壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本涉及一種適用于氣體或液體在高壓環(huán)境下的密封結(jié)構(gòu)，特指一種壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)，其由配合插接的插桿及閥體構(gòu)成，所述插桿上開有密封槽，該密封槽內(nèi)設(shè)置有在高壓環(huán)境下使用的密封圈，所述插桿與閥體通過密封圈密封，其中，所述密封圈與密封槽間隙配合，密封圈的內(nèi)圈壁與密封槽底面的距離的為L；當(dāng)插桿未與閥體插接時(shí)，密封圈的外圈壁與閥體安裝孔的內(nèi)壁之間的距離為L1，且L1≤L。結(jié)構(gòu)非常簡單，安裝時(shí)非常輕松，加氣員在將加氣槍頭插入到閥座內(nèi)時(shí)，可感受到無明顯的阻力；密封效果好，通過氣壓或者液壓自身的壓力來提高密封效果，方式獨(dú)特；使用壽命長，根據(jù)配置方式的不同可連續(xù)使用半年或一年，甚至達(dá)到一年半以上。
【專利說明】壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本涉及一種適用于氣體或液體在高壓環(huán)境下的密封結(jié)構(gòu)，特指一種壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的天然氣加氣站中，加氣槍頭與閥體組件之間是依靠密封圈實(shí)現(xiàn)密封，而密封圈起到密封作用是靠擠壓變形成一個(gè)近似橢圓形后依靠其張力來實(shí)現(xiàn)密封，也就是密封圈的內(nèi)壁和外壁分別與密封槽的底面及閥體組件的安裝孔內(nèi)壁緊密的貼合，如圖6所示，當(dāng)加氣槍頭與閥體組件裝配好后，安裝在加氣槍頭的密封圈受到空間的限制而擠壓變形，其截面呈橢圓形。由于天然氣的加氣過程是一個(gè)高壓加氣的過程，而一般加氣站在為車輛加氣時(shí)的壓力在20?40Mpa，相當(dāng)于200?400KG的壓力，這樣就使得在工作狀態(tài)時(shí)的密封圈極易因高壓而發(fā)生二次變形，如圖7所示，在圖中可以明顯的看到，在加氣作業(yè)過程中，高壓天然氣迫使密封圈與閥體貼合的部分發(fā)生形變，而形變部分的密封圈受高壓被擠向密封槽口邊緣的棱條處，這樣就出現(xiàn)了擠壓切割的現(xiàn)象，破壞了密封圈的結(jié)構(gòu)，使密封圈的密封效果下降。
[0003]另外，在每一次進(jìn)行天然氣加氣作業(yè)時(shí)，加氣槍頭和閥體組件之間都需要進(jìn)行一次的插拔，而這種加氣作業(yè)平均每6?10分鐘就需要進(jìn)行一次，也就相當(dāng)于一個(gè)小時(shí)6?10次的插拔，而在這頻繁的插拔作業(yè)時(shí)，密封圈會在強(qiáng)烈的擠壓與切割的作用下而快速破損，其原因是，現(xiàn)有的密封圈安裝到密封槽后，密封圈的內(nèi)圈壁與密封槽的底面相貼合，而密封圈的外圈直徑是明顯大于閥體組件的安裝孔的直徑，也只有這樣，在加氣槍頭插入到閥體組件后，密封圈才能受擠壓變形，依靠其張力實(shí)現(xiàn)密封；如圖8所示，而在加氣槍頭插入或者拔出閥體組件時(shí)，由于密封圈的外徑大于閥體組件安裝孔的直徑，密封圈在加氣槍頭插拔的過程中會因擠壓而緊密的貼合在安裝孔的內(nèi)壁上，隨著加氣槍頭的插入或者拔出，導(dǎo)致密封圈與安裝孔內(nèi)壁貼合的部分發(fā)生摩擦變形，而變形的部分會被擠壓到密封槽口邊緣的棱條處，發(fā)生擠壓切割現(xiàn)象，導(dǎo)致密封圈的破損，使之密封失效，一旦出現(xiàn)密封圈破損失效，就需要立即更換。而密封圈失效的最主要原因就是在加氣作業(yè)時(shí)頻繁的插拔，導(dǎo)致密封圈快速破損。
