CN102777598A

CN102777598A - 一种高压密封方法及密封圈

Info

Publication number: CN102777598A
Application number: CN2011101195732A
Authority: CN
Inventors: 王鹏; 蔡聪语; 雷世斌
Original assignee: AEROSPACE FINE Co Ltd
Current assignee: AEROSPACE FINE Co Ltd
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2012-11-14

Abstract

本发明公开了一种在薄壁板上设置减振便装自锁螺母的方法及螺母组件。其方法是在直角托板折弯之前先在直角托板折弯处的外侧冲压一个以上压槽，压槽使直角托板折弯处的微观组织更细密，减少在弯曲直角托板时造成的材料疏松，内应力增大的问题，有效控制直角托板弯曲后产生的材料回弹和变形。其螺母组件包括直角托板（1）和与直角托板（1）连接的自锁螺母（2）；直角托板（1）折弯处的外侧设有一个以上压槽（3）。本发明改善了抗疲劳性能，解决飞机在薄壁部位、难以接近的狭窄部位或不开敞的结构内使用自锁螺母连接，。本发明既能降低承载连接机构件的制造难度，又能减轻重量，而且生产快捷简单，安全可靠性高，维护方便。

Description

一种高压密封方法及密封圈

技术领域

本发明涉及一种高压密封方法及密封圈，属于密封圈技术领域。

背景技术

在机械零件设计中，密封圈的种类很多，形状也各有不同。某些带金属圈的密封圈，密封圈与金属圈是圆形的面接触，在使用过程中容易转动，联接不牢固。某些橡胶密封圈与待连接件是线接触，如圆形橡胶密封圈、C形橡胶密封圈、V形密封圈等。这些橡胶密封圈材料流动性大，泄漏量大。且橡胶材料容易被挤入到金属圈的平面上而影响螺栓的安装平稳定性、密封性等。尤其是在高压容器上的密封圈，普通的密封圈往往很容易泄漏，变形失效等，严重时造成机械故障。要是在火箭、飞机、高铁等高速行驶的运载工具中，还很容易引发事故，造成很大财产和生命的损失。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在使用过程中密封圈不会转动、并且连接牢固、密封圈不易被挤入到金属圈的平面上而影响密封性和耐压性能的高压密封方法及密封圈，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：一种高压密封方法，采用将橡胶圈与限位环齿形模压成一体的方法，通过限位环支撑橡胶圈，防止橡胶圈产生非圆变形，同时通过限位环两端的限位面限制橡胶圈的最大变形而达到最大密封压力。

前述高压密封方法中，将橡胶圈的截面设计成苹果形截面；苹果形截面包括两密封面、两过渡圆弧面和内环圆弧凸面；通过两密封面密封径向压力；通过内环圆弧凸面密封轴向压力；通过两过渡圆弧面来控制橡胶圈受轴向压力挤压时橡胶向内流动，防止橡胶圈挤入待连接件而失效，同时获得最大轴向密封压力。

前述高压密封方法中，所述限位环的内环面为齿形面，当橡胶圈与限位环模压连接时，在橡胶圈外环形成与限位环的内环面相对应的外环齿形面，防止橡胶圈在限位环内旋转，同时增加了橡胶圈与限位环的结合面积，从而增加限位环与橡胶圈的粘结力。

前述高压密封方法中，所述限位环采用合金钢、耐蚀钢或铝合金制成。

前述高压密封方法中，所述橡胶圈采用聚四氟乙烯、丁腈橡胶、氟硅橡胶、硅橡胶、丁基橡胶、氟橡胶或乙丙橡胶氟橡胶制成。

按照上述方法构成的本发明的一种密封圈为：该密封圈由限位环和橡胶圈连接组成；限位环的内环与橡胶圈通过齿形模压连接。

前述密封圈中，所述限位环包括外环面、内环面和两端的限位面；内环面为齿形面。

前述密封圈中，所述橡胶圈的截面开头为苹果形截面；苹果形截面包括外齿形面、内环圆弧凸面和设在外齿形面与内环圆弧凸面两侧的密封面；外齿形面与密封面之间经过渡圆弧面连接；外齿形面的形状与限位环的内环面的齿形相对应。

前述密封圈中，所述限位环两端的限位面之间的距离b为橡胶圈两密封面之间的距离B的0.25～0.6倍。

由于采用了上述技术方案，本发明密封圈的截面形状为苹果形，并且密封圈模压成型，使密封圈固定在支架中，金属圈完全限制了橡胶材料被挤入空隙，同时接触面与金属圈接触良好。密封圈与待连接件是面接触，显著增加密封压力。这些高压密封圈能承受静态密封压力20.6MPa(3000psi)；动态密封压力41.3MPa(6000psi)；爆破密封压力82.6MPa(12000psi)。具有良好的回弹性能和重复使用性能。具有耐高、低压状态的塑性变形和真空深冷状态下的密封性强的特点，具有耐毒或腐蚀性的气体密封性能。安装时的位置比较稳定，装配容易，不会产生拧扭损伤，扭曲滚动，而且抗啃伤性能好。将本发明使用在静密封中时，经实验证明其密封效果相当理想。因此，本发明与现有技术相比，本发明不仅具有摩擦阻力小、泄漏量小、易加工的优点，而且还具有密封效果好的优点。采用本发明，可大大降低企业的使用成本，减少浪费，而且生产快捷简单，安全可靠性高，维护方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是限位环的结构示意图；

