一種密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種密封結(jié)構(gòu)，用于第一密封面及第二密封面之間的密封。該密封結(jié)構(gòu)包括密封圈，密封圈設(shè)于第一密封面的圓形凹槽內(nèi)，密封圈的內(nèi)側(cè)設(shè)有襯墊，襯墊的外沿與圓形凹槽內(nèi)壁形成容置密封圈的限位槽，密封圈在限位槽內(nèi)被襯墊限位以將相對(duì)的第二密封面與第一密封面密封。該密封結(jié)構(gòu)由于存在密封圈的限位結(jié)構(gòu)——襯墊，襯墊的限位可以確保初始密封可靠。襯墊與兩個(gè)密封面之間形成上下兩個(gè)壓力通道，在密封結(jié)構(gòu)受壓時(shí)將密封圈向密封面方向擠壓，使得壓力越大，密封圈與兩個(gè)密封面接觸越緊密，襯墊與凹槽配合形成的限位槽截面積比密封圈截面積大,兩密封面之間的間隙(E)理論上可達(dá)到0，可用于超高壓的可靠密封。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種密封結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及密封技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種密封結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]O型圈密封是目前使用非常廣泛的一種密封部件，一般通過(guò)將O型圈置于密封槽內(nèi)以用于各行各業(yè)的機(jī)械部件或設(shè)備的密封。如圖1A所示，O型圈一般為圓形，如圖1B所示，其截面可以為圓型，也有截面為方形的，如圖1C所示。依靠O型圈的彈性擠壓在兩個(gè)密封面上即可形成密封。如圖2A所示，目前主要的密封方式之一(以下稱(chēng)為密封方式a)為在密封面2上的端面上放置密封圈3，而密封面I與密封面2相對(duì)將密封圈壓緊實(shí)現(xiàn)密封，另一種密封方式(以下稱(chēng)為密封方式b)如圖2B所示，這種方式下密封圈設(shè)置在密封面2端面上的凹槽內(nèi)，然后密封面I與密封面2相對(duì)將密封圈壓緊實(shí)現(xiàn)密封。密封方式a及密封方式b均為通過(guò)兩個(gè)密封面對(duì)密封圈的壓縮，使密封圈緊密的貼住密封面I和密封面2，從而形成密封。
[0003]參見(jiàn)圖3A，其中，F(xiàn)A是密封圈的預(yù)應(yīng)力，建立密封面的初始密封，F(xiàn)B是被密封流體的力，F(xiàn)B越大，擠壓密封圈的力越大，F(xiàn)A也越大，從而與密封面貼合的越緊。密封方式a的受力情況可知，該密封方式存在以下缺陷:1.本密封方式的關(guān)鍵在于初始密封的建立;而初始密封的建立主要依賴(lài)于密封圈的回彈力。2.若初始密封建立失敗，比如因?yàn)槊芊馊匣瘜?dǎo)致回彈力降低引起，后面的密封將生產(chǎn)下圖所描述的現(xiàn)象。參見(jiàn)圖3B、3C，其中，C處為初始密封點(diǎn)，該情況下密封方式a還存在以下缺陷:由于FA初始彈力減弱，密封面不是絕對(duì)光滑的平面，因此在C處導(dǎo)致密封失效；只要C處密封失效，流體便會(huì)形成壓力通道，最終使Fe的合力大于FB的合力，導(dǎo)致FA力的方向從向密封面擠壓變?yōu)橄喾?，從而使密封完全失?如果加大對(duì)密封圈的壓縮量，短期內(nèi)密封圈初始密封力增強(qiáng)，但長(zhǎng)期密封圈變形更嚴(yán)重，回彈力更小;而且若A>B時(shí)，那么必然FOFB，則密封立刻失效。
[0004]參見(jiàn)圖4A，密封方式bl為密封槽面積大于密封圈截面積，其為密封方式b的一種類(lèi)型，這種情況下:由于有密封槽的限位，密封圈對(duì)密封面的預(yù)應(yīng)力得到保障，初始密封(C處)更加可靠;流體壓力越高，F(xiàn)B越大，由于有密封面D處的存在，F(xiàn)B力的方向是使密封圈變得更扁，再又有密封槽面積大于密封圈截面積，因此大壓力時(shí)，密封圈可能完全被壓入密封槽，密封將失效，此時(shí)如圖4B所示。
[0005]參見(jiàn)圖4C，密封方式b2為密封槽面積小于密封圈截面積，其為密封方式b的另一種類(lèi)型，這種情況下:由于密封槽面積小于密封圈截面積，因此在上圖第2種情況時(shí)，密封圈無(wú)處可走，密封不再失效;但是由于密封圈截面積大于密封槽面積，帶來(lái)了以下問(wèn)題:由于加工公差的問(wèn)題，密封間隙E須設(shè)計(jì)得較大;若設(shè)計(jì)很小，會(huì)對(duì)加工精度要求很高；由于E較大，在密封預(yù)緊時(shí)預(yù)應(yīng)力須有嚴(yán)格的要求，否則可能壓壞密封圈；由于E較大，不能用于高壓。壓力越高須要求E越小。
