容器密封環(huán)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于高壓容器的密封環(huán)，其由環(huán)形主體、聚合物襯墊（3）和密封襯墊（4）形成，環(huán)形主體由至少兩個(gè)部分構(gòu)成，其中所述環(huán)接觸高壓蓋（5）的表面和容器（6）的表面，并包括至少第一部分（1），第一部分通過(guò)機(jī)械止擋件（7）連接第二部分（2），第二部分（2）與所述第一部分（1）是同心的，其中所述第二部分（2）的半徑與第一部分（2）的半徑具有相同或不同的尺寸。
【專利說(shuō)明】容器密封環(huán)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明可用于封閉系統(tǒng)的一部分，更具體地，可用于經(jīng)受高壓的容器的密封系統(tǒng)，并且涉及一種容器密封環(huán)，其實(shí)現(xiàn)了在延長(zhǎng)的使用壽命期內(nèi)的優(yōu)化的密封，并減少了在被密封的容器中的損害。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今，存在于用于經(jīng)受高壓的容器的密封系統(tǒng)中的一個(gè)主要問(wèn)題是，當(dāng)要尋找具有優(yōu)化的密封同時(shí)具有延長(zhǎng)的使用壽命的密封系統(tǒng)時(shí)，選擇受到限制，這是因?yàn)闆](méi)有一種材料具有用來(lái)滿足密封材料完成任務(wù)產(chǎn)生的所述需求的性質(zhì)。
[0003]迄今，已考慮的最佳方案是使用具有低楊氏模量的高強(qiáng)度材料，因而其能夠容易地?cái)U(kuò)展而封閉與高壓容器之間存在的間隙，使得襯墊中產(chǎn)生的應(yīng)力盡可能地低，在某些情況下，已考慮對(duì)襯墊添加耐磨涂層，以減少可能由容器造成的損害。
[0004]這些耐磨處理賦予了產(chǎn)生摩擦力的部件的耐磨特性；但問(wèn)題在于，當(dāng)打開(kāi)和關(guān)閉容器以裝入產(chǎn)品時(shí)，因?yàn)樗挥米鞲邏喝萜鞯募訅菏侄危蓑?qū)動(dòng)區(qū)域(actuationarea)的耐摩擦特性，這帶來(lái)了后續(xù)的問(wèn)題，即，不得不尋找一種材料，其除了具有延長(zhǎng)的疲勞壽命外，還為密封提供有利的性質(zhì):例如低楊氏模量，從而有利于金屬環(huán)的操作，因而當(dāng)封閉與高壓容器形成的所述間隙時(shí)，聚合物襯墊能夠起作用；極佳的斷裂韌性，因而延長(zhǎng)其壽命；高機(jī)械強(qiáng)度，用于支承由于超高壓引起的高應(yīng)力；以及與不銹鋼之間的低摩擦系數(shù)，用于降低環(huán)的容器接觸表面的摩擦，因?yàn)槠褚恢笔褂玫闹С协h(huán)常常由于疲勞而毀壞，導(dǎo)致以它們的破損物密 封的高壓容器的不可修復(fù)的損害。
[0005]一些文獻(xiàn)(例如西班牙文獻(xiàn)ES0282924-U號(hào))描述了具有內(nèi)部封閉件的高壓容器，其中一個(gè)密封圈被分成兩個(gè)部分，其通過(guò)楔入而動(dòng)作，該密封圈的兩部分排布所要實(shí)現(xiàn)的功能不同于賦予特定性質(zhì)的功能，以獲得雙密封環(huán)所具有的優(yōu)點(diǎn)，因此其不能解決所描述的問(wèn)題。
[0006]另一篇文獻(xiàn)，W02007/020099-A2描述了具有金屬支承環(huán)和兩個(gè)聚合物密封件的密封襯墊，金屬支承環(huán)具有涂層以降低摩擦，所述支承環(huán)未被分成具有不同材料的兩個(gè)或更多個(gè)不同的部分，并且所述支承環(huán)具有實(shí)現(xiàn)不同效果的不同結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明涉及一種容器密封環(huán)，其提升密封的質(zhì)量，這是由于其環(huán)形主體由至少兩個(gè)部分構(gòu)成，這兩個(gè)部分的材料具有用于實(shí)現(xiàn)該環(huán)的每個(gè)部分的功能的不同的性質(zhì)，并且它還通過(guò)增加疲勞壽命來(lái)降低由在被密封的容器中的腐蝕和磨耗引起的損害，這是通過(guò)以多于一種材料來(lái)配置所述環(huán)的功能部分并且將所述環(huán)配置以不同的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，前者提供了不能在任何其他材料中找到的上述的不同性質(zhì)，后者使得所述環(huán)中產(chǎn)生的最大應(yīng)力被消除，該最大應(yīng)力是在外部部分的外徑中由于接觸容器而產(chǎn)生的，并且在外徑處周向應(yīng)力非常高。