專利名稱：一種用于高壓氣液腔體的高低溫密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出了一種用于高壓氣液腔體的高低溫密封結(jié)構(gòu)，并已經(jīng)在氣液筒體裝置的高低溫密封中得到應(yīng)用，屬于機械密封技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
機械密封最早是1885年在英國以專利形式出現(xiàn)的，1900年開始應(yīng)用。首次出現(xiàn)的簡單的端面機械密封，解決了機器制造業(yè)中轉(zhuǎn)軸密封問題。同慣用的填料密封相比，無論在功能上還是構(gòu)成原理上，機械密封都有著明顯的先進性。然而，由于當(dāng)時缺乏合適的材料和加工機床，盡管這種密封結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點，還是沒有發(fā)揮其效用。直到1920年，由于新エ藝和新材料的出現(xiàn)，在提高了使用可靠性和壽命，降低了制造成本之后，機械密封才逐步在許多冷凍裝置上得到較多的使用。隨著現(xiàn)代エ業(yè)的飛速發(fā)展，對密封的要求越來越高，単一的ー種密封有時難以滿足苛刻的エ況條件。將幾種密封組合起來，利用其各自優(yōu)勢，使其充分發(fā)揮作用，已成為密封行業(yè)目前廣泛應(yīng)用的技木。組合式機械密封的型式很多，但不外乎是非接觸式密封與接觸式密封混合組合或接觸式密封與接觸式密封組合兩大類。在高參數(shù)或條件苛刻的情況下，采用機械密封與浮環(huán)密封、螺旋密封或迷宮密封形成組合密封工作。在實際應(yīng)用中，經(jīng)常有用于高壓氣液腔體的高低溫密封的需求，例如，氣液筒體裝置存在的高低溫氣液密封問題。在這種情況下，氣液隔板將外筒體內(nèi)腔分割為ー個高壓氣腔和一個低壓液體腔，且整個工作環(huán)境為多次循環(huán)高低溫環(huán)境，因此，需要通過有效的密封結(jié)構(gòu)同時實現(xiàn)高壓氣體腔和低壓液體腔的高低溫密封。而現(xiàn)有的密封技術(shù)，通常采用標(biāo)準(zhǔn)矩形密封槽和O型丁氰橡膠密封圈來實現(xiàn)密封。但是，在高壓氣液腔體的高低溫工作環(huán)境，隔板低溫徑向收縮量較大，標(biāo)準(zhǔn)矩形密封槽只能產(chǎn)生ー個密封面，而且O型丁氰橡膠密封圈彈性較差，因此，低溫下難以密封高壓氣體，現(xiàn)有的密封技術(shù)無法滿足這種密封要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的密封技術(shù)無法滿足高壓氣液腔體的高低溫密封問題的不足，本發(fā)明提出一種用于高壓氣液腔體的高低溫密封的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于高壓氣液腔體的高低溫密封結(jié)構(gòu)，氣液腔體隔板2將金屬外筒體I內(nèi)腔分割為ー個高壓氣體腔和一個低壓液體腔；所述金屬外筒體I位于高壓氣體腔的內(nèi)壁上有小凸臺，氣液腔體隔板2通過所述小凸臺止靠，且氣液腔體隔板2靠近高壓氣體腔的端部有ー環(huán)形凹槽；氣液腔體隔板2上的環(huán)形凹槽側(cè)壁與金屬外筒體I內(nèi)壁、小凸臺側(cè)壁共同形成一個截面為四邊形或倒三角形的氣體腔密封槽；所述氣體腔密封槽內(nèi)安裝有氣體腔O型硅矽橡膠密封圈3，這樣氣體腔O型硅矽橡膠密封圈3和金屬外筒體I內(nèi)壁、小凸臺側(cè)壁之間形成兩個密封面，實現(xiàn)氣體腔的高低溫密封；氣液腔體隔板2靠近低壓液體腔的端部被金屬端蓋5徑向頂靠；且該端部有ー環(huán)形凹槽，氣液腔體隔板2上的該環(huán)形凹槽側(cè)壁與金屬外筒體I內(nèi)壁、金屬端蓋5側(cè)壁共同形成一個截面為四邊形或倒三角形的液體腔密封槽；所述液體腔密封槽內(nèi)安裝有液體腔O型丁氰橡膠密封圈4，這樣液體腔O型丁氰橡膠密封圈4和金屬外筒體I內(nèi)壁、金屬端蓋5側(cè)壁形成兩個密封面，實現(xiàn)氣體腔的高低溫密封；氣體腔O型硅矽橡膠密封圈3的截面積S1，液體腔O型丁氰橡膠密封圈4的截面積S2，氣體腔密封槽的截面積Sg，液體腔密封槽截面積S1滿足0. 