[0006]綜上可知，現(xiàn)有的密封圈的各種密封方式均會(huì)導(dǎo)致密封性不可靠的情況的發(fā)生，較不利于需要密封的產(chǎn)品的性能發(fā)揮。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供一種密封結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有的密封圈在密封時(shí)所造成的密封性不可靠的問(wèn)題。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種密封結(jié)構(gòu)，用于第一密封面及第二密封面之間的密封，該密封結(jié)構(gòu)包括密封圈，所述密封圈設(shè)于所述第一密封面的圓形凹槽內(nèi)，所述密封圈的內(nèi)側(cè)設(shè)有襯墊，所述襯墊的外沿與所述圓形凹槽內(nèi)壁形成容置所述密封圈的限位槽，所述密封圈在所述限位槽內(nèi)被所述襯墊限位以將相對(duì)的所述第二密封面與所述第一密封面密封。
[0009]較佳地，所述限位槽的槽寬小于所述密封圈未被限位時(shí)的截面最大寬度。
[0010]較佳地，所述限位槽的截面面積大于所述密封圈的截面面積。
[0011]較佳地，所述襯墊的厚度小于所述圓形凹槽的深度，以形成上下兩個(gè)壓力通道。
[0012]較佳地，所述襯墊浮動(dòng)于所述圓形凹槽內(nèi)且與所述密封圈內(nèi)側(cè)相抵接，用于對(duì)密封圈的壓縮變扁進(jìn)行限位。
[0013]較佳地，所述密封圈為O型密封圈，所述O型密封圈的截面形狀為圓形或方形。
[0014]本密封結(jié)構(gòu)的具有如下有益效果:
[0015]1.相對(duì)于圖2A所示的密封方式a來(lái)說(shuō)，由于存在密封圈的限位結(jié)構(gòu)一一襯墊，襯墊的限位可以確保初始密封可靠；
[0016]2.相對(duì)于圖4A所示的密封方式bl來(lái)說(shuō)，壓力越大，密封圈不會(huì)被壓扁，襯墊與凹槽配合形成的限位槽以及上下兩個(gè)壓力通道，可使得密封圈與兩個(gè)密封面擠壓的更緊；
[0017]3.相對(duì)于圖4B所示的密封方式b2來(lái)說(shuō)，襯墊與凹槽配合形成的限位槽截面積比密封圈截面積大，因此E(兩個(gè)密封面間的距離)在理論上可以做到0，從而可以用于超高壓的可靠密封。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1A為現(xiàn)有的O型密封圈正面結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖1B為現(xiàn)有的一種O型密封圈的截面不意圖；
[0020]圖1C為現(xiàn)有的另一種0型密、封圈的截面不意圖；
[0021 ]圖2A為現(xiàn)有的基于O型密封圈的密封方式a的示意圖；
[0022]圖2B為現(xiàn)有的基于O型密封圈的密封方式b的示意圖；
[0023]圖3A為現(xiàn)有的密封方式a的密封圈整體受力分析圖；
[0024]圖3B為現(xiàn)有的密封方式a的密封圈局部受力分析圖；
[0025]圖3C為現(xiàn)有的密封方式a的密封圈加大受力時(shí)的局部受力分析圖；
[0026]圖4A為現(xiàn)有的密封方式bl的密封圈受力分析圖；
[0027]圖4B為現(xiàn)有的密封方式bl的密封圈失效分析圖；
[0028]圖4C為現(xiàn)有的密封方式b2的密封圈受力分析圖；
[0029]圖5為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的密封結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的密封圈受力示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為更好地說(shuō)明本實(shí)用新型，茲以一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明，具體如下:
[0032]如圖5所示，本實(shí)施例提供的密封結(jié)構(gòu)用于密封面I及密封面2之間的密封，該密封結(jié)構(gòu)包括:密封圈51及襯墊52，其中，密封圈51設(shè)置于密封面2內(nèi)的圓形凹槽21內(nèi)。本實(shí)施例中的密封圈51為O型密封圈，其中，襯墊52為與密封圈51的內(nèi)圈壁相配合的圓形片狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的襯墊52與圓形凹槽21配合形成容置密封圈51的限位槽，密封圈51在限位槽內(nèi)被襯墊52限位以將相對(duì)的密封面I與密封面2密封。此時(shí)，圖中的密封圈51及兩個(gè)密封面使得密封面2及襯墊52的中心孔處形成密封介質(zhì)壓力通道53，其中，X為密封時(shí)密封圈的橫截面的寬度(也即限位槽的寬度)，Y為密封時(shí)密封圈的橫截面的高度(也即本實(shí)施例中限位槽的高度)。
[0033]本實(shí)施例中，限位槽的截面面積大于密封圈的截面面積。
[0034]如圖6所示，該密封結(jié)構(gòu)的密封原理如下:
