專(zhuān)利名稱(chēng)：密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密封裝置，尤其是涉及設(shè)置在因外力或熱變形而使安裝空間發(fā)生變化的安裝部的密封裝置。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)1揭示于U.S.Pat.No.6,237,921號(hào)。其密封環(huán)設(shè)于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)。并且，也揭示了與U.S.Pat.No.5,716,052號(hào)類(lèi)似的技術(shù)的密封環(huán)。該密封環(huán)截面形成為U形。在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒氣體流動(dòng)的附近，密封環(huán)安裝在因高溫燃燒氣體引起的熱應(yīng)力或壓縮氣體引起的壓力或振動(dòng)力使密封環(huán)的密封部發(fā)生彈性變形的部位。另外，還已知有安裝在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、原子能設(shè)備等的高溫、高壓部位的、截面為E形的密封環(huán)。
圖10表示上述相關(guān)技術(shù)1的密封環(huán)。圖10中，密封環(huán)120是截面為U形的環(huán)體。另外，該U形的密封環(huán)120的兩端形成倒彎曲部132、132。而且，密封環(huán)120是由內(nèi)環(huán)122和外環(huán)126構(gòu)成的雙層。另外，內(nèi)環(huán)122的內(nèi)周形成槽134。
密封環(huán)120是為了對(duì)燃?xì)鉁u輪的高壓渦輪噴嘴110進(jìn)行密封而安裝的。在高壓渦輪噴嘴110中設(shè)有多個(gè)噴嘴葉片112。該噴嘴葉片112一體地安裝在配置于支承凸緣118上的徑向內(nèi)側(cè)帶116上。為了將高壓渦輪噴嘴110的內(nèi)側(cè)帶116相對(duì)于支承凸緣118進(jìn)行密封接合，在內(nèi)側(cè)帶116與支承凸緣118之間安裝有密封環(huán)120。
高壓渦輪噴嘴110，使從設(shè)置在未圖示的上游的燃燒室送來(lái)的高溫燃燒氣體114借助噴嘴葉片112邊旋轉(zhuǎn)邊加速。因此，內(nèi)側(cè)帶116和支承凸緣118隨著加熱而發(fā)生熱變形。安裝在發(fā)生熱變形的內(nèi)側(cè)帶116和支承凸緣118之間的密封環(huán)120通過(guò)內(nèi)側(cè)帶116和支承凸緣118的熱變形而朝軸向彈性變形。此時(shí)，密封環(huán)120，其U形的彎曲中心的接點(diǎn)125由支承凸緣118支承。同時(shí)，密封環(huán)120，倒彎曲部132、132與內(nèi)側(cè)帶116和支承凸緣118接觸，同時(shí)在倒彎曲部132、132的軸向之間設(shè)有3處槽134、134、134。因此，密封環(huán)120的密封面132A、132B難以在彈性變形的廣的范圍內(nèi)得到均勻的接觸力。
另外，是將外周環(huán)126嵌入內(nèi)周環(huán)122的外周的雙層，盡管未圖示，連接相關(guān)技術(shù)1中記載的環(huán)狀體的兩端的連接部的密封能力下降。而且，截面為U形的開(kāi)口側(cè)的3個(gè)槽134、134、134中的內(nèi)周側(cè)大的1個(gè)槽134和該槽134的兩側(cè)的小的2個(gè)槽134的開(kāi)口側(cè)呈相互反向。因此，比如，存在從一方承受流體的壓力的場(chǎng)合不能發(fā)揮密封效果的缺點(diǎn)。而且，密封環(huán)120的兩方的開(kāi)口端形成倒彎曲部132、132，故整體的彎曲加工變得困難，加工成本上升。
