CN101761647B - 采用异形密封圈的灯具密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种异形密封圈，其横截面包括三角形的尖顶部和与尖顶部底边邻接的矩形的插入部，且所述横截面的中间有中空孔。本发明还提供了采用这种异形密封圈来密封灯具的灯具密封结构。本发明的异形密封圈的密封面积比传统的O型圈的更大，能有效阻止隧道内腐蚀性气体的穿透进入，同时能避免两被密封件之间的紧固力过大或过小，且中空孔内的空气能适应灯体内外的有温度带来的压力差变化，因此能保证良好的密封性能，尤适合于隧道等高腐蚀性气体环境下的工业灯具的密封。

Description

采用异形密封圈的灯具密封结构

技术领域

本发明涉及密封领域，更具体地说，涉及一种用于高腐蚀性气体环境下的异形密封圈和采用这种异形密封圈的灯具密封结构。 

背景技术

近年来高速公路和高速铁路的大规模建设成为我国基础建设的主要组成部分，其中需修建大量的铁路和公路隧道。但这些隧道环境具有高低温、高湿度、高风压、频繁振动的特点，更重要的是隧道内空气含有高浓度的SO₂和NO₂气体，在这样恶劣的腐蚀性环境中，灯具零部件的腐蚀速度比开放性大气环境中大得多。这些高腐蚀环境对灯具及其附属构件的密封性能要求越来越高，要想提高其产品使用寿命，防腐蚀环境中在灯具照明工作时内外高压差下，密封性能的可靠性至关重要。从某种意义上来讲，隧道类灯具的密封技术尽管不是领先性技术，但却是决定性技术。因为密封失效直接导致绝缘性能下降而引发绝缘事故，造成隧道一定范围内短路、起火及照明设备停电事故，甚至酿成重大行车事故。 

其中，高腐蚀环境灯具的密封中首先要涉及的就是灯壳、面盖和透明件三者之间的密封。目前，国内同行业公司针对此开发的密封形式主要有两种。 

一种是加注单组分或双组分硅胶，然后将灯具整体放在加热房内加温固化。此种密封方法虽然施工简单且成本较低，但其很难再重新开盖检修和更换灯泡，尤其是车辆高速通过时，由于硅胶粘着能力差，易造成透明件脱落，酿成行车事故。因此这种密封方法在隧道照明中不可取。 

另一种是用传统的O形圈和小形截面密封圈，如图1所示，一般将透明件300与面盖100用压扣扣紧，在透明件300背后装O形圈800，O形圈800的材料为硅橡胶；此种密封方法虽然在一般户外环境中被大量使用，但其用于 隧道等环境中则暴露一些不足：一是O型圈横截面积小，腐蚀性气体易穿过O型圈造成微穿孔；二是O型圈横截面积小，当被密封件平面度不高时，如果O型圈压缩余量不足，内外压差的变化容易造成密封圈与密封圈的微观分离使密封失效；三是O型圈完全依靠弹性压缩起密封作用，当处于湿冷状态时其体积收缩会降低密封效果，同时长期的热胀冷缩会使O型圈压力松弛，并在SO₂、NO₂等气体腐蚀下逐渐老化导致密封失效。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述O型圈由于存在横截面小、压缩不足同时容易老化等因而不适用于隧道等环境的灯具密封的缺陷，提供一种能有效防腐蚀老化、密封性能有保障的异形密封圈，所述密封圈尤适合于高腐蚀性气体环境的工业灯具密封。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种异形密封圈，其横截面包括三角形的尖顶部和与尖顶部底边邻接的矩形的插入部，且所述横截面的中间有中空孔。 

