超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，包括支撐圈、三角形密封圈和Yx型密封圈，冷等靜壓機端蓋內側設有中心壓環、內側壓環和安裝環，內側壓環和安裝環均套設在中心壓環外，內側壓環位于安裝環內側，支撐圈、三角形密封圈和Yx型密封圈均位于安裝環、工作缸和內側壓環之間形成的安裝腔內，三角形密封圈和Yx型密封圈均設置在支撐圈內側，Yx型密封圈外端外側設有斜面，斜面與三角形密封圈第一個面配合，三角形密封圈第二個面與工作缸內壁接觸，三角形密封圈第三個面和Yx型密封圈外端面均與支撐圈內端面接觸。本發明密封可靠性高，延長了冷等靜壓機使用壽命，提高了產品質量，降低了設備故障率和維修投入。
【專利說明】
超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構
技術領域
[0001]本發明涉及一種端蓋密封結構，尤其是涉及一種超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構。
【背景技術】
[0002]等靜壓技術已在粉末冶金、特種陶瓷、耐火材料、碳材料、復合材料等領域得到廣泛應用。隨著科學技術的發展，使用粉末冶金的方法制造大規格、超大規格的產品成為一種發展趨勢，所以直徑超過1.6m、壓強超過150MPa的超高壓、大缸徑冷等靜壓機就被研制出來。冷等靜壓機中的高壓密封容器是由一個缸體和兩個端蓋組成，這樣端蓋與缸體之間就要求是密封的，否則容器內就無法建立起壓制成型所需要的壓強。目前，在超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋的密封中，采用銅密封圈和Yx型密封圈組合使用來密封，當工作缸內液體增加時，Yx型密封圈的外唇邊和內唇邊將充分張開，外唇邊和工作缸內壁充分緊貼，內唇邊與端蓋外壁充分緊貼，使工作缸內形成一個密閉容器。隨著工作缸內壓力增大，Yx型密封圈對銅密封圈進行擠壓，使銅密封圈發生形變，分別與工作缸內壁、端蓋外壁進行充分的機械密封，從而完成整個擠壓過程中的密封。
[0003]但是，在實際工作過程中，由于工作缸的缸徑較大，缸體加工和芯筒纏繞時橢圓度難以保證，導致銅密封圈和工作缸內壁密封間隙不均勻，在超高壓壓力下，銅密封圈產生的形變還不能充分與原有間隙較大處的工作缸內壁形成機械密封，Yx型密封圈就會被擠入銅密封圈與工作缸內壁的間隙中，對Yx型密封圈和銅密封圈造成破壞。當破壞到一定程度，密封就失去作用，工作液就會在此產生泄漏。在壓制物料的過程中頻繁的發生密封失效故障，導致大量被壓制的物料變成廢品，造成設備生產效率低下，維修成本大，廢料產生多。
[0004]由上可見，現有超高壓、大缸徑冷等靜壓機的端蓋密封結構主要存在兩個問題需要解決:(I)需解決Yx型密封圈外棱邊在高壓下被擠壓到銅密封圈與工作缸內壁之間的間隙中的問題:由于Yx型密封圈為橡膠圈，質地較軟，在壓力不大時，Yx型密封圈外棱邊在工作液的壓力下被擠壓到銅密封圈與工作缸內壁的間隙中，隨著工作缸內壓力的增大，銅密封圈變形充分，就會將Yx型密封圈擠壓到間隙中的外棱邊切割掉;隨著使用次數的增加，Yx型密封圈外棱邊損壞越來越大，最終形成密封失效；因此要想延長Yx型密封圈的使用壽命，就要首先解決這個技術難題。(2)銅密封圈與Yx型密封圈在工作液的壓力下向工作缸內壁的變形要趨于一致的問題:在低壓下由于銅密封圈為Yx型密封圈提供支持，在較高的壓力下，工作缸的缸徑在處于不斷增大的過程中，這就要求銅密封圈與Yx型密封圈的變形量趨于一致，否則銅密封圈不能為Yx型密封圈提供支持，同樣會導致Yx型密封圈處于失效狀態。所以，如何解決好超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋密封的密封問題，對于正常使用該設備有著非常重要的意義。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其結構簡單、設計合理且安裝方便，采用支撐圈、三角形密封圈和Yx型密封圈組合密封方式，密封可靠性高，顯著延長了冷等靜壓機的使用壽命，提高了產品質量，降低了設備故障率，降低了維修投入的人力、物力和財力。
