一种低温、高压液化气体环境下螺纹孔的密封结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低温、高压液化气体环境下螺纹孔的密封结构，包括：螺杆、一个以上第二O型圈及一个以上垫片；所述螺杆由两个以上外径不同的螺纹杆段及相邻两个螺纹杆段之间的圆台段、圆柱段一体成型；令相邻两个螺纹杆段分别为一级螺纹杆段和二级螺纹杆段，圆台段的小径端与所述一级螺纹杆段交汇，且该交汇处设有第三台阶面；所述圆柱段与所述二级螺纹杆段的交汇处设有第四台阶面；所述螺杆的圆柱段上安装有一个以上第二O型圈；相邻两个螺纹杆段之间的台阶面均安装有垫片；本实用新型专利技术既能够适应低温、高压的液化气体环境，又能够方便拆卸和维护。便拆卸和维护。便拆卸和维护。

【技术实现步骤摘要】
一种低温、高压液化气体环境下螺纹孔的密封结构


[0001]本技术属于低温、高压装备研发应用
，具体涉及一种低温、高压液化气体环境下螺纹孔的密封结构。

技术介绍

[0002]所述低温、高压液化气体是指在120K以下温度且压力不小于1MPa气体。以液化气体形式存在的气体，包括液化天然气(LNG)、液氧、液氮、液氢、液氦等。
[0003]在低温、高压液化气体环境下螺纹孔的密封一直是业界的一大难题，密封元件失效是造成泄漏的主要原因。像LNG、液氢的生产、运输过程中螺纹孔密封失效不仅会带来能源的浪费，而且会产生巨大的安全隐患。
[0004]现有的螺纹密封方式主要有四种：
[0005]①
使用细麻绳的缠绕或者铅油喷涂在螺纹上以起到密封作用，这是最传统的方式；
②
使用聚四氟乙烯生料带缠绕螺纹，这是现在最常用的方式之一；
③
使用密封胶(乐泰243、GD414 等)涂抹在螺纹上，待密封胶晾干后起到密封作用；
④
焊接密封，待螺栓拧紧后，将螺栓与螺纹连接件直接焊死以起到密封作用。
[0006]但现有的螺纹密封方式在低温、高压液化气体环境下均有其缺点：
[0007]①
使用细麻绳的缠绕或者铅油喷涂在螺纹上。这种方式的缺点是麻、厚漆在低温环境下容易脆化失效且不耐高压，寿命短。
[0008]②
使用聚四氟乙烯生料带缠绕螺纹。这种方法的经济性很好，操作简单，施工方便，但是其耐压不超过10MPa，低温下密封效果差，且拆卸困难。
[0009]③
使用密封胶(乐泰243、GD414等)涂抹在螺纹上进行密封。这种方法对密封胶要求极高，经济性差，寿命短，拆卸困难。
[0010]④
机械密封。这种方法可用于无需拆卸的情况下，但大多数情况不适用。