[0008]該容器密封環(huán)是由環(huán)形主體、聚合物襯墊和密封襯墊形成的，其中所述聚合物襯墊可位于環(huán)形主體和容器之間，所述密封襯墊可位于密封環(huán)的環(huán)形主體和容器的頂蓋之間，其中所述環(huán)形主體可接觸高壓蓋的表面和容器的表面，所述環(huán)形主體可包括至少第一部分，所述第一部分通過(guò)機(jī)械止擋件連接至第二部分，所述第二部分與所述第一部分是同心的，第二部分的半徑和第一部分的半徑具有相同或不同的尺寸。
[0009]作用于密封環(huán)上的壓力產(chǎn)生了應(yīng)力，該應(yīng)力使密封環(huán)的環(huán)形主體擴(kuò)展，并接觸兩個(gè)密封表面，因而存在于環(huán)形主體和第一表面(容器的頂蓋)之間的間隙以及存在于環(huán)形主體和第二表面(容器本身)之間的間隙被封閉，從而防止密封襯墊首先以及聚合物襯墊其次從最初存在的間隙擠出。
[0010]所述環(huán)形主體可因?yàn)橐韵略蚨粩U(kuò)展，即，所述環(huán)形主體可包括兩個(gè)彼此配合的部分，其中一個(gè)部分可被分割，因而它可在不需要所述第二部分在所述第一部分上產(chǎn)生周向應(yīng)力的情況下被擴(kuò)展。
[0011]第一部分可為外環(huán)，其可接觸容器表面和蓋表面。
[0012]第二部分可為內(nèi)環(huán)，其可接觸蓋表面。
[0013]為了通過(guò)其擴(kuò)展而消除周向應(yīng)力，第一部分可被分割，同時(shí)密封環(huán)仍有效。
[0014]在本發(fā)明的另一個(gè)可能的實(shí)施方式中，第一部分和第二部分可簡(jiǎn)單地被聯(lián)合(banded)在一起而無(wú)需引入殘余應(yīng)力，或者更普遍的是，在內(nèi)環(huán)中引入殘余壓應(yīng)力，這會(huì)導(dǎo)致提高疲勞壽命。也可在所述第一部分中引入殘余壓應(yīng)力，以減少在其外表面上的拉伸應(yīng)力，該拉伸應(yīng)力導(dǎo)致因破裂造成的破損，因而殘余壓應(yīng)力的引入提高了疲勞壽命。
[0015]第一和第二部分可由機(jī)械強(qiáng)度為550 MPa至2000 MPa、楊氏模量低于135000 MPa且具有高斷裂韌性的金屬制成。
[0016]第一部分可由具有與容器的材料之間低的摩擦系數(shù)并具有高機(jī)械強(qiáng)度的金屬制成,從而能夠支承由高壓產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0017]在第一部分上形成的切口可相對(duì)所述環(huán)的半徑為對(duì)角面。
[0018]該金屬止擋件可為斜面形狀。
[0019]聚合物襯墊可接觸容器的表面和環(huán)形主體的一部分。
[0020]密封襯墊可嵌入在第二部分的一部分和高壓蓋的一部分之間。
[0021]環(huán)形主體的第一部分的性質(zhì)可允許通過(guò)突出部而將所述主體裝配在所述蓋和主體之間，所述突出部可圍繞環(huán)的整個(gè)外周延伸。
[0022]第二部分可為十字形。
[0023]因此，根據(jù)所述的發(fā)明，本發(fā)明的裝置代表了對(duì)迄今使用的用于封閉系統(tǒng)的密封元件的進(jìn)步，并且以完全令人滿意的方式解決了上述問(wèn)題，其降低了替換這些密封環(huán)的頻率，并且能夠簡(jiǎn)單地進(jìn)行，這降低了公司的成本，并減少了所使用方法的風(fēng)險(xiǎn)，所有這些都通過(guò)簡(jiǎn)單而綜合的設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)，該設(shè)計(jì)僅需將其置放于其外殼內(nèi)即可。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]作為對(duì)正在進(jìn)行的描述的補(bǔ)充，以及為了更好地理解本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的特征，作為本發(fā)明的一個(gè)組成部分，提供了一組附圖，其以說(shuō)明性和非限制性的方式圖示了以下內(nèi)容: 圖1顯示了本發(fā)明的容器密封環(huán)在容器內(nèi)用于密封該封閉空間的所有組合元件的示意性截面圖。