85Sg ^ S1 ^ O. 95Sg，O. 85S! ^ S2 ^ O. 95Sp本發(fā)明提出的密封結(jié)構(gòu)，已經(jīng)在氣液筒體裝置中得到了實例應(yīng)用，也可推廣應(yīng)用至同類密封需求的結(jié)構(gòu)中。具有簡單、可靠、操作性強的特點，并得到一 40°C +50°C溫度范圍內(nèi)的多次循環(huán)高低溫考核驗證，同時也解決了高壓氣腔高低溫密封的技術(shù)難題。


圖I是本發(fā)明提出的用于高壓氣液腔體的高低溫密封結(jié)構(gòu)示意圖。I 一金屬外筒體,2 —氣液腔體隔板,3 —氣體腔O型娃砂橡膠密封圈,4 一液體腔O型丁氰橡膠密封圈，5-金屬端蓋。
具體實施例方式本實施例針對ー個典型的高壓氣液腔體的高低溫密封問題——氣液筒體裝置的高低溫氣液密封問題，給出其密封結(jié)構(gòu)。裝置的氣液腔體隔板將外筒體內(nèi)腔分割為小于等于6Mpa的高壓氣體腔和大于2atm小于6atm低壓液體腔，且整個工作環(huán)境為在一 40°C至+50°C條件下的多次循環(huán)高低溫環(huán)境，因此，需要通過有效的密封結(jié)構(gòu)同時實現(xiàn)高壓氣體腔和低壓液體腔的高低溫密封。該實施例中的高低溫密封結(jié)構(gòu)，氣液腔體隔板2將金屬外筒體I內(nèi)腔分割為ー個 高壓氣體腔和一個低壓液體腔；所述金屬外筒體I位于高壓氣體腔的內(nèi)壁上有小凸臺，氣液腔體隔板2通過所述小凸臺止靠，且氣液腔體隔板2靠近高壓氣體腔的端部有一環(huán)形凹槽；氣液腔體隔板2上的環(huán)形凹槽側(cè)壁與金屬外筒體I內(nèi)壁、小凸臺側(cè)壁共同形成一個截面為四邊形的氣體腔密封槽；所述氣體腔密封槽內(nèi)安裝有氣體腔O型硅矽橡膠密封圈3，這樣氣體腔O型硅矽橡膠密封圈3和金屬外筒體I內(nèi)壁、小凸臺側(cè)壁之間形成兩個密封面，實現(xiàn)氣體腔的高低溫密封；氣液腔體隔板2靠近低壓液體腔的端部被金屬端蓋5徑向頂靠；且該端部有ー環(huán)形凹槽，氣液腔體隔板2上的該環(huán)形凹槽側(cè)壁與金屬外筒體I內(nèi)壁、金屬端蓋5側(cè)壁共同形成ー個截面為倒三角形的液體腔密封槽；所述液體腔密封槽內(nèi)安裝有液體腔O型丁氰橡膠密封圈4，這樣液體腔O型丁氰橡膠密封圈4和金屬外筒體I內(nèi)壁、金屬端蓋5側(cè)壁形成兩個密封面，實現(xiàn)氣體腔的高低溫密封；本實施例氣體腔O型硅矽橡膠密封圈3的截面積S1=9. 78mm2,液體腔O型丁氰橡膠密封圈4的截面積S2=20. 65mm2,氣體腔密封槽的截面積Sg=IO. 58mm2,液體腔密封槽截面積S1=Il 625_2。安裝吋，首先將氣液腔非金屬隔板用酒精清洗干凈，一 50°C低溫冷凍至其直徑尺寸縮小O. 05%后，隔板錐面均勻涂抹704密封膠，在其小錐端四邊形密封槽部位安裝液體腔O型丁氰橡膠密封圈4。然后將上面冷凍并裝了左端液體腔O型丁氰橡膠密封圈4的隔板安裝于金屬外筒體I中，隨后安裝右端的氣體腔O型硅矽橡膠密封圈3，最后將金屬端蓋5蓋上與金屬外筒體I螺栓孔對中，采用對角固定螺栓的方式，保障端蓋均勻氣液腔隔板，提高同心度及密封效果。安裝結(jié)束后，進行ー個循環(huán)的高低溫實驗。具體如下常溫下，24小時監(jiān)測氣液腔壓カ變化情況；之后,放入高低溫箱中+50°C環(huán)境下，保溫24小時并監(jiān)測氣液腔體壓カ變化情況；恢復(fù)常溫后，再降低溫度至一 40°C，保溫24小時并監(jiān)測氣液腔體壓カ變化情況。