一種水下自緊式密封裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及密封結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種適用于深水環(huán)境的改進(jìn)的自緊式密封裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬密封由于其自身的材料特性和良好的機(jī)加工性能，廣泛應(yīng)用在高溫高壓密封領(lǐng)域。其中，徑向球面密封是自緊式密封中一種常見的類型，在水下各類結(jié)構(gòu)的連接中經(jīng)常會(huì)采用金屬球面密封作為主要的密封形式。在海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用中，復(fù)合式密封圈同時(shí)具備密封管道高溫油氣內(nèi)壓及低溫海水外壓的能力，可以更好的解決海洋工程的水下密封問題?，F(xiàn)有的復(fù)合式密封圈包括:金屬密封圈和非金屬密封圈，其中，非金屬密封圈安裝在金屬密封圈錐面凹槽內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)非金屬密封。由于海底作業(yè)的難度很大，尤其是超過500米的深水管道密封連接，只能借助水下機(jī)器人輔助作業(yè)進(jìn)行安裝，加上復(fù)合式密封圈的特殊結(jié)構(gòu)，需要專用的密封圈安裝拆卸工具在水下完成密封圈的安裝、更換與拆卸；另外，密封圈安裝精度要求較高，使得在對與密封圈配合的法蘭結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，其安裝難度及風(fēng)險(xiǎn)性更大；再者，由于海底環(huán)境的不確定性，以及傳輸高溫油氣造成的管道熱膨脹，使得現(xiàn)有復(fù)合式金屬密封圈的密封結(jié)構(gòu)由于壓力過大造成密封失效，給水下工程質(zhì)量和安全都帶來極大隱患。因此有待進(jìn)行改進(jìn)。并且現(xiàn)有技術(shù)中會(huì)出現(xiàn)因?yàn)閮?nèi)部密封壓力過大導(dǎo)致的壓力不平衡造成的密封裝置損壞的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決以上問題，本實(shí)用新型提出一種水下自緊式密封裝置，以下是具體技術(shù)方案:
[0004]本實(shí)用新型提出的一種水下自緊式密封裝置，包括一個(gè)金屬密封圈體和兩個(gè)非金屬密封圈體，兩個(gè)非金屬密封圈體對稱位于金屬密封圈體的兩端；所述金屬密封圈體圈壁外側(cè)中央設(shè)有固定槽，該固定槽分別向兩端對稱依次設(shè)有供非金屬密封圈體放置的溝槽；該兩個(gè)非金屬密封圈體分別放置在金屬密封圈體設(shè)有的供非金屬密封圈體放置的溝槽內(nèi)，其中所述的金屬密封圈圈體上還設(shè)置有圓孔狀導(dǎo)流槽2~3組，其中每組導(dǎo)流槽上有細(xì)孔。
[0005]前述的水下自緊式密封裝置，其中金屬密封圈體圈壁外側(cè)中央設(shè)有的固定槽是沿金屬密封圈體圈壁圓周方向一體成型的凹槽，該凹槽的內(nèi)壁與凹槽內(nèi)底面之間的夾角為100度至150度。
[0006]前述的水下自緊式密封裝置，其中供非金屬密封圈體放置的溝槽為兩個(gè)，該兩個(gè)溝槽分別對稱位于金屬密封圈體圈壁外側(cè)設(shè)有的固定槽的兩側(cè)，且該兩個(gè)溝槽是沿金屬密封圈體圈壁圓周方向一體成型的溝槽，該溝槽與受擠壓變形的非金屬密封圈體形狀相吻入口 ο
