[實(shí)用新型]一種受力時(shí)彈性變形的金屬密封圈

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320011028.6
• 申請(qǐng)日: 2013-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203131025U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫國(guó)安;劉麗佳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海新蓮泵閥有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F16J15/08
• 分類(lèi)號(hào): F16J15/08
• 代理公司: 上海天協(xié)和誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31216
• 代理人: 張恒康

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及管道密封接頭領(lǐng)域，尤其設(shè)計(jì)石油管道密封接頭領(lǐng)域，具體為一種受力時(shí)彈性變形的金屬密封圈。

背景技術(shù)

在API6A（美國(guó)石油學(xué)會(huì)，American?Petroleum?Institute）標(biāo)準(zhǔn)中，采油或采氣的井口在安裝作業(yè)時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)換法蘭與油管掛、油管頭四通與油管掛、套管頭四通與芯軸式套管掛之間的連接口都要求提供可靠的密封連接。

對(duì)于普通井口，載體與載體之間大多采用橡膠密封。然而，橡膠密封不能長(zhǎng)期使用，否則會(huì)出現(xiàn)老化和失去彈性的情況。橡膠密封也不能在極端溫度環(huán)境中使用：低溫會(huì)出現(xiàn)脆化現(xiàn)象，而高溫會(huì)出現(xiàn)軟化現(xiàn)象。

對(duì)于特殊井口，為確保載體與載體之間的密封連接可靠，更需要采用價(jià)格昂貴的金屬密封。目前所使用的金屬密封接頭體積大，設(shè)計(jì)時(shí)常常受到周邊設(shè)備的尺寸限制；而且由于存在金屬咬合現(xiàn)象、受壓產(chǎn)生塑性變形等缺陷，金屬密封接頭都只能一次性使用，而且安裝與拆卸都需要專(zhuān)用工具。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種應(yīng)用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，可重復(fù)使用并且壽命長(zhǎng)久的金屬密封圈。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種受力時(shí)彈性變形的金屬密封圈，它包括金屬圈本體，所述金屬圈本體的縱向截面呈菱形，金屬圈本體的內(nèi)壁、外壁自上而下地開(kāi)有若干應(yīng)力泄放槽，所述應(yīng)力泄放槽水平布置。

所述的受力時(shí)彈性變形的金屬密封圈，應(yīng)力泄放槽的截面呈三角形。

所述的受力時(shí)彈性變形的金屬密封圈，還包括一對(duì)支撐環(huán)，所述支撐環(huán)分為上支撐環(huán)和下支撐環(huán)，分別布置在金屬圈本體的頂面和底面，上支撐環(huán)的底面為斜面，其與金屬圈本體的頂角接觸并有角度差；下支撐環(huán)的頂面為斜面，其與金屬圈本體的底角接觸并有角度差。

本使用新型采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，與載體之間為金屬密封，密封可靠性好；同時(shí)，受力變形為彈性變形，因而可重復(fù)使用，節(jié)約成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型金屬圈本體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型金屬圈本體的局部剖視圖。

圖3為本實(shí)用新型的局部裝配示意圖。

圖4為本實(shí)用新型金屬圈本體的受力分析圖。

圖5為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。

如圖1、圖3和圖5所示，一種受力時(shí)彈性變形的金屬密封圈，它包括金屬圈本體1、一個(gè)上支撐環(huán)4和一個(gè)下支撐環(huán)5；如圖2所述金屬圈本體1的縱向截面呈菱形3，金屬圈本體1的內(nèi)壁、外壁自上而下地開(kāi)有三個(gè)水平布置的應(yīng)力泄放槽2，所述應(yīng)力泄放槽2的截面呈三角形；上支撐環(huán)4和下支撐環(huán)5分別布置在金屬圈本體1的頂面和底面，上支撐環(huán)4的底面為斜面，其與金屬圈本體1的頂角接觸并有角度差；下支撐環(huán)5的頂面為斜面，其與金屬圈本體1的底角接觸并有角度差。

本實(shí)用新型的作用原理為：

如圖4所示，金屬圈本體1的截面呈菱形，利用菱形截面3的二個(gè)對(duì)角6、7作為金屬對(duì)金屬密封的接觸點(diǎn)，既二個(gè)對(duì)角6、7分別與載體11、12接觸；同時(shí)，利用支撐環(huán)4、5與金屬圈本體1接觸面之間的角度差將力優(yōu)先傳遞給金屬圈本體1的接觸點(diǎn)。由于受力點(diǎn)的不同，接觸點(diǎn)處優(yōu)先受力并開(kāi)始變形，隨著力的增大，接觸點(diǎn)處的力也越來(lái)越大，接觸點(diǎn)處的變形越來(lái)越充分，從而形成金屬密封并且密封性能也越來(lái)越可靠。同時(shí)，由于應(yīng)力泄放槽2的存在，以及支撐環(huán)4、5與金屬圈本體1之間接觸角度不一致的作用下，使外力受控地分布，從而金屬圈本體1所承受的力并不大，使之處于金屬圈本體1的材料的彈性變形范圍內(nèi)，避免了金屬圈本體的塑性變形。

本實(shí)用新型相較傳統(tǒng)橡膠密封圈或金屬密封圈而言存在如下優(yōu)點(diǎn)：

本金屬密封圈可提供并保持金屬間密封，因而不僅可用于API6A的領(lǐng)域中，也可被用于其它需要金屬對(duì)金屬密封的領(lǐng)域。

本金屬密封圈不需要額外的特殊結(jié)構(gòu)輔助就可進(jìn)行密封，所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需空間小、便于加工制造及使用，且對(duì)密封載體沒(méi)有影響。

在金屬圈本體的外壁、內(nèi)壁上有應(yīng)力泄放槽，受力時(shí)更易于變形，這樣就不需要增加更大的螺栓扭矩來(lái)促使金屬密封圈的密封。

本金屬密封圈所使用的材料硬度要比密封載體所使用的材料硬度低，以及本金屬密封圈的受力易變形特點(diǎn)，所以在使用時(shí)不會(huì)破壞密封載體的密封面。

由于本金屬密封圈的結(jié)構(gòu)及受力變形特點(diǎn)，即使在張力、彎曲、壓縮和嚴(yán)酷作業(yè)條件下，也不必定期重新擰緊螺栓與螺母以保證密封。