[發(fā)明專利]熱等靜壓機(jī)端蓋密封結(jié)構(gòu)及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202310098119.6
• 申請日: 2023-02-10
• 公開（公告）號: CN115992883A
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李世珩;許雙喜;曹彥海;朱軍;柴神洲;王賢驥
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: F16J15/10
• 分類號: F16J15/10;F16J15/12;F16J13/02
• 代理公司: 株洲湘知知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43232
• 代理人: 蘇娟

1.熱等靜壓機(jī)端蓋密封結(jié)構(gòu)，包括缸體和蓋在缸體上的端蓋，端蓋伸入至缸體中，缸體內(nèi)設(shè)有將端蓋密封的密封組合，其特征在于：所述的端蓋底部固定用于冷卻端蓋和密封組合的冷卻蓋，冷卻蓋頂面上設(shè)置與外接水源連接的循環(huán)水道和與端蓋底面密封配合的O型密封圈，密封組合包括同軸固定在冷卻蓋外周且與缸體內(nèi)壁密封接觸的下層密封架組件和位于下層密封架組件上方的上層密封圈組件，上層密封圈組件包括橫截面呈倒U字型的無骨架密封圈和蓋在無骨架密封圈上的銅支撐環(huán)，無骨架密封圈的內(nèi)環(huán)與冷卻蓋外壁接觸且兩者間形成間隙，外環(huán)與缸體內(nèi)壁接觸且兩者也形成間隙，銅支撐環(huán)與無骨架密封圈頂面斜面配合并與缸體內(nèi)壁和端蓋底面分別貼合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱等靜壓機(jī)端蓋密封結(jié)構(gòu)，其特征在于：下層密封架組件包括同軸固定在冷卻蓋底部的環(huán)形密封架和箍緊在環(huán)形密封架的凹槽中的銅密封環(huán)，銅密封環(huán)的數(shù)量為多個且分別與缸體內(nèi)壁密封接觸，冷卻蓋夾在端蓋和環(huán)形密封架之間，銅支撐環(huán)、冷卻蓋、環(huán)形密封架和缸體內(nèi)壁合圍形成環(huán)形腔，無骨架密封圈設(shè)置在環(huán)形腔中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱等靜壓機(jī)端蓋密封結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的無骨架密封圈具有內(nèi)唇和外唇，內(nèi)唇和外唇之間形成倒U字型的倒U型腔，內(nèi)唇與冷卻蓋外壁過渡配合接觸，外唇與缸體內(nèi)壁過盈配合接觸。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱等靜壓機(jī)端蓋密封結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的內(nèi)唇具有與冷卻蓋外壁相對設(shè)置的內(nèi)環(huán)面，外唇具有與缸體內(nèi)壁相對設(shè)置的外環(huán)面，內(nèi)環(huán)面和外環(huán)面通過上頂面連接，銅支撐環(huán)蓋在上頂面上，內(nèi)環(huán)面與上頂面之間的夾角為直角，銅支撐環(huán)的頂面與端蓋貼合，外壁與缸體內(nèi)壁貼合。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱等靜壓機(jī)端蓋密封結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的外環(huán)面和上頂面之間通過倒角過渡，形成傾斜設(shè)置的上倒角面，端蓋底部上開設(shè)用于定位銅支撐環(huán)且橫截面呈直角形狀的定位止口，銅支撐環(huán)的頂面與定位止口貼合，底面與上頂面和上倒角面貼合，形成銅支撐環(huán)與無骨架密封圈頂面的斜面配合。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱等靜壓機(jī)端蓋密封結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的內(nèi)環(huán)面由從上至下依次連接的內(nèi)上段環(huán)面和內(nèi)下段環(huán)面組成，內(nèi)上段環(huán)面沿垂向設(shè)置與上頂面垂直連接，內(nèi)上段環(huán)面與內(nèi)下段環(huán)面之間形成170度~180度的夾角，內(nèi)下段環(huán)面與內(nèi)唇底面之間通過內(nèi)倒角面過渡，內(nèi)倒角面與內(nèi)下段環(huán)面之間的夾角大于90度，與內(nèi)唇底面之間的夾角也大于90度，內(nèi)下段環(huán)面與內(nèi)倒角面的夾角邊緣與冷卻蓋外壁過渡配合接觸，內(nèi)環(huán)面與冷卻蓋外壁間隙配合。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱等靜壓機(jī)端蓋密封結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的外環(huán)面由從上至下依次連接外上段環(huán)面和外下段環(huán)面組成，外上段環(huán)面與上倒角面連接，外下段環(huán)面與外唇底面通過外倒角面過渡，外倒角面與外下段環(huán)面之間的夾角大于90度，與外唇底面之間的夾角也大于90度，外下段環(huán)面與外倒角面的夾角邊緣與缸體內(nèi)壁過盈配合，外環(huán)面與缸體內(nèi)壁間隙配合。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱等靜壓機(jī)端蓋密封結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的內(nèi)倒角面與內(nèi)唇底面的夾角邊緣所在位置高于外倒角面與外唇底面的夾角邊緣所在位置，所述的倒U型腔呈向下擴(kuò)口形狀，且擴(kuò)口角度為18度~25度，內(nèi)下段環(huán)面與外下段環(huán)面不平行，兩者之間形成8度~13度的向下擴(kuò)口角度。

9.熱等靜壓機(jī)端蓋密封方法，采用權(quán)利要求1至8任一項所述的熱等靜壓機(jī)端蓋密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封，其特征在于：根據(jù)熱等靜壓機(jī)中端蓋的密封需求，設(shè)計下層密封架組件的密封性能和上層密封圈組件的密封性能，下層密封架組件與上層密封圈組件形成從下至上的兩層密封結(jié)構(gòu)，將端蓋密封；根據(jù)下層密封架組件和上層密封圈組件的密封性能設(shè)計冷卻蓋中循環(huán)水道的結(jié)構(gòu)以及循環(huán)水道中冷卻水的流量、流速，使下層密封架組件和上層密封圈組件的工作溫度分別低于各自的耐溫上限。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱等靜壓機(jī)端蓋密封方法，其特征在于，設(shè)計上層密封圈組件的密封性能是指：確定無骨架密封圈的材質(zhì)、硬度，設(shè)計無骨架密封圈與銅支撐環(huán)的接觸面積以及無骨架密封圈的結(jié)構(gòu)，使無骨架密封圈受壓變形過程中推動銅支撐環(huán)同步徑向變形將冷卻蓋與缸體內(nèi)壁之間的徑向空隙完全填充，無骨架密封圈通過銅支撐環(huán)對缸體內(nèi)壁和端蓋分別形成壓力，實現(xiàn)高壓靜密封。