圖11是截面為E形的密封環(huán)200。U.S.Pat.No.4,121,843號(hào)揭示了與該密封環(huán)200相類(lèi)似的相關(guān)技術(shù)2。該密封環(huán)200是將截面為釣魚(yú)鉤形的2個(gè)環(huán)狀密封部201、202利用一端部的中間部205進(jìn)行結(jié)合的形狀。在各環(huán)狀密封部201、202的結(jié)合間設(shè)有中間槽210。在各環(huán)狀密封部201、202設(shè)有截面形成為半圓形的第1彈性部201B和第2彈性部202B，在該半圓形的各第1及第2彈性部201B、202B的端部側(cè)形成與安裝構(gòu)件接合的第1密封面201A和第2密封面202A。該密封環(huán)200，從中間部205至各第1密封面201A及第2密封面202A為止的距離為L(zhǎng)2。
該密封環(huán)200，其第1彈性部201B和第2彈性部202B形成為半圓形，當(dāng)?shù)?密封面201A及第2密封面202A相互受到作用力，則由于第1彈性部201B和第2彈性部202B的彈性變形小，故中間部205發(fā)生彈性變形以使中間槽210減小。但是，因設(shè)有中間槽210，故中間部205的彈性變形力難以始終以均勻的力對(duì)第1密封面201A和第2密封面202A進(jìn)行按壓。而且，中間槽210的寬度為0尺寸，第1彈性部201B與第2彈性部202B接觸后，第1彈性部201B與第2彈性部202B彈性位移，故負(fù)荷相對(duì)于該彈性位移急劇增加。因此，該密封環(huán)200在安裝密封環(huán)200的安裝槽發(fā)生位移的場(chǎng)合不太好。另外，在將該密封環(huán)200進(jìn)行彎曲加工的場(chǎng)合，不得不彎曲加工成E型，故存在加工成本上升的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而作成的，目前，與該問(wèn)題相關(guān)的技術(shù)開(kāi)發(fā)正在進(jìn)行。因此，本發(fā)明所需解決的課題是，即使因流體壓力、熱應(yīng)力等的外力使安裝密封裝置的安裝槽的寬度發(fā)生位移的場(chǎng)合，也能在大的位移范圍內(nèi)發(fā)揮密封能力。并且，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能降低加工成本。而且，密封裝置的安裝容易，能降低組裝成本。
本發(fā)明是為了解決以上技術(shù)課題而作成的，其技術(shù)解決手段如以下那樣地構(gòu)成。
本發(fā)明的密封裝置，包括截面呈U形、在彎曲狀彈性部的兩側(cè)具有第1側(cè)部和第2側(cè)部的第1密封部；具有與所述第1密封部相同形狀的第1側(cè)部和第2側(cè)部的第2密封部；以及將所述第1密封部的第2側(cè)部與所述第2密封部的第2側(cè)部的兩端部進(jìn)行結(jié)合使所述第1密封部的第2側(cè)部與所述第2密封部的第2側(cè)部并列接觸的結(jié)合部，在所述第1密封部的第1側(cè)部的端部側(cè)外側(cè)面具有第1密封面，在所述第2密封部的第1側(cè)部的端部側(cè)外側(cè)面具有第2密封面。
本發(fā)明的密封裝置1，截面呈W形，各密封面設(shè)置在各第1側(cè)部的端部的外側(cè)面。在各第2側(cè)部的端部設(shè)有將2個(gè)密封部進(jìn)行結(jié)合的結(jié)合部。因此，當(dāng)由受到熱變形等的外力的安裝槽的兩側(cè)面對(duì)各密封面相互按壓時(shí)，則整體以結(jié)合部為支點(diǎn)可進(jìn)行彈性變形。此時(shí)，各第2側(cè)部的彈性部側(cè)的接合面發(fā)生彈性變形以使相互分離。通過(guò)該作用，密封面即使根據(jù)安裝槽的寬度的位移而發(fā)生大的位移，也能使密封面的面壓力大致相同，從而發(fā)揮密封能力。因此，即使各密封面的位移范圍位移大，也能發(fā)揮密封效果。