技术实现思路

[0011]有鉴于此，本技术提供了一种低温、高压液化气体环境下螺纹孔的密封结构，既能够适应低温、高压的液化气体环境(温度20K以上，压力70MPa以下)，又能够方便拆卸和维护。
[0012]本技术是通过下述技术方案实现的：
[0013]一种低温、高压液化气体环境下螺纹孔的密封结构，所述螺纹孔由两个以上内径不同的螺纹孔段及相邻两个螺纹孔段之间的圆台孔、圆柱孔一体成型，令相邻两个螺纹孔段分别为一级螺纹孔和二级螺纹孔，所述一级螺纹孔的内径小于二级螺纹孔的内径，圆台孔的小径端与一级螺纹孔交汇，且该交汇处设有第一台阶面；所述圆柱孔与二级螺纹孔的交汇处设有第二台阶面；
[0014]所述密封结构包括：螺杆、一个以上第二O型圈及一个以上垫片；
[0015]所述螺杆由两个以上外径不同的螺纹杆段及相邻两个螺纹杆段之间的圆台段、圆
柱段一体成型；且螺纹杆段的个数与所述螺纹孔段的个数相等；令相邻两个螺纹杆段分别为一级螺纹杆段和二级螺纹杆段，所述一级螺纹杆段的外径小于二级螺纹杆段的外径，圆台段的小径端与所述一级螺纹杆段交汇，且该交汇处设有第三台阶面；所述圆柱段与所述二级螺纹杆段的交汇处设有第四台阶面；
[0016]整体连接关系如下：以螺杆的相邻两个螺纹杆段与所述螺纹孔的相邻两个螺纹孔段之间的连接为例：
[0017]所述螺杆的圆柱段上安装有一个以上第二O型圈；相邻两个螺纹杆段之间的台阶面均安装有垫片，垫片的个数与所述螺纹杆段的个数相等；令相邻两个螺纹杆段之间的第三台阶面处的垫片为第一垫片，第四台阶面处的垫片为第二垫片；
[0018]当安装有第二O型圈及垫片的螺杆与所述螺纹孔配合时，所述螺杆的一级螺纹杆段与所述螺纹孔的一级螺纹孔螺纹配合，所述螺杆的二级螺纹杆段与所述螺纹孔的二级螺纹孔螺纹配合，所述螺杆的圆柱段与所述螺纹孔的圆柱孔配合；所述螺杆的圆台段与所述螺纹孔的圆台孔紧密贴合，形成锥面密封；且所述第一垫片压紧在螺纹孔的第一台阶面与螺杆的第三台阶面之间，所述第二垫片压紧在螺纹孔的第二台阶面与螺杆的第四台阶面之间，形成轴向密封；所述第二O型圈与所述螺纹孔的圆柱孔紧密贴合，形成径向密封。
[0019]进一步的，还包括第一O型圈，所述第一O型圈安装在螺杆的圆台段的大径端的外圆周面上，且第一O型圈与所述螺纹孔的圆台孔紧密贴合，形成径向密封。
[0020]进一步的，所述圆台孔的母线与其轴线的夹角为b；且b的取值范围为30
°
～60
°
；
[0021]所述圆台段的母线与其轴线的夹角为a，a的取值范围为30
°
～60
°
，且a和b相差不超过1
°
。
[0022]进一步的，所述第一O型圈和第二O型圈均采用氟橡胶。
[0023]进一步的，所述垫片的厚度为2～3mm，且厚度误差不超过0.1mm。
[0024]进一步的，所述垫片采用聚四氟乙烯。
[0025]有益效果：本技术为五级逐级密封结构，能够适应低温、高压的液化气体环境(温度20K以上，压力70MPa以下)，且方便拆卸和维护；同时提高了密封效果、设备的使用寿命及低温、高压设备的安全性；制造难度适中，制造成本可控，具有应用前景。
附图说明
[0026]图1为本实施例1的结构组成图；
[0027]图2为本实施例2的结构组成图；
[0028]其中，1
‑
第一O型圈，2
‑
第二O型圈，3
‑
第一垫片，4
‑
第二垫片，5
‑
螺杆，6
‑
一级螺纹杆段，7
‑
二级螺纹杆段，8
‑
圆台段，9
‑
圆台孔。
具体实施方式
[0029]下面结合附图并举实施例，对本技术进行详细描述。
[0030]实施例1：
[0031]本实施例提供了一种低温、高压液化气体环境下螺纹孔的密封结构，参见附图1，本实施例的螺纹孔为两级螺纹孔，所述两级螺纹孔由顺序的一级螺纹孔、圆台孔9、圆柱孔及二级螺纹孔一体成型，所述一级螺纹孔的内径小于二级螺纹孔的内径，圆台孔9的小径端
与一级螺纹孔交汇，且该交汇处设有第一台阶面；所述圆柱孔与二级螺纹孔的交汇处设有第二台阶面；所述圆台孔9的母线与其轴线的夹角为b；且b的取值范围为30
°
～60
°
；
[0032]所述密封结构包括：第一O型圈1、第二O型圈2、第一垫片3、第二垫片4及螺杆5；
[0033]所述螺杆5为两级螺纹螺栓，由顺序的一级螺纹杆段6、圆台段8、圆柱段及二级螺纹杆段7一体成型，所述一级螺纹杆段6的外径小于二级螺纹杆段7的外径，圆台段8的小径端与所述一级螺纹杆段6交汇，且该交汇处设有第三台阶面；所述圆柱段与所述二级螺纹杆段 7的交汇处设有第四台阶面；所述圆台段8的大径端的外圆周面设有第一环形凹槽，所述圆柱段的外圆周面设有第二环形凹槽；所述圆台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温、高压液化气体环境下螺纹孔的密封结构，所述螺纹孔由两个以上内径不同的螺纹孔段及相邻两个螺纹孔段之间的圆台孔(9)、圆柱孔一体成型，令相邻两个螺纹孔段分别为一级螺纹孔和二级螺纹孔，所述一级螺纹孔的内径小于二级螺纹孔的内径，圆台孔(9)的小径端与一级螺纹孔交汇，且该交汇处设有第一台阶面；所述圆柱孔与二级螺纹孔的交汇处设有第二台阶面；其特征在于，所述密封结构包括：螺杆(5)、一个以上第二O型圈(2)及一个以上垫片；所述螺杆(5)由两个以上外径不同的螺纹杆段及相邻两个螺纹杆段之间的圆台段(8)、圆柱段一体成型；且螺纹杆段的个数与所述螺纹孔段的个数相等；令相邻两个螺纹杆段分别为一级螺纹杆段(6)和二级螺纹杆段(7)，所述一级螺纹杆段(6)的外径小于二级螺纹杆段(7)的外径，圆台段(8)的小径端与所述一级螺纹杆段(6)交汇，且该交汇处设有第三台阶面；所述圆柱段与所述二级螺纹杆段(7)的交汇处设有第四台阶面；整体连接关系如下：以螺杆(5)的相邻两个螺纹杆段与所述螺纹孔的相邻两个螺纹孔段之间的连接为例：所述螺杆(5)的圆柱段上安装有一个以上第二O型圈(2)；相邻两个螺纹杆段之间的台阶面均安装有垫片，垫片的个数与所述螺纹杆段的个数相等；令相邻两个螺纹杆段之间的第三台阶面处的垫片为第一垫片(3)，第四台阶面处的垫片为第二垫片(4)；当安装有第二O型圈(2)及垫片的螺杆(5)与所述螺纹孔配合时，所述螺杆(5)的一级螺纹杆段(6)与所述螺纹孔的一级螺纹孔螺纹配合，所述螺杆的二级螺纹杆段(7)与所述螺纹孔的二级螺纹孔螺纹配合，所述螺杆(5)的圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：妙丛，兰玉岐，安刚，张震，解辉，杨昌乐，张振扬，苏嘉南，
申请(专利权)人：北京航天试验技术研究所，
类型：新型
国别省市：