一種套管密封組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種密封裝置，尤其是涉及一種套管密封組件。
【背景技術(shù)】
[0002]制冷與低溫工程領(lǐng)域的套管密封組件，由于低溫環(huán)境下材料物性變化與常溫下有較大區(qū)別，需要專門設(shè)計(jì)，并滿足連接拆卸快速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性能好的特點(diǎn)。常用的橡膠密封圈，在低溫場(chǎng)合特別是液氮溫區(qū)(80K，-193°C以下)等深低溫場(chǎng)合，往往會(huì)脆化而失去密封性。另外，目前已有的密封技術(shù)和結(jié)構(gòu)，大多是通過(guò)面與面的緊密配合形成面密封，而對(duì)于機(jī)械密封來(lái)說(shuō)，線密封具有較小的面積和較大的壓強(qiáng)，密封性相較于面密封要好。因此，需要一種能夠適應(yīng)深低溫、密封性能好的可拆卸的密封組件，滿足一些特殊應(yīng)用場(chǎng)合及實(shí)際工程的需要。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，已有耐低溫密封圈，中國(guó)專利CN102767572A公開(kāi)了一種用于雙列滿裝圓柱滾子軸承的耐低溫密封圈，該結(jié)構(gòu)包括硅橡膠密封圈和支撐鋼骨架通過(guò)注塑的方式扣合成一個(gè)整體，具備耐低溫性和雙重密封性。盡管硅橡膠相對(duì)于普通橡膠其耐低溫性已經(jīng)很好，但是仍不適用于液氮溫區(qū)，當(dāng)溫度低于-120°C時(shí)便開(kāi)始脆化。中國(guó)專利CN203500516U公開(kāi)了一種低溫密封閥，該結(jié)構(gòu)主要采用波紋管密封和軟硬密封相結(jié)合的雙錐面密封副，不僅能夠應(yīng)用于液氮、液氧場(chǎng)合，而且密封性能好。但該結(jié)構(gòu)側(cè)重于解決閥門內(nèi)漏問(wèn)題，不能解決管路的連接固定和密封問(wèn)題。
[0004]中國(guó)專利CN102252140A公開(kāi)了一種深低溫非金屬管路的密封接頭，該密封接頭包括螺母、金屬密封圈、連接螺柱和非金屬連接管路，主要利用管路外結(jié)構(gòu)產(chǎn)生徑向力使金屬密封圈形變與外表面緊密接觸，從而達(dá)到密封的效果。該結(jié)構(gòu)解決了金屬與非金屬管路的連接問(wèn)題，密封效果好，可適用于室溫到深低溫的較大范圍。但是金屬密封圈和連接管路外表面之間的接觸為面接觸，由于其平面密封的特點(diǎn)使其密封力比較大，需要的操作力也較大，并且在室溫下通過(guò)較大的徑向力擠壓而緊密接觸后，進(jìn)入深低溫環(huán)境由于非金屬材料的熱膨脹系數(shù)大于金屬材料，金屬密封圈和連接管路外表面接觸過(guò)于緊密而有可能損壞部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種能夠用于低溫環(huán)境，密封性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝和拆卸方便的套管密封組件。
[0006]為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種套管密封組件，包括同軸布置的管路、螺母、連接螺柱、密封圈和套筒，管路外表面有一個(gè)環(huán)形的凸臺(tái)，凸臺(tái)一側(cè)有一個(gè)凸環(huán)，密封圈一側(cè)抵住凸環(huán)，另一側(cè)抵住連接螺柱；螺母套在連接螺柱和套筒外。
[0007]本發(fā)明通過(guò)密封圈與管路及套筒的配合起到該套管密封組件的密封作用，通過(guò)旋進(jìn)連接螺柱，使連接螺柱和螺母間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，擠壓密封圈，管路外表面的凸臺(tái)側(cè)面的凸環(huán)緊頂密封圈，達(dá)到良好的密封效果；通過(guò)旋出連接螺柱，即可拆卸該套管密封組件，并能夠取下密封圈進(jìn)行更換。
[0008]作為優(yōu)選，套筒與凸臺(tái)相配合部分向外延伸形成頸部凸臺(tái)，螺母內(nèi)沿與該頸部凸臺(tái)的側(cè)面配合，避免了通過(guò)螺母內(nèi)表面和套筒外表面的緊密表面接觸來(lái)連接螺母和套筒，減小了操作力，使得操作簡(jiǎn)單，同時(shí)減少了表面摩擦帶來(lái)的磨損，提高了組件使用壽命。
