CN113915526B - 一种高温高压气缸密封用组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械技术领域，且公开了一种高温高压气缸密封用组件，包括上半气缸、上半气缸底部的法兰I、上半气缸下方的下半气缸、下半气缸顶部的法兰II、对法兰I和法兰II背离上半气缸的一端进行紧固的螺栓和螺母，所述法兰I和法兰II中均开设有扣合槽。本发明通过设计的扣合槽、传动气道、密封卡板，使气缸在运行受到高温高压的气体影响时，高温高压气体将通过传动气道输入法兰I、法兰II上扣合槽闭合后形成的扣合腔内，使高温高压气体推动密封卡板与扣合腔形成的梯形凸起卡接形成自锁，从而使上半气缸和下半气缸在以螺栓为支点而发生翘起时，密封卡板通过限制法兰I和法兰II的分离完成密封补偿，使两个气缸保持密封状态。

Description

一种高温高压气缸密封用组件

技术领域

本发明涉及机械技术领域，具体为一种高温高压气缸密封用组件。

背景技术

气缸是用于承载气体介质的一种装置，往往气缸中的气体作为动力源、输出源等，导致气缸内的气体介质始终是高温高压的状态，使得气缸在工作状态下所承受的高温载荷和气体高压载荷非常强，所以对于气缸的密封非常重要。

当前对于高温高压气缸的密封，大多采用在上下半缸的连接处设置法兰类零件进行螺栓连接，用螺栓的预紧力使两个法兰接触密封，但是这种方式在装置不断运行下，气缸依然会因为高温高压的影响，使上下半缸存在膨胀的趋势，从而使螺栓的紧固处成为一个支点，使上下两个法兰在上下半缸的带动下发生翘曲，虽然翘曲会在装置停止运行后自动恢复，但是久而久之下，翘曲处将因为疲劳而不再恢复，这容易发生泄漏的情况，同时作为支点的螺栓在多次翘曲下，容易因此发生拉伸变形与蠕变，使得螺栓紧固力下降，进一步导致气缸的密封性下降。

发明内容

针对背景技术中提出的现有高温高压气缸密封法兰在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种高温高压气缸密封用组件，具备高温高压气体作为动力源进行自锁、高温高压气体推动密封卡板与梯形凸起卡接完成密封补偿、密封卡板形变后保持卡接关系完成低一级的密封补偿的优点，解决了上述背景技术中提出高温高压气体导致气缸翘曲、密封失效、螺栓形变密封失效的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种高温高压气缸密封用组件，包括上半气缸、上半气缸底部的法兰I、上半气缸下方的下半气缸、下半气缸顶部的法兰II、对法兰I和法兰II背离上半气缸的一端进行紧固的螺栓和螺母，所述法兰I和法兰II中均开设有扣合槽，所述法兰I和法兰II上均开设有与气缸内接通的传动气道，所述传动气道的一侧底端开设有连通孔，所述法兰I和法兰II上均开设有与外界接通的外接孔，所述扣合槽的顶端中部固定连接有对称的限位凸起，所述扣合槽内活动套接有两个对称的密封卡板，所述密封卡板的一端上固定连接有磁铁，所述密封卡板背离磁铁的一端中部开设有梯形槽。

优选的，所述扣合槽呈T形，所述法兰I和法兰II闭合后，两个所述扣合槽形成扣合腔，所述扣合腔的两端中部凸起形成梯形凸起，所述梯形凸起的两腰均为倾斜面，且倾斜面的倾斜角度为四度。

优选的，所述梯形凸起的两腰中部均设有阶梯I，所述梯形凸起的腰通过阶梯I分为前半段与后半段，所述阶梯I的高度值为一毫米。

优选的，所述传动气道通过连通孔与扣合腔连通，所述连通孔的竖直中心线与扣合槽的竖直中心线重合，所述限位凸起位于连通孔的两侧，所述外接孔通过螺栓孔。

优选的，所述密封卡板与扣合腔的内壁贴合，当密封卡板与限位凸起贴合时，所述密封卡板与梯形凸起的距离值为五毫米，所述梯形槽的两腰倾斜度与梯形凸起两腰的倾斜度相同，所述梯形槽的高与梯形凸起高的值大小相同，所述密封卡板在形变后，所述梯形槽的腰将在中部形成阶梯II，所述阶梯II的高度值为一毫米到两毫米。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过设计的扣合槽、传动气道、密封卡板，使气缸在运行受到高温高压的气体影响时，高温高压气体将通过传动气道输入法兰I、法兰II上扣合槽闭合后形成的扣合腔内，使高温高压气体推动密封卡板与扣合腔形成的梯形凸起卡接形成自锁，从而使上半气缸和下半气缸在以螺栓为支点而发生翘起时，密封卡板通过限制法兰I和法兰II的分离完成密封补偿，使两个气缸保持密封状态。

