静密封结构以及具有该静密封结构的压力容器制造技术

本发明专利技术提供静密封结构以及具有该静密封结构的压力容器，压力容器包括容器壳体、由容器壳体内部的空腔形成的容器腔以及开口于容器壳体顶部并与容器腔贯通的凹槽结构，凹槽结构在水平方向的直径大于容器腔在水平方向的直径，在凹槽结构内装配静密封结构，静密封结构包括密封端头和密封组件，密封端头包括头部和与头部连接的密封轴杆，密封组件包括彼此上下接触地外套于密封轴杆部的密封圈和密封挡圈，从而实现了功能分区，功能区的工件如果出现问题，都可以使用新工件进行替换，而无需将整个压力容器报废，降低了使用成本。

Static sealing structure and pressure vessel with static sealing structure

【技术实现步骤摘要】
静密封结构以及具有该静密封结构的压力容器
本专利技术涉及一种静密封结构以及具有该静密封结构的压力容器，特别涉及一种超高压静密封结构，以及具有该结构的超高压压力容器。
技术介绍
工业上使用压力为100MPa以上的容器被称为超高压容器，目前其在石油化工、粉末冶金、金属成型、科研等领域使用广泛。按照现行的我国压力容器的制造标准(GB150.1-150.4-2011)，其制造主要是通过焊接的方式来实现，这样制造出来的压力容器可能存在焊缝缺陷、脆断、应力集中的问题，安全性不高，使用压力最高为35MPa。另外还有一种使用整体滚压成型的工艺来制造压力容器，这种工艺无需焊接，使用压力最高为50MPa。压力容器端部为管螺纹或NPT螺纹，这类螺纹既要连接压力管，又要实现高压密封。如果出现使用不当，出现了螺纹损伤，整个压力容器只能报废，无法进行修复。现在国内的压力容器，结构粗犷，最大使用压力不高，整体安全性不高。随着我国超高压技术的发展，现有的产品难以满足未来发展的需求，所以亟待开发、设计更为合理的压力容器。
技术实现思路
受到现有压力容器成型工艺的限制，生产出来的压力容器安全性不高，最高使用压力较低，功能分区不明晰，容器出现小的问题，整个压力容器就必须报废，无法维护，使用成本高。鉴于现有技术中的上述问题，提出了本专利技术。本专利技术提供一种用于压力容器的静密封结构和具有该静密封结构的压力容器，所述压力容器包括容器壳体、由容器壳体内部的空腔形成的容器腔以及开口于容器壳体顶部并与容器腔贯通的凹槽结构，凹槽结构在水平方向的直径大于容器腔在水平方向的直径，在凹槽结构内装配所述静密封结构，其中，所述静密封结构包括密封端头和密封组件，所述密封端头包括头部和与头部连接的密封轴杆，所述密封组件包括彼此上下接触地外套于密封轴杆部的密封圈和密封挡圈，其中，在装配状态下，密封挡圈的上端面与密封端头的头部的下端面贴合，密封圈的下端面与凹槽结构的下端面贴合，密封圈的断面直径大于装配有密封挡圈处的凹槽结构的半径和密封轴杆半径之差，密封挡圈内外半径之差小于装配有密封挡圈处的凹槽结构半径和密封轴杆半径之差。优选地，所述密封组件还包括装配于密封挡圈与密封圈之间的线密封圈。优选地，所述线密封圈由铍青铜制成。优选地，所述凹槽结构包括内径不同的且形成为一体的固紧槽和密封槽，固紧槽位于密封槽的上方。优选地，所述线密封圈包括内圈与外圈，分别套设于密封轴杆的外径侧和密封槽内。优选地，所述内圈为内三角密封圈，所述外圈为外三角密封圈，所述密封挡圈的底部为锥形，所述内三角密封圈设置在该锥形的锥面与密封轴杆之间的空隙中，所述外三角密封圈设置在该锥形的锥面与密封槽之间的空隙中，而所述密封挡圈下端的锥形的内外倾角具有与内三角密封圈和外三角密封圈的形状相匹配的倾角，并且在装配状态下，所述密封挡圈锥形的倾角端面与所述内三角密封圈和外三角密封圈的倾角端面贴合。优选地，密封挡圈下端的锥形的倾角∠a和∠b为50°±1°，而内三角密封圈的倾角∠c和外三角密封圈的倾角∠d均为50°±1°。优选地，内三角密封圈的宽度M和外三角密封圈的宽度N与密封挡圈内外半径之差T的关系为M＝N＝0.4T。优选地，密封挡圈的内外倾角高度H与内三密封角圈的高度H1和外三角密封圈的高度H2之间的关系为H1＝H2＝H+0.02mm。优选地，密封挡圈的内径D1、内三角密封圈的内径D3以及密封轴杆的直径X之间的关系为X+0.02mm≤D1＝D3≤X+0.04mm，而密封挡圈的外径D2、外三角密封圈的外径D4以及密封槽的直径Y之间的关系为Y-0.04mm≤D2＝D4≤Y-0.02mm。优选地，密封圈断面的直径R与密封挡圈的内外半径之差T之间的关系为R＝T+1.2mm。优选地，密封圈的内直径D5与密封轴杆的直径X之间的关系为D5＝X-1.2mm，密封圈的外直径D6与密封槽的直径Y之间的关系为D6＝Y+1.2mm。优选地，密封圈的断面直径R、密封挡圈的高度Z以及密封槽的高度L之间的关系为R+Z≥L+5mm。优选地，所述密封组件还包括聚四氟乙烯圈和中间密封圈，其中聚四氟乙烯圈位于密封挡圈和中间密封圈之间，中间密封圈位于聚四氟乙烯圈和密封圈之间。优选地，所述中间密封圈和密封圈结构相同，均采用O形圈或者Y形圈。