[0007]前述的水下自緊式密封裝置，所述金屬密封圈體圈壁外側(cè)設(shè)有供非金屬密封圈體放置的兩個(gè)溝槽，并且分別在金屬密封圈體兩側(cè)圈壁設(shè)有便于非金屬密封圈體受擠壓變形而突出部密封的密封面，該密封面為傾斜面，該傾斜面與非金屬密封圈體受擠壓變形而突出部的傾斜角度相吻合。
[0008]有益效果:本實(shí)用新型通過提供一種水下自緊式密封裝置，通過金屬密封體與非金屬密封圈的復(fù)合使用，使得該金屬密封裝置總體密封效果好，內(nèi)壓達(dá)到105MPa，外壓32MPa,具有良好的密封效果。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]其中:1、金屬密封圈體2、非金屬密封圈體2’、非金屬密封圈體3、導(dǎo)流槽41、密封面42、密封面43、密封面44、密封面5、固定槽。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0012]如圖1，提出的一種水下自緊式密封裝置，包括一個(gè)金屬密封圈I體和兩個(gè)非金屬密封圈體2，2’，兩個(gè)非金屬密封圈體2，2’對稱位于金屬密封圈I的兩端；所述金屬密封圈體圈壁外側(cè)中央設(shè)有固定槽5，該固定槽5分別向兩端對稱依次設(shè)有供非金屬密封圈體2、2’放置的溝槽；該兩個(gè)非金屬密封圈體分別放置在金屬密封圈體設(shè)有的供非金屬密封圈體放置的溝槽內(nèi)，其中所述的金屬密封圈圈體上還設(shè)置有圓孔狀導(dǎo)流槽2~3組，其中每組導(dǎo)流槽3上有細(xì)孔。
[0013]前述的水下自緊式密封裝置，其中金屬密封圈體圈壁外側(cè)中央設(shè)有的固定槽5是沿金屬密封圈體圈壁圓周方向一體成型的凹槽，該凹槽的內(nèi)壁與凹槽內(nèi)底面之間的夾角為100度至150度。
[0014]前述的水下自緊式密封裝置，其中供非金屬密封圈體I放置的溝槽為兩個(gè)，該兩個(gè)溝槽分別對稱位于金屬密封圈體圈壁外側(cè)設(shè)有的固定槽的兩側(cè)，且該兩個(gè)溝槽是沿金屬密封圈體圈壁圓周方向一體成型的溝槽，該溝槽與受擠壓變形的非金屬密封圈體形狀相吻入口 ο
[0015]前述的水下自緊式密封裝置，所述金屬密封圈體I圈壁外側(cè)設(shè)有供非金屬密封圈體放置的兩個(gè)溝槽，并且分別在金屬密封圈體I兩側(cè)圈壁設(shè)有便于非金屬密封圈體受擠壓變形而突出部密封的密封面41、42、43、44，該密封面為傾斜面，該傾斜面與非金屬密封圈體受擠壓變形而突出部的傾斜角度相吻合。
[0016]本實(shí)用新型改進(jìn)的復(fù)合式密封圈的工作原理及優(yōu)點(diǎn):
[0017]本發(fā)明密封安置于帶上下斜面的母體，斜面與密封弧形相接觸，斜面角度與弧形兩端點(diǎn)形成直線與對層面角度相一致，接觸面初始狀態(tài)為一環(huán)線。在預(yù)緊力下作用，本發(fā)明密封弧形面與錐形密封面之間相互接觸發(fā)生彈塑性變形，從環(huán)形線接觸變成環(huán)形帶狀接觸。密封有效接觸面積小，可以獲得高接觸應(yīng)力，容易實(shí)現(xiàn)高壓密封。操作狀態(tài)時(shí)，在流體壓力作用下密封接觸面會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，透鏡墊球面與錐形密封面配合，可減少因密封接觸面偏轉(zhuǎn)引起的接觸應(yīng)力分布不均勻。
[0018]金屬墊圈的密封接觸載荷越大，變形量就越大。金屬墊圈表面的變形填補(bǔ)了對應(yīng)密封接觸面的不平度，使界面泄漏減少。變形還使墊圈本身內(nèi)部毛細(xì)孔被壓縮，泄漏通道截面積減小，泄漏阻力增加，泄漏率減少。但過大的密封接觸載荷可能將墊圈壓潰，失去回彈能力，無法補(bǔ)償操作狀態(tài)時(shí)由流體壓力引起的密封接觸面分離，良好的金屬密封需要將墊圈的接觸載荷限定在一定范圍之內(nèi)。面對相同的接觸載荷和流體壓力，墊圈的泄漏率隨著厚度的增大而減小，因?yàn)楹穸却蟮膲|圈具有較大的壓縮回彈能力，操作狀態(tài)時(shí)密封接觸面能保留更大的殘余接觸應(yīng)力。但厚度大的墊圈抵抗變形的能力也大，要達(dá)到預(yù)緊密封狀態(tài)也相對困難。
