專利名稱：恒應力恒位移線密封組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種密封應力和密封件壓縮位移量在一定范圍內恒定的恒應力恒位移線密封組件，主要適合法蘭面之間的密封，可應用于核工業、石化工業等對密封要求高的場所。
背景技術：
傳統密封技術是利用密封件的密封面與工件的端面以一定的密封比壓壓緊來保證密封的，這種方式的缺點是密封比壓難以控制，如果密封比壓過大密封件有可能被壓潰， 如果密封比壓過小，又難以保證密封效果。對于一些含有放射性物質和有毒高危化學物品的密封場所，密封的首要要求就是達到危險物質的零泄漏。如核電設施反應堆大蓋密封及石化的加氫裂化反應裝置密封等密封場合，若密封效果達不到要求，放射性物質以及有毒的高危化學物品等會對現場造成不可估量的破壞。另外，在一些大尺寸的平面密封場所，對密封件的制作要求以及密封面的加工要求等都非常高。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中，密封件的密封比壓難以控制、大尺寸密封場所和某些含有危險物質的密封場所對密封件以及密封效果的要求太高而導致傳統的密封技術難以達標等問題，提供一種密封應力和密封件壓縮位移量在一定范圍內恒定的恒應力恒位移線密封組件，其密封效果更好、抵御工況壓力和溫度的波動能力更強。為解決以上技術問題，本發明采取如下技術方案
一種恒應力恒位移線密封組件，包括法蘭、設置在法蘭面之間且與法蘭面線接觸的密封環，根據本發明，所述線密封組件還包括設置在密封環內側和/或外側的限位機構，且所述限位機構的厚度 <密封環的厚度；所述密封環包括內部填充層、設置在內部填充層外表面的硬質金屬層，以及設置在硬質金屬層外表面的軟質金屬層。根據本發明，所述密封環的內部填充層為可以為實心或空心，使得內部填充層的截面為圓形或圓環形；硬質金屬層和軟質金屬層設置在內部填充層外時并不是將內部填充層的外表面完全包覆，而是留有開口，使得硬質金屬層和軟質金屬層的截面呈字母“C”形。優選地，所述內部填充層的材質為石墨或彈簧等高回彈性材料。優選地，所述硬質金屬層的材質選用高鎳合金等高溫強度、耐腐蝕性優良的高性能材料。優選地，所述軟質金屬層是噴鍍或通過其他方式在硬質金屬層表面形成的銀層或銅層，或者其它軟質金屬材料。優選地，所述限位機構的厚度為所述密封環厚度的859Γ95%，使得所述密封時密封環的最大壓縮位移量限制為自身厚度的15%，有效防止密封環被壓潰。當然，可根據具體情況來調整限位機構的厚度，以根據實際需要控制密封環的壓縮情況。作為本發明的一個具體實施方式
，所述限位機構是設置在法蘭面上的凹槽，且所
3述凹槽的寬度與所述密封環的寬度相同。作為本發明的另一個具體實施方式
，所述限位機構是與法蘭面之間為面接觸的金屬環，且當金屬環設置在密封環的內側時，金屬環的外壁與密封環的內壁相貼；當金屬環設置在密封環的外側時，金屬環的內壁與密封環的外壁相貼。優選地，所述金屬環的材質可選用奧氏體不銹鋼等耐腐蝕材料。由于以上技術方案的實施，本發明與現有技術相比具有如下優點
