本发明专利技术公开了一种高温型超高压平面密封结构及应用方法，包括配对的上法兰、下法兰，以及对上法兰、下法兰进行固定的多根螺栓式固定机构，所述上法兰或下法兰在相接触的端面上设置有安装槽；所述安装槽内设置有U形结构的密封件，所述密封件的敞开端被配置为与法兰的进气侧相配合，且所述密封件与安装槽在进气侧具有限定的间隙。本发明专利技术提供一种高温型超高压平面密封结构及应用方法，能够同时解决高温(＞250℃)+超高压(≥138MPa)、测试介质为气体，压力波动较为频繁、安装空间小、造价低、且能够频繁拆卸的风洞设备连接工况下。繁拆卸的风洞设备连接工况下。繁拆卸的风洞设备连接工况下。
【技术实现步骤摘要】
一种高温型超高压平面密封结构及应用方法
[0001]本专利技术涉及一种风洞试验领域。更具体地说，本专利技术涉及一种超高压工况平面密封结构的设计方法，特别适用于有高温载荷应力变化、气体工作介质、压力波动较大、设计管路公称尺寸较大、安装拆卸频繁且安装空间有限的场合。
技术介绍
[0002]在高超声速风洞中，需设置阀门、管道、管件等来实现试验气流的控制与输运，因此需要管路能够承受高温(＞250℃)、超高压(≥138MPa)的运行工况，而目前现有最新设计标准GB/T 22513
‑
2008《石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树》中，最高设计密封结构压力为138MPa，且标准推荐密封件结构为密封垫环，此种结构由于密封结构原理的限制需要设置非常大的法兰尺寸以及螺栓载荷来保证密封的有效性，设备造价高且安装空间较大，而常规压力容器的密封结构多为非金属件，使得设备装置总体设计温度较低，且容器为稳压或升压应用场合设备，不适用于风洞频繁运行工况，因此，需要设计一种密封结构，能够同时解决高温(＞250℃)+超高压(≥138MPa)、测试介质为气体，压力波动较为频繁、安装空间小、造价低、且能够频繁拆卸的风洞设备连接工况难题。
技术实现思路
[0003]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0004]为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种高温型超高压平面密封结构，包括配对的上法兰、下法兰，以及对上法兰、下法兰进行固定的多根螺栓式固定机构，所述上法兰或下法兰在相接触的端面上设置有安装槽；
[0005]所述安装槽内设置有U形结构的密封件，所述密封件的敞开端被配置为与法兰的进气侧相配合，且所述密封件与安装槽在进气侧具有限定的间隙。
[0006]优选的是，所述上法兰、下法兰的相对面通过相配合的限定槽、限定环进而实现自锁。
[0007]优选的是，所述安装槽在密封件的密封侧设置有相配合的挡环；
[0008]其中，所述挡环的硬度被配置为介于法兰与密封件之间的硬度。
[0009]优选的是，所述密封件的外表面镀有纯银涂层。
[0010]一种高温型超高压平面密封结构的应用方法，在上法兰、下法兰通过螺栓式固定机构连接后，流经法兰中心的气体在压力的作用下向上法兰、下法兰的结合缝流出；
[0011]而流入结合缝的气体在上法兰、下法兰的自锁连接下以线性的方式向密封件所在位置推进；
[0012]在推进到密封件前端的间隙处时，施加给密封件敞开端一个挤压作用力，在密封件胀开时使结合缝处于密封状态。
[0013]优选的是，在密封件挤压变形后，挡环将密封件施加的作用力部分吸收后传递到
安装槽侧壁上。
[0014]本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术设计的高温型超高压平面密封结构，其相对于现有技术而言，能够同时解决高温(＞250℃)+超高压(≥138MPa)、测试介质为气体，压力波动较为频繁、安装空间小、造价低、且能够频繁拆卸的风洞应用工况下。
[0015]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的一个实施例中高温型超高压平面密封结构的示意图；
[0017]图2为本专利技术图1的局部放大结构示意图；
[0018]图3为现有技术中标准GB/T 22513
‑
2008中密封环垫结构示意图；
[0019]图4为本专利技术图3的局部放大结构示意图；
[0020]其中，在图1
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图2中，上法兰
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1、下法兰
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2，螺栓
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3，螺母
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4，安装槽
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5，密封件
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6，间隙