一种压力容器，所述压力容器包括容器壳体、由容器壳体内部的空腔形成的容器腔以及开口于容器壳体顶部并与容器腔贯通的凹槽结构，凹槽结构在水平方向的直径大于容器腔在水平方向的直径，其中，在凹槽结构内装配有根据权利要求1-15任一项所述的静密封结构。综上所述，根据本专利技术的压力容器中加入了可靠的密封结构，实现了功能分区，功能区的工件如果出现问题，都可以使用新工件进行替换，而无需将整个压力容器报废，降低了使用成本。另外，根据本专利技术的压力容器的成型工艺安全可靠，压力容器可按照使用要求提供最高300MPa的超高压力需求。附图说明图1是示出具有根据本专利技术实施方式的压力容器的局部纵向剖面图。图2是示出根据本专利技术的压力容器在装配有根据本专利技术第一实施方式的静密封结构的状态下的纵向剖面图。图3是示出根据本专利技术的压力容器在装配有根据本专利技术第一实施方式的静密封结构的状态下的局部纵向剖面图，图4是示出根据本专利技术第一实施方式的静密封结构的密封端头的纵向剖面图。图5是示出根据本专利技术的第一实施方式的密封组件在部件分解状态下的纵向剖面图。图6是示出根据本专利技术的压力容器在装配有根据本专利技术第二实施方式的静密封结构的状态下的纵向剖面图。图7是示出根据本专利技术的压力容器在装配有根据本专利技术第二实施方式的静密封结构的状态下的局部纵向剖面图，图8是示出根据本专利技术的第二实施方式的密封组件在部件分解状态下的纵向剖面图。图9是示出根据根据本专利技术第二实施方式的静密封结构在部件分解状态下的纵向剖面图上的尺寸。图10是示出根据本专利技术的压力容器在装配有根据本专利技术第三实施方式的静密封结构的状态下的局部纵向剖面图，图11是示出根据本专利技术的第三实施方式的密封组件在部件分解状态下的纵向剖面图。具体实施方式接下来，参照附图详细描述本专利技术的具体实施方式。下面的实施方式不限制根据所附的权利要求书的本专利技术，并且并非在实施方式中描述的所有特征的组合都是解决本专利技术的问题的方法所必需的。[根据本专利技术实施方式的压力容器]以下，将参照图1，对根据本专利技术实施方式的压力容器的总体结构进行说明。如图1所示，根据本专利技术的压力容器100包括：容器壳体50；容器壳体的内部空腔形成的容器腔60；开口于容器壳体的顶部的凹槽结构70，该凹槽结构与容器腔贯通。以下参照图1，对根据本专利技术的压力容器100的凹槽结构的具体结构进行说明。图1是示出根据本专利技术实施方式压力容器的局部纵向剖面图。如图1所示，凹槽结构被形成为具有不同内径的两段结构，作为示例，位于上部的固紧槽71的内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于压力容器的静密封结构，所述压力容器包括容器壳体、由容器壳体内部的空腔形成的容器腔以及开口于容器壳体顶部并与容器腔贯通的凹槽结构，凹槽结构在水平方向的直径大于容器腔在水平方向的直径，在凹槽结构内装配所述静密封结构，其中，/n所述静密封结构包括密封端头和密封组件，所述密封端头包括头部和与头部连接的密封轴杆，所述密封组件包括彼此上下接触地外套于密封轴杆部的密封圈和密封挡圈，/n其中，在装配状态下，密封挡圈的上端面与密封端头的头部的下端面贴合，密封圈的下端面与凹槽结构的下端面贴合，密封圈的断面直径大于装配有密封挡圈处的凹槽结构的半径和密封轴杆半径之差，密封挡圈内外半径之差小于装配有密封挡圈处的凹槽结构半径和密封轴杆半径之差。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于压力容器的静密封结构，所述压力容器包括容器壳体、由容器壳体内部的空腔形成的容器腔以及开口于容器壳体顶部并与容器腔贯通的凹槽结构，凹槽结构在水平方向的直径大于容器腔在水平方向的直径，在凹槽结构内装配所述静密封结构，其中，
所述静密封结构包括密封端头和密封组件，所述密封端头包括头部和与头部连接的密封轴杆，所述密封组件包括彼此上下接触地外套于密封轴杆部的密封圈和密封挡圈，
其中，在装配状态下，密封挡圈的上端面与密封端头的头部的下端面贴合，密封圈的下端面与凹槽结构的下端面贴合，密封圈的断面直径大于装配有密封挡圈处的凹槽结构的半径和密封轴杆半径之差，密封挡圈内外半径之差小于装配有密封挡圈处的凹槽结构半径和密封轴杆半径之差。


2.根据权利要求1所述的静密封结构，其中，所述密封组件还包括装配于密封挡圈与密封圈之间的线密封圈。


3.根据权利要求2所述的静密封结构，其中，所述线密封圈由铍青铜制成。


4.根据权利要求1所述的静密封结构，其中，所述凹槽结构包括内径不同的且形成为一体的固紧槽和密封槽，固紧槽位于密封槽的上方。


5.根据权利要求2至4任一项所述的静密封结构，其中，所述线密封圈包括内圈与外圈，分别套设于密封轴杆的外径侧和密封槽内。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚文明，
申请(专利权)人：中国地震局地质研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11