[0025]圖2顯示了環(huán)形主體的第一部分的立體圖，其中可看到被形成用來(lái)釋放應(yīng)力的對(duì)角切口。該圖以截面A-A顯示了切口，其細(xì)節(jié)可在以下附圖中觀察到。
[0026]圖3顯示了圖2的環(huán)形主體的截面A-A的視圖。
[0027]發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式
參考附圖，容器密封環(huán)的環(huán)形主體包括第一部分(I)和第二部分(2 )，它們優(yōu)選是外環(huán)和內(nèi)環(huán)，并且是同心的，彼此通過(guò)斜面形狀的機(jī)械止擋件(7)連接在一起，機(jī)械止擋件(7)用于防止所述內(nèi)環(huán)和外環(huán)的分離，其可在本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施方式中觀察到。
[0028]內(nèi)環(huán)具有圍繞其整個(gè)外周延伸的突出部(10)，從而能夠裝配在高壓蓋中，其中一個(gè)側(cè)面具有光滑的垂直壁，用于設(shè)置聚合物襯墊(3)，以確保外環(huán)和容器(6)之間的密封，這可從圖1中看出。
[0029]內(nèi)環(huán)優(yōu)選由鈦合金制成，并且優(yōu)選具有十字形截面，其中一個(gè)升高的部分依靠在外環(huán)上，另一個(gè)升高的部分依靠于高壓蓋表面(9)，因而其延伸而與高壓蓋表面(9) 一起圍繞整個(gè)外周形成槽，其中密封襯墊(4)被設(shè)置在內(nèi)環(huán)和高壓蓋(5)之間用于密封該間隙，這可從圖1中看出。
[0030]該實(shí)施方式的外環(huán)優(yōu)選由銅合金制成，并且通過(guò)一個(gè)盡可能窄的受控切口(11)被分割，該切口具有特定的角度(優(yōu)選為45° )，其允許外環(huán)在不經(jīng)受壓力時(shí)完全封閉，并允許襯墊在直徑隨著容器被加壓而增大時(shí)打開(kāi)，因而維持一個(gè)受控且足夠小的間隙，因而聚合物襯墊不會(huì)擠出，這可從圖2中看出。
[0031]圖3中可觀察到密封環(huán)的環(huán)形主體的第一部分(I)的截面，其中顯示了圍繞其整個(gè)外周延伸的突出部(10)，其用于能夠裝配在高壓蓋(5)中，這可從圖1中看出。
[0032]鑒于該描述以及附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，所描述的本發(fā)明的實(shí)施方式可在本發(fā)明的目的內(nèi)以許多方式組合。本發(fā)明已根據(jù)幾個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式描述，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，明顯可對(duì)所述優(yōu)選實(shí)施方式作出多種變化而不超出所要求保護(hù)的發(fā)明的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種容器密封環(huán)，其由環(huán)形主體、聚合物襯墊(3)以及密封襯墊(4)形成，其特征在于，所述環(huán)形主體與高壓蓋(5)的表面及高壓容器(6)的表面接觸，并且其中所述環(huán)形主體包括至少第一部分(I)和第二部分(2)，所述第一部分和第二部分是同心的并且通過(guò)機(jī)械止擋件(7)彼此連接，其中第二部分(2)的半徑與第一部分(2)的半徑具有相同或不同的尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器密封環(huán)，其特征在于，所述環(huán)形主體的第一部分(I)是外環(huán)，所述外環(huán)接觸容器表面(8 )和蓋表面(9 )。