[0004]據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有的密封圈最快失效是在一次加氣作業(yè)之后，S卩，在一次加氣作業(yè)之后，密封圈就出現(xiàn)破損需要更換；而使用壽命最好的也不超過5個(gè)小時(shí)，對于加氣站的加氣員來說，每天最頻繁的工作就是更換密封圈，而在更換密封圈時(shí)，若不慎將新裝的密封圈以扭曲的形式進(jìn)行安裝，其密封圈將無法正常的密封，而對于高壓天然氣加氣站而言，存在著加氣時(shí)泄漏的情況，一旦天然發(fā)生泄漏，其后果不堪設(shè)想。
[0005]而如何提高密封圈的使用壽命，同時(shí)又能保證其具備良好的密封效果是困擾全世界高壓天然氣加氣作業(yè)的一個(gè)難題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]一、要解決的技術(shù)問題
[0007]本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，特提供一種結(jié)構(gòu)簡單，安裝非常輕松，使用壽命長的壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)。
[0008]二、技術(shù)方案
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)，由配合插接的插桿及閥體構(gòu)成，所述插桿上開有密封槽，該密封槽內(nèi)設(shè)置有在高壓環(huán)境下使用的密封圈，所述插桿與閥體通過密封圈密封，其中，所述密封圈與密封槽間隙配合，密封圈的內(nèi)圈壁與密封槽底面的距離的為L ;當(dāng)插桿未與閥體插接時(shí)，密封圈的外圈壁與閥體安裝孔的內(nèi)壁之間的距離為LI,且LI < L。
[0010]作為優(yōu)化，上述插桿與閥體為間隙配合。
[0011]作為優(yōu)化，同一個(gè)密封槽內(nèi)的密封圈個(gè)數(shù)為一個(gè)以上。
[0012]三、本實(shí)用新型的有益效果
[0013]結(jié)構(gòu)非常簡單，安裝時(shí)非常輕松，加氣員在將加氣槍頭插入到閥座內(nèi)時(shí)，可感受到無明顯的阻力；密封效果好，通過氣壓或者液壓自身的壓力來提高密封效果，方式獨(dú)特；使用壽命長，根據(jù)配置方式的不同可連續(xù)使用半年或一年，甚至達(dá)到一年半以上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的插桿未插入閥體的示意圖；
[0015]圖2是壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)在工作時(shí)的受力圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用在高壓加氣設(shè)備中的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0017]圖4是本實(shí)用新型壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用在高壓加氣設(shè)備中的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
[0018]圖5是本實(shí)用新型壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用在高壓加氣設(shè)備中的結(jié)構(gòu)示意圖三；
[0019]圖6是現(xiàn)有加氣槍頭插入到閥體組件后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖7是現(xiàn)有安裝在加氣槍頭受:聞壓變形的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021]圖8是現(xiàn)有在閥體組件上插入加氣槍頭時(shí)密封圈變形的示意圖。
[0022]圖中，I為插桿，2為閥體，3為密封槽，4為密封圈，5為閥體組件，6為加氣槍頭，7為出氣孔。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明:
