用于压力容器法兰密封的弹簧补偿结构的制作方法

本实用新型涉及一种流体密封领域的金属密封技术，尤其涉及一种用于压力容器法兰密封的弹簧补偿结构。

背景技术：

压力容器广泛应用于化工、石油、机械、动力、冶金、核能、航空、航天、海洋等领域。它是生产过程中用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质必不可少的核心设备。压力容器长期工作在高压环境下，其密封性能直接关系到能否正常工作。

金属密封环(如O型或C型环)是依靠预紧后环自身变形所产生的回弹力，使密封面产生一定的密封比压。同时，此回弹力使密封环表面材料发生屈服，填补密封槽上的凹凸不平，并补偿密封面的不平行度来实现密封。一旦密封环的回弹量不足，其密封比压将大大降低，直接导致压力容器法兰密封的失效。因此，金属密封环需要足够的回弹量才能确保其服役过程中的密封可靠性。例如，目前核电行业对核反应堆压力容器用线径约12.7mm的主密封环要求回弹量不低 0.38mm。

技术实现要素：

为了克服现有的压力容器因金属密封环回弹量不足造成密封泄漏等问题，本实用新型提供一种提升密封性能的用于压力容器法兰密封的弹簧补偿结构，不仅可以在安装时根据现场实际情况调整金属密封环上的密封比压，而且在压力容器服役过程中密封环回弹不足时通过加紧螺栓力补偿密封比压增强密封性能。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种用于压力容器法兰密封的弹簧补偿结构，包括金属密封环2、环形悬臂梁3、加载弹簧4、弹簧腔8a、弹簧座5、加载螺栓6、主螺栓7、顶盖法兰8、筒体法兰9，所述加载弹簧4一端放置在弹簧座5内，所述弹簧座5置于顶盖法兰8上的弹簧腔8a内，所述加载弹簧4另一端与环形悬臂梁3接触；所述加载螺栓6与顶盖法兰8螺纹连接，所述加载螺栓6的头部与弹簧座5相接触；所述环形悬臂梁 3的自由端3a与金属密封环2相接触，顶盖法兰8和筒体法兰9通过主螺栓7固定。

进一步，所述环形悬臂梁3的材质是一种合金弹簧钢，所述环形悬臂梁3的自由端3a与加载弹簧4相接触，自由端3a上设有以利于悬臂梁的可压缩性的环形深槽3b，所述环形悬臂梁的固定端3c与顶盖法兰8通过环形焊接1实现密封和连接。

再进一步，所述金属密封环2可以是金属O型或C型密封环。在装配时金属密封环2有一定的压缩量保证密封比压。

所述加载弹簧4、弹簧座5分别为24个，均布放置在24个圆柱形弹簧腔8a内，相邻两个弹簧腔8a的夹角为15°与主螺栓7错列布置从而保证压力容器强度。

所述弹簧座5为圆柱形结构并且在圆柱上开有与加载弹簧外圈直径相等的圆柱形弹簧座槽，用于固定加载弹簧4另一端与加载螺栓6的底部相接触。

本实用新型的有益效果：所述加载螺栓拧紧过程中可依次挤压弹簧座、加载弹簧、环形悬臂梁，进而提高金属密封环密封面密封比压，不仅可以在安装时根据现场实际情况调整金属密封环上的密封比压，而且在压力容器服役过程中密封环回弹不足时通过加紧螺栓力补偿密封比压增强密封性能。

附图说明

图1为本实用新型压力容器剖视图。

图2为本实用新型局部A-A剖视图。

图3是本实用新型局部B-B剖视图。

图4为本实用新型压力容器法兰密封弹簧补偿结构俯视图。

图5为本实用新型涉及的顶盖法兰密封结构的爆炸图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详述。

参照图1～图5，一种用于压力容器法兰密封的弹簧补偿结构，包括金属密封环2、环形悬臂梁3、加载弹簧4、弹簧腔8a、弹簧座5、加载螺栓6、主螺栓7、顶盖法兰8和筒体法兰9，所述加载弹簧4 一端放置在弹簧座5内，所述弹簧座5置于顶盖法兰8上的弹簧腔 8a内，加载弹簧4另一端与环形悬臂梁2接触；所述加载螺栓6与顶盖法兰8螺纹连接，所述加载螺栓6的头部与弹簧座5相接触；所述环形悬臂梁3的自由端3a与金属密封环2相接触，顶盖法兰8和筒体法兰9通过主螺栓7固定。

本实用新型所述压力容器法兰密封的弹簧增强补偿结构，所述环形悬臂梁3的材质是一种合金弹簧钢，所述环形悬臂梁3与顶盖法兰 8之间为过盈配合，固定端3c与顶盖法兰8通过环形焊接1实现密封和连接。环形悬臂梁3自由端3a与加载弹簧4相接触，自由端3a 上设有以利于悬臂梁的可压缩性的环形深槽3b，实现弹簧回弹密封作用。

所述弹簧座5为圆柱形结构并且在圆柱上开有与加载弹簧外圈直径相等的圆柱形弹簧座槽，用于固定加载弹簧4另一端与加载螺栓 6的底部相接触。

如图4所示本实用新型加载弹簧4、弹簧座5为24个，均布放置在24个圆柱形弹簧腔8a内，相邻两个弹簧腔8a的夹角为15°与主螺栓7错列布置保证压力容器强度。

如图5所示本实用新型弹簧座、加载弹簧、环形悬臂梁、金属密封圈与顶盖法兰的爆炸图。

本实用新型公开了一种压力容器法兰密封的弹簧增强补偿结构，所述压力容器弹簧补偿密封结构，包括金属密封环、环形悬臂梁、加载弹簧、弹簧腔、弹簧座、加载螺栓、主螺栓、顶盖法兰、筒体法兰，所述加载螺栓拧紧过程中可依次挤压弹簧座、加载弹簧、环形悬臂梁，进而提高金属密封环密封面密封比压，本实用新型的有益效果在于：不仅可以在安装时根据现场实际情况调整金属密封环上的密封比压，而且在压力容器服役过程中密封环回弹不足时通过加紧螺栓力补偿密封比压增强密封性能。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包涵本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。