本發(fā)明涉及在用于容納和/或輸送承壓液體的壓力設(shè)備中使用的密封裝置。更具體地，涉及一種加強(qiáng)金屬波紋管狀的密封裝置，其用作密封部件以便確保兩個(gè)可移動部件或可對于彼此移動的部件之間的完善密封。

背景技術(shù)：

當(dāng)將波紋管插入兩個(gè)同軸管的端部之間時(shí)，所述波紋管使所述同軸管實(shí)現(xiàn)接續(xù)；當(dāng)波紋管用于閥門時(shí)，例如具有閥瓣的閥門，所述閥門中閥瓣部件的運(yùn)動是沿所述波紋管的縱向軸線進(jìn)行的簡單平移運(yùn)動，所述波紋管還使所述閥門實(shí)現(xiàn)真正的密封。

波紋管狀的密封裝置還可以同時(shí)將壓力轉(zhuǎn)換成力，反之亦然，波紋管用作活塞以確保在具有閥瓣的閥門內(nèi)閥瓣的操作。

美國專利2.893.431(BOWDITCH)在各種上述應(yīng)用中示出了這種類型的波紋管，尤其是，波紋管被強(qiáng)化以承受非常高的幾百巴數(shù)量級的內(nèi)部壓力。波紋管包括一個(gè)骨架，該骨架可以從外部加強(qiáng)所述波紋管使其能夠承受施加在其內(nèi)部的壓力；該骨架由環(huán)或環(huán)形式的加強(qiáng)件構(gòu)成，所述加強(qiáng)件定位在波紋管的每兩個(gè)折疊之間的凹部開口外部。

此類加強(qiáng)波紋管已經(jīng)存在了很長時(shí)間；文獻(xiàn)FR 451.327(BADGER)對它們有詳盡的描述。該文獻(xiàn)顯示了通過多種類型的環(huán)形加強(qiáng)件固定的波紋管，該波紋管中包括：內(nèi)加強(qiáng)件，其布置在波紋管的凹部內(nèi)，以支撐施加在波紋管的外部的壓力；外加強(qiáng)件，布置在波紋管外部，以支撐施加在波紋管內(nèi)部的壓力。所述加強(qiáng)件在波紋管的內(nèi)部或外部周向突出的相鄰?fù)咕?，可以在波紋管的內(nèi)部或外部彼此卡接。根據(jù)具體情況，防止當(dāng)波紋管最大程度地收縮時(shí)會損害波紋管的收縮程度。

文獻(xiàn)EP 0.083.889(RUDOLPH FLEXIBLE HOSES)提出了關(guān)于布置在波紋管內(nèi)部的內(nèi)部環(huán)形加強(qiáng)件的改進(jìn)設(shè)計(jì)使其能夠組裝，并且該文獻(xiàn)還示出了為了加強(qiáng)剛度而同時(shí)裝有內(nèi)部和外部加強(qiáng)件的波紋管。這些加強(qiáng)件包括環(huán)，所述環(huán)包括容納在兩個(gè)折疊之間的褶狀圓柱形膜的凹部中的珠狀部分，以及從所述膜突出的踵狀部分。

這些內(nèi)增強(qiáng)件和/或外增強(qiáng)件由于壓力而存在一定的不穩(wěn)定性。波紋管的損壞模式之一是由于加強(qiáng)件的屈曲導(dǎo)致的機(jī)械不穩(wěn)定性。這種屈曲造成的不穩(wěn)定性可局部存在于波形側(cè)面的水平上，也就是說在兩個(gè)凹部之間的折疊的一部分；可以局部存在于一個(gè)波或一組波的水平上，也可以是全局的，并且在全局情況下，其可以是該結(jié)構(gòu)的總體屈曲。

