CN110603393A - 法兰密封***和安装方法 - Google Patents

Abstract

一种法兰密封***，其包括两个主体(1、2)，这两个主体分别具有平坦的面并且相互连接成使面转向彼此，其中，主体(1、2)中的至少一个主体具有沉入平坦的面中的具有平行的侧壁的槽(3、31、32)，其中，在槽(3、31、32)中布置有具有H形横截面的有弹性的异型件(4)，使得有弹性的异型件(4)的竖直区域的至少一个部分平行于槽(3、31、32)的侧壁布置，并且在有弹性的异型件(4)的竖直区域之间的空间的至少一个部分内布置有经硬化的液体(5)，使得异型件(4)在槽(3、31、32)的底部面的区域内与槽(3、31、32)粘合连接，其中，经硬化的液体(5)是有弹性的。

Description

法兰密封***和安装方法

技术领域

本发明涉及法兰密封***，也是就说，用于对两个相互连接的主体之间的空间进行密封的***，并且涉及用于这种***的安装方法。在此，法兰密封***包括两个连接的主体和用于对位于这两个主体之间的空间进行密封的密封物。术语“法兰”在此包含的是：两个连接的主体分别具有平坦的面，利用这些平坦的面使两个主体彼此邻接，使得这些平坦的面彼此近似平行延伸。在此，在两个面之间可以设有间隔。但是，这两个主体也可以直接彼此对接，其中，在此情况中也需要密封件，这是因为由于通常存在的表面粗糙度，使得即使在两个主体直接相互彼此邻接时在面之间也仍得到待密封的中间空间。

背景技术

在许多技术应用中出现如下任务：将使两个相互连接的主体彼此邻接的两个面之间的中间空间进行密封。此类的可能最众所周知的并且通常使用的密封***包括O型圈，其被放入到两个主体中的一个内的相应的槽内。在将两个主体螺接时将密封圈挤压，并且因此将这些面之间的空间在所包围的区域内密封。在此，主体的相互轻微移动并不破坏密封性。但是当密封件的希望的走向不再是简单的线而是例如具有分支时却是有问题的。在这些部位处，相应于O型圈的密封件必须彼此对接。这些部位经常在安装中并且在待实现的密封性方面是成问题的。由现有技术公知有基于使用由一件式的并且具有相应的分支的密封件(例如参见DE 1 215 454)来解决该问题的解决方案。但是，使用这种特殊制成的密封件往往例如在小批量的情况中是不经济的。发明人提出的任务是，给出按类属的密封***，其允许廉价地实现复杂的密封走向，并且在此密封可靠并且安装简单。但是，根据本发明的密封***也可以有利地使用在不具有分支的设计中。

发明内容

发明人已认识到通过具有权利要求1的特征的密封***可以解决所提出的任务。有利的实施方式由从属于权利要求1的从属权利要求中得到。根据本发明的用于安装这种密封***的方法由独立的方法权利要求中得到。有利的实施方式由从属的方法权利要求中得到。

发明人已经能够由如下构思得到教导：通过能硬化的液体来替代O型圈或相应的密封件。但是发明人认识到如果仅将由槽限定的中空空间用能硬化的液体来填充，是不能实现目标的。因为在液体硬化之后，连接的主体不允许再移动，这是因为由于***的液体的体积恒定性，这种移动将导致材料自身或材料的粘合连接体受到破坏。通过如下方式来应对这种情况：将H形异型件放入槽内，H形异型件防止能硬化的液体与槽的侧壁接触。因此，至少能够实现两个相互连接的主体的抬离，这是因为现在为此所需的体积由横向收缩性来提供。