實驗結(jié)果表明該實施例的密封方式具有很好的密封效果。本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)，確保了氣液腔體高壓、高低溫的密封，其安裝拆卸過程簡單，易操作，安裝一致性強。尤其是在氣液筒體裝置實例應(yīng)用中，承受了循環(huán)多次的嚴格國軍標(biāo)高低溫環(huán)境考核要求，該發(fā)明對氣液腔體高低溫密封具有一定意義。針對本發(fā)明提出的技術(shù)方案，對氣體腔O型硅矽橡膠密封圈3的截面積S1,液體腔O型丁氰橡膠密封圈4的截面積S2，氣體腔密封槽的截面積Sg，液體腔密封槽截面積S1在滿 足O. 85Sg ^ S1 ^ O. 95Sg，0. SSS1 ^ S2 ^ O. 95Si的條件下，進行了多組不同具體參數(shù)的實驗，結(jié)果表明，均具有較好的密封效果。
權(quán)利要求
1.一種用于高壓氣液腔體的高低溫密封結(jié)構(gòu)，氣液腔體隔板(2)將金屬外筒體(I)內(nèi)腔分割為ー個高壓氣體腔和一個低壓液體腔；所述金屬外筒體(I)位于高壓氣體腔的內(nèi)壁上有小凸臺，氣液腔體隔板(2)通過所述小凸臺止靠，且氣液腔體隔板(2)靠近高壓氣體腔的端部有ー環(huán)形凹槽；氣液腔體隔板(2)上的環(huán)形凹槽側(cè)壁與金屬外筒體(I)內(nèi)壁、小凸臺側(cè)壁共同形成一個截面為四邊形或倒三角形的氣體腔密封槽；所述氣體腔密封槽內(nèi)安裝有氣體腔O型娃砂橡膠密封圈(3),這樣氣體腔O型娃砂橡膠密封圈(3)和金屬外筒體(I)內(nèi)壁、小凸臺側(cè)壁之間形成兩個密封面，實現(xiàn)氣體腔的高低溫密封；氣液腔體隔板(2)靠近低壓液體腔的端部被金屬端蓋(5)徑向頂靠；且該端部有ー環(huán)形凹槽，氣液腔體隔板(2)上的該環(huán)形凹槽側(cè)壁與金屬外筒體(I)內(nèi)壁、金屬端蓋(5)側(cè)壁共同形成一個截面為四邊形或倒三角形的液體腔密封槽；所述液體腔密封槽內(nèi)安裝有液體腔O型丁氰橡膠密封圈(4)，這樣液體腔O型丁氰橡膠密封圈(4)和金屬外筒體(I)內(nèi)壁、金屬端蓋(5)側(cè)壁形成兩個密封面，實現(xiàn)氣體腔的高低溫密封；氣體腔O型硅矽橡膠密封圈(3)的截面積S1，液體腔O型丁氰橡膠密封圈4d的截面積S2，氣體腔密封槽的截面積Sg，液體腔密封槽截面積S1滿足 .0.85S ^ S1 ^ 0. 95S ,0. SSS1 ^ S2 ^ 0. 95S1Q
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于高壓氣液腔體的高低溫密封結(jié)構(gòu)，屬于機械密封技術(shù)領(lǐng)域。該結(jié)構(gòu)中的氣液腔體隔板2將金屬外筒體1內(nèi)腔分割為一個高壓氣體腔和一個低壓液體腔；氣液腔體隔板2靠近高壓氣體腔的端部有一環(huán)形凹槽；內(nèi)安裝有氣體腔O型硅矽橡膠密封圈3；氣液腔體隔板2靠近低壓液體腔的端部有一環(huán)形凹槽，內(nèi)安裝有液體腔O型丁氰橡膠密封圈4。本發(fā)明提出的密封結(jié)構(gòu)，已經(jīng)在氣液筒體裝置中得到了實例應(yīng)用，也可推廣應(yīng)用至同類密封需求的結(jié)構(gòu)中。具有簡單、可靠、操作性強的特點，并得到－40℃～+50℃溫度范圍內(nèi)的多次循環(huán)高低溫考核驗證，同時也解決了高壓氣腔高低溫密封的技術(shù)難題。
文檔編號F16J15/10GK102734463SQ20121021867
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者萬可友, 關(guān)錦清, 劉鋒, 周金山, 朱四桃, 樊亞軍, 王俊杰, 邵賢忠, 鄭磊, 陳昌華 申請人:西北核技術(shù)研究所