這種屈曲導(dǎo)致的不穩(wěn)定性可表現(xiàn)為加固件截面旋轉(zhuǎn)，以及波紋扭曲或者波紋管結(jié)構(gòu)橫向位移。

本發(fā)明的目的是消除波紋管的這種不穩(wěn)定性，至少顯著地降低波紋管的不穩(wěn)定性，以便能夠應(yīng)付非常高的壓力，以及施加在波紋管的外表面和內(nèi)表面上的壓力，同時(shí)保持針對上述各種應(yīng)用的足夠的變形能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種波紋管狀的密封裝置，由在兩個(gè)褶之間具有凹部的褶狀圓柱形的膜形成，褶間留有空隙凹部，其中外凹部和內(nèi)凹部分別包含形成骨架的加強(qiáng)件，所述加強(qiáng)件包括多個(gè)環(huán)狀組件，所述環(huán)狀組件包括珠狀部分和踵狀部分，其中每個(gè)所述珠狀部分都容納在所述膜的兩個(gè)褶之間的凹部中，同時(shí)所述踵狀部分相對于所述膜突出。所述踵狀部分的寬度的大小使相鄰的外加強(qiáng)件和內(nèi)加強(qiáng)件之間保持有用于容納所述膜的空間的殼體，并且在所述殼體的任意一點(diǎn)上所述空間的寬度皆大于所述膜的厚度。因此，在所述波紋管最大程度被壓縮或收縮時(shí)，該膜不會在其殼體中破裂。

根據(jù)本發(fā)明，所述內(nèi)加強(qiáng)件具有踵狀部分，所述踵狀部分的寬度使當(dāng)充分壓縮所述波紋管時(shí)，相鄰的所述踵狀部分得以彼此接觸，從而避免波紋管承壓時(shí)的屈曲現(xiàn)象以及不穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明，所述外加強(qiáng)件具有踵狀部分，所述踵狀部分布置為在相鄰的兩個(gè)踵狀部分的邊緣處形成滑道，所述滑道使在波紋管的整個(gè)沖程上實(shí)現(xiàn)所述外加強(qiáng)件相對于彼此的軸向永久引導(dǎo)，同時(shí)避免屈曲現(xiàn)象，以及避免在拉伸過程中由于波紋管的內(nèi)部壓力造成的波紋管的不穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明，所述外加強(qiáng)件的踵狀部分的寬度被選擇用于對應(yīng)于所述內(nèi)加強(qiáng)件的所述踵狀部分的寬度，從而更確定地控制波紋管在拉伸和壓縮過程中的屈曲現(xiàn)象和不穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明，所述波紋管包括與一組所述內(nèi)加強(qiáng)件的內(nèi)周表面配合的套筒，特別是用作所述內(nèi)加強(qiáng)件的引導(dǎo)件的所述內(nèi)加強(qiáng)件的套環(huán)的內(nèi)表面，從而避免橫向不穩(wěn)定的可能性。

根據(jù)本發(fā)明，所述波紋管包括所述外加強(qiáng)件和套筒的組合，其中所述外加強(qiáng)件的所述踵狀部分的邊緣形成滑道，并且所述套筒與內(nèi)加強(qiáng)件的內(nèi)周表面配合。從而避免任何橫向不穩(wěn)定的可能性并且杜絕波紋管在壓縮和拉伸過程中的屈曲現(xiàn)象以及不穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明，在將所述波紋管應(yīng)用于具有閥瓣的閥門的情況下，突出于不同的加強(qiáng)件的包括外踵狀部分和內(nèi)踵狀部分的踵狀部分的寬度之和使波紋管的完全收縮得以超過該閥瓣的沖程2mm至4mm，從而限制該閥瓣打開時(shí)相鄰的加強(qiáng)件之間的空間(例如0.75mm)，進(jìn)而促進(jìn)所述加強(qiáng)件的相互支撐效果，最終降低屈曲的風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說明

通過以下參照附圖對具體實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更清楚，附圖通過示例性和非限制性示例給出，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的波紋管狀的密封裝置的半截面的一部分；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的波紋管的一部分；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的波紋管的另一部分，其具有外加強(qiáng)件相對于彼此的引導(dǎo)；