I、本發明線密封組件的密封環具有很大的撓度，可彎折成任意弧形，適用于圓形和非圓形的任何密封場合，密封環的周長大小也可以自由選擇(周長可達35米，圓直徑可達10 米以上)，因此本發明線密封組件對于大尺寸密封非常適用。2、本發明使密封安裝法蘭面與密封環之間配合呈環線接觸來實現密封，能夠有效地克服由于客觀存在且無法消除的密封面缺陷所造成的密封不嚴。3、本發明的限位機構使得密封環與法蘭面之間的密封應力在一定范圍內恒定，密封環的壓縮位移量可根據實際情況通過調整限位機構的厚度來預先設定，因此可有效防止密封環被壓潰而失效。同時限位機構還可以起到“過載應力儲備器”的作用，能夠吸收密封場所由于壓力、溫度等工況條件改變所帶來的過載密封應力等，以保障密封性能，使密封環抵御復雜工況條件波動的能力得到了提高。4、本發明線密封組件的密封性能優異，可適用溫度范圍在-20(T75(TC之間，耐壓達50MPa，能夠在有放射性、有毒或者高溫密封環境中使用。
下面結合附圖和具體的實施方式對本發明做進一步詳細的說明圖I為本發明密封環的截面剖視圖(空心)；
圖2為圖I的A-A向剖視圖3為本發明密封環的另一截面剖視圖(實心)；
圖4為圖3的B-B向剖視圖5為實施例I的線密封組件密封前后對比6為實施例2的線密封組件密封前后對比7為實施例3的線密封組件密封前后對比8為實施例4的線密封組件密封前后對比9為實施例5的線密封組件密封前后對比圖其中1、法蘭；10、凹槽；2、密封環；20、內部填充層；21、硬質金屬層；22、軟質金屬層 23、開口 ；3、金屬環；
圖5、中，中線左邊為密封前示意圖，中線右邊為密封后示意圖。
具體實施例方式下面結合具體的實施例對本發明做進一步詳細的說明，但不限于這些實施例。實施例I
參見圖廣5，本實施例的恒應力恒位移線密封組件，包括法蘭I、設置在兩個法蘭面之間且與法蘭面線接觸的密封環2，以及設置在密封環2內側和/或外側的限位機構。本實施例中的限位機構就是根據密封環2的尺寸開設在上下法蘭面上的凹槽10，上下凹槽10的深度之和即為限位機構的厚度，凹槽10的寬度最好設置成與密封環2的寬度相等或略大于密封環2的寬度，以使得密封環2密封時正好能夠與凹槽10相配合。本發明中，限位機構的厚度應小于密封環2的厚度，且限位機構的厚度占密封環2厚度的859Γ95%為好，這使得密封時，既能保持密封環2與法蘭I的線密封，保持有很好的密封效果，限位機構在密封應力太大時又能分擔一定的密封應力，不至于將密封環2壓壞，同時提高密封環2抵御工況條件波動的能力。本發明中，密封環2的結構包括內部填充層20、設置在內部填充層20外表面的硬質金屬層21，以及設置在硬質金屬層21外周的軟質金屬層22。內部填充層20可以為實心 (圖3 4)或空心(圖f 2)，使得內部填充層20的截面為圓形或圓環形；而硬質金屬層21和軟質金屬層22設置在內部填充層20外時并不是將內部填充層20的外表面完全包覆，而是留有開口 23，使得硬質金屬層21和軟質金屬層22的截面呈字母“C”形。本實施例中，空心的內部填充層20選用的是螺旋彈簧，實心的內部填充層20選用的是石墨材質。所述硬質金屬層21的材質為高鎳合金，所述軟質金屬層22為噴鍍形成的銀層或銅層。實施例2
參見圖6，本實施例的恒應力恒位移線密封組件的結構基本與實施例I相同，區別在于本實施例中凹槽10僅僅開設在上下兩個法蘭I中的其中一個法蘭面上。實施例3
參見圖7，本實施例的恒應力恒位移線密封組件的結構與實施例I基本相同，只是限位機構不同。本實施例的限位機構是與法蘭面之間為面接觸的金屬環3，且金屬環3有兩個， 分別設置在密封環2的內側和外側，內側金屬環3的外壁與密封環2的內壁相貼，外側金屬環3的內壁與密封環2的外壁相貼。金屬環3的與密封環2相接觸的面也可以設置成弧形， 以與密封環2的形狀相匹配。且金屬環3選用奧氏體不銹鋼制成。實施例4
參見圖8，本實施例的恒應力恒位移線密封組件的結構與實施例3基本相同，只是本實施例的限位機構金屬環3是設置在密封環2內側。實施例5