[0035]密封圈51內(nèi)圈側(cè)的襯墊可以對(duì)密封狀態(tài)下密封圈的壓縮變扁進(jìn)行限位，即限制密封圈于限位槽內(nèi)，而不會(huì)出現(xiàn)如圖2A所示的密封圈被無(wú)限制壓扁的情況。由于FB(介質(zhì)壓力)從襯墊上下方向同時(shí)導(dǎo)入并施加在密封圈的內(nèi)圈側(cè)，因此FB上下方向的力被抵消，最終合力是將密封圈向左推，使密封圈(特別是上下兩處與密封圈相接觸處)對(duì)密封面越貼越緊。本實(shí)施例的限位槽的截面面積(即圖5中的X*Y)比密封圈截面積大，因此密封間隙E可以做得很小甚至為0，通過(guò)限位槽的擠壓依然可以實(shí)現(xiàn)密封圈與兩個(gè)密封面的緊密接觸，可以用于高壓密封，密封效果較好。
[0036]當(dāng)然，在其他優(yōu)選實(shí)施例中，限位槽的截面面積也可設(shè)為比密封圈截面積小，例如，將限位槽的槽寬設(shè)為小于密封圈51未被限位時(shí)壓縮到限位槽高度(Y)后的截面最大寬度。而凹槽深度也小于密封圈未壓縮(或限位)狀態(tài)下的高度，此時(shí)，密封圈在限位槽內(nèi)受擠壓程度更高，兩個(gè)密封面間的密封性能更好。
[0037]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，襯墊的厚度小于上述的圓形凹槽的深度，以形成上下兩個(gè)壓力通道。即當(dāng)襯墊厚度小于凹槽深度時(shí)，恰好使得襯墊可懸浮于凹槽內(nèi)，其上部及下部分別與密封面I和密封面2相分離而不接觸，但卻與密封圈的內(nèi)圈相抵。
[0038]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述襯墊浮動(dòng)于所述圓形凹槽內(nèi)且與所述密封圈內(nèi)側(cè)相抵接，用于對(duì)密封圈的壓縮變扁進(jìn)行限位。也即浮動(dòng)的密封襯墊與第一密封面和第二密封密封面之間并未形成密封，而是要處于非密封狀態(tài)使得密封圈的上下兩個(gè)密封通道能夠形成。
[0039]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述密封圈為O型密封圈，所述O型密封圈的截面形狀為圓形或方形。
[0040]在本實(shí)用新型的襯墊材料也可以設(shè)為任何材料，只要能夠滿(mǎn)足對(duì)密封圈進(jìn)行限位，和與被密封的介質(zhì)兼容不被腐蝕以及兼容密封介質(zhì)的溫度，防止密封圈被無(wú)限制地壓扁即可。
[0041]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型所做的變形或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述的權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種密封結(jié)構(gòu)，用于第一密封面及第二密封面之間的密封，其特征在于，該密封結(jié)構(gòu)包括密封圈，所述密封圈設(shè)于所述第一密封面的圓形凹槽內(nèi)，所述密封圈的內(nèi)側(cè)設(shè)有襯墊，所述襯墊的外沿與所述圓形凹槽內(nèi)壁形成容置所述密封圈的限位槽，所述密封圈在所述限位槽內(nèi)被所述襯墊限位以將相對(duì)的所述第二密封面與所述第一密封面密封。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述限位槽的槽寬小于所述密封圈未被限位時(shí)的截面最大寬度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述限位槽的截面面積大于所述密封圈的截面面積。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述襯墊的厚度小于所述圓形凹槽的深度，以形成上下兩個(gè)壓力通道。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述襯墊浮動(dòng)于所述圓形凹槽內(nèi)且與所述密封圈內(nèi)側(cè)相抵接，用于對(duì)密封圈的壓縮變扁進(jìn)行限位。6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述密封圈為O型密封圈，所述O型密封圈的截面形狀為圓形或方形。
【文檔編號(hào)】F16J15/06GK205689755SQ201620447797
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日 公開(kāi)號(hào)201620447797.4, CN 201620447797, CN 205689755 U, CN 205689755U, CN-U-205689755, CN201620447797, CN201620447797.4, CN205689755 U, CN205689755U
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