[0024]實(shí)施方式一:如圖1所示，本實(shí)用新型壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)，由配合插接的插桿I及閥體2構(gòu)成，所述插桿I上開有密封槽3，該密封槽3內(nèi)設(shè)置有在高壓環(huán)境下使用的密封圈4,述插桿I與閥體2通過密封圈4密封,其中，上述密封圈4與密封槽3是間隙配合,插桿I與閥體2也是間隙配合，密封圈4的內(nèi)圈壁與密封槽3底面的距離的為L ;當(dāng)插桿I未與閥體2插接時(shí)，密封圈4的外圈壁與閥體2安裝孔的內(nèi)壁之間的距離為LI，且LlS L。上述插桿I未插入閥體2前，設(shè)置在密封槽3內(nèi)的密封圈4是處于自然狀態(tài)，上述描述的L和LI都是密封圈4處于自然狀態(tài)下與密封槽3底面及安裝孔內(nèi)壁之間的距離。
[0025]在圖1中，當(dāng)插桿I向右移動插入到閥體2的安裝孔內(nèi)時(shí)，設(shè)置在密封槽3內(nèi)的三個(gè)密封圈4受到安裝孔內(nèi)壁的擠壓而收縮，由于密封圈4與密封槽3是間隙配合的，而且LI ( L，所以，在組裝時(shí)，插桿I能夠很輕松的插入到安裝孔內(nèi)或從安裝孔拔出，在插拔過程中的密封圈4與安裝孔內(nèi)壁之間的摩擦非常小，根本不足以使密封圈4產(chǎn)生變形，這樣，就避免了密封圈4與密封槽3 口處的棱條之間的加壓切割，確保了密封圈4不會發(fā)生破損，從而使其使用壽命大幅提聞。
[0026]如圖2所示，當(dāng)插桿I安裝好后，在閥體2內(nèi)充入高壓(這里所說的高壓可以是氣壓，也可以是液壓，可根據(jù)使用環(huán)境的不同而不同，但其密封效果都是相同的)，其高壓的數(shù)值范圍在10?50MPa(相當(dāng)于100?500KG的壓力)，圖中的箭頭表示密封圈4受到了徑向和軸向的壓力。在LI < L的情況下，當(dāng)通入壓力時(shí)，壓力會沿著插桿I與安裝孔之間的間隙進(jìn)入，遇到貼合在安裝孔內(nèi)壁上的密封圈4后改變方向，在改變方向的同時(shí)，以軸向的力推動密封圈4，使密封圈4與密封圈4之間貼合的更加緊密，同時(shí)，最上方的密封圈4則與密封槽3緊密的密封貼合；當(dāng)壓力進(jìn)入到密封槽3內(nèi)后，由于密封圈4與密封槽3是間隙配合，壓力就會沿著此間隙進(jìn)入到密封圈4與密封槽3之間，由于密封圈4與密封槽3之間的間隙空間有限，壓力很快就會充滿，此時(shí)的壓力就會以徑向的方向擠壓密封圈4，使密封圈4的外圈壁與安裝孔的內(nèi)壁更加的緊密貼合，其貼合的緊密程度取決于壓力的大??；在LI = L的情況下，由于密封圈4本身張力的存在，密封圈4始終處于向外擴(kuò)張的趨勢，而在此時(shí)通入壓力時(shí)，壓力會優(yōu)先選擇順著密封圈4的張力方向施加壓力，這樣，通入的壓力會優(yōu)先選擇進(jìn)入到密封圈4與密封槽3之間，這樣，密封圈4在進(jìn)行密封時(shí)的情況就與LI < L時(shí)相同。
[0027]實(shí)施方式二至四:圖3?5均是本實(shí)用新型壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用在天然氣加氣設(shè)備中的應(yīng)用，而與密封圈4使用相關(guān)的部件主要由閥體組件5和加氣槍頭6構(gòu)成(圖中的加氣槍頭6相當(dāng)于實(shí)施方式一種的插桿I)，圖中加氣槍頭6內(nèi)的箭頭所指的是天然氣充入時(shí)的路線，而加氣槍頭6與閥體組件5之間的密封全靠出氣孔7兩側(cè)的密封圈4來實(shí)現(xiàn)密封；在這三個(gè)附圖中，密封圈4同時(shí)受到軸向和徑向的壓力，其中，同一附圖中密封圈4受到壓力的大小是用箭頭的長短來表示。
[0028]在圖3中，同一個(gè)密封槽3內(nèi)設(shè)置有一個(gè)密封圈4，該密封圈4受到的軸向壓力與徑向壓力相同，而進(jìn)行加氣作業(yè)時(shí)，密封圈4被壓力擠壓到密封槽3的一側(cè)，受到擠壓后會發(fā)生一定程度的切割，而這種切割會使密封圈4的使用壽命的受到一定的影響，但總體而言，其使用壽命還能達(dá)到半年以上，其原因是:在加氣槍頭6插拔的過程中，密封圈4是不會受到擠壓切割的，具體內(nèi)容如實(shí)施方式一所述，在此不重復(fù)贅述。
