[发明专利]一种用于低温阀门的复合密封圈

说明书

技术领域

本发明涉及一种密封圈，尤其涉及一种用于低温阀门的复合密封圈，属于流体控制阀门技术领域。

背景技术

石油、化工和燃气行业随着液化天然气(LNG)作为一种新兴能源而迅速发展。天然气主要成份是甲烷，经脱水、精制和冷却，在-162℃低温下冷却成液化天然气。LNG的显著特点是同等标准状态下气体的体积是液体体积的约600倍。人们利用LNG的这一特点，使LNG的贮存、运输更加方便，并且在贮存和运输中会节约大量的成本。由于LNG常压下的温度为-162℃，且易燃易爆，因此在设计LNG超低温阀门时，对其密封性能提出了更高和更严格的要求。

长期以来，对超低温液态介质(-196℃—-269℃)进行截断和调节的低温阀门的密封一直是个难题。因为在低温状态下，非金属材料的膨胀系数较金属材料大得多，容易使其低温时的收缩量与金属密封件、阀体等配合件的收缩量相差较大，从而导致密封比压严重降低而产生无法密封的结果。而且，大多数非金属材料在深冷温度下会变硬和变脆，失去韧性，从而导致冷流和应力松弛，因而会导致密封失效。另外，在低温条件下，金属材料的强度和硬度提高，塑性和韧性降低，表现出不同程度的低温冷脆现象，严重影响到阀门的密封性能。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术面对的难题，提出一种可以在-196℃—-269℃超低温环境确保可靠密封的用于低温阀门的复合密封圈。

为了达到上述目的，本发明用于低温阀门的复合密封圈包括改性聚三氟氯乙烯材质的密封圈夹套，所述密封圈夹套的截面具有形成外圆表面的平直基础边，所述基础边延伸出分别邻近两端且垂直于基础边的包容边，所述基础边和两包容边形成的C形截面环槽内夹持空心圆截面的金属蓄能簧，所述金属蓄能簧由缠绕在圆截面金属橡胶圈外的弹簧带构成，所述两包容边自

密封圈夹套的开口朝向高压介质一侧，受压后包绕金属蓄能簧的金属然状态下的内间距与金属蓄能簧直径之比为0.7-0.9，所述两包容边夹持金属蓄能簧后撑展形成的最大外间距以及基础边的长度与待嵌装的密封槽深度之比为1.1-1.3，所述金属橡胶圈中的金属材质与金属蓄能簧材质相同。

改性聚三氟氯乙烯塑料(详见申请号为201410176544.3的中国专利文献)是一种理想的耐低温塑料，可以在-196℃—-269℃范围不发生硬化和老化，保持很好的弹性。金属蓄能簧宜采用在超低温环境下(-196℃—-269℃)具有良好塑性、韧性、耐蚀性和较高强度的镍基合金制造。金属橡胶是将拉伸开的螺旋状金属丝有序排放在模具中，用冷冲压方法成型的均质弹性多孔物质，既具有所选金属固有的特性，又具有像橡胶一样的弹性。本发明的金属橡胶圈采用与金属蓄能簧相同材质的镍基合金丝。

本发明的复合密封圈安装在密封面的待嵌装密封槽中时，橡胶圈截面呈椭圆状，具有良好的撑扩弹性，使得密封圈夹套在介质压力以及内部撑扩弹性的双重作用下，得以保持与密封面可靠的贴合，并且其基础边的两端和两包容边形成的最大外间距与密封面分别贴合，形成借助密封圈夹套自身弹性和内撑弹性实现的两道密封结构。金属蓄能簧不仅与金属橡胶圈相互有机结合，而且其自身的绕簧结构弹性好，蓄能能力强，对其内芯的金属橡胶圈还起到一定的保护作用。加之各构件材质的正确选择，使得本发明妥善解决了低温状态下非金属材料和金属材料膨胀系数差异导致的密封比压严重降低问题，以及材料在深冷温度下的硬脆问题，可以切实满足-196℃—-269℃超低温环境下阀门的可靠密封。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一个优选实施例的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图1实施例中金属蓄能簧的结构示意图。

图4为图1实施例的使用状态示意图。

具体实施方式

实施例一