附图说明

在下文中根据附图解释根据本发明的解决方案。在附图中详细示出如下：

图1在剖面中示出H形的异型件；

图2在俯视图中示出H形的异型件；

图3示出在第一实施方案中的根据本发明的密封***；

图4示出在第二实施方案中的根据本发明的密封***；

图5示出在第三实施方案中的根据本发明的密封***；

图6示出在第四实施方案中的根据本发明的密封***；

图7示出在第五实施方案中的根据本发明的密封***；

图8示出用于安装根据本发明的密封***的方法。

具体实施方式

图1示出了穿过如在根据本发明的密封***中所使用的H形异型件的剖面。H形异型件在此以4标记。异型件可以由用于密封件的所有已知的柔性的材料制成。如同字母H，异型件的横截面具有两个竖直且平行延伸的横臂式区域，这些区域通过位于中间的水平区域连接。水平区域被布置成使在水平区域的两侧上分别留出处在竖直区域之间的空间。换言之，水平区域不应将两个竖直区域如下这样地连接，即，水平区域完全地布置在竖直区域的端部上。在此情况中，异型件将不再能够被称为H形，而是更适合于U形的术语。所使用的术语“竖直”和“水平”在此并不说明密封***在最终的装入状态中或在安装在较大***中期间的定向。在安装时，根据实施方式而定，仅需确保所使用的能硬化的液体可以被引入，使其可以到达密封***的预设部位处。在液体硬化之后，可以将密封***定向在每个任意位置中。有利的是，H形异型件4的水平区域具有贯通的开口，这是因为因此可以使能硬化的液体简单充入(见下文)。在图1中，这种开口以虚线示意并且被用6标记。

图2在俯视图中示出了H形异型件4。其使用与图1相同的标记。其将其中一个被作标记的可选的开口6在此以规律的间隔居中地布置在异型件4的水平区域内。开口6的所示位置在此仅被示例性地理解。在异型件4的水平区域内的开口6的所能想到的其他布置方式是可能的。

图3示出了穿过第一实施方式中的根据本发明的密封***的剖面。在此，第一主体以1标记，并且第二主体以2标记。第一主体1具有以3标记的槽。H形异型件4布置在槽3内，使得异型件4的水平区域直接与槽3的侧壁邻接。显然，为此，槽3的侧壁必须相互平行。第一主体1与第二主体2连接。连接机构在图3至图6中未示出。通常，两个主体1和2相互螺接，但是也可以使用所有其他公知的连接机构、例如夹具。在H形异型件4的竖直区域之间的空间被***的液体填充。该空间分为两个子空间，它们位于异型件4的水平区域上方和下方，并且分别以5标记。在此，所使用的液体在***的状态中必须具有足够的弹性。有利的是，***的液体的弹性与异型件4的弹性大致相同。在所示的实施方式中，主体1直接与主体2邻接，并且H形异型件与主体1的与主体2邻接的面齐平地结束。***的液体在此将槽3的底部面与异型件4粘合，并且将主体2的与主体1邻接的面与异型件4粘合。而异型件4在不粘合的情况下贴靠在槽3的侧壁上。由此，在密封件不断裂的情况下能够实现主体1和2的相互离开地轻微抬离，这是因为在此情况中异型件4沿水平方向将收缩。这是可能的，因为在异型件4的竖直区域与槽3的侧壁之间不存在粘合连接部。在此，***的液体5也不发生变形。但是应避免主体1和2相互间发生侧向移动，这是因为在该情况中在异型件4与主体2之间的粘合连接部将会很快地受到破坏。

图4示出了根据本发明的允许主体比彼此间也能轻微侧向移动的实施方式。标记相应于图3的标记。与图3中的实施方式相比，在图4中，两个主体1和2中的每个都具有槽，这些槽相互对置布置。两个槽以31和32标记。此外，在主体1和2之间设有间隔。H形异型件现在布置在槽31和32内，使得异型件4的水平区域分别直接与槽31和32的侧壁邻接。H形异型件4的竖直区域之间的两个子空间被***的液体填充。***的液体在此将槽31的底部面与异型件4连接，并且将槽32的底部面与异型件4连接。由于两个主体1和2之间的间隔以及异型件4和***的液体5的弹性，使得在此实施方式中也能实现主体1和2之间的轻微的侧向移动，而不会出现不密封性。关于主体1和主体2的抬离，图3的描述适用。两个主体1和2可以接近直到一定的程度，只要异型件4的弹性足以避免其被挤出。从图4得知，法兰连接***在此实施方式中对于主体1和2来说对称地构建。但是，该对称性可以通过如下方式被打破，即，槽31和32中的一个实施得比另一个更深。在此情况中，可以有利的是，H形异型件4也非对称地构成(见图6)。