[0006]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:一種超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:包括支撐圈、三角形密封圈和Yx型密封圈，所述支撐圈、三角形密封圈和Yx型密封圈均設置在冷等靜壓機的工作缸端部內側，所述冷等靜壓機的端蓋內側設置有中心壓環、內側壓環和安裝環，所述內側壓環和安裝環均套設在中心壓環外，所述內側壓環位于安裝環的內側，所述內側壓環通過第一緊固件與中心壓環固定連接，所述中心壓環通過第二緊固件與端蓋固定連接，所述支撐圈、三角形密封圈和Yx型密封圈均位于安裝環、工作缸和內側壓環之間形成的安裝腔內，所述三角形密封圈和Yx型密封圈均設置在支撐圈的內側，所述Yx型密封圈的外端外側設置有斜面，所述斜面與三角形密封圈的第一個面相配合，所述三角形密封圈的第二個面與工作缸的內壁相接觸，所述三角形密封圈的第三個面和Yx型密封圈的外端面均與支撐圈的內端面相接觸。
[0007]上述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述三角形密封圈的截面形狀為直角三角形，所述三角形密封圈的斜面與斜面相配合，所述三角形密封圈的一個直面與支撐圈的內端面相接觸，所述三角形密封圈的另一個直面與工作缸的內壁相接觸。
[0008]上述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述斜面與水平面之間的夾角為30°?60°。
[0009]上述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述三角形密封圈的截面形狀為等腰直角三角形。
[0010]上述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述內側壓環與工作缸之間留有間隙。
[0011]上述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述支撐圈為鈹青銅支撐圈。
[0012]上述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述三角形密封圈為鈹青銅三角形密封圈。
[0013]上述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述Yx型密封圈為橡膠Yx型密封圈。
[0014]上述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述第一緊固件為螺栓。
[0015]上述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述第二緊固件為螺栓。
[0016]本發明與現有技術相比具有以下優點:
[0017]1、本發明結構簡單、設計合理且安裝方便。
[0018]2、本發明采用支撐圈、三角形密封圈和Yx型密封圈組合密封方式，顯著延長了冷等靜壓機的使用壽命，該組合密封圈目前已在設備上使用兩年，未出現一次密封失效問題，密封效果良好，提高了產品質量，降低了設備故障率，降低了維修投入的人力、物力和財力。
[0019]3、本發明采用支撐圈、三角形密封圈和Yx型密封圈組合密封方式，對大缸徑、超高壓狀況下的液壓油及水等液體的密封性能可靠，且該組合密封具有良好的自動補償密封面間隙的功能，即冷等靜壓機在加壓過程中，工作缸與端蓋密封處的直徑隨著壓力的增大也在增大，該組合密封能夠自動通過形變去補償工作缸直徑的變化量。
[0020]4、本發明采用支撐圈、三角形密封圈和Yx型密封圈組合密封方式，相對現有的超高壓、大缸徑冷等靜壓機的端蓋密封來說，降低了冷等靜壓機端蓋密封件的采購成本，降低了制作成本。
[0021]下面通過附圖和實施例，對本發明做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明的使用狀態圖。
[0023]圖2為圖1的A處放大圖。
[0024]圖3為圖2的B處放大圖。
[0025]圖4為本發明Yx型密封圈的結構示意圖。
[0026]附圖標記說明:
[0027]I 一支撐圈I 2—三角形密封圈；3—Yx型密封圈；
[0028]3-1—斜面； 4 一工作缸；5—端蓋；
[0029]6—內側壓環； 7—安裝環；8—中心壓環；
[0030]9 一第一緊固件；10一第二緊固件；11 一間隙；
[0031]丨2—工作液；13—法蘭盤；14 一支撐架；
[0032]15一機架；16—承壓板；17—被加工件。
【具體實施方式】