而且，密封部以結(jié)合部為支點(diǎn)彎曲成U形，故從結(jié)合部至密封面的長(zhǎng)度整體變長(zhǎng)，即使各密封部的第2側(cè)部的長(zhǎng)度小，密封面的面壓方向的位移也能在大的范圍內(nèi)位移。因此，各密封面相對(duì)于熱變形、壓力變形、振動(dòng)變形等能發(fā)揮密封能力。而且，密封裝置，可由第1側(cè)部和第2側(cè)部的長(zhǎng)度決定密封面的彈性位移，故可使整體小型。而且，各密封部可分體加工，加工變得容易，具有降低加工成本的效果。而且，密封裝置整體形成為W形，即使形成安裝槽的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也具有安裝容易的效果。
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的密封裝置的剖視圖。
圖2是表示安裝了本發(fā)明的密封裝置的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的局部剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的密封裝置的剖視圖。
圖4是表示圖3的密封裝置的立體圖。
圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例3的密封裝置的剖視圖。
圖6是表示圖5的密封裝置的立體圖。
圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施例4的密封裝置的立體圖。
圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施例5的密封裝置的立體圖。
圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施例1和實(shí)施例2的密封裝置與比較例1的密封環(huán)的負(fù)荷-位移線圖。
圖10是表示作為本發(fā)明的第1相關(guān)技術(shù)例舉的密封裝置的立體圖。
圖11是表示作為本發(fā)明的第2相關(guān)技術(shù)例舉的密封裝置的立體圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施例的密封裝置進(jìn)行說(shuō)明。以下進(jìn)行說(shuō)明的各附圖是按照設(shè)計(jì)圖的正確的圖紙。
圖1是本發(fā)明的較佳實(shí)施例1的密封裝置。圖1中，密封裝置1的截面形成W形的密封體1A。該W形的密封體1A，其截面是將U形的2個(gè)第1密封部2和第2密封部3對(duì)稱(chēng)地相擁的形狀。第1密封部2，在彎曲狀的第1彈性部2B的兩側(cè)形成第1側(cè)部2A和第2側(cè)部2D。另外，第2密封部2也在彎曲狀的第2彈性部3B的兩側(cè)形成第1側(cè)部3A和第2側(cè)部3D。第1密封部2的第2側(cè)部2D與第2密封部3的第2側(cè)部3D相擁接合的端部焊接形成結(jié)合部4。結(jié)合部4除了焊接以外還可如假想線所示那樣用小螺釘8結(jié)合。而且，也可將未圖示的截面U形的鉚接構(gòu)件從內(nèi)周側(cè)夾持在將第2側(cè)部2D與第2側(cè)部3D相互接合的內(nèi)周端部上以將兩端部進(jìn)行接合。而且，也可使第2側(cè)部3D的端部比第2側(cè)部2D的端部長(zhǎng)，將第2側(cè)部3D的端部彎折成U形鉚接固定在第2側(cè)部2D的端部上。
