009] 圖1為深水模擬高壓艙的托架密封裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 圖2為本托架密封裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖中，1、筒身，2、筒體端部，3、0型密封圈A，4、密封托架，5、0型密封圈B，6、頂 蓋，7、剪切環(huán)。

【具體實(shí)施方式】：
[0012] 下面以深水模擬高壓艙為例具體介紹用于液體介質(zhì)大直徑高壓容器的托架密封 裝置的應(yīng)用：
[0013] 深水模擬高壓艙由筒身1、筒體端部2、0型密封圈A3、密封托架4、0型密封圈B5、 頂蓋6、剪切環(huán)7組成。在工作時(shí)深水模擬高壓艙內(nèi)腔壓力很大，此時(shí)頂蓋6在高壓下，有 向上運(yùn)動(dòng)或變形的趨勢(shì)，雖然此時(shí)密封托架4也會(huì)有向上運(yùn)動(dòng)或變形的趨勢(shì)，但是產(chǎn)生的 軸向間隙補(bǔ)償較小，此時(shí)〇型密封圈B5密封間隙會(huì)隨之增大，在高壓下0型密封圈B5會(huì)被 擠向〇型密封圈B5溝槽一側(cè)，甚至被擠出0型密封圈B5溝槽進(jìn)入密封間隙造成密封失效。 但是密封托架4上0型密封圈B5密封溝槽外側(cè)突出的環(huán)狀卡槽即防突結(jié)構(gòu)阻止了 0型密 封圈Β5被擠出0型密封圈Β5溝槽進(jìn)入密封間隙，從而保證了 0型密封圈Β5的密封效果。 而0型密封圈A3處，密封托架4外側(cè)增加的一段帶有卡槽的環(huán)狀結(jié)構(gòu)與筒體端部2相配合， 能有效減小密封托架4與筒體端部2在高壓下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在高壓下密封托架4向外膨脹 帶來的間隙補(bǔ)償可以保證〇型密封圈A3不被擠出0型密封圈A3溝槽進(jìn)入密封間隙，從而 保證了 0型密封圈A3的密封效果。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于液體介質(zhì)大直徑高壓容器的托架密封裝置，是由密封托架、0型密封圈A、0 型密封圈B組成，其特征在于：該托架密封裝置安裝在筒身（1)的筒體端部（2);在密封托 架（4)上側(cè)0型密封圈B(5)的0型密封圈溝槽外側(cè)向上設(shè)置一個(gè)突出環(huán)狀卡槽即防突結(jié) 構(gòu)，在頂蓋（6)對(duì)應(yīng)位置設(shè)置一個(gè)環(huán)狀凹槽與防突結(jié)構(gòu)配合，0型密封圈B (5)安裝在密封 托架（4)外側(cè)的0型密封圈溝槽內(nèi)；在密封托架（4)外側(cè)增加一段帶有卡槽的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該 環(huán)狀結(jié)構(gòu)上端面與密封托架（4)上端面平齊，下端面略高于0型密封圈A (3)的0型密封圈 溝槽上側(cè)，該環(huán)狀卡槽方向向下，在筒體端部（2)對(duì)應(yīng)位置設(shè)置一個(gè)環(huán)狀凹槽與環(huán)狀卡槽 配合，0型密封圈A(3)安裝在密封托架（4)外側(cè)的0型密封圈溝槽內(nèi)；頂蓋￠)的外徑和 筒體端部（2)密封托架（4)安裝位置之上的內(nèi)徑與密封托架（4)外徑保持一致，在頂蓋（6) 上面安裝剪切環(huán)（7)。
【文檔編號(hào)】F16J13/02GK203880077SQ201420304013
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】蔣發(fā)光, 劉曉寧, 梁政, 趙廣慧, 張佳佳, 謝帥, 卓昌榮 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)