[發明專利]密封機構和密封方法

有效

• 申請號: 201410465012.1
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104455415B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: R·施羅德爾;M·沃納
• 申請（專利權）人: 道尼克斯索芙特隆公司
• 主分類號: F16J15/00
• 分類號: F16J15/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 王小東

技術領域

本發明涉及一種用于密封可施加高內壓的內腔的密封機構和密封方法。

背景技術

尤其在利用很高的壓力進行工作的HPLC方法(高效液相色譜法)中對密封提出了嚴格要求。例如泵就屬于這種情況，在這里出現超過100兆帕的壓力。雖然在現有技術中曾嘗試通過盡量小的加工公差來支持良好密封，但所出現的高壓造成迄今沒有令人滿意的解決方案。以下實施方式是已知的，其中環形密封件在軸向上被預緊以獲得期望的密封作用。但在工作中出現的增大的內壓導致了相對密封的部件被壓迫分離，從而還減少被引入密封中的預緊壓力進而削弱密封作用。相應地，必須提前調節出高于預期的工作壓力的足夠高的預緊壓力。

通常，用于液體清潔或混合的零部件也用在這樣的高壓系統內。這些零部件必須是可以置換的，因此需要對容納它們但可相互分開的部件進行良好密封。同時，系統內的過濾器或混合器也必須被密封，從而使得沒有介質能在其旁邊繞過，而是只能流經該過濾器或者混合器。此外，HPLC技術所采用的過濾器或混合器通常具有在密封時所要考慮的加工公差。因此，略微燒結的金屬玻璃料是已知的，其具有特殊的孔隙度和孔徑。該金屬玻璃料可以呈盤狀，其直徑直至厘米范圍內且厚度為幾毫米。

由DE3838692A1公開了用于密封來回運動的桿的裝置，其中，密封圈位于槽內并且利用邊緣對桿圍繞施力以便密封。可變形的夾緊環徑向施力于密封圈。

發明內容

因此本發明的任務是提供一種密封方法和一種執行該方法的裝置，以便即使在非常高的工作壓力下也能簡單獲得可靠密封。

所述任務將通過根據第一方面的方法和根據另一方面的密封機構來完成。

本發明基于以下認識，即，被引入密封件的預緊力在內壓增大時也應該盡量保持不變以便能保證密封作用不變。根據本發明，這通過使用夾緊環來實現，該夾緊環在徑向上與密封件相鄰，并且根據內壓進行徑向擴張或者收縮。相對于夾緊環徑向布置的密封件因此經受取決于內壓的夾緊環施壓，這種施壓補償因增大的內壓而導致的預緊力下降。為此，在內壓增高時也可以保持密封件的密封作用。

本發明的方法用于密封可施加高內壓的內腔，其中，內腔基本由殼體和能與殼體相連的壓緊件構成，并且繞假想軸線Z以大致旋轉對稱的方式延伸。尤其是，它可以是HPLC部件內的腔室，例如可設置用于容納盤狀玻璃料的腔室。壓緊件可與殼體連接(尤其通過螺紋連接機構)，由此在壓緊件和殼體之間形成該內腔。在殼體或壓緊件上的承座中，可以放置優選呈環形的與Z軸同軸的密封件，該密封件在殼體與壓緊件連接或螺紋連接時被施加預緊力。根據本發明，該預緊力被選擇成高達使該密封件此時變形。

本發明的夾緊環優選設置在密封件的徑向內側，且與該密封件同軸、緊貼地設置，夾緊環在徑向上有一定彈性，且例如可以由含鈦材料構成。該密封件由殼體、壓緊件和夾緊環盡可能緊密且完全地包圍。在壓緊件被壓入殼體中時，密封件在軸向上被施加預緊力，該預緊力導致密封件徑向變形。由此，夾緊環在其外表面被施加如此大的載荷，使得它在徑向上朝向Z軸線被壓縮一定程度，并且由此接受由變形引起的夾緊力。安裝之后，在優選在內腔中仍存在環境壓力的情況下，密封件在殼體、壓緊件和夾緊環之間被如此強地預緊，即在其內部存在這樣的壓力，該壓力顯著高于內腔中的預期工作壓力，并且沿徑向內側鄰接該密封件的夾緊環根據其彈性被徑向壓縮。

如果內腔隨后被施加工作壓力，則它迫使該殼體和壓緊件根據材料性能和加工公差軸向分開一定程度。在由現有技術所公開的、主要在軸向上作用的密封中，當常見的密封件不能獨自補償該軸向運動時，這導致不密封性。而根據本發明的通過所加入的工作壓力而在內側施加載荷且由此又徑向擴張一定程度的夾緊環，現在對沿徑向與其周面鄰接的密封件施加附加壓力，密封件因該壓力而徑向變形，同時盡量最佳匹配改變的承座橫截面并保持密封作用不變。

當密封件在其安置就位時被如此大的施加預緊力，使得其塑性流動時，則特別好地出現了密封作用。對于由PEEK構成的密封環，大于300Mpa的壓力是合適的。通過塑性流動，其在殼體、壓緊件和夾緊環之間的安置就位通過窄公差和很小縫隙來界定的密封圈可以良好地占據并可靠密封該縫隙。該密封件即使在內腔施加工作壓力時也保持塑性，從而隨時保持其由可變形能力所導致的密封性能。