圖4示出了根據(jù)圖3的波紋管，其包括用作內(nèi)加強(qiáng)件的引導(dǎo)件的套筒；

圖5示出了具有閥瓣的閥門的橫截面，其中所述閥門與由兩個(gè)相鄰的波紋管構(gòu)成的波紋管狀的密封裝置結(jié)合。

具體實(shí)施方式

圖1示出了波紋管1的一部分，其配備有位于構(gòu)成波紋管本體的膜2的內(nèi)加強(qiáng)件和外加強(qiáng)件，如文獻(xiàn)EP 0.083.889(FLEXIBLE HOSES RUDOLPH)所述。該膜2通常由“層壓”管形成，該“層壓”管由多個(gè)彼此配合的薄壁管構(gòu)成，特別是如在前述文獻(xiàn)FR451.327(BADGER)所示。

在波紋管成形之后，波紋管的膜2折疊成折疊部分，折疊部分限定外凹部和內(nèi)凹部，其徑向深度為其軸向?qū)挾鹊膬杀叮⑶以谶@些外凹部和內(nèi)凹部中，分別有外加強(qiáng)件3和內(nèi)加強(qiáng)件4。

外加強(qiáng)件3呈現(xiàn)為如同圖1至4所示的環(huán)的截面，類似于突起。所述外加強(qiáng)件3可以作為一個(gè)單塊，也可以作為通過液壓制作膜2的工具的一部分；當(dāng)折疊部分被成型時(shí)，該外加強(qiáng)件3不可以被移動。加強(qiáng)件的每一個(gè)環(huán)都含有位于波紋管1的外凹部中的珠狀部分5以及位于所述波紋管1外圍的凸緣的踵狀部分6。

在圖1所示的具體實(shí)施例中，外加強(qiáng)件3的踵狀部分6具有能夠限制波紋管1的收縮的寬度，形成止動系統(tǒng)，并且踵狀部分6的最大寬度給予自身大的慣性，這具有限制加強(qiáng)件屈曲的風(fēng)險(xiǎn)和避免毀壞波紋管的優(yōu)點(diǎn)。

在上述文獻(xiàn)FR451.327(BADGER)和EP0.083.889(FLEXIBLE HOSES RUDOLPH)中特別詳述到，內(nèi)加強(qiáng)件4被成型為插入到膜2的每個(gè)內(nèi)凹部中的環(huán)狀組件，該環(huán)狀組件的截面如圖1所示，類似于突起。每個(gè)內(nèi)加強(qiáng)件4包括在膜2的內(nèi)凹部中延伸的珠狀部分8和在波紋管1內(nèi)部突出的踵狀部分9。

每個(gè)環(huán)狀組件由套環(huán)10構(gòu)成，套環(huán)10沿踵狀部分9的內(nèi)表面延伸并且插入波紋管1。該套環(huán)10在原位焊接到構(gòu)成環(huán)狀組件的各段。因此，內(nèi)加強(qiáng)件4由形成環(huán)狀組件的多個(gè)所述段以及組成并加固所述段的套環(huán)10構(gòu)成。

踵狀部分9的寬度及其與環(huán)10的關(guān)聯(lián)給予內(nèi)加強(qiáng)件4非常大的慣性，以有利于抵抗內(nèi)加強(qiáng)件4的屈曲并保持波紋管的完整性。

在圖1所示的具體實(shí)施例中，內(nèi)加強(qiáng)件4的踵狀部分9的寬度略小于外加強(qiáng)件3的踵狀部分6的寬度。因此，波紋管1的最大收縮受到踵狀部分6的限制。

膜2容納在一特定空間中，該特定空間的輪廓由外加強(qiáng)件3和內(nèi)加強(qiáng)件4界定。圖2更詳細(xì)地示出了構(gòu)成特定空間的殼體11的輪廓，膜2在該殼體11中。該殼體11具有寬度e，該寬度e顯著大于膜2的厚度m，例如0.6mm，其量級在0.4mm和0.8mm之間。