下面，將第1密封面2A1設(shè)置在第1密封部2的第1側(cè)部2A的外側(cè)面上。將第2密封面3A1設(shè)置在第2密封部3的第1側(cè)部3A的外側(cè)面上。該第1密封面2A1和第2密封面3A1在軸向線Y上形成。軸線方向Y是密封體1A的第1彈性部2B和第2彈性部3B成為內(nèi)徑側(cè)的場(chǎng)合。另一方面，在密封體1A的第1側(cè)部2A或第2側(cè)部3A成為內(nèi)徑的場(chǎng)合、Y線成為徑向線。該軸向線Y與結(jié)合部4之間的位置配置成L1的尺寸。該尺寸L1可減小。另外，也可根據(jù)需要在結(jié)合部4的內(nèi)周側(cè)形成通過(guò)各密封面2A1、3A1的軸向線Y。在如此結(jié)構(gòu)中，僅第2側(cè)部2D的第1側(cè)面2C與第2側(cè)部3D的第2側(cè)面3C接觸，當(dāng)從圖1的假想線所示的第1側(cè)部2A的第1密封面2A1和第1側(cè)部3A的第2密封面3A1的狀態(tài)，將密封體1A安裝在安裝槽50內(nèi)，則如圖1的實(shí)線所示，第1側(cè)部2A的第1密封面2A1與第1側(cè)部3A的第2密封面3A1發(fā)生位移，安裝槽50的第1側(cè)面52A與第2側(cè)面51A密接。此時(shí)，僅結(jié)合部4結(jié)合的第1密封部2的第1側(cè)面2C和第2密封部3的第2側(cè)面3C從假想線的狀態(tài)如實(shí)線所示的那樣相互分離。
密封裝置1如上所述安裝在安裝槽50內(nèi)。安裝槽50設(shè)置在承受燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、原子能設(shè)備等的高壓及高溫流體的作用之處。形成該安裝槽50的一方的構(gòu)件51上設(shè)有第2側(cè)面51A和第2底面51B。在另一方的構(gòu)件52上也設(shè)置第1側(cè)面52A和第1底面52B。該一方的構(gòu)件51與另一方的構(gòu)件52，考慮到熱變形等，相互的底面51B、52B做成可移動(dòng)，安裝槽50的寬度可位移。密封裝置1安裝在安裝槽50內(nèi)，第1密封面2A1與第1側(cè)面52A密接。第2密封面3A1與第2側(cè)面51A密接。當(dāng)位移為安裝槽50的兩側(cè)面51A、52A的寬度變窄，則一方的第1側(cè)部2A與另一方的第1側(cè)部3A以結(jié)合部4為支點(diǎn)進(jìn)行彈性變形。此時(shí)，第1側(cè)面2C與第2側(cè)面3C朝相互分離的方向進(jìn)行彈性變形。因此，第1密封面2A1與第2密封面3A1相對(duì)于安裝槽50的第1側(cè)面52A和第2側(cè)面51A，一邊保持大致同一面壓力狀態(tài)，一邊可進(jìn)行大的位移。其結(jié)果，密封裝置1相對(duì)于安裝槽50的兩側(cè)面51A、52A的位移發(fā)揮密封效果。另外，密封裝置1結(jié)構(gòu)小型，故即使是流體通道的連接部的狹窄的安裝槽也可容易地進(jìn)行安裝。
圖2是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的局部剖視圖。圖2中，安裝在旋轉(zhuǎn)軸60上的旋轉(zhuǎn)盤(pán)61上設(shè)有葉片62。另外，在流體通道55內(nèi)設(shè)有其他葉片71。從未圖示的燃燒室送來(lái)的高溫氣體D通過(guò)葉片62、71邊旋轉(zhuǎn)邊加速。如此結(jié)構(gòu)中，為了將形成流體通道55的各連接部進(jìn)行密封，在連接部的安裝槽50內(nèi)安裝有密封裝置1。安裝密封裝置1的安裝槽50設(shè)置在成為板框的一方的構(gòu)件51與另一方的構(gòu)件52之間。該一方的構(gòu)件51與另一方的構(gòu)件52構(gòu)成為，當(dāng)受到熱變形和振動(dòng)力時(shí)連結(jié)部的安裝槽50可變形。該流體通道55中，設(shè)有3處隔開(kāi)連接部的間隙的密封裝置1。該密封裝置1是圖1所示的結(jié)構(gòu)。因此，如圖1所作的說(shuō)明，即使一方的構(gòu)件51與另一方的構(gòu)件52相互位移，也可在大的位移范圍內(nèi)可靠地對(duì)高溫氣體D進(jìn)行密封。