[0009]作為優(yōu)選，密封圈為圓錐臺(tái)，密封圈上頂面抵住凸環(huán)，密封圈下底面抵住連接螺柱，使得密封圈的子母面與套管的端口線性接觸，由于線性接觸具有較小的面積和較大的壓強(qiáng)，密封性相較于表面接觸要好，更加提高了密封性能。
[0010]作為優(yōu)選，密封圈的錐度范圍為30度-45度，這樣可以避免密封圈因錐度過(guò)大導(dǎo)致形變過(guò)小，同時(shí)避免密封圈因錐度過(guò)小導(dǎo)致有效密封不足，優(yōu)化了密封圈密封性能。
[0011]作為優(yōu)選，凸臺(tái)的截面為矩形，確保密封圈上端面只與凸環(huán)接觸，不會(huì)直接接觸到凸臺(tái)的側(cè)面，減小接觸面積，提高密封性能。
[0012]作為優(yōu)選，凸環(huán)位于凸臺(tái)的側(cè)面中心線上，使得密封圈和凸環(huán)接觸受力均勻，提高密封性能。
[0013]作為優(yōu)選，凸環(huán)截面為三角形，三角形有利于減少密封圈上端面和凸環(huán)的接觸面積，使得凸環(huán)與密封圈上端面的緊密接觸接近于線性接觸，提高密封性能。
[0014]作為優(yōu)選，管路、連接螺柱、螺母、套筒和密封圈材料為金屬，其中密封圈材料為無(wú)氧銅。根據(jù)金屬在低溫下性能一般不會(huì)發(fā)生劇變的特性，該套管密封組件在低溫環(huán)境具有可靠性。而密封圈材料為無(wú)氧銅，耐低溫性能好，同時(shí)質(zhì)地較軟，套筒和管路材料為不銹鋼，質(zhì)地較硬，密封圈與套筒和管路形成軟硬復(fù)合密封，密封性能好。因?yàn)殂~的熱膨脹系數(shù)在金屬中相對(duì)較大，低溫環(huán)境下密封圈的收縮比管路劇烈，使得密封圈與管路的接觸更加緊密，確保該套管密封組件在低溫環(huán)境下的密封性能。
[0015]因此，采用本發(fā)明的套管密封組件，密封性能好，適用于從室溫到低溫(液氮溫區(qū))的較大范圍，密封性不受溫度影響，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；另外本發(fā)明為可拆卸式低溫密封部件，安裝和拆卸方便，無(wú)氧銅密封圈可更換，可重復(fù)使用。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的套管密封組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是圖1所示套管密封組件的A部分的局部放大圖。
[0018]其中:
[0019]1、管路；2、連接螺柱；3、螺母；4、套筒；5、密封圈；11、凸臺(tái)；12、凸環(huán)；41、頸部凸臺(tái)ο
【具體實(shí)施方式】
[0020]由圖1、圖2所示，本發(fā)明套管密封組件包括同軸布置的管路1、連接螺柱2、螺母3、套筒4和密封圈5。管路1、連接螺柱2、螺母3、套筒4和密封圈5的材料均為金屬，其中密封圈5材料為無(wú)氧銅，套筒4和管路I為不銹鋼。
[0021]管路I外表面有一個(gè)同軸的環(huán)形的凸臺(tái)11，凸臺(tái)11在管路I軸心所在的平面上的截面為矩形；凸臺(tái)11朝向連接螺柱2的一側(cè)設(shè)有一個(gè)與管路I同軸的凸環(huán)12，凸環(huán)12在管路I軸心所在的平面上的截面為三角形，形成三角形突起，裝配時(shí)該突起與密封圈上頂面緊密接觸。凸環(huán)12位于凸臺(tái)11側(cè)面中心線上，即在管路I徑向上，凸環(huán)12設(shè)于凸臺(tái)11側(cè)面中部位置。
[0022]密封圈5為環(huán)形的圓錐臺(tái)，套設(shè)在管路I外壁，錐度為30度；密封圈5的兩個(gè)端面分別是上頂面和下底面，外壁為子母面；密封圈5的上頂面為大直徑段，下底面為小直徑端；密封圈5上頂面抵住凸環(huán)12，密封圈5下底面抵住連接螺柱2。密封圈5材料為無(wú)氧銅，質(zhì)地較軟，與套筒4和管路I形成軟硬復(fù)合密封。裝配時(shí)經(jīng)過(guò)連接螺柱2的擠壓，密封圈5的上頂面與管路I的凸臺(tái)11的凸環(huán)12緊密接觸，形成線性密封，密封圈5的子母面與套筒4朝向連接螺柱2的一端側(cè)沿緊密接觸，形成線性密封。
[0023]本實(shí)施例中，套筒4可以是需要與管路I連接的管路的端部，也可以是某一部件的連接端等。套筒4與密封圈5的子母面相配合部分向外延伸形成頸部凸臺(tái)41，螺母3內(nèi)沿與頸部凸臺(tái)41的側(cè)面配合。連接螺柱2和套筒4均套設(shè)在管路I外壁，連接螺柱2外壁設(shè)有外螺紋。連接螺柱2和套筒4分別設(shè)置在密封圈5兩側(cè)。螺母3套設(shè)在連接螺柱2和套筒4相向的兩個(gè)端部，分別與連接螺柱2外壁的外螺紋和套筒4的頸部凸臺(tái)41配合定位。