在如圖2所示的具體實(shí)施例中，外加強(qiáng)件3的踵狀部分6的寬度小于內(nèi)加強(qiáng)件4的踵狀部分9的寬度。內(nèi)加強(qiáng)件4規(guī)制膜2的殼體11的大小；它們限制波紋管1在收縮時(shí)的沖程，以減少壓縮中不穩(wěn)定和屈曲的風(fēng)險(xiǎn)。

圖3和圖4示出了波紋管1，其在運(yùn)動期間被軸向引導(dǎo)，以避免徑向或橫向位移的現(xiàn)象。該引導(dǎo)通過布置在外加強(qiáng)件3上的滑道13實(shí)現(xiàn)，該滑道13通過用于內(nèi)加強(qiáng)件4的套筒14實(shí)現(xiàn)。

外加強(qiáng)件3在其踵狀部分6的邊緣上包括形成滑道13的陰陽裝置：在一側(cè)，踵狀部分6具有軸孔15，同時(shí)在另一側(cè)具有肩部16，所述肩部16接合在所述軸孔15中。

外加強(qiáng)件3和內(nèi)加強(qiáng)件4的這種組合給予波紋管組件1在拉伸和壓縮時(shí)的穩(wěn)定性。

圖4示出了用作內(nèi)加強(qiáng)件4的引導(dǎo)件的套筒14。該套筒14呈管狀，其外徑顯著小于內(nèi)加強(qiáng)件4的套環(huán)10的內(nèi)徑，以允許套環(huán)10在所述套筒14的表面上滑動。

與內(nèi)加強(qiáng)件4相關(guān)聯(lián)的套筒14可以以滑動件的形式與外加強(qiáng)件3的布置組合，以便另外防止任何可能的側(cè)向不穩(wěn)定性模式。

圖5示出了閥門17，其包括主體18，液體在壓力下循環(huán)通過主體18。閥瓣19與座20配合，并且該閥瓣19通過密封裝置與其控制裝置隔離，該密封裝置包括至少一個(gè)上文已經(jīng)詳細(xì)描述的類型的金屬波紋管1，如圖1～4所示。

如圖5詳示的具體實(shí)施例中，密封裝置包括串聯(lián)布置的一對波紋管，以便獲得一個(gè)合適的沖程，該沖程足以協(xié)調(diào)閥瓣19的可操作性以及抵抗波紋管1的內(nèi)部和外部的壓力的良好阻力。波紋管1、21靠近閥瓣19，以密封的方式連接到閥門的主體18，并且第二波紋管1、22與用作閥瓣操作桿的桿23的端部一體地密封，同時(shí)作為導(dǎo)向構(gòu)件。

兩個(gè)波紋管21和22首尾相連地相互延伸地組裝。

在閥瓣19類型的閥門17的情況下，波紋管1的延伸能力必然大于閥瓣19在關(guān)閉位置和打開位置之間的最大沖程；除了所述閥瓣19的沖程C之外，該附加的伸長能力為3mm的量級，例如在2mm和4mm之間。

如圖5所示的具體實(shí)施例，每個(gè)膜2包括限定八個(gè)內(nèi)凹部的八個(gè)褶，用于容納八個(gè)內(nèi)加強(qiáng)件4，并且包括用于容納七個(gè)外加強(qiáng)件3的七個(gè)外凹部。波紋管1的伸長能力對應(yīng)于外加強(qiáng)件3的踵狀部份6之間的間距或內(nèi)加強(qiáng)件4的踵狀部分9的偏差的情況。每個(gè)間隙相對較小，因此加強(qiáng)件相互固定，從而極大地減小了在波紋管1上施加的壓力的影響下的屈曲和變形的風(fēng)險(xiǎn)，無論是波紋管內(nèi)部還是外部的壓力。