显然，可以通过在主体1与2之间设置间隔来修改根据图3的实施方式，以便因此在不丧失密封性的情况下也阻挡了针对根据图4的实施方式所述的主体1和2的附加的移动。当然，异型件4不再与主体1的表面齐平地结束，而是从槽3中探伸出来。

一般适用的是：即使未明确提及，根据本发明的根据图3至7的实施方式的所有合理的组合也被本文涵盖。

图5示出了另一实施方式，其与根据图4的实施方式的区别在于：异型件4不再直接与槽31和32的平行的侧壁邻接。异型件4的竖直区域与槽31和32的侧壁平行延伸，其中，在它们之间延伸有自由空间。由此，得到密封***对主体1和2之间的侧向移动的更高的容忍度并且得到密封***对两个主体的相互接近的更高的容忍度。

根据图3、4和5的实施方式的另一特征在于，利用它们可以简单并且可靠地实现在密封件走向内的分支。在此，异型件4根据槽3、31或32的走向来切割并被放入这些槽内。在此，异型件可以在对接部位上可选地相互粘合。然后主体1和主体2相互连接，并且将能***的液体5引入异型件4的竖直区域之间的空间内。在液体5硬化之后出现了上面所提及的粘合。在对接部位处，液体5在硬化之后也导致接部位的粘合。为了能够将液体5引入所提及的空间内，其中至少一个主体必须具有用于引入液体的至少一个开口。此外，在其中一个主体内也设有至少一个开口，通过该至少一个开口在引入液体5时能够让被引入的液体5推挤出的空气逸出。如果异型件4在水平区域内不包括开口6，则在两个主体内均设有所述开口。为了实现液体5在待填充的空间内的良好的并且无气泡的分布，液体也可以在加压的情况下进行引入。当将主体1和2放到振动的底座上时可以对此有所帮助。应提及的是，在***的液体5内的少量的空气夹杂物不应过大程度地影响根据本发明的密封***的功能。

根据本发明的密封***的在下文中所描述的根据图6和7的实施方式除了H形异型件4外还具有附加的密封元件。这些实施方式在分支方面稍有不利，但与传统的密封***相比提供了另外的优点。

在图6中所示的实施方式在下部区域内与根据图3的实施方式极为相同。但是在图6中，在异型件4的水平区域上方的***的液体5与主体2之间存在有以7标记的另外的密封元件。在此，另外的密封元件可以是常规的O型圈。密封元件7在此被压缩并且同时被压入到邻接的***的液体5内，这是因为该***的液体由于其弹性可以屈服。以此方式得到了用于密封元件7的基床，从而使得该密封元件不再能够沿侧向方向轻微滑动。此外，在主体1与密封元件7之间的密封效果由此特别好。另外的优点在于：与传统的法兰连接相比，密封元件7只有在主体1和2之间被更高地压挤时才被损坏。为了进一步引导密封元件7，可以在主体2内设有槽，并且/或者可以将异型件4与***的液体5一起沉入主体1内。

在根据图7的实施方式中，H形异型件不与主体1的表面齐平地结束，而是从该表面探伸出来一块儿。可选地，如在图7中所示，H形异型件4的水平区域上方的空间不完全被***的液体5填充。由此也得到了对密封元件7的改进的引导。甚至可能的是，在H形异型件4的水平区域上方的空间内不存在***的液体5(例如，以便节约材料)。根据图7的实施方案的另外的优点在于，以此方式可以以密封的方式越过在被连接的主体1和主体2之间的更大的间隔。与前述实施方式的另外的区别在于，H形异型件4并非相对于其水平区域对称地构造，也就是说，竖直区域的布置在水平区域下方的部分长于竖直区域的布置在水平区域上方的部分。根据所使用的异型件4的材料和***的液体5的弹性模量的比而定地，通过这种非对称性可以影响该复合体(异型件4和与之连接的***的液体5)的刚性。