[0033]如圖1至圖4所示，本發明包括支撐圈1、三角形密封圈2和Yx型密封圈3，所述支撐圈1、三角形密封圈2和Yx型密封圈3均設置在冷等靜壓機的工作缸4端部內側，所述冷等靜壓機的端蓋5內側設置有中心壓環8、內側壓環6和安裝環7，所述內側壓環6和安裝環7均套設在中心壓環8外，所述內側壓環6位于安裝環7的內側，所述內側壓環6通過第一緊固件9與中心壓環8固定連接，所述中心壓環8通過第二緊固件10與端蓋5固定連接，所述支撐圈1、三角形密封圈2和Yx型密封圈3均位于安裝環7、工作缸4和內側壓環6之間形成的安裝腔內，所述三角形密封圈2和Yx型密封圈3均設置在支撐圈I的內側，所述Yx型密封圈3的外端外側設置有斜面3-1，所述斜面3-1與三角形密封圈2的第一個面相配合，所述三角形密封圈2的第二個面與工作缸4的內壁相接觸，所述三角形密封圈2的第三個面和Yx型密封圈3的外端面均與支撐圈I的內端面相接觸。
[0034]如圖2和圖3所示，所述三角形密封圈2的截面形狀為直角三角形，所述三角形密封圈2的斜面與斜面3-1相配合，所述三角形密封圈2的一個直面與支撐圈I的內端面相接觸，所述三角形密封圈2的另一個直面與工作缸4的內壁相接觸。其中，斜面3-1與三角形密封圈2的一個面相配合是這個組合密封結構設計的關鍵，三角形密封圈2的斜面與斜面3-1相配合，這是保證Yx型密封圈3與三角形密封圈2形變量趨于一致的關鍵。在工作缸4內壓強增大時，工作液12的壓力使得Yx型密封圈3的內、外唇邊充分張開，并同時產生一個將Yx型密封圈3向上/向下壓的力;Yx型密封圈3通過配合斜面3-1將力傳遞給三角形密封圈2，使三角形密封圈2產生一個向外擴張的力和向上/向下的壓力，向外擴張的力使得三角形密封圈2的一個直面與Yx型密封圈3同步擴張，緊貼工作缸4的內壁，避免Yx型密封圈3外邊部被擠進三角形密封圈2與工作缸4內壁的間隙中而損壞；同時三角形密封圈2的另一直面與支撐圈I的內端面相接觸，使三角形密封圈2將Yx型密封圈3傳遞給它向上/向下的力傳遞給支撐圈I，使支撐圈I在該壓力的作用下產生形變，減小支撐圈I與工作缸4內壁的間隙，更好的為三角形密封圈2提供支撐。
[0035]本實施例中，所述斜面3-1與水平面之間的夾角為30°?60°。這主要是考慮到Yx型密封圈3與三角形密封圈2是否同步變形，如果不同步，還存在損傷Yx型密封圈3外邊部的現象，如果存在則要將該角度增大，用來增大三角形密封圈2向外擴張的力，保證Yx型密封圈3與三角形密封圈2同步變形;如果三角形密封圈2在壓制過程中不能與支撐圈I緊密接觸，不能使支撐圈I產生足夠的變形去支撐三角形密封圈2，則應減小該角度，用來增大三角形密封圈2對支撐圈I的壓力，使支撐圈I產生足夠的變形，為三角形密封圈2提供足夠的支撐。
[0036]優選的，所述三角形密封圈2的截面形狀為等腰直角三角形。
[0037]如圖2和圖3所示，所述內側壓環6與工作缸4之間留有間隙11，留有間隙11是更方便工作液12與Yx型密封圈3接觸，更好的將工作液12的壓強直接施加到Yx型密封圈3上；另外一個原因是，更方便端蓋5能順利的放進工作缸4內，而不會將工作缸4的內壁劃傷。
[0038]本實施例中，所述支撐圈I為鈹青銅支撐圈，所述三角形密封圈2為鈹青銅三角形密封圈，采用鈹青銅制備支撐圈I和三角形密封圈2，使得支撐圈I和三角形密封圈2具有良好的彈性、耐疲勞性、導電性、導熱性、耐蝕性和較好的力學性能。
[0039]本實施例中，所述Yx型密封圈3為橡膠Yx型密封圈。
[0040]本實施例中，所述第一緊固件9為螺栓。
[0041 ]本實施例中，所述第二緊固件10為螺栓。
[0042]結合圖1，安裝時，將三角形密封圈2放在支撐圈I的內側，將Yx型密封圈3放在三角形密封圈2的內側，并將三角形密封圈2的斜面與斜面3-1配合安裝好，然后將三角形密封圈2和Yx型密封圈3均抬起來，使三角形密封圈2和Yx型密封圈3的外端面均緊貼支撐圈I的內端面，最后擰緊第一緊固件9和第二緊固件10，使內側壓環6壓緊Yx型密封圈3，整個組合密封安裝完畢，即采用支撐圈1、三角形密封圈2和Yx型密封圈3組合密封方式，來對冷等靜壓機的工作缸4與端蓋5進行密封。其中，端蓋5為上端蓋、下端蓋，即工作缸4上端的端蓋為上端蓋，工作缸4下端的端蓋為下端蓋，工作缸4支撐安裝在支撐架14上，工作缸4的上下兩端均設置有法蘭盤13，位于工作缸4下端的法蘭盤與支撐架14相連接，支撐架14安裝在冷等靜壓機的機架15上;機架15與上端蓋之間以及機架15與下端蓋之間均設置有承壓板16，工作缸4內放置有被加工件17和工作液12。