2、本发明通过设计的扣合槽、密封卡板，使两个扣合槽闭合后形成的扣合腔中的梯形凸起，其两腰前半段与后半段形成的阶梯I、倾斜度的设计，配合上密封卡板上形成的梯形槽中两腰倾斜度的设计，使梯形槽与梯形凸起扣合，进行密封补偿时，梯形槽只有前半段与梯形凸起扣合，其受到长时间的应力堆积，使密封卡板发生形变，特别是梯形槽前半段与后半段处形成阶梯II，从而使高温高压气体能推动形变后的密封卡板进一步移动，使梯形槽的后半段与梯形凸起的前半段在翘曲下贴合，从而使形变后的密封卡板依然能进行密封补偿，使两个气缸的翘曲程度减小，从而减小螺栓受到的应力，增长螺栓的形变周期，增长密封的时间，避免密封卡板形变后的密封失效问题。

3、本发明通过设计的密封卡板、磁铁、外接孔，使密封卡板在长时间使用下形变过大而松动时，能通过外接孔***杆件，推动外接孔一侧的密封卡板复位，并靠近另一侧的密封卡板，使外接孔一侧的密封卡板上的磁铁吸引另一侧密封卡板上的磁铁，使其带动松动后的密封卡板复位，从而使密封卡板形成的梯形槽与扣合腔形成的梯形凸起完全分离，使两个气缸能正常开启，对扣合腔进行维修，对失效的密封卡板进行更换。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1中A处结构局部放大示意图

图3为本发明密封卡板密封补偿状态结构示意图；

图4为本发明图3中B处结构局部放大示意图；

图5为本发明密封卡板形变后密封补偿状态结构示意图；

图6为本发明图3中B处结构局部放大示意图；

图7为本发明传动气道结构示意图；

图8为本发明密封卡板结构示意图；

图9为本发明密封卡板形变后状态结构示意图。

图中：1、上半气缸；2、下半气缸；3、法兰I；4、法兰II；5、螺栓；6、螺母；7、扣合槽；701、阶梯I；8、传动气道；801、连通孔；9、限位凸起；10、密封卡板；101、阶梯II；11、磁铁；12、外接孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图6，一种高温高压气缸密封用组件，包括上半气缸1、上半气缸1底部的法兰I3、上半气缸1下方的下半气缸2、下半气缸2顶部的法兰II4、对法兰I3和法兰II4背离上半气缸1的一端进行紧固的螺栓5和螺母6，法兰I3和法兰II4中均开设有扣合槽7，扣合槽7呈T形，使两个扣合槽7在闭合后形成扣合腔时，T形的两端能形成梯形凸起，法兰I3和法兰II4闭合后，两个扣合槽7形成扣合腔，扣合腔的两端中部凸起形成梯形凸起，使梯形凸起能与梯形槽卡接，从而使上半气缸1和下半气缸2有翘曲趋势时，密封卡板10能通过限制梯形凸起，从而限制法兰I3和法兰II4贴合面的分离而进行密封补偿，梯形凸起的两腰均为倾斜面，且倾斜面的倾斜角度为四度，使密封卡板10与梯形凸起的接触面积更大，延长密封卡板10的形变周期，从而增加气缸的密封寿命，同时使密封卡板10在长时间的密封补偿下而发生形变时，梯形槽形成阶梯II101以及扩大后，依然能在后续高温高压气体的推动下无阻碍的移动，并使梯形槽的后半段依然能与梯形凸起的前半段在上半气缸1和下半气缸2的翘曲下大面积贴合，完成密封补偿，减小翘曲的程度，从而使螺栓的形变周期增长，保证气缸长时间的密封性，梯形凸起的两腰中部均设有阶梯I701，梯形凸起的腰通过阶梯I701分为前半段与后半段，阶梯I701的高度值为一毫米，使气缸内的高温高压气体通过传动气道8输入扣合腔内后，推动两个密封卡板10反向移动，从而使密封卡板10形成的梯形槽的前半段受到阶梯I701的影响而与梯形凸起的前半段卡接，使密封卡板10能与梯形凸起配合完成长时间的密封补偿。