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7，限定槽
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8、限定环
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9，挡环
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10；
[0021]在图3
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图4中，法兰A
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11、法兰B
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12，密封环垫
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13，固定螺栓
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14、固定螺母
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15。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0023]实施例1：
[0024]如图1
‑
图2，应用于高温型超高压平面密封结构，包括配对的上法兰1、下法兰2，以及对上法兰、下法兰进行固定的多根螺栓式固定机构(每根螺栓3配备对应的两个螺母4，以在螺栓穿过上法兰、下法兰时，通过设置在螺栓两侧的螺母，完成对上法兰、下法兰的固定)，所述上法兰或下法兰在相接触的端面上设置有安装槽5；
[0025]所述安装槽内设置有U形结构的密封件6，所述密封件的敞开端被配置为与法兰的进气侧相配合，且所述密封件与安装槽在进气侧具有限定的间隙7；
[0026]所述上法兰、下法兰的相对面通过相配合的限定槽8、限定环9进而实现自锁。本方案适用于法兰螺栓连接的平面密封结构，设计结构为接触式自密封结构，其优点是避免了现有超高压平面密封环垫的结构技术造成的法兰笨重、螺栓预紧力大、造价高、安装空间大等难题。
[0027]下面就螺栓预紧力对比计算如下：
[0028]已知条件：设计压力P
c
＝138MPa(因标准GB/T 22513
‑
2008《石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树》中最高设计压力138MPa，因此为了更直观的判断，设计值选取138MPa)，密封件平均接触直径D
G
＝228mm；
[0029]如图3
‑
图4，现有技术的密封结构A：标准GB/T 22513
‑
2008中密封环垫结构，其同样的包括相配合的法兰A11、法兰B12，法兰B设置的环形槽中设置有密封环垫13，而法兰A、法兰B通过配合的固定螺栓14、固定螺母15进行连接固定；
[0030]密封环垫的垫片宽度b：按GB 150.3
‑
2011《压力容器》中表7
‑
1选取w/8，w按GB/T 22513
‑
2008《石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树》中表47选取垫环号9in＝
BX157，查表56得出＝20.98mm，按20.98/8＝2.6225mm；
[0031]密封环垫的垫片系数m：按GB150.3
‑
2011《压力容器》中表7
‑
2：金属环类选取6.5；
[0032]按GB 150.3
‑
2011《压力容器》中7.5.2.2中式7
‑
6计算：
[0033]密封环垫的最小螺栓载荷：...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高温型超高压平面密封结构，包括配对的上法兰、下法兰，以及对上法兰、下法兰进行固定的多根螺栓式固定机构，其特征在于，所述上法兰或下法兰在相接触的端面上设置有安装槽；所述安装槽内设置有U形结构的密封件，所述密封件的敞开端被配置为与法兰的进气侧相配合，且所述密封件与安装槽在进气侧具有限定的间隙。2.如权利要求1所述的高温型超高压平面密封结构，其特征在于，所述上法兰、下法兰的相对面通过相配合的限定槽、限定环进而实现自锁。3.如权利要求1所述的高温型超高压平面密封结构，其特征在于，所述安装槽在密封件的密封侧设置有相配合的挡环；其中，所述挡环的硬度被配置为介于法兰与密封件之间的硬度。4.如权利要求1所述的高温型...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯峰伟，赵健，吴斌彬，陈久芬，许晓斌，于成亮，张德炜，赵新，张大辉，杨凯旋，
申请(专利权)人：上海科科阀门集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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