在本发明所述的异形密封圈中，所述尖顶部的形状为等腰三角形，且顶角的角度在30～160°范围内，其底边与插入部的一条边邻接并共线。 

在本发明所述的异形密封圈中，所述尖顶部的顶端为光滑圆弧形。 

在本发明所述的异形密封圈中，所述尖顶部的底边两端分别伸出插入部的两侧之外，形成两个凸边。 

在本发明所述的异形密封圈中，所述中空孔为圆形，穿过整个异形密封圈形成一个圆环，圆环内有空气。 

在本发明所述的异形密封圈中，所述中空孔有多个，其横截面总面积占整个异形密封圈横截面的15～20％。 

在本发明所述的异形密封圈中，所述插入部的底边中间内凹，使插入部底部两侧形成两个弧形支脚。 

所述插入部的底部形成有向内凹入的弧形支脚，用于支撑在密封槽的两边底角上。 

在本发明所述的异形密封圈中，所述插入部的两侧有向外伸出有一个或多个倒刺条。 

本发明还涉及采用异形密封圈的灯具密封结构，包括灯壳和面盖/面盖和透明件，所述灯壳/面盖上设有密封槽，其特征在于，所述密封槽内装有异形密封圈，灯壳和面盖/面盖和透明件通过装配将异形密封圈按压变形从而分别与二者紧密贴合，所述异形密封圈的横截面包括三角形的尖顶部和与尖顶部底边邻接的矩形的插入部，且所述横截面的中间有中空孔。 

实施本发明的异形密封圈，具有以下有益效果：1)本发明的异形密封圈的密封面积比传统的O型圈的更大，能有效阻止隧道内腐蚀性气体的穿透进入；2)避免两被密封件之间的紧固力过大或过小，过大会受到异形密封圈中空孔内的空气压强的阻力使扣合困难，过小则尖顶部无法压平以提示需要进一步压紧；3)对温度自适应高，灯内温度升高时，中空孔内的气体受热膨胀，灯体内外压差越高则密封接触压力也自动升高，灯内温度下降时，中空孔内的气体受冷缩作用，密封圈的弹性密封力减小则橡胶内应力减小，从而增强了密封圈抗腐蚀寿命。 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中： 

图1是现有技术的O型密封圈密封示意图； 

图2是本发明异形密封圈第一实施例的结构示意图； 

图3是本发明异形密封圈第二实施例的初始结构以及装配后被压缩的结构示意图； 

图4是本发明异形密封圈第三实施例的初始结构以及装配后被压缩的结构示意图。 

具体实施方式

如图2所示，本发明第一实施例的异形密封圈1，其横截面包括上面的尖顶部11和下面的插入部16，横截面的中间有圆形的中空孔12，中空孔12内 填充有空气。其中尖顶部11大体为等腰三角形，其底边与矩形的插入部16上端邻接，其上端顶角为倒圆弧平滑地连接三角形的两条边。 

为了适应不同情形下的需求，本发明还有其他多种实施方式。如图3所示，在本发明的第二实施例中，异形密封圈2的整个形状为“A”字形，包括尖顶部21和与之邻接的插入部26，在异形密封圈2的中间有圆形中空孔22。 

尖顶部21横截面为顶角35°的等腰三角形，其顶端为半径为1.5mm的倒圆弧。如图3所示，位于尖顶部21下面的插入部26为矩形，两侧各向外伸出一根倒刺条23。插入部26的底面有内凹的圆弧24，圆弧的两端与插入部26的两侧通过倒圆弧过渡形成两个支脚。异形密封圈2的中间有占横截面面积15～20％的圆形中空孔22，中空孔22内有空气填充。 

如图3右图所示，本实施例中的采用异形密封圈的灯具密封结构包括异形密封圈2、灯壳200和面盖100。在灯壳200表面上开有横截面为矩形的密封槽，插入部26插入槽内，其底面与密封槽的底面接触，插入部26的两个支脚被压紧在密封槽的两个底角上，圆弧24被压成曲率半径更大的弧形甚至被压平。 

异形密封圈2装入灯壳200的密封槽内，对灯壳200和面盖100进行装配，使尖顶部21抵在面盖100上，面盖100与灯壳200通过装配扣紧后将尖顶部21压平成平面直接与面盖100表面贴合，则在横截面上其密封长度由原来O型圈的一小段被压平的圆弧延长为在整个密封槽宽度上的长度；同时，尖顶部21有足够的高度压缩余量来压紧灯壳200表面，保证接触面最大内应力大于灯壳工作后引起的内外压力差，从而杜绝内外腐蚀性气体的侵入。 

中空孔22也被压扁为椭圆形甚至扁平状，其内部所含的空气被压缩从而压强增大，增大的压强传递到接触面上使尖顶部21更紧得贴到面盖100面上，进一步增大了密封的可靠性。位于插入部两侧的倒刺条13被压紧在密封槽相应的两侧，也确保了密封的可靠性，同时也能防止异形密封圈2不会被轻易脱出。 