参阅图1、图3、图5、图7，法兰I3和法兰II4上均开设有与气缸内接通的传动气道8，传动气道8的一侧底端开设有连通孔801，传动气道8通过连通孔801与扣合腔连通，连通孔801的竖直中心线与扣合槽7的竖直中心线重合，使气缸内的高温高压气体通过传动气道8、连通孔801进入扣合腔内，使高温高压气体能推动密封卡板10与梯形凸起卡接完成密封补偿，同时使高温高压气体保持对密封卡板10的挤压力，避免翘曲的趋势使密封卡板10移动而脱离梯形凸起，导致密封补偿失效的问题，法兰I3和法兰II4上均开设有与外界接通的外接孔12，外接孔12通过螺栓孔，使螺栓5能堵塞外接孔12，避免高温高压气体在密封卡板10发生形变后从外接孔12泄漏的问题，同时使密封失效后，能将螺栓5取下，使扣合腔通过外接孔12与外界接通，从而通过杆件从外接孔12***，推动外接孔12一侧松动的密封卡板10脱离梯形凸起，并至限位凸起9后停止推动，使外接孔一侧的密封卡板10上的磁铁11吸引另一侧密封卡板10上的磁铁11，使被吸引的磁铁11带动松动的密封卡板10脱离上半气缸1一侧的梯形凸起，从而使上半气缸1和下半气缸2能进行分离，对密封卡板10进行更换。

参阅图1、图3-图6、图8-图9，扣合槽7的顶端中部固定连接有对称的限位凸起9，限位凸起9位于连通孔801的两侧，使两个密封卡板10不会因为其上的磁铁11而互相吸引闭合，避免了高温高压气体无法推动密封卡板10的问题，扣合腔内活动套接有两个对称的密封卡板10，密封卡板10与扣合腔的内壁贴合，避免高温高压气体通入密封卡板10的另一侧，导致密封卡板10无法在高温高压气体的推动下而移动的问题，密封卡板10的一端上固定连接有磁铁11，密封卡板10背离磁铁11的一端中部开设有梯形槽，梯形槽的两腰倾斜度与梯形凸起两腰的倾斜度相同，梯形槽的高与梯形凸起高的值大小相同，密封卡板10在形变后，梯形槽的腰将在中部形成阶梯II101，阶梯II101的高度值为一毫米到两毫米，使梯形凸起能与梯形槽卡接，从而使上半气缸1和下半气缸2有翘曲趋势时，密封卡板10能通过限制梯形凸起，从而限制法兰I3和法兰II4贴合面的分离而进行密封补偿，使密封卡板10与梯形凸起的接触面积更大，延长密封卡板10的形变周期，从而增加气缸的密封寿命，同时使密封卡板10在长时间的密封补偿下而发生形变时，梯形槽形成阶梯II101以及扩大后，依然能在后续高温高压气体的推动下无阻碍的移动，并使梯形槽的后半段依然能与梯形凸起的前半段在上半气缸1和下半气缸2的翘曲下大面积贴合，完成密封补偿，减小翘曲的程度，从而使螺栓的形变周期增长，保证气缸长时间的密封性，当密封卡板10与限位凸起9贴合时，密封卡板10与梯形凸起的距离值为五毫米，使密封卡板10不会阻碍上半气缸1和下半气缸2的分离与闭合。

本发明的使用方法(工作原理)如下：

首先，将两个密封卡板10置入法兰II4上的扣合槽7内，且密封卡板10带有磁铁11的那面与限位凸起9贴合，接着将上半气缸1和下半气缸2扣合，并用螺栓5、螺母6对法兰I3和法兰II4进行紧固，此时法兰I3和法兰II4上的扣合槽7密闭形成扣合腔，且凸起处形成梯形凸起，同时密封卡板10活动套接在扣合腔内；

