[发明专利]容器密封环

说明书

技术领域

本发明可用于封闭系统的一部分，更具体地，可用于经受高压的容器的密封系统，并且涉及一种容器密封环，其实现了在延长的使用寿命期内的优化的密封，并减少了在被密封的容器中的损害。

背景技术

当今，存在于用于经受高压的容器的密封系统中的一个主要问题是，当要寻找具有优化的密封同时具有延长的使用寿命的密封系统时，选择受到限制，这是因为没有一种材料具有用来满足密封材料完成任务产生的所述需求的性质。

迄今，已考虑的最佳方案是使用具有低杨氏模量的高强度材料，因而其能够容易地扩展而封闭与高压容器之间存在的间隙，使得衬垫中产生的应力尽可能地低，在某些情况下，已考虑对衬垫添加耐磨涂层，以减少可能由容器造成的损害。

这些耐磨处理赋予了产生摩擦力的部件的耐磨特性；但问题在于，当打开和关闭容器以装入产品时，因为水被用作高压容器的加压手段，水消除了驱动区域（actuation area）的耐摩擦特性，这带来了后续的问题，即，不得不寻找一种材料，其除了具有延长的疲劳寿命外，还为密封提供有利的性质：例如低杨氏模量，从而有利于金属环的操作，因而当封闭与高压容器形成的所述间隙时，聚合物衬垫能够起作用；极佳的断裂韧性，因而延长其寿命；高机械强度，用于支承由于超高压引起的高应力；以及与不锈钢之间的低摩擦系数，用于降低环的容器接触表面的摩擦，因为迄今一直使用的支承环常常由于疲劳而毁坏，导致以它们的破损物密封的高压容器的不可修复的损害。

一些文献（例如西班牙文献ES0282924-U号）描述了具有内部封闭件的高压容器，其中一个密封圈被分成两个部分，其通过楔入而动作，该密封圈的两部分排布所要实现的功能不同于赋予特定性质的功能，以获得双密封环所具有的优点，因此其不能解决所描述的问题。

另一篇文献，WO2007/020099-A2描述了具有金属支承环和两个聚合物密封件的密封衬垫，金属支承环具有涂层以降低摩擦，所述支承环未被分成具有不同材料的两个或更多个不同的部分，并且所述支承环具有实现不同效果的不同结构。

发明内容

本发明涉及一种容器密封环，其提升密封的质量，这是由于其环形主体由至少两个部分构成，这两个部分的材料具有用于实现该环的每个部分的功能的不同的性质，并且它还通过增加疲劳寿命来降低由在被密封的容器中的腐蚀和磨耗引起的损害，这是通过以多于一种材料来配置所述环的功能部分并且将所述环配置以不同的设计来实现的，前者提供了不能在任何其他材料中找到的上述的不同性质，后者使得所述环中产生的最大应力被消除，该最大应力是在外部部分的外径中由于接触容器而产生的，并且在外径处周向应力非常高。

该容器密封环是由环形主体、聚合物衬垫和密封衬垫形成的，其中所述聚合物衬垫可位于环形主体和容器之间，所述密封衬垫可位于密封环的环形主体和容器的顶盖之间，其中所述环形主体可接触高压盖的表面和容器的表面，所述环形主体可包括至少第一部分，所述第一部分通过机械止挡件连接至第二部分，所述第二部分与所述第一部分是同心的，第二部分的半径和第一部分的半径具有相同或不同的尺寸。

作用于密封环上的压力产生了应力，该应力使密封环的环形主体扩展，并接触两个密封表面，因而存在于环形主体和第一表面（容器的顶盖）之间的间隙以及存在于环形主体和第二表面（容器本身）之间的间隙被封闭，从而防止密封衬垫首先以及聚合物衬垫其次从最初存在的间隙挤出。

所述环形主体可因为以下原因而被扩展，即，所述环形主体可包括两个彼此配合的部分，其中一个部分可被分割，因而它可在不需要所述第二部分在所述第一部分上产生周向应力的情况下被扩展。

第一部分可为外环，其可接触容器表面和盖表面。

第二部分可为内环，其可接触盖表面。

为了通过其扩展而消除周向应力，第一部分可被分割，同时密封环仍有效。

在本发明的另一个可能的实施方式中，第一部分和第二部分可简单地被联合（banded）在一起而无需引入残余应力，或者更普遍的是，在内环中引入残余压应力，这会导致提高疲劳寿命。也可在所述第一部分中引入残余压应力，以减少在其外表面上的拉伸应力，该拉伸应力导致因破裂造成的破损，因而残余压应力的引入提高了疲劳寿命。

第一和第二部分可由机械强度为550 MPa至2000 MPa、杨氏模量低于135000 MPa且具有高断裂韧性的金属制成。

第一部分可由具有与容器的材料之间低的摩擦系数并具有高机械强度的金属制成，从而能够支承由高压产生的应力。

在第一部分上形成的切口可相对所述环的半径为对角面。