[0024]安裝時(shí)，將管路1、連接螺柱2、螺母3、套筒4和密封圈5按照順序同軸布置，旋進(jìn)連接螺柱2，使得連接螺柱2和螺母3間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，擠壓密封圈5，使得密封圈5的上頂面緊緊抵住凸環(huán)12產(chǎn)生線性密封，密封圈5的子母面緊緊抵住套筒4端口產(chǎn)生線性密封；當(dāng)連接螺柱2旋緊時(shí)，本套管密封組件安裝完成，能滿足密封要求。拆卸時(shí)，旋出連接螺柱2，即可拆下管路1、連接螺柱2、螺母3、套筒4和密封圈5。當(dāng)密封圈5形變較大失去密封效果時(shí)，旋出連接螺柱2，取下密封圈5并更換，再旋進(jìn)連接螺柱2重新進(jìn)行安裝步驟，即可重復(fù)使用本套管密封組件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種套管密封組件，包括同軸布置的管路(I)、連接螺柱(2)、螺母(3)、套筒(4)和密封圈(5)，其特征在于:所述管路(I)外表面有一個(gè)環(huán)形的凸臺(tái)(11)，凸臺(tái)(11) 一側(cè)有一個(gè)凸環(huán)(12)，密封圈(5) —側(cè)抵住凸環(huán)(12)，另一側(cè)抵住連接螺柱⑵；所述的螺母(3)套在連接螺柱⑵和套筒⑷外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管密封組件，其特征在于:所述的套筒(4)與所述的凸臺(tái)(11)相配合部分向外延伸形成頸部凸臺(tái)(41)，螺母(3)內(nèi)沿與該頸部凸臺(tái)(41)的側(cè)面配入口 ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管密封組件，其特征在于:所述的密封圈(5)為圓錐臺(tái)，密封圈(5)上頂面抵住所述的凸環(huán)(12)，密封圈(5)下底面抵住所述的連接螺柱(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的套管密封組件，其特征在于:所述的密封圈(5)的錐度范圍為30度-45度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管密封組件，其特征在于:所述的凸臺(tái)(11)的截面為矩形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管密封組件，其特征在于:所述的凸環(huán)(12)位于所述的凸臺(tái)(11)側(cè)面中心線上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管密封組件，其特征在于:所述的凸環(huán)(12)截面為三角形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管密封組件，其特征在于:所述的管路(I)、連接螺柱(2)、螺母(3)、套筒(4)和密封圈(5)材料為金屬，其中密封圈(5)材料為無(wú)氧銅。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種套管密封組件，包括同軸布置的管路(1)、連接螺柱(2)、螺母(3)、套筒(4)和密封圈(5)，管路外表面有一個(gè)環(huán)形的凸臺(tái)(11)，凸臺(tái)(11)一側(cè)有一個(gè)凸環(huán)(12)，密封圈(5)一側(cè)抵住該凸環(huán)(12)，另一側(cè)抵住連接螺柱(2)；螺母(3)套在連接螺柱(2)和套筒(4)外。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝拆卸方便，可重復(fù)使用，適用于從室溫到低溫的較大范圍，密封性能好的特點(diǎn)。
【IPC分類】F16J15-06, F16J15-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104832646
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510148141
【發(fā)明人】張小斌, 徐璐, 陳建業(yè)
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年3月31日