图3是密封圈的结构示意图；

图4是限位环与密封圈的关健尺寸示意图；

图5是本发明的应用实例一；

图6是本发明的应用实例二；

图7是本发明的应用实例三。

附图中的标记为：1-限位环、2-橡胶圈、3-外环面、4-内环面、5-限位面、6-外齿形面、7-内环圆弧凸面、8-密封面、9-过渡圆弧面、10-连接件、11-螺栓、12-垫圈、13-铆钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。但不作为对本发明的任何限制依据。

实施例。一种高压密封方法，如图1所示，采用将橡胶圈与限位环齿形模压成一体的方法，通过限位环支撑橡胶圈，防止橡胶圈产生非圆变形，同时通过限位环两端的限位面限制橡胶圈的最大变形而达到最大密封压力。如图3所示，将橡胶圈的截面设计成苹果形截面；苹果形截面包括两密封面、两过渡圆弧面和内环圆弧凸面；通过两密封面密封径向压力；通过内环圆弧凸面密封轴向压力；通过两过渡圆弧面来控制橡胶圈受轴向压力挤压时橡胶向内流动，防止橡胶圈挤入待连接件而失效，同时获得最大轴向密封压力。如图2所示，所述限位环的内环面为齿形面，当橡胶圈与限位环模压连接时，在橡胶圈外环形成与限位环的内环面相对应的外环齿形面，防止橡胶圈在限位环内旋转，同时增加了橡胶圈与限位环的结合面积，从而增加限位环与橡胶圈的粘结力。如图4所示，所述限位环两端的限位面之间的距离b为橡胶圈两密封面之间的距离B的0.25～0.6。所述限位环采用合金钢、耐蚀钢或铝合金制成。所述橡胶圈采用聚四氟乙烯、丁腈橡胶、氟硅橡胶、硅橡胶、丁基橡胶、氟橡胶或乙丙橡胶氟橡胶制成。

按照前述的高压密封方法构成的密封圈，如图1所示，包括限位环1和橡胶圈2；限位环1的内环与橡胶圈2模压连接。如图2所示，限位环1包括外环面3、内环面4和两端的限位面5；内环面4为齿形面。如图3所示，橡胶圈的截面开头为苹果形截面；苹果形截面包括外齿形面6、内环圆弧凸面7和设在外齿形面6与内环圆弧凸面7两侧的密封面8；外齿形面6与密封面8之间经过渡圆弧面9连接；外齿形面6的形状与限位环的内环面4的齿形相对应。如图4所示，所述限位环两端的限位面之间的距离b为橡胶圈两密封面之间的距离B的0.25～0.6倍。

本发明的实施过程及应用实例

具体实施时，先加工限位环1，限位环1可选用合金钢、耐蚀钢或铝合金采用机械加工或冲压加工制成。如图1所示，限位环1的外圆为光面，限位环的内环面可加工成齿形面，齿形面是与橡胶圈模压连接的连接面，将限位环的内环面加工成齿形面是为了增加橡胶圈与限位环的结合面积，从而增加限位环与橡胶圈的粘结力，同时通过齿形连接防止橡胶圈在限位环内旋转，这是本发明的关键之一。

加工好限位环1之后，如图1所示，在限位环1的内环齿形面采用模压技术模压一层橡胶构成橡胶圈2，橡胶圈的截面设计成苹果形截面；如图3所示，苹果形截面包括两密封面、两过渡圆弧面和内环圆弧凸面；通过两密封面密封径向压力；通过内环圆弧凸面密封轴向压力；通过两过渡圆弧面来控制橡胶圈受轴向压力挤压时橡胶向内流动，防止橡胶圈挤入待连接件而失效，同时获得最大轴向密封压力，这是本发明的关键之二。

如图4所示，所述限位环两端的限位面之间的距离b为橡胶圈两密封面之间的距离B的0.25～0.6。防止螺栓轴向施压时压力过大压坏橡胶密封圈而导致密封失效，这是本发明的关键之三。

由于本发明采取了上述三个关键技术，大大提高了密封圈的耐高压性能。本发明的密封圈能承受静态密封压力20.6MPa(3000psi)；动态密封压力41.3MPa(6000psi)；爆破密封压力82.6MPa(12000psi)。具有良好的回弹性能和重复使用性能。具有耐高、低压状态的塑性变形和真空深冷状态下的密封性强的特点。橡胶圈选用聚四氟乙烯、丁腈橡胶、氟硅橡胶、硅橡胶、丁基橡胶、氟橡胶或乙丙橡胶氟橡胶制成。具有耐毒或腐蚀性的气体密封性能。安装时的位置比较稳定，装配容易，不会产生拧扭损伤，扭曲滚动，而且抗啃伤性能好。