然后，气缸在刚受到高温高压气体影响，受螺栓紧固力影响不会发生翘曲问题时，高温高压气体通过传动气道8输入扣合腔的中心，使高温高压气体推动两个密封卡板10摆脱磁铁11的吸力反向移动，使密封卡板10上的梯形槽的前半段与梯形凸起的前半段保持卡接状态，然后，当上半气缸1和下半气缸2在长时间运行下开始以螺栓5为支点的翘曲趋势时，其翘曲的力通过梯形凸起的前半段传递给密封卡板10上梯形槽的前半段，使翘曲的力通过密封卡板10传递给法兰I3和法兰II4，此时，高温高压气体挤压密封卡板10使其保持卡接状态，完成密封补偿，从而使翘曲失败；

最后，当梯形槽的前半段在长时间的密封补偿下，其受到的应力堆积使梯形槽的前半段与后半段形成阶梯II101，且密封卡板10发生轻微的形变，此时梯形槽受到形变的影响而轻微扩大，接着高温高压气体将推动密封卡板10再次移动，使梯形槽的前半段***梯形凸起的后半段，梯形槽的后半段与梯形凸起的前半段接触，此时上半气缸1和下半气缸2将在高温高压的气体影响下，以螺栓5为支点发生翘曲，使梯形凸起的前半段和梯形槽的后半段贴合，从而完成密封补偿，当密封卡板10在之后的密封补偿中再次发生形变而松动，导致密封失效时，将螺栓5取下，用杆件通过外接孔12将靠近外接孔12一侧的密封卡板10顶出梯形凸起，并最终受到限位凸起9的影响停止推动，此时，贴合限位凸起9的密封卡板10，其上的磁铁11将吸引另一侧密封卡板10上的磁铁11，使另一侧的磁铁11带动松动的密封卡板10移动。并使梯形槽离开梯形凸起而复位，最后，打开上半气缸1和下半气缸2，对扣合槽7进行清理，并更换损坏的密封卡板10即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种高温高压气缸密封用组件，包括上半气缸（1）、上半气缸（1）底部的法兰I（3）、上半气缸（1）下方的下半气缸（2）、下半气缸（2）顶部的法兰II（4）、对法兰I（3）和法兰II（4）背离上半气缸（1）的一端进行紧固的螺栓（5）和螺母（6），其特征在于：所述法兰I（3）和法兰II（4）中均开设有扣合槽（7），所述扣合槽（7）呈T形，所述法兰I（3）和法兰II（4）闭合后，两个所述扣合槽（7）形成扣合腔，所述扣合腔的两端中部凸起形成梯形凸起，所述梯形凸起的两腰均为倾斜面，且倾斜面的倾斜角度为四度，所述梯形凸起的两腰中部均设有阶梯I（701），所述梯形凸起的腰通过阶梯I（701）分为前半段与后半段，所述阶梯I（701）的高度值为一毫米，所述法兰I（3）和法兰II（4）上均开设有与气缸内接通的传动气道（8），所述传动气道（8）的一侧底端开设有连通孔（801），所述法兰I（3）和法兰II（4）上均开设有与外界接通的外接孔（12），所述扣合槽（7）的顶端中部固定连接有对称的限位凸起（9），所述扣合槽（7）内活动套接有两个对称的密封卡板（10），所述密封卡板（10）的一端上固定连接有磁铁（11），所述密封卡板（10）背离磁铁（11）的一端中部开设有梯形槽，所述密封卡板（10）与扣合腔的内壁贴合，当密封卡板（10）与限位凸起（9）贴合时，所述密封卡板（10）与梯形凸起的距离值为五毫米，所述梯形槽的两腰倾斜度与梯形凸起两腰的倾斜度相同，所述梯形槽的高与梯形凸起高的值大小相同，所述密封卡板（10）在形变后，所述梯形槽的腰将在中部形成阶梯II（101），所述阶梯II（101）的高度值为一毫米到两毫米；

外接孔一侧的密封卡板（10）上的磁铁（11）吸引另一侧密封卡板（10）上的磁铁（11），使被吸引的磁铁（11）带动松动的密封卡板（10）脱离上半气缸（1）一侧的梯形凸起，从而使上半气缸（1）和下半气缸（2）能进行分离，对密封卡板（10）进行更换。

2.根据权利要求1所述的一种高温高压气缸密封用组件，其特征在于：所述传动气道（8）通过连通孔（801）与扣合腔连通，所述连通孔（801）的竖直中心线与扣合槽（7）的竖直中心线重合，所述限位凸起（9）位于连通孔（801）的两侧，所述外接孔（12）通过螺栓孔。