3.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的容器密封環(huán)，其特征在于，所述環(huán)形主體的第二部分(2)是內(nèi)環(huán)，所述內(nèi)環(huán)接觸蓋表面(9)。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的容器密封環(huán)，其特征在于，所述第一部分(I)被分割。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2和3的任一項(xiàng)所述的容器密封環(huán)，其特征在于，所述第一部分(I)和第二部分(2)聯(lián)合在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的容器密封環(huán)，其特征在于，當(dāng)所述環(huán)形主體的第一部分(I)和第二部分(2 )被聯(lián)合在一起時(shí)，在所述第一部分(I)中引入殘余應(yīng)力以增加疲勞壽命。
7.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的容器密封環(huán)，其特征在于，所述環(huán)形主體的第一和第二部分(2)由機(jī)械強(qiáng)度為550 MPa至2000 MPa的金屬制成。
8.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的容器密封環(huán)，其特征在于，所述環(huán)形主體的第一部分(I)和第二部分(2)由楊氏模量低于135000 MPa的金屬制成。
9.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的容器密封環(huán)，其特征在于，所述環(huán)形主體的第二部分由具有高斷裂韌性的金屬制成。
10.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的容器密封環(huán)，其特征在于，所述環(huán)形主體的第一部分(I)由與所述容器的材料之間具有低摩擦系數(shù)的金屬制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求4、7、8和9的任一項(xiàng)所述的容器密封環(huán)，其特征在于，在所述第一部分(I)上形成的切口相對(duì)于所述環(huán)的半徑是對(duì)角面。
12.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的容器密封環(huán)，其特征在于，所述金屬止擋件(7)是斜面形狀的。
13.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的容器密封環(huán)，其特征在于，所述聚合物襯墊(3)接觸容器表面(8 )和所述環(huán)形主體的一部分。
14.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的容器密封環(huán)，其特征在于，所述密封襯墊(4)被嵌入在所述環(huán)形主體的第二部分(2)的一部分與所述高壓蓋(5)的一部分之間。
15.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的容器密封環(huán)，其特征在于，所述環(huán)形主體的第一部分(I)的形狀使得通過(guò)圍繞所述環(huán)的整個(gè)外周延伸的突出部將所述環(huán)形主體裝配在所述蓋(5)和所述容器(6)之間。
16.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的容器密封環(huán)，其特征在于，所述環(huán)形主體的第二部分(2)的截面是十字形的。
【文檔編號(hào)】F16J15/06GK104024705SQ201280065353
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月20日
【發(fā)明者】圣地亞哥·塔拉戈·民戈, 安德魯斯·荷南多·賽茲 申請(qǐng)人:超級(jí)高壓有限公司