[0043]本發明的工作原理為:在工作缸4內超高壓力下，Yx型密封圈3的唇邊更加緊密的貼緊工作缸4的內壁和安裝環7，同時Yx型密封圈3在與三角形密封圈2的接觸斜面上給三角形密封圈2—個向外的擴張力，因三角形密封圈2的橫截面積較小，在Yx型密封圈3巨大的擴張力作用下，三角形密封圈2能與Yx型密封圈3同步充分向外擴張，緊貼工作缸4的內壁，并產生足夠的機械密封，保證超高壓密封可靠；同時保證Yx型密封圈3不致被擠入支撐圈I與工作缸4之間的間隙中，有效的避免了 Yx型密封圈3和支撐圈I的頻繁損壞，同時在三角形密封圈2和Yx型密封圈3的壓力下支撐圈I產生形變為三角形密封圈2提供向外形變的支撐。
[0044]以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變換，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。
【主權項】
1.一種超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:包括支撐圈(I)、三角形密封圈(2)和Yx型密封圈(3)，所述支撐圈(1)、三角形密封圈(2)和Yx型密封圈(3)均設置在冷等靜壓機的工作缸(4)端部內側，所述冷等靜壓機的端蓋(5)內側設置有中心壓環(8)、內側壓環(6)和安裝環(7)，所述內側壓環(6)和安裝環(7)均套設在中心壓環(8)外，所述內側壓環(6)位于安裝環(7)的內側，所述內側壓環(6)通過第一緊固件(9)與中心壓環(8)固定連接，所述中心壓環(8)通過第二緊固件(10)與端蓋(5)固定連接，所述支撐圈(1)、三角形密封圈(2)和Yx型密封圈(3)均位于安裝環(7)、工作缸(4)和內側壓環(6)之間形成的安裝腔內，所述三角形密封圈(2)和Yx型密封圈(3)均設置在支撐圈(I)的內側，所述Yx型密封圈(3)的外端外側設置有斜面(3-1)，所述斜面(3-1)與三角形密封圈(2)的第一個面相配合，所述三角形密封圈(2)的第二個面與工作缸(4)的內壁相接觸，所述三角形密封圈(2)的第三個面和Yx型密封圈(3)的外端面均與支撐圈(I)的內端面相接觸。2.按照權利要求1所述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述三角形密封圈(2)的截面形狀為直角三角形，所述三角形密封圈(2)的斜面與斜面(3-1)相配合，所述三角形密封圈(2)的一個直面與支撐圈(I)的內端面相接觸，所述三角形密封圈(2)的另一個直面與工作缸(4)的內壁相接觸。3.按照權利要求2所述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述斜面(3-1)與水平面之間的夾角為30°?60°。4.按照權利要求2所述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述三角形密封圈(2)的截面形狀為等腰直角三角形。5.按照權利要求1所述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述內側壓環(6)與工作缸(4)之間留有間隙(11)。6.按照權利要求1所述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述支撐圈(I)為鈹青銅支撐圈。7.按照權利要求1所述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述三角形密封圈(2)為鈹青銅三角形密封圈。8.按照權利要求1所述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述Yx型密封圈(3)為橡膠Yx型密封圈。9.按照權利要求1所述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述第一緊固件(9)為螺栓。10.按照權利要求1所述的超高壓、大缸徑冷等靜壓機端蓋組合密封結構，其特征在于:所述第二緊固件(10)為螺栓。
【文檔編號】F16J15/08GK105952709SQ201610537627
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月8日
【發明人】白秋平, 惠軍勝, 張航, 楊德武, 劉濤, 史振奇, 吳興剛, 行亞寧, 薛夏英
【申請人】金堆城鉬業股份有限公司