对于所有根据本发明的实施方式来说，可以如下修改安装方法：在将主体1和2相互连接之前引入能硬化的液体5。当异型件4的水平区域包含开口6时，则在此情况中也省去了另外的措施来将通过液体5推挤出的空气导出，这是因为该空气可以如上所述地毫无问题地逸出。通常，于是也可以取消主体1内的用于引入液体5的开口，这是因为液体5可以简单地从上方充入。也可以很好地注意到液体5是否已很好地分布，这是因为主体2尚未阻挡视线，对于根据图6和7的实施方式来说，只有在液体5硬化之后才将密封元件7布置在异型件4和经硬化的液体5之上并且将主体2与主体1连接。可选地，也可以在液体5硬化之前，将密封元件7布置在异型件4和液体5之上。由此，出现了密封元件7与液体5的粘合，这在许多情况中可以是有利的，这是因为由此防止了密封元件7沿侧向方向滑动。为了进一步引导密封元件7，可以在主体2内设有槽。在根据图3、4和5的实施方式中，在液体硬化之前，将主体2与主体1连接起来，以此可以出现异型件4与主体2的粘合。对于根据图5的实施方式来说，液体5可以有利地也在两个工步中被引入。为了可以将异型件4布置在槽31和32中间，有利地在引入液体5之前在槽壁与异型件4的水平区域之间布置有合适的间隔保持器。然后首先只引入液体5的一部分，从而使异型件4在液体5的这部分硬化之后被固定在槽31的底部的区域内。现在，又可以移除间隔保持器。现在，引入剩余的液体5并且在剩余的液体5硬化之前将主体2与主体1连接，从而可以出现异型件4在槽32的底部内与主体2的粘合。在此，可以经由主体1和2之间的合适的引导部实现将异型件4居中地布置在槽32内。所提及的间隔保持器也可以包括能够用以将异型件4例如压入到槽31内一些的机构。这可以是有利的，以便防止液体5在异型件4下方的流动。这种机构也可以有利地使用在不要求间隔保持器的其他的实施方式中。

因为在***安装时重要的是使能***的液体5可以到达***的所有为此预设的部位处，所以能***的液体5的粘度应与引入液体5的方式和方法匹配。如果液体5经由主体1和2内的开口被引入异型件4内，则液体5具有低粘度通常是有利的。但是如果液体5像在之前段落中所描述那样在主体2与主体1连接之前被引入，那么液体5可以具有更高的粘度。甚至能想并且有利的是，液体5具有使其呈现糊状稠度并且以刮刀或类似物刮入或压入异型件4内的高粘度。以此方式可以防止不希望的滴落。此外，具有更高的粘度的液体5不太可能进入到液体5不应到达的区域内(例如，进入到槽内壁与异型件4之间的空间内)。也可以通过如下方式防止异型件4与槽内壁不期望的粘合，即，以合适的抗粘附物来处理异型件4的外侧。

例如将2组分的聚氨酯树脂和硅树脂作为液体5的合适物质，其中前者可以具有低粘度，而后者可以具有糊状稠度。

在图8中示出了安装方法的示意性的顺序。该方法在其一般形式中包括步骤V1、V2和V3，这些步骤以该顺序实施。在步骤V1中，将主体1和2与所需的一个/多个槽和开口一起提供。在步骤V2中，将H形异型件4切割并且放入主体2的槽内，其中，必要时可以将可能存在的对接部位粘合。在步骤V3中，将能硬化的液体5引入异型件4的竖直区域之间的空间中，然后使该液体硬化。根据实施方式而定，主体1和2的相互连接在步骤V2结束时或在步骤V3结束时进行，其中，在后者情况中，必要时还事先将密封元件7布置在异型件4和***的液体5上方。

最后还应提到的是：根据本发明的法兰密封***也可以包括如下布置方式，其中，主体1或2中的一个由多个子体构建成，例如当主体1必须与多个在该主体的表面上布置的主体密封连接时。在这种情况下，可以出现上面所描述的实施方式的组合，例如当主体1与其中另一根据图3的主体之间实施连接并且主体1与其中又一根据图6的主体之间实施连接时。当然与公知的法兰密封***的组合也是可能的。