參見圖9，本實施例的恒應力恒位移線密封組件的結構與實施例3基本相同，只是本實施例的限位機構金屬環3是設置在密封環2外側。以上對本發明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領域技術的人士能夠了解本發明的內容并加以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明的精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種恒應力恒位移線密封組件，包括法蘭(I)、設置在法蘭面之間且與法蘭面線接觸的密封環(2)，其特征在于所述線密封組件還包括設置在所述密封環(2)內側和/或外側的限位機構，且所述限位機構的厚度 < 所述密封環(2)的厚度；所述密封環(2)包括內部填充層(20 )、設置在所述內部填充層(20 )外表面的硬質金屬層(21)，以及設置在所述硬質金屬層(21)外表面的軟質金屬層(22)。
2.根據權利要求I所述的恒應力恒位移線密封組件，其特征在于所述密封環(2)的內部填充層(20)為實心或空心，使得所述內部填充層(20)的截面為圓形或圓環形；所述硬質金屬層(21)和所述軟質金屬層(22 )設置在所述內部填充層(20 )外時留有開口( 23 )，使得所述硬質金屬層(21)和所述軟質金屬層(22)的截面呈字母“C”形。
3.根據權利要求I所述的恒應力恒位移線密封組件，其特征在于所述內部填充層(20)的材質為石墨或彈黃。
4.根據權利要求I所述的恒應力恒位移線密封組件，其特征在于所述硬質金屬層(21)的材質為高鎳合金。
5.根據權利要求I所述的恒應力恒位移線密封組件，其特征在于所述軟質金屬層(22)的材質為銀或銅。
6.根據權利要求I所述的恒應力恒位移線密封組件，其特征在于所述限位機構的厚度為所述密封環(2)厚度的85°/Γ95%。
7.根據權利要求I所述的恒應力恒位移線密封組件，其特征在于所述限位機構為設置在法蘭面上的凹槽(10)，且所述凹槽(10)的寬度與所述密封環(2)的寬度相同。
8.根據權利要求I所述的恒應力恒位移線密封組件，其特征在于所述限位機構是與法蘭面之間為面接觸的金屬環(3)，且當所述金屬環(3)設置在所述密封環(2)的內側時， 所述金屬環(3)的外壁與所述密封環(2)的內壁相貼；當所述金屬環(3)設置在所述密封環(2)的外側時，所述金屬環(3)的內壁與所述密封環(2)的外壁相貼。
9.根據權利要求8所述的恒應力恒位移線密封組件，其特征在于所述金屬環(3)的材質為奧氏體不銹鋼。
全文摘要
本發明涉及一種密封應力和密封件壓縮位移量在一定范圍內恒定的恒應力恒位移線密封組件，包括法蘭、設置在法蘭面之間且與法蘭面線接觸的密封環，以及設置在密封環內側和/或外側的限位機構，且限位機構的厚度＜所述密封環的厚度；該密封環包括內部填充層、設置在內部填充層外表面的硬質金屬層，以及設置在硬質金屬層外表面的軟質金屬層。本發明的密封環具有很大的撓度，可彎折成任意弧形，對于大尺寸密封非常適用，本發明限位機構的設置可有效防止密封環被壓潰而失效，同時還能夠吸收密封場所由于壓力、溫度等工況條件改變所帶來的過載密封應力等，提高了密封環抵御復雜工況條件波動的能力。
文檔編號F16L23/20GK102606823SQ20121007001
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月16日 優先權日2012年3月16日
發明者侯敏, 馬志剛 申請人:蘇州寶驊機械技術有限公司