[0029]在圖4中，同一個(gè)密封槽3內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)密封圈4，這兩個(gè)密封圈4受到的徑向壓力是相同的，但是軸向壓力不同；如圖所示，最先受壓的密封圈4受到的軸向壓力最大，而后一個(gè)密封圈4所受到的壓力會大幅的降低，這樣，后一個(gè)密封圈4被擠壓變形的程度小，其受到密封槽3 口處棱條的切割就大幅降低，進(jìn)一步提高密封圈4的使用壽命，經(jīng)試驗(yàn)檢測計(jì)算，在密封槽3內(nèi)設(shè)置兩個(gè)密封圈4，其使用壽命可達(dá)一年以上；而在加氣槍頭6的插拔過程中，密封圈4是不會受到擠壓切割的，具體原因如上所述。
[0030]在圖5中，同一個(gè)密封槽3內(nèi)設(shè)置有三個(gè)密封圈4，在三個(gè)密封圈4受到的徑向壓力相同，而軸向壓力遞減，具體的說，最先受壓的密封圈4承受的壓力最大，中間的密封圈4受到的壓力小于前一個(gè)密封圈4所受到的壓力，第三個(gè)密封圈4受到的壓力最?。辉诩託庾鳂I(yè)時(shí)，第三個(gè)密封圈4無明顯變形，也就說，第三個(gè)密封圈4會不因擠壓切割而影響其使用壽命，因此，經(jīng)試驗(yàn)檢測計(jì)算，在密封槽3內(nèi)設(shè)置三個(gè)密封圈4，其使用壽命可達(dá)一年半以上；而在加氣槍頭6的插拔過程中，密封圈4是不會受到擠壓切割的，具體原因如上所述。
[0031]綜上所述，當(dāng)密封槽3內(nèi)設(shè)置兩個(gè)以上的密封圈4時(shí)，氣壓會以密封圈4排列的方向遞減，與密封槽3側(cè)壁相貼合的密封圈4收到的壓力會大大降低，從而保證其具有良好的使用壽命；當(dāng)設(shè)置三個(gè)密封圈4時(shí)，其密封效果和使用壽命達(dá)到峰值，以此為最佳，若設(shè)置四個(gè)以上，其效果與設(shè)置三個(gè)密封圈4的效果相同，如若繼續(xù)增加密封圈4的個(gè)數(shù)，只會令其成本增加，而無其他增益效果。
[0032]當(dāng)然，本實(shí)施例只是列舉了本實(shí)用新型壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)在加氣設(shè)備中的使用，除此之外，還可運(yùn)用在其他高壓環(huán)境下氣體或者液體的密封，具體的使用環(huán)境，根據(jù)使用需求的不同而改變。
[0033]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)，由配合插接的插桿及閥體構(gòu)成，所述插桿上開有密封槽，該密封槽內(nèi)設(shè)置有在高壓環(huán)境下使用的密封圈，所述插桿與閥體通過密封圈密封，其特征在于:所述密封圈與密封槽間隙配合，密封圈的內(nèi)圈壁與密封槽底面的距離的為L ;當(dāng)插桿未與閥體插接時(shí)，密封圈的外圈壁與閥體安裝孔的內(nèi)壁之間的距離為LI，且LI ( L0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述插桿與閥體為間隙配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力驅(qū)動式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:同一個(gè)密封槽內(nèi)的密封圈個(gè)數(shù)為一個(gè)以上。
【文檔編號】F16J15/46GK204004669SQ201420402784
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】朱小章, 黃郁嵐, 黃海虹, 成小珍, 夏正操 申請人:余姚凱登機(jī)電數(shù)控有限公司