CN220435395U - 适合多腔室设备的密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及多腔室容器密封技术领域，具体涉及适合多腔室设备的密封结构，应用于内外压力腔嵌套设置的环形密封处，外压力腔内设置有用以连接内压力腔的连接座，连接座设置包绕内压力腔外侧壁的环绕结构且环绕结构与内压力腔之间形成下部密封间隙，下部密封间隙内设置下层密封填料，并通过环绕内压力腔的下层压环将下层填料压紧密封；下层压环包括向上延伸的环部且环部与内压力腔外侧壁形成上部密封间隙，上部密封间隙内设置上层密封填料，并通过上层压环将上层密封填料压紧密封。通过上层压环与下层压环进行压紧密封，设置两层填料形成上下层的密封结构，从而精简了密封结构，保障了密封效果，并能够满足安装拆卸的便捷度。

Description

适合多腔室设备的密封结构

技术领域

本实用新型涉及各种容器的密封技术领域，适合多腔室容器的密封结构，特别适用于高温高压设备的密封，应用于内外压力腔嵌套设置的环形密封处，具体涉及适合多腔室设备的密封结构。

背景技术

石油化工装置中有很多多腔室的高温高压设备，相邻腔室之间需要采取有效的密封措施减少介质相互流动，而同时又要保证能够吸收较大的热膨胀位移。目前主要的解决方案有两种，一种是采用膨胀节结构，另一种是采用填料函结构。

膨胀节结构可分为两端完全焊接结构和两端法兰连接结构，前者在理论上可以有效阻断相邻腔室之间介质的相互流动，但是由于膨胀节在设计、制造、运输、使用等过程中存在很多不确定的因素，实际效果与理想情况相差较大；而后者更是由于法兰的存在增加了泄漏的风险，同时由于膨胀节设置在设备内部，一旦膨胀节损坏，受限于操作空间，更换起来也是相当困难的。

另一种填料函结构，能够有效解决操作过程中较大的热膨胀位移，可以很好地适应装置大型化的需要，但是目前石化装置上所应用的填料密封结构仅为单层结构，所适用的管道直径相对较小，而为方便检修，填料需要设置在设备外部，虽然外部操作的便利性远远大于在内部操作，但由于设备需要兼顾与管道连接及保证更换填料时的操作空间和可拆卸，因此外部的***和结构将变得非常复杂，代价高昂。

故需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中存在的技术问题。

实用新型内容

至少为克服其中一种上述内容提到的缺陷，本实用新型提出适合多腔室设备的密封结构，通过对压环进行分片以便于工人可以在设备内部进行填料更换和拆卸，相较于膨胀节结构，其工作强度和难度大大降低，同时与外部单层填料密封的复杂结构相比，本实用新型提供的密封结构更为简化。

为了实现上述目的，本实用新型公开的密封结构可采用如下提出的技术方案：

适合多腔室设备的密封结构，应用于内外压力腔嵌套设置的环形密封处，外压力腔内设置有用以连接内压力腔的连接座，连接座设置包绕内压力腔外侧壁的环绕结构且环绕结构与内压力腔之间形成下部密封间隙，下部密封间隙内设置下层密封填料，并通过环绕内压力腔的下层压环将下层填料压紧密封；下层压环包括向上延伸的环部且环部与内压力腔外侧壁形成上部密封间隙，上部密封间隙内设置上层密封填料，并通过上层压环将上层密封填料压紧密封。

上述公开的密封结构，密封填料设置在设备内部，避免了在外部设计复杂的配套结构和***。采用下层压环实现下层密封填料的压紧密封，同时采用上层压环实现上层密封填料的压紧密封，在两层密封结构的共同作用下，能够实现内压力腔与外压力腔的密封连接；不仅满足了热膨胀位移，也精简了整体的密封结构，便于进行安装施工和后续的拆装检修。

进一步的，本实用新型所采用的下层压环用以实现下层密封填料的压紧密封，下层压环可采用多种结构形式，其并不被唯一限定，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的下层压环包括连接缘部，连接缘部的内侧形成向下部密封间隙延伸的压紧环结构，且连接缘部的下表面设置有环槽，在连接座上对应环槽设置有支撑凸起。采用如此方案时，支撑凸起与环槽形成错位折流，增加介质流动阻力，能够保障密封的效果；同时支撑凸起对连接缘部进行支撑，保持连接缘部受力平衡并保持稳定。