圖1是在密封體1A的內(nèi)周設(shè)有2個(gè)受壓槽和結(jié)合部4的一個(gè)實(shí)施例。相比之下，盡管未圖示，即使將密封裝置1的2個(gè)受壓槽與結(jié)合部4安裝在外周側(cè)形成環(huán)狀也是同樣的發(fā)明，能得到相同的效果。而且，在將密封體1A安裝在直線上的安裝槽50內(nèi)的場(chǎng)合，可做成直線狀的密封體1A。本發(fā)明的密封裝置1根據(jù)安裝槽50的形狀形成環(huán)狀、直線狀、曲線狀等。該密封裝置1是鎳基合金材料制。作為其具體例，是76％Ni-16％Cr-8％Fe合金的因科內(nèi)爾鎳鉻耐熱耐腐蝕合金。該因科內(nèi)爾鎳鉻耐熱耐腐蝕合金加工性好，可進(jìn)行熱加工、冷加工，而且耐腐蝕性好。
圖3和圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的密封裝置1。圖3是該密封裝置1的剖視圖。圖4是圖3的立體圖。圖3及圖4中，第1密封部2的第2側(cè)部2D與第2密封部3的第2側(cè)部3D之間配置支承部10，在支承部10上將各側(cè)部2D、3D的端部進(jìn)行焊接形成結(jié)合部4。該第1密封部2和第2密封部3的形狀是與圖1的密封體1A大致相同的形狀。該密封裝置1的材質(zhì)全部是因科內(nèi)爾鎳鉻耐熱耐腐蝕合金。
如圖4所示，支承部10形成為環(huán)狀平板的本體10H。該本體10H的外周形成沿周部交替彎曲的接合部10A、10B。該本體10H的內(nèi)周形成沿周部交替彎曲的接合部10C、10D。該各接合部10A、10B、10C、10D與安裝槽50的各安裝面接合以保持密封裝置1的第1側(cè)部2A和第2側(cè)部3A的各密封面正確地與安裝槽50的各側(cè)面51A、52A密接。圖3的密封裝置1中，其他結(jié)構(gòu)與圖1所示的密封裝置1大致相同。
圖5和圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施例3的密封裝置1。該密封裝置1，其支承部10形成為平板。將支承部10的端部、一方側(cè)的第1密封部2的第2側(cè)部2D的端部、另一方側(cè)的第2密封部3的第2側(cè)部3D的端部進(jìn)行焊接形成結(jié)合部4。如圖6所示，在支承部10的另一方側(cè)沿周面等間隔形成多個(gè)孔11。設(shè)有該孔11的支承部10被壓接在安裝底面53B、54B上使密封體1A得到保持。同時(shí)，第1密封面2A1與第2密封面3A1與安裝槽50的側(cè)面密接進(jìn)行密封。該第1密封面2A1和第2密封面3A1通過(guò)支承部10被保持成不移動(dòng)，故能穩(wěn)定地與安裝槽50的側(cè)面密接。該第1密封部2的第1側(cè)部2A與第2側(cè)部2D之間的受壓槽、以及第2密封部3的第1側(cè)部3A與第2側(cè)部3D之間的受壓槽朝被密封流體側(cè)開(kāi)口。圖5的密封裝置1中，其他結(jié)構(gòu)與圖1所示的密封裝置1大致相同。
圖7是本發(fā)明的實(shí)施例4的密封裝置1。該密封裝置1能形成直線狀體或環(huán)狀體。為了使整體的長(zhǎng)度可伸縮，將整體的長(zhǎng)度做成可分割為2等分、3等分。該密封裝置1的分割密封裝置1B，可通過(guò)熱膨脹等的力使密封裝置1的整體進(jìn)行伸縮。另外，因?yàn)樵谌細(xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中安裝槽50復(fù)雜，故密封裝置1在該安裝困難的場(chǎng)合是有用的。
該密封裝置1與圖1的結(jié)構(gòu)相同。將圖1所示的密封裝置1分割成2等分。將第1接頭部5的密接面5A與該一方的第2分割密封裝置1B的第2密封部3的第2嵌接槽3R以嵌接狀態(tài)嵌合。未圖示的與圖7相同形狀的另一方的第1分割密封裝置1B的第1嵌接槽2R中也嵌接有與第1接頭部5相同形狀的第2接頭部5的密接面5A。將如此的第1分割密封裝置1B與第2分割密封裝置1B通過(guò)各接頭部5進(jìn)行結(jié)合。該結(jié)合后的密封裝置1，即使安裝在受熱膨脹的安裝槽50內(nèi)，各密封面與圖1的密封裝置1相同，第1密封面2A1和第2密封面3A1與熱變形對(duì)應(yīng)地進(jìn)行位移，將被密封流體進(jìn)行密封。同時(shí)，密封裝置1的長(zhǎng)度方向的位移通過(guò)各接頭部5、5的密接面5A的滑動(dòng)來(lái)吸收。該各分割密封裝置1B、1B的各接頭部5、5的組合結(jié)合從哪個(gè)方向都可結(jié)合，沒(méi)有方向性，因而只要事先制作大量相同的分割密封裝置1B…，就可連接成所需的長(zhǎng)度。