在图4示出的本发明第三实施例中，所述异形密封圈3的整个形状为蘑菇形，包括尖顶部31和插入部36，中间有两个中空孔32。 

尖顶部31横截面为顶角96°的等腰三角形，其顶角顶端有半径为2.2mm的倒圆弧，同时尖顶部31的底边两端均伸出到方形插入部36两侧之外而形成凸边35。如图4所示，插入部为长方形，两侧各向外伸出有两个倒刺条33。异形密封圈3中间有两个上下排布的贯穿整个异形密封圈3的中空孔32，其横截面总面积占异形密封圈3横截面的15～20％，中空孔32内填充有空气。 

如图4右图所示，本实施例中的采用异形密封圈的灯具密封结构包括异形密封圈2、面盖100和透明件300。插入部36插入到横截面为矩形的密封槽内，尖顶部31被压平直接与透明件300贴合接触。 

考虑到透明件300材质为玻璃，易碎但平整度高，所以将尖顶部31的尖顶锥角设计为96°的钝角，一是为了减小尖顶部31对透明件300密封表面部分的压强防止其破损，二是尖顶锥角大更容易压平从而与平整度高的透明件300表面紧密贴合自行形成一个有效的密封面。 

中空孔32被压扁为椭圆形，其内部的气体被压缩使得压强增大，迫使尖顶部31贴到透明件300表面上，增强了密封效果。尖顶部31和中空孔32二者的压缩产生的压强轻松超过了灯具内外压差，从而有效避免了透明件300与面盖100之间的腐蚀性气体微泄露。 

同时，两个凸边35的加入延长了密封面的密封距离，大大增加了灯具内面或外面的有害介质穿过密封面的沿程阻力和渗透距离，可使灯具受到良好的保护。而插入部36左右两侧的四根倒刺条33进一步增强了侧面密封性，同时保证异形密封圈3不会轻易被脱出。 

接合本发明的第一、二、三实施例可知，所述中空孔12、22、32在相应异形密封圈起密封作用时被压扁，其内部的空气压缩使得气体压强增大从而迫使尖顶部11、21、31紧贴在相应密封面上，因此增强了密封性能。同时，所述中空孔结构还有很好的自适应性：当灯内温度升高时，中空孔12、22、32内的气体受热膨胀，灯体内外压差越高则密封接触压力也自动升高；在灯内温度降低时，气体受冷体积缩小，异形密封圈的弹性密封力下降则橡胶的内应力减小，从而增加了异形密封圈的抗腐蚀寿命。 

Claims (2)

1.一种采用异形密封圈的灯具密封结构，包括灯壳和面盖，所述灯壳上设有密封槽，其特征在于，所述密封槽内装有异形密封圈，灯壳与面盖通过装配将异形密封圈按压变形从而分别与二者紧密贴合，所述异形密封圈的横截面包括三角形的尖顶部和与尖顶部底边邻接的矩形的插入部，所述插入部的两侧各向外延伸出一根倒刺条，且所述横截面的中间有中空孔；

所述尖顶部横截面为顶角35度的等腰三角形，其顶端为半径为1.5mm的倒圆弧形，所述插入部的底面有内凹的圆弧，所述圆弧的两端与所述插入部的两侧通过倒圆弧过渡形成两个支脚。

2.一种采用异形密封圈的灯具密封结构，包括面盖和透明件，所述面盖上设有密封槽，其特征在于，所述密封槽内装有异形密封圈，面盖与透明件通过装配将异形密封圈按压变形从而分别与二者紧密贴合，所述异形密封圈的横截面包括三角形的尖顶部和与尖顶部底边邻接的矩形的插入部，所述插入部的两侧各向外伸出有两个倒刺条，且所述横截面的中间上下排布有两个贯穿所述异性密封圈的中空孔，所述中空孔的横截面总面积占所述异性密封圈横截面的15-20％；

所述尖顶部横截面为顶角96度的等腰三角形，所述顶角顶端有半径为2.2mm的倒圆弧，所述尖顶部的底边两端均伸出到所述插入部两侧之外从而形成凸边。

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