高壓容器常用的密封形式
平墊密封
金屬平墊密封是最常見的強制密封。預(yù)緊和工作壓力下,依靠筒體端部大法蘭上的主螺栓施加足夠的壓緊力來實現(xiàn)密封。預(yù)緊力的大小與墊片的寬度、墊片材料的屈服強度有關(guān)。工作時介質(zhì)壓力上升,軸向力通過頂蓋傳遞至主螺栓,使主螺栓發(fā)生彈性伸長,墊片隨之發(fā)生回彈,此時仍保持墊片上有一定的比壓。
平墊密封結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、使用成熟,在直徑小、壓力不太高的場合密封可靠。當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸大壓力高時,螺栓尺寸也較大,結(jié)構(gòu)笨重,裝拆不便,每次檢修都要更換墊片。
適用范圍:用于溫度低于200℃、壓力小于32MPa、容器內(nèi)徑不大于800mm的場合。
平墊密封形式
雙錐密封
雙錐密封是一種半自緊密封結(jié)構(gòu),保留了主螺栓。采用軟鋼和不銹鋼制作雙錐面密封墊,密封面為錐面。密封面上各開有兩條半圓形或三角形溝槽,密封面上設(shè)有軟金屬墊片。
雙錐環(huán)用托環(huán)、螺釘固定在平蓋上。雙錐面的內(nèi)圓柱面與平蓋的圓柱支撐面的間隙應(yīng)控制在一定范圍,保證預(yù)緊時內(nèi)圓柱與平蓋貼緊,且雙錐環(huán)不發(fā)生壓縮屈服。
當(dāng)內(nèi)壓升高頂蓋上浮時,一方面靠雙錐環(huán)自身的彈性擴張而保持密封面上的比壓;另一方面靠介質(zhì)壓力使雙錐環(huán)沿徑向向外擴張,使密封面上的密封比壓進(jìn)一步增大,進(jìn)而達(dá)到密封效果。
雙錐密封的特點:加工精度要求不太高,生產(chǎn)周期短,可以用在較大的溫度、壓力、直徑范圍內(nèi),由于徑向自緊作用,在壓力和溫度波動下密封性能良好,主螺栓預(yù)緊力比平墊密封小。但仍需大螺栓承受預(yù)緊力和軸向力,密封元件大,零件較多。
雙錐密封形式
1-主螺母;2-墊圈;3-主螺栓;4-平蓋;5-雙錐環(huán);
6-軟金屬墊片;7-圓筒端部;8-螺栓;9-托環(huán)
“B”形環(huán)密封
B形環(huán)密封是一種自緊密封,依靠B形環(huán)波峰和筒體、頂蓋上的密封槽之間的徑向過盈來產(chǎn)生密封面的初比壓,以達(dá)到預(yù)密封。當(dāng)內(nèi)壓作用后,B形環(huán)向外擴張,密封比壓增加,保持很好的密封效果。
圖7 “B”形環(huán)密封形式
B形環(huán)密封的特點:
對連接結(jié)構(gòu)剛度要求低,適用于高壓和溫度波動較大的場合,壓力越高、直徑越大,密封效果越好。加工精度要求高,制造困難,拆卸不便,容易擦傷接觸面。
伍德密封
伍德密封結(jié)構(gòu)是一種最早使用的自緊式密封結(jié)構(gòu)。安裝時,將頂蓋、壓墊、四合環(huán)、牽制環(huán)依次裝入,擰緊拉緊螺栓,使四合環(huán)貼住筒體,用牽制螺栓將頂蓋吊起而壓緊楔形壓墊,達(dá)到初始預(yù)緊密封。操作時,壓力載荷全部加到浮動頂蓋上,密封比壓隨介質(zhì)壓力上升而增加。
伍德密封的特點:溫度和壓力波動時,能保持良好的密封性能;介質(zhì)壓力產(chǎn)生的軸向力通過頂蓋傳遞給壓墊和四合環(huán),最后全部傳遞到上部筒體,沒有主螺栓,密封可靠。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重、零件多,加工精度要求高,安裝要求高。
圖8 伍德密封形式
1- 頂蓋;2-預(yù)緊螺栓;3-螺母;4-支持環(huán);5-四合環(huán);6-拉緊螺栓;7-密封環(huán);8-筒體端部