再进一步，为了保障支持稳定，支撑凸起的结构可被构造为多种，具体并不被唯一限定，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的支撑凸起为凸环状。采用如此方案时，支撑凸起与连接座一体成型。

进一步的，在下层压环设置后，其往上形成上部密封间隙的结构可以是多种形式，具体并不被唯一限定，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的向上延伸的环部设于连接缘部。采用如此方案时，向上延伸的环部与连接缘部一体成型。

进一步的，在设置下层压环后，为了保证下层压环与连接座的稳定连接，可通过多种方式加强连接，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的下层压环与连接座通过紧固件连接固定。采用如此方案时，紧固件可采用紧固螺栓。

进一步的，在进行下层压环与连接座的连接时，可设置多种形式的连接结构，其并不被唯一限定，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：连接座上间隔设置有若干处连接部，紧固件穿过下层压环并与连接部紧固连接。采用如此方案时，连接部沿圆周面均匀间隔设置。

进一步的，上层压环也同样用于压紧形成密封，其具体结构并不被唯一限定，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的上层压环包括连接缘部，连接缘部的内侧形成向上部密封间隙延伸的压紧环结构。采用如此方案时，所述的连接缘部与压紧环结构一体成型。

进一步的，在本实用新型中，上层压环也通过连接固定的方式保障密封结构的可靠性，具体的，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的上层压环与连接座通过紧固件连接固定。采用如此方案时，紧固件可采用螺栓。

再进一步，上层压件与连接座的连接方式也可通过紧固件实现，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的连接座上间隔设置有若干处连接部，紧固件穿过上层压环并与连接部紧固连接。采用如此方案时，上层压环与下层压环分别对应配合的连接部间隔设置，以避免上层压环与下层压环发生干涉。

进一步的，为了方便检修和维护，对上层压环与下层压环的结构进行优化，此处提出其中一种可行的选择：上层压环和/或下层压环均包括若干节压片，相邻压片之间通过台阶结构压紧配合并连接紧固。

进一步的，在本实用新型中，连接座的结构并不被唯一限定，为了更好的容纳下层密封填料，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的连接座的环绕结构内设置有用以容纳下层密封填料的台阶结构，台阶结构朝向内压力腔的外侧壁并形成下部密封间隙。采用如此方案时，台阶结构处使环绕结构与内压力腔外侧壁的间隙发生变化，从而可容纳更多的下层密封填料，形成更为稳妥的密封结构；同时也能允许更大的保障热膨胀位移。

与现有技术相比，本实用新型公开技术方案的部分有益效果包括：

本实用新型通过上层压环与下层压环进行压紧密封，设置两层填料形成上下层的密封结构，从而精简了密封结构，保障了密封效果，并能够满足安装拆卸的便捷度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本实用新型的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为密封件结构的组成示意图。

图2为密封结构处局部放大示意图。

图3为下层压环的剖面结构示意图。

图4为上层压环的俯视结构示意图。

图5为相邻压片之间的配合结构示意图。

上述附图中，各个标记的含义为：

1、外压力腔；2、内压力腔；3、连接座；301、环绕结构；302、支撑凸起；4、上层压环；401、压片；5、下层压环；501、连接缘部；502、环部；503、压紧环结构；504、环槽；6、上层密封填料；7、下层密封填料。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

针对现有技术中的内外压力腔之前的环密封存在操作不便捷或结构复杂的情况，下列实施例进行优化以克服现有技术中的缺陷。

实施例

如图1、图2所示，本实施例提供一种适合多腔室设备的密封结构，应用于内外压力腔1嵌套设置的环形密封处，外压力腔1内设置有用以连接内压力腔2的连接座3，连接座3设置包绕内压力腔2外侧壁的环绕结构301且环绕结构301与内压力腔2之间形成下部密封间隙，下部密封间隙内设置下层密封填料7，并通过环绕内压力腔2的下层压环5将下层填料压紧密封；下层压环5包括向上延伸的环部502且环部502与内压力腔2外侧壁形成上部密封间隙，上部密封间隙内设置上层密封填料6，并通过上层压环4将上层密封填料6压紧密封。

