阅读说明：本技术 一种具有多级储能的密封结构 (Sealing structure with multistage energy storage function ) 是由 阳光军 高伟军 唐学文 周林辉 李友廷 于 2020-12-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及密封结构,提供一种具有多级储能的密封结构,包括密封座(1)以及与所述密封座(1)连接的被连接件(2),所述密封座(1)和/或所述被连接件(2)上具有密封件安装部,所述密封件安装部内设有若干弹性储能结构(3)和若干密封件(4),所述密封件安装部的外端设有压盖(5),所述密封件(4)设置在间隔的所述弹性储能结构(3)之间,以能够通过释放所述弹性储能结构(3)的内部弹性势能挤压所述密封件(4)。本发明所述的具有多级储能的密封结构的结构简单,密封效果好。(The invention relates to a sealing structure, and provides a sealing structure with multi-stage energy storage, which comprises a sealing seat (1) and a connected piece (2) connected with the sealing seat (1), wherein a sealing piece mounting part is arranged on the sealing seat (1) and/or the connected piece (2), a plurality of elastic energy storage structures (3) and a plurality of sealing pieces (4) are arranged in the sealing piece mounting part, a gland (5) is arranged at the outer end of the sealing piece mounting part, and the sealing pieces (4) are arranged among the elastic energy storage structures (3) at intervals so as to extrude the sealing pieces (4) by releasing the internal elastic potential energy of the elastic energy storage structures (3). The sealing structure with the multi-stage energy storage function has the advantages of simple structure and good sealing effect.)

一种具有多级储能的密封结构

技术领域

本发明涉及密封结构，特别涉及一种具有多级储能的密封结构。

背景技术

目前，密封件基本是依靠压盖以及连接在压盖上的紧固件施加的压力，并且由抵靠在密封件上的压圈来实现对管路或轴进行密封，紧固件的压力能够由压盖、压圈等零件传递到密封件上，从而防止管路内部与其外部介质从填料密封处发生串通，并且通过控制紧固件的松紧程度，能够优化密封件的密封效果。

然而，当该密封件位于封闭的容器内，或者是封闭的设备中，特别是在高温高压的情况下，高温会使密封件的材料结构发生变化，密封件的回弹性降低，并且高温容易导致紧固件热胀后伸长，紧固件预紧力降低，同时，流动的液体或震动也会使紧固件松动，从而导致密封件失效。但是，由于密封结构处于密封的容器或设备内，密封件失效后不便于检测和维修。

因此，需要设计一种具有多级储能的密封结构，以解决或克服上述技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种具有多级储能的密封结构，该具有多级储能的密封结构的结构简单，密封效果好。

为达到上述目的，本发明提供一种具有多级储能的密封结构，包括密封座以及与所述密封座连接的被连接件，所述密封座和/或所述被连接件上具有密封件安装部，所述密封件安装部内设有若干弹性储能结构和若干密封件，所述密封件安装部的外端设有压盖，所述密封件设置在间隔的所述弹性储能结构之间，以能够通过释放所述弹性储能结构的内部弹性势能挤压所述密封件。

作为本发明的一个优选实施方式，所述密封件安装部的一端形成为开口端，另一端形成为封闭端，其中，所述密封件安装部为设于所述密封座上的沉孔；或者所述密封件安装部为设于所述被连接件上的台阶结构；或者所述密封件安装部包括设于所述密封座上的沉孔和设于所述被连接件上的台阶结构，所述沉孔的封闭端端面与所述台阶结构的台阶端面相平。

作为本发明的另一个优选实施方式，所述弹性储能结构包括第一储能部、第二储能部、第三储能部和第四储能部，其中，所述第一储能部设于所述密封件安装部的封闭端，所述第一储能部和所述第二储能部之间、所述第二储能部和所述第三储能部之间均设有密封件，所述第三储能部远离所述第二储能部的一端抵靠所述压盖的一侧端面。

更优选地，所述压盖上设有紧固件，所述紧固件能够穿过所述压盖并与所述密封座连接，所述第四储能部设于所述紧固件头部与所述压盖之间。

进一步优选地，所述第一储能部和所述第二储能部为螺旋弹簧、和/或碟形弹簧、和/或组合式碟形弹簧、和/或圆形波形弹簧、和/或对顶波形弹簧、和/或多层平顶波形弹簧。

作为本发明的又一个优选实施方式，所述第二储能部的数量为至少一组。

作为本发明的一个具体结构形式，所述第三储能部为螺旋弹簧、和/或组合式碟形弹簧、和/或对顶波形弹簧、和/或多层平顶波形弹簧、和/或弹性波纹管。

更具体地，所述第四储能部为碟形弹簧、和/或多层平顶波形弹簧。

作为本发明的另一个具体结构形式，所述第四储能部的数量为至少两组。

作为本发明的又一个具体结构形式，所述压盖与所述密封件间形成有间隙，所述第四储能部的初始长度大于该间隙的长度。

相较于现有技术，本发明所述的具有多级储能的密封结构具有如下优势：

(1)本发明所述的具有多级储能的密封结构通过在密封座与被连接件的连接部位设置若干密封件和若干弹性储能结构，将密封件设置在间隔的弹性储能结构之间，这样就可以在压盖松动或者是密封件变形时，能够利用弹性储能结构3的内部弹性势能释放时挤压密封件，满足密封要求，且密封效果好。

