耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu)，包括柱塞缸體，柱塞缸體內(nèi)設(shè)置有柱塞，柱塞上套接有導(dǎo)向套，導(dǎo)向套后端套接有壓帽；導(dǎo)向套前端設(shè)置有第一密封圈，第一密封圈后端設(shè)置有平墊圈；平墊圈與導(dǎo)向套之間設(shè)置有三角墊圈；第一密封圈前端內(nèi)邊設(shè)置有內(nèi)唇邊；第一密封圈前端外邊設(shè)置有外唇邊。本發(fā)明耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu)，能夠同時耐受300℃高溫和200MPa高壓力，密封結(jié)構(gòu)有效、可靠，密封壽命長。采用聚四氟乙烯添加碳和石墨作為密封圈的材質(zhì)，有效解決了密封圈耐溫及機械強度的問題，確保密封結(jié)構(gòu)滿足技術(shù)要求。本動密封結(jié)構(gòu)簡單，所用密封零部件少，可靠性高，設(shè)計及制造成本低，密封結(jié)構(gòu)易于維護，密封壽命長。
【專利說明】耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種密封結(jié)構(gòu)，具體涉及一種耐高溫高壓自緊式動密封結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]液壓密封結(jié)構(gòu)的基本功用是阻止或限制液體的漏泄?，F(xiàn)有的動密封結(jié)構(gòu)，如活塞密封結(jié)構(gòu)，通常密封液體的壓力不超過30MPa，溫度不超過80°C，因此，密封圈結(jié)構(gòu)一般采用成型密封圈如“〇”型圈、“V”型圈進行密封。在冷等靜壓機配套用增壓器柱塞密封結(jié)構(gòu)中，密封壓力能夠達到200MPa，但密封介質(zhì)溫度不超過80°C。同時，密封結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，維護性較差，制造成本高。高壓密封型式一般可分為三大類:(I)強制密封，一般用于靜密封；
[2]半自緊密封，這種結(jié)構(gòu)也被自緊密封的不斷發(fā)展所取代；(3)自緊密封，如“〇”型圈密封、“B”型環(huán)密封、三角墊密封、組合密封等。當壓力升高后，由于自緊密封的結(jié)構(gòu)特點，使密封元件與超高壓筒體的接觸力更加大，密封更有效。壓力越高，密封效果越好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可靠、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、制造維護方便、成本低廉的可耐受300°C高溫和200MPa高壓的動密封結(jié)構(gòu)。
[0004]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu),包括柱塞缸體,所述柱塞缸體內(nèi)設(shè)置有柱塞,所述柱塞上套接有導(dǎo)向套，所述導(dǎo)向套后端套接有壓帽；所述的導(dǎo)向套前端設(shè)置有第一密封圈，所述第一密封圈后端設(shè)置有平墊圈；所述平墊圈與所述導(dǎo)向套之間設(shè)置有三角墊圈；所述第一密封圈前端內(nèi)邊設(shè)置有內(nèi)唇邊；所述第一密封圈前端外邊設(shè)置有外唇邊。
[0006]更進一步的技術(shù)方案是第一密封圈的聚四氟乙烯材料中添加有碳、石墨中的一種或兩種。
[0007]更進一步的技術(shù)方案是第一密封圈的聚四氟乙烯材料中添加有碳和石墨材料。
[0008]更進一步的技術(shù)方案是平墊圈是聚四氟乙烯材料，所述聚四氟乙烯材料中添加碳和石墨。
[0009]更進一步的技術(shù)方案是三角墊圈是鈹青銅材料。
[0010]更進一步的技術(shù)方案是導(dǎo)向套是鈹青銅材料。
[0011]更進一步的技術(shù)方案是壓帽與所述柱塞缸體是螺紋連接。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu)，能夠同時耐受300°C高溫和200MPa高壓力，密封結(jié)構(gòu)有效、可靠，密封壽命長。采用聚四氟乙烯添加碳和石墨作為密封圈的材質(zhì)，有效解決了密封圈耐溫及機械強度的問題，確保密封結(jié)構(gòu)滿足技術(shù)要求。本動密封結(jié)構(gòu)簡單，所用密封零部件少，可靠性高，設(shè)計及制造成本低，密封結(jié)構(gòu)易于維護，密封壽命長。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步闡述。
[0015]如圖1所示，圖1示出了本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu)，包括柱塞缸體7，柱塞缸體內(nèi)設(shè)置有柱塞1，柱塞上套接有導(dǎo)向套3，導(dǎo)向套后端套接有壓帽2 ;導(dǎo)向套前端設(shè)置有第一密封圈6，第一密封圈后端設(shè)置有平墊圈5 ;平墊圈與導(dǎo)向套之間設(shè)置有三角墊圈4 ;第一密封圈前端內(nèi)邊設(shè)置有內(nèi)唇邊；第一密封圈前端外邊設(shè)置有外唇邊。具體的實施方案是，柱塞I向左運行，在低壓下，第一密封圈6在彈性力的作用下內(nèi)唇邊與柱塞外圓面壓緊，從而實現(xiàn)低壓密封；當壓力升高時，壓力油作用于第一密封圈6的內(nèi)、外唇邊，使之分別緊貼于柱塞外圓面和密封圈安裝孔壁，實現(xiàn)高壓密封。在密封圈強度范圍內(nèi)，壓力越大，第一密封圈6內(nèi)外唇邊受到的擠壓力越大，密封效果越好，實現(xiàn)自緊式密封。同時，壓力油作用于第一密封圈6產(chǎn)生的軸向力通過第一密封圈6傳遞到平墊圈5、三角墊圈4及導(dǎo)向套3，最終作用于壓帽上。