本实施例公开的密封结构，采用下层压环5实现下层密封填料7的压紧密封，同时采用上层压环4实现上层密封填料6的压紧密封，在两层密封结构的共同作用下，能够实现内压力腔2与外压力腔1的密封连接；不仅满足了热膨胀位移，也精简了整体的密封结构，便于进行安装施工和后续的拆装检修。

本实施例所采用的下层压环5用以实现下层密封填料7的压紧密封，下层压环5可采用多种结构形式，其并不被唯一限定，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：如图3所示，所述的下层压环5包括连接缘部501，连接缘部501的内侧形成向下部密封间隙延伸的压紧环结构503，且连接缘部501的下表面设置有环槽504，在连接座3上对应环槽504设置有支撑凸起302。采用如此方案时，支撑凸起302对连接缘部501进行支撑，保持连接缘部501受力平衡并保持稳定。

优选的，所述的连接缘部501为水平方向的圆环件，压紧环结构503与连接缘垂直，且环槽504设置在压紧结构与连接缘形成的直角处。

为了保障支持稳定，支撑凸起302的结构可被构造为多种，具体并不被唯一限定，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的支撑凸起302为凸环状。采用如此方案时，支撑凸起302与连接座3一体成型。

在下层压环5设置后，其往上形成上部密封间隙的结构可以是多种形式，具体并不被唯一限定，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的向上延伸的环部502设于连接缘部501。采用如此方案时，向上延伸的环部502与连接缘部501一体成型。

在设置下层压环5后，为了保证下层压环5与连接座3的稳定连接，可通过多种方式加强连接，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的下层压环5与连接座3通过紧固件连接固定。采用如此方案时，紧固件可采用紧固螺栓。

在进行下层压环5与连接座3的连接时，可设置多种形式的连接结构，其并不被唯一限定，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：连接座3上间隔设置有若干处连接部，紧固件穿过下层压环5并与连接部紧固连接。采用如此方案时，连接部沿圆周面均匀间隔设置。

上层压环4也同样用于压紧形成密封，其具体结构并不被唯一限定，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的上层压环4包括连接缘部501，连接缘部501的内侧形成向上部密封间隙延伸的压紧环结构503。采用如此方案时，所述的连接缘部501与压紧环结构503一体成型。

优选的，上层压环4的连接缘部501也为水平环状件，且压紧环结构503与连接缘部501垂直。

在本实施例中，上层压环4也通过连接固定的方式保障密封结构的可靠性，具体的，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的上层压环4与连接座3通过紧固件连接固定。采用如此方案时，紧固件可采用螺栓。

上层压件与连接座3的连接方式也可通过紧固件实现，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的连接座3上间隔设置有若干处连接部，紧固件穿过上层压环4并与连接部紧固连接。采用如此方案时，上层压环4与下层压环5分别对应配合的连接部间隔设置，以避免上层压环4与下层压环5发生干涉。

为了方便检修和维护，对上层压环4与下层压环5的结构进行优化，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：如图4、图5所示，上层压环4和/或下层压环5均包括若干节压片401，相邻压片401之间通过台阶结构压紧配合并连接紧固。采用如此方案时，提高了分块压环的整体稳定性，同时减少维修结构的开口尺寸。通过将上层压环和/或下层压环设置成若干节压片，方便在压力腔室内部安装和拆卸。

在本实施例中，连接座3的结构并不被唯一限定，为了更好的容纳下层密封填料7，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的连接座3的环绕结构301内设置有用以容纳下层密封填料7的台阶结构，台阶结构朝向内压力腔2的外侧壁并形成下部密封间隙。采用如此方案时，台阶结构处使环绕结构301与内压力腔2外侧壁的间隙发生变化，从而可容纳更多的下层密封填料7，形成更为稳妥的密封结构；同时也能允许更大的保障热膨胀位移。

采用上述的方案时，具体可达到如下的效果：

1)填料及相关部件的安装和拆卸在设备内部进行，设备上仅需设置一个普通大小的人孔即可，极大程度降低后续在配管、设备和土建结构设计中的复杂程度。因为外部单层填料密封结构外延长度很长，无形之中增加了设备高度、配管长度、结构载荷等。