圖8是本發(fā)明的實(shí)施例5的密封裝置1。該密封裝置1具有與圖7的密封裝置1相同的功能。圖8的密封裝置1中，形成與圖1相同的密封體1A。而且，以與該密封體1A相同長(zhǎng)度形成與該第1密封體1A的第1嵌接槽2R嵌合的截面U形的第1接頭密封部7。而且，形成與第2嵌接槽3R嵌接的截面U形的第2接頭密封部6。將與第1嵌接槽2R嵌合的第1接頭密封部7和與第2嵌接槽3R嵌合的第2接頭密封部6相互從各嵌接槽2R、3R向相反方向突出相同長(zhǎng)度。
事先制作多個(gè)如此形成的分割密封裝置1C，將各嵌接槽2R、3R與突出的各接頭密封部6、7相互連接。該各嵌接槽2R、3R與各接頭密封部6、7的各密接面6A、7A做成層狀，以密接狀態(tài)嵌合。只要事先制作許多個(gè)該分割密封裝置1C，分割密封裝置1C的端部接合時(shí)沒(méi)有方向性，不管從哪個(gè)端部都可相互連接，可將分割密封裝置1C接合成所需的長(zhǎng)度。分割密封裝置1C的結(jié)合部可與熱應(yīng)力等對(duì)應(yīng)地伸縮，故用于安裝槽50進(jìn)行位移之處可發(fā)揮密封效果。
圖9是利用有限元素法(FEM)為將本發(fā)明的圖1所示的密封裝置1的板厚改變成2種的實(shí)施例1和實(shí)施例2的密封裝置1、作為與其相對(duì)的比較例1的圖11所示的密封環(huán)200朝兩密封面間方向壓縮的狀態(tài)的變化做成負(fù)荷-位移線圖所進(jìn)行解析的結(jié)果。進(jìn)而利用有限元素法對(duì)其他比較例1進(jìn)行解析，即使是具有將圖11的L2做成0的中間槽210的截面E形的密封環(huán)也成為與圖11的密封環(huán)200相同的結(jié)果。圖9中的符號(hào)40的線圖是實(shí)施例1。對(duì)于圖1的密封裝置1的第1密封部2和第2密封部3的板厚形成為0.3mm的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了負(fù)荷-位移線圖解析。該實(shí)施例1的線圖相對(duì)于位移(mm)量的大小，負(fù)荷(kgf/circ.cm)不會(huì)變得較大。即，相對(duì)于密封裝置1的各密封面2A1、3A1的位移量，將面壓做成大致一定，可發(fā)揮密封效果。另外，由于回彈量的范圍增大，故可提高相對(duì)于安裝槽50的側(cè)面的相對(duì)位移的密封能力。圖9中的符號(hào)A是回彈量(范圍)。
下面，圖9中所示的符號(hào)41的線圖是實(shí)施例2。實(shí)施例2的密封裝置1的第1密封部2和第2密封部3的板厚形成為0.4mm。對(duì)于該密封裝置1利用有限元素法進(jìn)行了負(fù)荷-位移線圖解析。實(shí)施例2的線圖與比較例1的圖11的密封環(huán)200的負(fù)荷-位移線圖相比較，負(fù)荷(kgf/circ.cm)相對(duì)于位移mm量的大小并沒(méi)有怎么增大。從該負(fù)荷-位移線圖清楚地可見(jiàn)，與其他傳統(tǒng)技術(shù)的密封環(huán)相比具有優(yōu)良的密封效果。即，將各密封面2A1、3A1的面壓做成大致一定，與廣范圍的位移對(duì)應(yīng)，長(zhǎng)期發(fā)揮密封效果。另外，即使對(duì)第1密封部2及第2密封部3作用負(fù)荷，也能認(rèn)為在長(zhǎng)期沒(méi)有塑性變形。尤其是實(shí)施例1及實(shí)施例2，都能在第1密封部2和第2密封部3的板厚做薄的場(chǎng)合發(fā)揮密封效果，故可做成小型的密封裝置1。而圖9的符號(hào)B是回彈量(范圍)。