(2)本发明所述的具有多级储能的密封结构的压盖上还设置有第四储能部设置在紧固件的头部与压盖之间，既能够作为储能部，也能够作为紧固件垫圈，能够为本发明所述的具有多级储能的密封结构提供更多储能。

通过上述技术方案，本发明的具有多级储能的密封结构包括密封座以及与所述密封座连接的被连接件，所述密封座和/或所述被连接件上具有密封件安装部，所述密封件安装部内设有若干弹性储能结构和若干密封件，所述密封件安装部的外端设有压盖，所述密封件设置在间隔的所述弹性储能结构之间，以能够通过释放所述弹性储能结构的内部弹性势能挤压所述密封件。本发明的具有多级储能的密封结构将密封件设置在间隔排布的弹性储能结构之间，当压盖与密封座之间的间隙增大、或密封件因外界因素导致失效时，利用弹性储能结构能够释放其内部的弹性势能，从而使得密封件的密封效果增强，密封件不失效。

本发明的其它特征和优点将在随后的

具体实施方式

部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的具有多级储能的密封结构一个具体实施例的结构示意图；

图2是本发明的具有多级储能的密封结构另一个具体实施例的结构示意图；

图3是本发明的密封座的一个具体实施例的结构示意图；

图4是本发明的被连接件的密封件安装部位的一个具体实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1密封座 101沉孔

2被连接件 201台阶结构

3弹性储能结构 301第一储能部

302第二储能部 303第三储能部

304第四储能部 4密封件

5压盖 6紧固件

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

如图1所示，本发明提供一种具有多级储能的密封结构，包括密封座1以及与所述密封座1连接的被连接件2，所述密封座1和/或所述被连接件2上具有密封件安装部，所述密封件安装部内设有若干弹性储能结构3和若干密封件4，所述密封件安装部的外端设有压盖5，所述密封件4设置在间隔的所述弹性储能结构3之间，以能够通过释放所述弹性储能结构3的内部弹性势能挤压所述密封件4。

从图1中可以看出，本发明的具有多级储能的密封结构设置在密封件安装部内，并且是密封件4设置在间隔的弹性储能结构3之间，也就是说，密封件4与弹性储能结构3间隔设置，可以是一组密封件4与一组弹性储能结构3间隔设置，也可以是两组密封件4之间设置多组弹性储能结构3，还可以是两组弹性储能结构3之间设置多组密封件4，具体结构形式则是根据实际密封需求而定。而图1所示的本发明的一个具体实施例中，是两组弹性储能结构3之间设置三组密封件4，这三组密封件4在两组弹性储能结构3的弹性势能的压力作用下，密封件4的外周面与密封件安装部的内周面抵靠，密封件4的内周面与被连接件2的外周面贴靠，具有较好的密封效果。并且，当压盖5松动、或者是密封件4因高温或高压的外部环境影响失去回弹性时，各弹性储能结构3能够释放其弹性势能，从密封件4的两端对各密封件4进行挤压，从而可以在不用拧紧紧固件6的情况下使得密封件4一直保持较好的密封效果，并且不需要通过拆卸设备就可以实现。

另外，为了保证使用过程中密封件4具有较好的密封效果，各弹性储能结构3的初始状态均需要保证具有足够的弹性势能，可以保证在使用过程中弹性储能结构3能够释放足够的弹性势能，以保证密封件4的密封效果。

如图1和图2所示，作为本发明的一个优选实施方式，所述密封件安装部的一端形成为开口端，另一端形成为封闭端，其中，所述密封件安装部为设于所述密封座1上的沉孔101。

作为上述优选实施方式的一个可选实施方式，所述密封件安装部为设于所述被连接件2上的台阶结构201。

作为上述优选实施方式的另一个可选实施方式，所述密封件安装部包括设于所述密封座1上的沉孔101和设于所述被连接件2上的台阶结构201，所述沉孔101的封闭端端面与所述台阶结构201的台阶端面相平。