2)为保证在有限的螺栓预紧力时填料结构的可靠密封，设置双层填料密封结构。通过设置双层填料增加了密封流道的长度，即增加了介质流动的阻力，相较于单层填料密封结构，双层填料密封结构能够在预紧力与压环应力之间达到更好的匹配和平衡，即在增加预紧力时不会过多的增加压环应力(更多的压环分担预紧应力)，同时随着预紧力的增加，相应的介质流动阻力随之增大。

3)为保证密封，在下层填料压环内侧设置环槽，设备本体上设置凸台，通过凹凸台的错位折流，增加介质流动阻力，减缓介质在第下层压环处向填料内流动的趋势，从而提高了密封可靠性。

4)为便于内部操作，上下两层填料压环分别设置凹面和凸面，将较大的压环拆分成两块或多块，其有益效果是方便从较小的人孔处进出；相邻两块中一块为凹面，另一块为凸面，其有益效果是有利于压环的周向稳定性。两块压环之间在连接处采用紧固件进行连接，提高两块压环在径向上的整体稳定性。

5)上下两层压环紧固件相互错位布置，分别与设备本体连接，同时在第二层压环上开设第一层压环紧固件的导向孔，其有益效果是减少所述紧固件的横向位移并提高稳定性。

6)所述紧固件与两层压环之间采用碟形弹簧、弹性垫圈、楔块等措施进行压紧，可有效防止操作过程中螺柱紧固力的松弛现象。

以上即为本实施例列举的实施方式，但本实施例不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实施例的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实施例的保护范围的限制，本实施例的保护范围应当以权利要求书中界定的为准。

Claims (10)

1.适合多腔室设备的密封结构，应用于内外压力腔(1)嵌套设置的环形密封处，其特征在于：外压力腔(1)内设置有用以连接内压力腔(2)的连接座(3)，连接座(3)设置包绕内压力腔(2)外侧壁的环绕结构(301)且环绕结构(301)与内压力腔(2)之间形成下部密封间隙，下部密封间隙内设置下层密封填料(7)，并通过环绕内压力腔(2)的下层压环(5)将下层填料压紧密封；下层压环(5)包括向上延伸的环部(502)且环部(502)与内压力腔(2)外侧壁形成上部密封间隙，上部密封间隙内设置上层密封填料(6)，并通过上层压环(4)将上层密封填料(6)压紧密封。

2.根据权利要求1所述的适合多腔室设备的密封结构，其特征在于：所述的下层压环(5)包括连接缘部(501)，连接缘部(501)的内侧形成向下部密封间隙延伸的压紧环结构(503)，且连接缘部(501)的下表面设置有环槽(504)，在连接座(3)上对应环槽(504)设置有支撑凸起(302)。

3.根据权利要求2所述的适合多腔室设备的密封结构，其特征在于：所述的支撑凸起(302)为凸环状。

4.根据权利要求2所述的适合多腔室设备的密封结构，其特征在于：所述的向上延伸的环部(502)设于连接缘部(501)。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的适合多腔室设备的密封结构，其特征在于：所述的下层压环(5)与连接座(3)通过紧固件连接固定。

6.根据权利要求5所述的适合多腔室设备的密封结构，其特征在于：连接座(3)上间隔设置有若干处连接部，紧固件穿过下层压环(5)并与连接部紧固连接。

7.根据权利要求1所述的适合多腔室设备的密封结构，其特征在于：所述的上层压环(4)包括连接缘部(501)，连接缘部(501)的内侧形成向上部密封间隙延伸的压紧环结构(503)。

8.根据权利要求7所述的适合多腔室设备的密封结构，其特征在于：所述的上层压环(4)与连接座(3)通过紧固件连接固定。

9.根据权利要求8所述的适合多腔室设备的密封结构，其特征在于：所述的连接座(3)上间隔设置有若干处连接部，紧固件穿过上层压环(4)并与连接部紧固连接。

10.根据权利要求1所述的适合多腔室设备的密封结构，其特征在于：上层压环(4)和/或下层压环(5)均包括若干节压片(401)，相邻压片(401)之间通过台阶结构压紧配合并连接紧固。