所示，筒体4上部开口内设置有用于与凸台Ib配合的凹台4b，凹台4b包括底面和向外倾斜的筒体锥形密封环面4a，筒体锥形密封环面4a与底面之间的夹角为94°?104°，筒体锥形密封环面4a与密封盖锥形密封环面Ia的倾斜角度相同。
[0030]参见图4所示，金属唇形密封环3包括纵向设置的唇形金属环3b和水平环壁3a，水平环壁3a位于唇形金属环3b的外侧壁。水平环壁3a将唇形金属环3b的外侧壁分为上侧面和下侧面，上侧面和下侧面均呈倾斜的锥形密封面，上侧面、下侧面与水平环壁3a之间的夹角均为93°?103°。水平环壁3a位于密封盖I与筒体4上端面之间；唇形金属环3b的上侧面与密封盖锥形密封环面Ia接触，下侧面与筒体锥形密封环面4a接触。
[0031]本实施例中密封盖I为平盖，锁紧件2为卡箍；密封盖锥形密封环面Ia与底面之间的夹角为99°，唇形金属环3b的上侧面、下侧面与水平环壁3a之间的夹角均为98°。在实际应用中，唇形金属环3b和水平环壁3a可以一体成型，参见图4所示，金属唇形密封环3的尺寸(轴向厚度s、径向厚度hl、总厚度h2)可以根据试验容器的工作参数(口径、工作温度和工作压力)合理设计，以满足不同的密封需求。
[0032]本发明实施例中的基于上述用于超高压试验容器的新型金属唇形密封结构的密封方法，包括以下步骤:
[0033]S1:计算试验过程中金属唇形密封环3发生的弹性变形范围，根据弹性变形范围选择金属唇形密封环3的尺寸，转到S2。
[0034]S2:初始密封:通过锁紧件2锁紧密封盖I和筒体4，在锁紧过程中，金属唇形密封环3的唇形金属环3b的上侧面与密封盖锥形密封环面Ia进行线接触，下侧面与筒体锥形密封环面4a进行线接触，转到S3。
[0035]S3:可靠密封:在试验过程中，随着超高压试验容器的内压力升高，金属唇形密封环3的唇形金属环3b径向扩张变形，产生自紧作用，进而使得唇形金属环3b的上侧面与密封盖锥形密封环面Ia之间、下侧面与筒体锥形密封环面4a之间的线接触变为面接触；试验过程中压力降低以至完全泄压后，唇形金属环3b恢复至试验前的装配尺寸，便于拆装。
[0036]经测试得出，本发明实施例中的用于超高压试验容器的新型金属唇形密封结构，能够满足大口径(480mm)、高温(300°C )、超高压(250MPa)极限条件下的密封要求。
[0037]本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.一种用于超高压试验容器的新型金属唇形密封结构，包括筒体(4)，筒体(4)的顶部设置有密封盖(1)，筒体(4)和密封盖(I)通过一个锁紧件(2)锁紧；其特征在于:所述密封盖(I)的底部开有用于方便安装的凸台(Ib)，凸台(Ib)包括顶面和向外倾斜的密封盖锥形密封环面(Ia)，密封盖锥形密封环面(Ia)与顶面之间的夹角为94°?104° ;所述筒体(4)上部开口内设置有用于与凸台(Ib)配合的凹台(4b)，凹台(4b)包括底面和向外倾斜的筒体锥形密封环面(4a)，筒体锥形密封环面(4a)与底面之间的夹角为94°?104°，筒体锥形密封环面(4a)与密封盖锥形密封环面(Ia)的倾斜角度相同； 所述密封盖(I)与筒体(4)上端面之间设置有金属唇形密封环(3)，金属唇形密封环(3)包括唇形金属环(3b)和水平环壁(3a)，水平环壁(3a)位于唇形金属环(3b)的外侧壁；水平环壁(3a)将唇形金属环(3b)的外侧壁分为上侧面和下侧面，上侧面和下侧面均呈倾斜的锥形密封面，上侧面、下侧面与水平环壁(3a)之间的夹角均为93°?103° ;水平环壁(3a)位于密封盖(I)与筒体(4)上端面之间，唇形金属环(3b)的上侧面与密封盖锥形密封环面(Ia)接触，下侧面与筒体锥形密封环面(4a)接触。2.如权利要求1所述的用于超高压试验容器的新型金属唇形密封结构，其特征在于:所述新型金属唇形密封结构满足极限条件下的密封要求，极限条件是指超高压试验容器的口径为480mm，容器内的温度为300°C，容器内压力为250MPa。3.如权利要求1所述的用于超高压试验容器的新型金属唇形密封结构，其特征在于:所述密封盖锥形密封环面(Ia)与底面之间的夹角为99°，唇形金属环(3b)的上侧面、下侧面与水平环壁(3a)之间的夹角均为98°。4.如权利要求1至3任一项所述的用于超高压试验容器的新型金属唇形密封结构，其特征在于:所述密封盖(I)为平盖。5.如权利要求1至3任一项所述的用于超高压试验容器的新型金属唇形密封结构，其特征在于:所述锁紧件(2)为卡箍。6.如权利要求1至3任一项所述的用于超高压试验容器的新型金属唇形密封结构，其特征在于:所述唇形金属环(3b)和水平环壁(3a) —体成型。7.—种基于权利要求1至6任一项所述的用于超高压试验容器的新型金属唇形密封结构的密封方法，其特征在于，包括以下步骤: 51:计算试验过程中金属唇形密封环(3)发生的弹性变形范围，根据弹性变形范围选择金属唇形密封环(3)的尺寸，转到S2 ; 52:初始密封:通过锁紧件(2)锁紧密封盖(I)和筒体(4)，在锁紧过程中，金属唇形密封环(3)的唇形金属环(3b)的上侧面与密封盖锥形密封环面(Ia)进行线接触，下侧面与筒体锥形密封环面(4a)进行线接触，转到S3 ; 53:可靠密封:在试验过程中，随着超高压试验容器的内压力升高，金属唇形密封环(3)的唇形金属环(3b)径向扩张变形，产生自紧作用，进而使得唇形金属环(3b)的上侧面与密封盖锥形密封环面(Ia)之间、下侧面与筒体锥形密封环面(4a)之间的线接触变为面接触；试验过程中压力降低以至完全泄压后，唇形金属环(3b)恢复至试验前的装配尺寸。
【专利摘要】本发明公开了一种用于超高压试验容器的新型金属唇形密封结构及密封方法，涉及高温超高压密封结构。该密封结构包括筒体和密封盖；密封盖的底部开有凸台，筒体上部开口内设置有凹台，凸台和凹台均设置有锥形密封环面；密封盖与筒体之间设置有金属唇形密封环，金属唇形密封环包括唇形金属环和水平环壁；水平环壁将唇形金属环的外侧壁分为上侧面和下侧面，上侧面和下侧面均呈倾斜的锥形密封面；水平环壁位于密封盖与筒体上端面之间，唇形金属环的上侧面与密封盖锥形密封环面接触，下侧面与筒体锥形密封环面接触。本发明能够满足大口径(480mm)、高温(300℃)、超高压(250MPa)极限条件下的密封要求，并且拆装方便、能够多次反复使用。
【IPC分类】F16J15/32
【公开号】CN105179701
【申请号】
【发明人】曾嵘, 刘刚, 王军, 胡火焰, 齐军, 蔡天舒, 唐顺杰, 杨诚, 罗友高, 戴青, 陈渝, 王震, 傅捷, 刘洋, 崔润哲, 刘亮, 游斌
【申请人】武汉海王机电工程技术公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月19日