[0016]平墊圈5起到隔離第一密封圈6及導(dǎo)向套3的作用，優(yōu)選的是第一密封圈是非金屬材料；導(dǎo)向套是金屬材料；在高壓下，平墊圈6還起到防止第一密封圈6擠出的作用。在高壓下，三角墊圈4起到防止擠出及高壓密封的作用。
[0017]動密封結(jié)構(gòu)應(yīng)承受300°C的高溫和200MPa的高壓力，對密封材質(zhì)的要求比較苛亥IJ。首要的是耐溫，密封材質(zhì)應(yīng)具備耐高溫的性能，且在高溫下還具有足夠的機械強度，以保證密封圈及密封結(jié)構(gòu)的完整性。其次，密封材質(zhì)應(yīng)具有一定的塑性和彈性變形能力，確保在超高壓下通過彈性變形使密封面很好的相互貼合，保證密封效果。柱塞處于往復(fù)運動，密封材質(zhì)還應(yīng)具有較高的耐磨性和自潤滑性，以保證密封的使用壽命。另外，密封材質(zhì)還應(yīng)和密封介質(zhì)具有良好的兼容性。
[0018]作為優(yōu)選的實施方案，本實施例中第一密封圈6主體材質(zhì)選擇為聚四氟乙烯添加碳和石墨。該材質(zhì)具有較高的機械強度，能夠確保密封在承受軸向力時密封有效性，使用溫度可達340°C,使用壓力可達300MPa，具有自潤滑性,適合于往復(fù)運動的動密封。平墊圈5所用材料也選擇聚四氟乙烯添加碳和石墨。三角墊圈4及導(dǎo)向套3的材料均選擇為鈹青銅。
[0019]第一密封圈6為易損件，為確保密封更換方便，密封結(jié)構(gòu)的承受軸向力的壓帽2與柱塞缸體的連接設(shè)計成螺紋連接形式，當?shù)谝幻芊馊?達到使用壽命后，僅需拆卸壓帽2及相關(guān)零部件即可進行密封更換及維護。
[0020]本密封結(jié)構(gòu)的特點及技術(shù)難點為300°C、200MPa高溫高壓工況下的動密封，選擇自緊式密封結(jié)構(gòu)和滿足要求的密封材質(zhì)得以實現(xiàn)。其中，在系統(tǒng)處于較低壓力時，密封結(jié)構(gòu)通過密封圈的彈性力進行密封；在系統(tǒng)處于超高壓力時，采用自緊式密封原理實現(xiàn)高壓密封要求。
[0021 ] 在本說明書中所談到的“ 一個實施例”、“另一個實施例”、“實施例”、等，指的是結(jié)合該實施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結(jié)合任一個實施例描述一個具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點時，所要主張的是結(jié)合其他實施例來實現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0022]盡管這里參照發(fā)明的多個解釋性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【權(quán)利要求】
1.一種耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu)，包括柱塞缸體，所述柱塞缸體內(nèi)設(shè)置有柱塞，所述柱塞上套接有導(dǎo)向套，所述導(dǎo)向套后端套接有壓帽；其特征在于:所述的導(dǎo)向套前端設(shè)置有第一密封圈，所述第一密封圈后端設(shè)置有平墊圈；所述平墊圈與所述導(dǎo)向套之間設(shè)置有三角墊圈；所述第一密封圈前端內(nèi)邊設(shè)置有內(nèi)唇邊；所述第一密封圈前端外邊設(shè)置有外唇邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的第一密封圈是聚四氟乙烯材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的第一密封圈的聚四氟乙烯材料中添加有碳、石墨中的一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的第一密封圈的聚四氟乙烯材料中添加有碳和石墨材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的平墊圈是聚四氟乙烯材料，所述聚四氟乙烯材料中添加碳和石墨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的三角墊圈是鈹青銅材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的導(dǎo)向套是鈹青銅材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高壓動密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的壓帽與所述柱塞缸體是螺紋連接。
【文檔編號】F16J15/32GK104315149SQ201410577551
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】朱哲新, 范玉德, 蔣道建, 楊萬超, 廉國營, 鮑延年, 曹志偉, 張建明, 朱國杰 申請人:中國工程物理研究院化工材料研究所