一種用於天然氣過濾器鎖環式快開盲板結構的橡膠密封圈的製作方法

2023-12-04 14:57:36 1

本發明適用於天然氣過濾器鎖環式快開盲板結構，具體是一種新型防擠出外嵌金屬環式鞍形橡膠密封圈，屬於密封圈技術領域。

背景技術：

快開盲板結構是安裝在壓力容器或壓力管道端部，實現快速開啟和關閉的一種機械裝置，廣泛應用於石油天然氣行業。英國GD型快開盲板結構、法國PT型快開盲板結國內天然氣長輸管線上均有應用。

GD型快開盲板的密封件是採用「C」形橡膠密封圈，「C」形橡膠密封圈屬於自緊式密封結構，介質壓力越高其密封面處壓力越大。但在國內天然氣管線實際應用中發現，GD型快開結構開門過程中也部分存在鎖環被卡住而導致門蓋啟閉困難的問題。分析其原因主要有三方面：一是使用環境因素導致鎖環與門蓋和法蘭的接觸面上發生粘結，鎖環在收緊和打開的過程中阻力增大；其二是由於「C」形橡膠密封圈允許的密封面間隙較小，實際間隙容易受後期焊接變形等影響；第三是長期使用會在「C」形密封圈腔體內堆積充堵，甚至填滿，造成「C」形圈的密封唇無法實現變形回復，擠壓鎖環部位，造成門蓋啟閉困難。

法國PT型快開盲板結構的密封圈是採用「U」形結構，同樣，其允許的密封面間隙比較小，鎖環的啟閉過程又不可見，所以當門蓋啟閉打開遇到困難時比上述GD結構更難以處理。

德國KEMLOCK型快開結構採用的是雙「O」形環密封圈結構，其具有適當的軸向浮動性能。但雙「O」形環密封組件結構相較其它類型密封圈結構稍顯 複雜，機加工零件較多，成本稍高。

借鑑KEMLOCK型密封結構的浮動原理及上述各類型結構的特點，國內首次提出採用一種自緊式內嵌金屬彈簧式鞍形橡膠密封圈，既配合鎖環啟閉過程，又具備利於門蓋鎖環啟閉的浮動特性。但是，經過一段時間的使用，將密封圈取出時，卻發現在彈簧圈位置處有橡膠擠出變形、局部損壞現象。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明的目的在於提供一種新型防擠出外嵌金屬環式鞍形橡膠密封圈，以期解決現有密封圈存在的諸多缺陷。

一種用於天然氣過濾器鎖環式快開盲板結構的橡膠密封圈，該密封圈包括鞍形橡膠圈(1)、金屬環(2)。

鞍形橡膠圈(1)為一鞍形的橡膠圈，鞍形橡膠圈(1)既配合鎖環啟閉過程，又具備利於門蓋鎖環啟閉的浮動特性；金屬環(2)外嵌在鞍形橡膠圈(1)的頂端一側；密封唇a(1.1)、密封唇b(1.2)和密封唇c(1.3)為鞍形橡膠圈(1)的三個密封結構，其中，密封唇a(1.1)為該密封圈的上密封唇，其與門蓋直接接觸，通過門蓋的擠壓作用形成初始密封；密封唇b(1.2)和密封唇c(1.3)為左右密封唇，其主要作用是保證密封圈與密封槽之間的初始密封以及密封圈的整體穩定性。

金屬環(2)取代內嵌彈簧圈以更好地防止橡膠材料擠出，旨在改善原結構局部區域的應力及變形分布。

外嵌的金屬環(2)材料採用不鏽鋼S30408，鞍形密封圈採用丁腈橡膠材料。為便於密封圈整體裝拆。

鞍形橡膠圈(1)與金屬環(2)之間能夠採用膠粘聯結。

本發明安裝在鎖環式快開盲板結構上，新型防擠出外嵌金屬環式鞍形橡膠密封圈結構不但具有浮動特性，還解決了橡膠材料擠出問題，同時具備防塵、減小摩擦和緩衝作用力的效果。

表1-1四種密封圈結構對比

本發明能夠滿足國內法規對密封圈的要求，在同類產品中獨一無二。

附圖說明

圖1為本發明的一種用於天然氣過濾器鎖環式快開盲板結構的橡膠密封圈；

圖中：

1.鞍形橡膠圈 2.金屬環

圖2為本發明的一種用於天然氣過濾器鎖環式快開盲板結構的橡膠密封圈作用示意圖；

圖3為本發明的一種用於天然氣過濾器鎖環式快開盲板結構的橡膠密封圈的工作原理。

圖中：

1.鞍形橡膠圈 2.金屬環

1.1、密封唇a 1.2、密封唇b

1.3、密封唇c

具體實施方式

下面結合上述結構介紹該密封圈的工作過程。

本發明的密封圈用於鎖環式快開盲板結構。

步驟A：初次裝配時，首先將鞍形密封圈安裝至密封槽內，密封圈內側翹腳緊貼密封槽內側，進而實現初始密封。

步驟B：密封槽底部沿周向方向均布3～4個通氣孔，加載內壓後，壓力由通氣孔進入翹腳密封圈內腔。在壓力的作用下，鞍形密封圈向外移動，其上的翹腳緊貼門蓋密封面。

步驟C和D：卸載內壓後，利用法蘭上的下壓螺釘，鎖環、門蓋和密封圈同時向內移動1～2mm。

步驟E和F：此時鎖環已與筒體端部法蘭分離，可實現無阻力地收緊鎖環，進而順利打開門蓋。

以上僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制，有關領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，允許做出變化，因此所有同等的技術方案也應該屬於本發明的範疇，應由各權利要求限定。