[0019]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水下自緊式密封裝置，包括一個(gè)金屬密封圈體和兩個(gè)非金屬密封圈體，兩個(gè)非金屬密封圈體對稱位于金屬密封圈體的兩端；其特征在于:所述金屬密封圈體圈壁外側(cè)中央設(shè)有固定槽，該固定槽分別向兩端對稱依次設(shè)有供非金屬密封圈體放置的溝槽；該兩個(gè)非金屬密封圈體分別放置在金屬密封圈體設(shè)有的供非金屬密封圈體放置的溝槽內(nèi)，其中所述的金屬密封圈圈體上還設(shè)置有圓孔狀導(dǎo)流槽2~3組，其中每組導(dǎo)流槽上有細(xì)孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下自緊式密封裝置，其特征在于，所述金屬密封圈體圈壁外側(cè)中央設(shè)有的固定槽是沿金屬密封圈體圈壁圓周方向一體成型的凹槽，該凹槽的內(nèi)壁與凹槽內(nèi)底面之間的夾角為100度至150度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下自緊式密封裝置，其特征在于，所述供非金屬密封圈體放置的溝槽為兩個(gè)，該兩個(gè)溝槽分別對稱位于金屬密封圈體圈壁外側(cè)設(shè)有的固定槽的兩側(cè)，且該兩個(gè)溝槽是沿金屬密封圈體圈壁圓周方向一體成型的溝槽，該溝槽與受擠壓變形的非金屬密封圈體形狀相吻合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下自緊式密封裝置，其特征在于，所述金屬密封圈體圈壁外側(cè)設(shè)有供非金屬密封圈體放置的兩個(gè)溝槽，并且分別在金屬密封圈體兩側(cè)圈壁設(shè)有便于非金屬密封圈體受擠壓變形而突出部密封的密封面，該密封面為傾斜面，該傾斜面與非金屬密封圈體受擠壓變形而突出部的傾斜角度相吻合。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及密封結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種適用于深水環(huán)境的改進(jìn)的自緊式密封裝置；包括一個(gè)金屬密封圈體和兩個(gè)非金屬密封圈體，兩個(gè)非金屬密封圈體對稱位于金屬密封圈體的兩端；所述金屬密封圈體圈壁外側(cè)中央設(shè)有固定槽，該固定槽分別向兩端對稱依次設(shè)有供非金屬密封圈體放置的溝槽；該兩個(gè)非金屬密封圈體分別放置在金屬密封圈體設(shè)有的供非金屬密封圈體放置的溝槽內(nèi)，其中所述的金屬密封圈圈體上還設(shè)置有圓孔狀導(dǎo)流槽2~3組，其中每組導(dǎo)流槽上有細(xì)孔；本實(shí)用新型通過提供一種水下自緊式密封裝置，通過金屬密封體與非金屬密封圈的復(fù)合使用，使得該金屬密封裝置總體密封效果好，內(nèi)壓達(dá)到105MPa，外壓32MPa，具有良好的密封效果。
【IPC分類】F16L55/11
【公開號(hào)】CN205173845
【申請?zhí)枴緾N201520358157
【發(fā)明人】岳吉祥, 陳志強(qiáng), 崔金鋒, 朱志安
【申請人】山東勝利石油裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年5月29日