圖9中所示的符號(hào)42是將作為比較例1的圖11所示的密封環(huán)200的兩個(gè)密封面間進(jìn)行壓縮，利用有限元素法對(duì)其負(fù)荷-位移線圖進(jìn)行解析得到的。該密封環(huán)200為圖11所示的形狀，但也可認(rèn)為表示與U.S.Pat.No.6,237,921號(hào)記載的圖4所示的密封環(huán)(符號(hào)38)同樣的負(fù)荷-位移線圖。該負(fù)荷-位移線圖中，位移至大約0.4mm為止以某種程度的傾斜角度上升，當(dāng)超過(guò)了該0.4mm的位移后以陡峭的傾斜角度上升。這是因?yàn)椋容^例1的密封環(huán)，彈性部205設(shè)有中間槽210并被彎曲，故密封面201A、202A相對(duì)于安裝槽的側(cè)面的位移不能得到均勻的密封能力的緣故。另外，該比較例1中，負(fù)荷-位移線圖的重復(fù)負(fù)荷引起的應(yīng)力集中的彎曲部出現(xiàn)塑性變形。為此，發(fā)現(xiàn)密封能力下降。圖9的符號(hào)C是回彈量(范圍)。
本發(fā)明的密封裝置1，安裝在高溫、高壓流體進(jìn)行作用的安裝槽50內(nèi)，發(fā)揮密封能力，且發(fā)揮耐久能力。而且，可將密封裝置1的形狀做成簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，故即使是復(fù)雜的安裝槽50的結(jié)構(gòu)，也能容易地安裝密封裝置1，降低安裝作業(yè)的成本。而且，安裝槽50如圖2所示，即使構(gòu)件的結(jié)合間隙是粗糙的結(jié)構(gòu)，通過(guò)該密封裝置1也能可靠地進(jìn)行密封。另外，因?yàn)槊芊庋b置1是由第1密封部2和第2密封部3分體加工組合而成的簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，故可降低密封裝置1的加工成本。
下面對(duì)本發(fā)明的其他實(shí)施例的發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明的第2發(fā)明的實(shí)施例的密封裝置，是使密封部的彈性部處于徑向的內(nèi)周或外周并形成環(huán)狀。
該第2發(fā)明的密封裝置，兩個(gè)密封部的結(jié)構(gòu)形成為W形，故可將第1側(cè)部和第2側(cè)部之間的受壓槽的開(kāi)口朝向被密封流體作用的方向形成。因此，不管被密封流體從密封裝置的徑向的外側(cè)或內(nèi)側(cè)的哪個(gè)方向進(jìn)行作用的安裝槽的結(jié)構(gòu)，都具有可安裝密封裝置的效果。
本發(fā)明的第3發(fā)明的實(shí)施例的密封裝置，各第1側(cè)部的端部延伸至穿過(guò)結(jié)合部的密封體1A的徑向線或軸向線附近。
該第3發(fā)明的密封裝置，第2側(cè)部形成為與第1側(cè)部大致同一長(zhǎng)度，故具有可使發(fā)揮密封效果的密封面的接觸寬度減小的效果。而且，可使密封面的面壓方向的位移增大。因此，在安裝槽的寬度發(fā)生很大位移的裝置結(jié)構(gòu)中，具有可使帶來(lái)密封裝置的密封效果的位移范圍增大的效果。
本發(fā)明的第4發(fā)明的實(shí)施例的密封裝置，結(jié)合部通過(guò)將各第2側(cè)部的端部利用焊接或截面U形的鉚接構(gòu)件進(jìn)行結(jié)合形成。
該第4發(fā)明的密封裝置，若將結(jié)合第2側(cè)部的結(jié)合部利用焊接或鉚接進(jìn)行結(jié)合，則不管各密封部的加工是薄壁板、還是厚壁板，都可進(jìn)行加工制作。因此，具有適用于密封裝置的設(shè)計(jì)范圍增大的效果。
本發(fā)明的第5發(fā)明的實(shí)施例的密封裝置，兩密封部由鎳基合金材料構(gòu)成。
該第5發(fā)明的密封裝置，各密封部由鎳基合金材料構(gòu)成，故鎳基合金可選擇高溫強(qiáng)度和耐腐蝕性?xún)?yōu)良的析出硬化型Ni合金。因此，可進(jìn)一步期待高溫(約700℃)下的蠕變強(qiáng)度好、而且焊接性好、不易引起龜裂的效果。