图5是螺栓与连接件的连接实例，由图5可见，本发明的密封圈放置在螺栓11与连接件10之间，在连接时的轴向压力下，密封圈上的橡胶圈2被压扁变形，向螺栓11方向延伸，使橡胶圈2上的内环圆弧凸面7与螺栓11上的光杆部分紧密贴合，起到了轴向密封的作用，同时螺栓六方头的平面和连接件10的平面紧紧的压在橡胶圈2上的密封面8上，起到了径向密封的作用。同时限位环的两个限位面5限制了螺栓六方头的平面和连接件10的平面之间的距离，可防止橡胶圈2继续被压缩变形，造成压力过大压坏密封圈而导致密封失效。

图6是螺栓加垫圈与连接件的连接实例，由图6可见，本发明的密封圈放置在垫圈12与连接件10之间，在连接时的轴向压力下，密封圈上的橡胶圈2被压扁变形，向螺栓11方向延伸，使橡胶圈2上的内环圆弧凸面7与螺栓11上的光杆部分紧密贴合，起到了轴向密封的作用，同时垫圈12的平面和连接件10的平面紧紧的压在橡胶圈2上的密封面8上，起到了径向密封的作用。同时限位环的两个限位面5限制了垫圈12的平面和连接件10的平面之间的距离，可防止橡胶圈2继续被压缩变形，造成压力过大压坏密封圈而导致密封失效。

图7是铆钉与连接件的连接实例，由图7可见，本发明的密封圈放置在铆钉13与连接件10之间，在连接时的轴向压力下，密封圈上的橡胶圈2被压扁变形，向铆钉13方向延伸，使橡胶圈2上的内环圆弧凸面7与铆钉13上的光杆部分紧密贴合，起到了轴向密封的作用，同时铆钉13的平面和连接件10的平面紧紧的压在橡胶圈2上的密封面8上，起到了径向密封的作用。同时限位环的两个限位面5限制了铆钉13的平面和连接件10的平面之间的距离，可防止橡胶圈2继续被压缩变形，造成压力过大压坏密封圈而导致密封失效。

Claims

1. 一种高压密封方法，其特征在于：采用将橡胶圈与限位环齿形模压成一体的方法，通过限位环支撑橡胶圈，防止橡胶圈产生非圆变形，同时通过限位环两端的限位面限制橡胶圈的最大变形而达到最大密封压力。

2.根据权利要求1所述高压密封方法，其特征在于：将橡胶圈的截面设计成苹果形截面；苹果形截面包括两密封面平面、两过渡圆弧面和内环圆弧凸面；通过两密封面密封径向压力；通过内环圆弧凸面密封轴向压力；通过两过渡圆弧面来控制橡胶圈受轴向压力挤压时橡胶向内流动，防止橡胶圈挤入待连接件而失效，同时获得最大轴向密封压力。

3.根据权利要求2所述高压密封方法，其特征在于：所述限位环的内环面为齿形面，当橡胶圈与限位环模压连接时，在橡胶圈外环形成与限位环的内环面相对应的外环齿形面，防止橡胶圈在限位环内旋转，同时增加了橡胶圈与限位环的结合面积，从而增加限位环与橡胶圈的粘结力。

4.根据权利要求3所述高压密封方法，其特征在于：所述限位环采用合金钢、耐蚀钢或铝合金制成。

5.根据权利要求3所述高压密封方法，其特征在于：所述橡胶圈采用聚四氟乙烯、丁腈橡胶、氟硅橡胶、硅橡胶、丁基橡胶、氟橡胶或乙丙橡胶氟橡胶制成。

6.一种按照权利要求1～5任一权利要求所述方法构成的密封圈，其特征在于：该密封圈由限位环（1）和橡胶圈（2）连接组成；限位环（1）的内环与橡胶圈（2）通过齿形模压连接。

7.根据权利要求6所述密封圈，其特征在于：所述限位环（1）包括外环面（3）、内环面（4）和两端的限位面（5）；限位环（1）的内环面（4）为齿形面。

8.根据权利要求6所述密封圈，其特征在于：所述橡胶圈（2）的截面形状为苹果形截面；该苹果形截面包括外齿形面（6）、内环圆弧凸面（7）和设在外齿形面（6）与内环圆弧凸面（7）两侧的密封面（8）；外齿形面（6）与密封面（8）之间经过渡圆弧面（9）连接；外齿形面（6）的形状与限位环的内环面（4）的齿形相对应。

9.根据权利要求6所述密封圈，其特征在于：所述限位环（1）两端的限位面（5）之间的距离b为橡胶圈（2）两密封面（8）之间的距离B的0.25～0.6倍。