可以看出，如图3和图4所示，本发明的密封件安装部可以有以下三种结构形式：第一，本发明的密封件安装部是设置在密封座1上的沉孔101，此时，被连接件2的外周面为光滑周面，被连接件2插入沉孔101，被连接件2的外周面与沉孔101的内周面围合成一端封闭一端开口的腔体结构，密封件4和弹性储能结构3可设于该腔体结构中。第二，本发明的密封件安装部是设置在被连接件2上的台阶结构201，此时，密封座1上设置有安装通孔，被连接件2插入该通孔中，台阶结构201的与安装通孔的内周面围合成一端封闭一端开口的腔体结构，密封件4和弹性储能结构3可设于该腔体结构中。第三，本发明的密封件安装部同时设置在密封座1和被连接件2上，密封座1上形成有沉孔101，被连接件2上形成有台阶结构201，被连接件2插入沉孔101内，沉孔101的封闭端端面与台阶结构201的台阶端面相平，沉孔101的内周面与台阶结构201的外周面围合成一端封闭一端开口的腔体结构，密封件4和弹性储能结构3可设于该腔体结构中。以上三种结构形式均可以满足密封座1与被连接件2的密封连接要求，均属于本发明的保护范围。

作为本发明的另一个优选实施方式，所述弹性储能结构3包括第一储能部301、第二储能部302、第三储能部303和第四储能部304，其中，所述第一储能部301设于所述密封件安装部的封闭端，所述第一储能部301和所述第二储能部302之间、所述第二储能部302和所述第三储能部303之间均设有密封件4，所述第三储能部303远离所述第二储能部302的一端抵靠所述压盖5的一侧端面。

更优选地，所述压盖5上设有紧固件6，所述紧固件6能够穿过所述压盖5并与所述密封座1连接，所述第四储能部304设于所述紧固件6头部与所述压盖5之间。

本发明的弹性储能结构3包括第一储能部301、第二储能部302、第三储能部303和第四储能部304，第一储能部301的一端抵靠密封件安装部的封闭端，另一端抵靠密封件4，当第一储能部301释放弹性势能时，能够将弹性势能基本传递到密封件4中，利用弹性势能对密封件4的挤压，从而能够保证密封件4的密封性能。

需要说明的是，第二储能部302设于两组密封件4之间，第二储能部302可以设置为如图1所示的一级储能部，也可以在密封件安装部具有足够的深度的基础上，设置二级储能部，甚至是多级储能部，以保证第二储能部302内部具有更多的弹性势能，从而可以抵消紧固件6伸长以及密封件4失去回弹性能而造成的密封件4失效情况。也就是说，本发明的第一储能部301和第三储能部303之间具有至少一组第二储能部302。

作为本发明的一个具体结构形式，所述第一储能部301和所述第二储能部302为螺旋弹簧、和/或碟形弹簧、和/或组合式碟形弹簧、和/或圆形波形弹簧、和/或对顶波形弹簧、和/或多层平顶波形弹簧。

更具体地，所述第三储能部303为螺旋弹簧、和/或组合式碟形弹簧、和/或对顶波形弹簧、和/或多层平顶波形弹簧、和/或弹性波纹管。

更进一步地，所述第四储能部304为碟形弹簧、和/或多层平顶波形弹簧。

需要说明的是，在设计选型时，应考虑到在相同紧固件预紧力的情况下，多级储能部都处于最佳压缩状态，保证各级储能部都能同时回弹，且回弹量与每个储能部的总长度呈正比。

另外，对于各级储能部的材质选择，则是要根据使用温度的高低、接触介质的特性等选择适当的材质。

作为本发明的另一个具体结构形式，所述第四储能部304的数量为至少两组。

第四储能部304可以代替紧固件6的垫圈使用，因此，可以完全替换紧固件6的垫圈，也可以部分替换，根据实际使用需求而定，均属于本发明的保护范围。

作为本发明的又一个具体结构形式，所述压盖5与所述密封件4间形成有间隙，所述第四储能部304的初始长度大于该间隙的长度。

作为本发明的一个具体实施方式，在某个反应器中，操作压力为7.5MPa，操作温度为370℃，管内介质为柴油，管外介质为气相。如果采用现有技术的密封结构，使用15天后发现螺栓松动、密封件4失效发生泄漏。同样地，采用本发明的具有多级储能的密封结构，在相同压力、温度和介质条件下，使用11个月，未发生密封件4失效的情况。在该具体实施方式中，第一储能部301、第二储能部302采用多层平顶波形弹簧各一只，第三储能部303采用弹性波纹管一只，第四储能部采用碟形弹簧两只，即每个紧固螺栓上各一只，其中，各储能部材质耐温600℃。

从上述技术方案可以看出，本发明的具有多级储能的密封结构包括密封座1以及与所述密封座1连接的被连接件2，所述密封座1和/或所述被连接件2上具有密封件安装部，所述密封件安装部内设有若干弹性储能结构3和若干密封件4，所述密封件安装部的外端设有压盖5，所述密封件4设置在间隔的所述弹性储能结构3之间，以能够通过释放所述弹性储能结构3的内部弹性势能挤压所述密封件4。本发明的具有多级储能的密封结构通过释放弹性储能结构3内的弹性势能，以满足在高温高压的密封情况下，不用旋紧紧固件6就可以对密封件4进行挤压，从而保证密封件4不失效，进而保证本发明的具有多级储能的密封结构的密封效果。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。