本發(fā)明的第6發(fā)明的實(shí)施例的密封裝置，在兩個(gè)密封部具有支承部，且支承部被保持在安裝槽的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上。
該第6發(fā)明的密封裝置，在兩密封部間一體地設(shè)有支承部，故無(wú)論安裝槽的結(jié)構(gòu)如何都能正確地進(jìn)行保持。因此，密封面能與安裝槽的側(cè)面正確地密接，可發(fā)揮密封效果。
以上對(duì)本發(fā)明的特定的實(shí)施例進(jìn)行了敘述，但這些實(shí)施形態(tài)的說(shuō)明并沒(méi)有包羅本發(fā)明的全部，或本發(fā)明并不局限于所揭示的形態(tài)。從記載例可見(jiàn)從該實(shí)施例可進(jìn)行各種變更和修正。本發(fā)明的技術(shù)范圍由權(quán)利要求進(jìn)行限定。
如上所述，本發(fā)明的密封裝置，能有效地用于在對(duì)高溫·高壓流體進(jìn)行密封的一般設(shè)備的連接部。尤其是適用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、原子能設(shè)備等高溫·高壓流體進(jìn)行作用而發(fā)生應(yīng)力變形的安裝槽。另外，作為能降低加工成本的密封裝置也是有用的。
權(quán)利要求
1.一種密封裝置，與形成安裝槽的側(cè)面進(jìn)行密接以進(jìn)行密封，其特征在于，包括截面呈U形、在彎曲狀彈性部的兩側(cè)具有第1側(cè)部和第2側(cè)部的第1密封部；具有與所述第1密封部大致相同形狀的第1側(cè)部和第2側(cè)部的第2密封部；以及將所述第1密封部的第2側(cè)部與所述第2密封部的第2側(cè)部的兩端部結(jié)合以使所述第1密封部的第2側(cè)部與所述第2密封部的第2側(cè)部并列接觸的結(jié)合部，在所述第1密封部的第1側(cè)部的端部側(cè)外側(cè)面具有第1密封面，在所述第2密封部的第1側(cè)部的端部側(cè)外側(cè)面具有第2密封面。
2.如權(quán)利要求1所述的密封裝置，其特征在于，所述密封部的所述彈性部處于徑向的內(nèi)周或外周，并形成環(huán)狀。
3.如權(quán)利要求1所述的密封裝置，其特征在于，所述各第1側(cè)部的端部延伸至穿過(guò)所述結(jié)合部的密封體(1A)的徑向線或軸向線的附近。
4.如權(quán)利要求1所述的密封裝置，其特征在于，所述結(jié)合部通過(guò)將兩個(gè)第2側(cè)部的端部進(jìn)行焊接或利用截面為U形的鉚接構(gòu)件進(jìn)行結(jié)合。
5.如權(quán)利要求1所述的密封裝置，其特征在于，所述兩密封部由鎳基合金材料制成。
6.如權(quán)利要求1所述的密封裝置，其特征在于，在所述兩密封部間具有將所述兩密封部保持在安裝槽的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的支承部。
全文摘要
一種密封裝置，包括截面呈U形、在彎曲狀彈性部的兩側(cè)具有有第1側(cè)部和第2側(cè)部的2個(gè)密封部，具有將該密封部的第2側(cè)部對(duì)稱(chēng)地進(jìn)行對(duì)合形成W形的密封體，將密封體的兩個(gè)第2側(cè)部的端部進(jìn)行結(jié)合，并在兩個(gè)第1側(cè)部的外側(cè)面具有密封面。本發(fā)明不管被密封流體所具有的條件如何，都能始終使密封裝置的密封面與安裝槽的側(cè)面密接。
文檔編號(hào)F16J15/08GK1584298SQ20041006421
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月20日
發(fā)明者井口徹哉, 笠原英俊, 弘松純 申請(qǐng)人:翔鷹宇航有限責(zé)任公司