Claims (17)

1.法兰密封***，所述法兰密封***包括两个主体(1、2)，所述两个主体分别具有平坦的面并且相互连接成使所述面转向彼此，其中，所述主体(1、2)中的至少一个主体具有沉入所述平坦的面中的具有平行的侧壁的槽(3、31、32)，其特征在于，在所述槽(3、31、32)中布置有具有H形横截面的有弹性的异型件(4)，使得所述有弹性的异型件(4)的竖直区域的至少一个部分平行于所述槽(3、31、32)的侧壁布置，并且在所述有弹性的异型件(4)的竖直区域之间的空间的至少一个部分内布置有经硬化的液体(5)，使得所述异型件(4)在所述槽(3、31、32)的底部面的区域内与所述槽(3、31、32)粘合连接，其中，所述经硬化的液体(5)是有弹性的。

2.根据权利要求1所述的法兰密封***，其中，在H形的异型件(4)的水平区域内布置有至少一个贯通的开口(6)。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的法兰密封***，其中，所述经硬化的液体(5)布置在所述有弹性的异型件(4)的竖直区域之间的整个空间内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的法兰密封***，其中，所述有弹性的异型件(4)与所述异型件(4)布置在其槽(3)中的主体(1)的平坦的面齐平地结束。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的法兰密封***，其中，所述有弹性的异型件(4)从所述异型件(4)布置在其槽(3)中的主体(1)的平坦的面探伸出来。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的法兰密封***，其中，所述主体(1、2)的平坦的面直接彼此邻接。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的法兰密封***，其中，在所述主体(1、2)的平坦的面之间存在有自由空间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的法兰密封***，其中，所述两个主体(1、2)的平坦的面分别具有相互对置布置的、沉入的、具有平行侧壁的槽(31、32)。

9.根据权利要求8结合权利要求3所述的法兰密封***，其中，在所述槽(31、32)中，所述具有H形横截面的有弹性的异型件(4)布置成使所述有弹性的异型件(4)的竖直区域的至少一个部分平行于所述槽(31、32)的侧壁布置，并且使所述异型件(4)在所述槽(31、32)的底部面的区域内与所述槽粘合连接。

10.根据权利要求6或7中任一项结合权利要求3所述的法兰密封***，其中，所述主体中的一个主体(2)不具有槽，并且所述有弹性的异型件(4)借助所述经硬化的液体(5)与这个主体(2)的平坦的面粘合连接。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的法兰密封***，其中，在所述有弹性的异型件(4)与所述主体中的一个主体(2)之间布置有另外的密封元件(7)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的法兰密封***，其中，所述主体(1、2)中的至少一个主体具有开口，所述开口被布置成使所述开口能够实现将液体(5)充入所述异型件(4)的竖直区域之间的空间内。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的法兰密封***，其中，所述异型件(4)的竖直区域的平行于所述槽(3、31、32)的侧壁布置的部分直接与所述槽(3、31、32)的侧壁邻接，但不与之连接。

14.根据权利要求1至12中任一项所述的法兰密封***，其中，在所述异型件(4)的竖直区域的平行于所述槽(3、31、32)的侧壁布置的部分与所述槽(3、31、32)的侧壁之间存在有自由空间。

15.用于安装根据前述权利要求中任一项所述的法兰密封***的方法，所述方法按说明的顺序包括如下步骤：

V1：提供具有根据权利要求1、8或12中任一项所述的特征的两个主体(1、2)；

V2：将具有根据权利要求1或2中任一项所述的特征的有弹性的异型件(4)切割，并且将所述异型件(4)放入至少一个槽(3、31)内；

V3：将能硬化的液体(5)充入所述有弹性的异型件(4)的竖直区域之间的空间内，并且使所述液体(5)硬化。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，在步骤V2或V3结束时进行所述两个主体(1、2)之间的连接。

17.根据权利要求16所述的按照第二变体的方法，其中，在步骤V3中，在将所述液体(5)充入之后且在将所述两个主体(1、2)连接之前，将另外的密封元件(7)布置在所述有弹性的异型件(4)上方。