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Abstract

本发明公开了一种金属密封圈，该金属密封圈包括圈体和位于所述圈体两端端口处的一圈第一密封唇，其中，所述圈体呈空心柱体状，所述圈体的外表面上至少有一个向圈体内表面凹陷的凹槽。通过对金属密封圈的结构进行改进，使得其外表面上具有均匀分布的向其内表面凹陷的凹槽，以使所述金属密封圈就有更好的可塑性，能允许较大的压缩变形量；此外，通过位于所述圈体两端端口处的一圈密封唇，在金属密封圈受压形变时能实现通道和阀口的密封。因此，本发明的金属密封圈不仅密封效果好，不易老化；耐腐蚀性强，可用于各种腐蚀强的气体，液体等密封，还允许有较大压缩的变形量，可以有效的降低密封结构的尺寸精度的要求，大大地降低了制造成本。

Description

一种金属密封圈
技术领域
本发明涉及一种气体质量流量控制器上用于各种气体和液体密封的密封圈，具体地说，涉及一种金属密封圈。
背景技术
气体质量流量控制器主要用于对气体的质量流量进行精密测量和控制，在半导体微电子工业、特种材料研制、化学工业、石油工业、医药、环保和真空等多种领域的科研和生产中有着重要的应用。在气体质量流量控制器上，为防止气体和液体外泄常通过密封圈进行密封，常见的密封圈如橡胶密封圈、塑料密封圈。
橡胶密封圈即传统的密封圈，其只有密封的功能，不能兼顾固定或支撑零件的作用。橡胶密封圈由于材料本身很软，所以只要受到挤压力就会变形。如果变形量过大，橡胶密封圈的材料将会失去弹性，时间长了将会失去密封的作用，并且橡胶的耐腐蚀性差。
塑料密封圈，如聚四氟乙烯密封圈等，由于材料本身较软，且容易产生塑性变形。因此，塑料密封圈也不能实现既有密封的功能，同时又起到固定或支撑零件的作用。
目前，气体质量流量控制器中采用的金属密封圈，其结构为空心圆柱形状， 圈体两端处具有密封唇。相对于橡胶密封圈和塑料密封圈，金属密封圈的密封性较好，耐腐蚀性好，且长期使用不易老化。此外，金属密封圈还可以起到固定或支撑零件的作用。
但是，金属密封圈对所密封零件的密封表面的质量要求很高，导致成本较高；并且金属密封圈的可塑性较差，不允许有较大的压缩变形量，金属密封圈需要施加很大压紧力，才能实现密封。因此，现有金属密封圈存在成本较高及可塑性较差，不允许有较大的压缩变形量导致的密封不严等问题。
发明内容
本发明的主要目的为，针对上述问题，提出一种金属密封圈，具有密封效果好，不易老化；允许有较大压缩的变形量，可以有效的降低密封结构的尺寸精度的要求，大大地降低了制造成本。此外，其耐腐蚀性强，可用于各种腐蚀强的气体，液体等密封。
为达成上述目的，本发明提供一种金属密封圈，该金属密封圈包括圈体和位于所述圈体两端端口处的一圈第一密封唇，其特征在于，所述圈体呈空心柱体状，所述圈体的外表面上至少有一个向圈体内表面凹陷的凹槽。
优选地，所述圈体外表面上向所述圈体内表面凹陷的凹槽有多个，且均匀分布在所述圈体两端端口之间。
优选地，所述圈体外表面上向所述圈体内表面凹陷的凹槽，沿径向向外方向的截面形状为多边形、U型、圆弧、或其中任意一种或多种图形的组合。
优选地，所述圈体外表面上向所述圈体内表面凹陷的凹槽的圆弧截面为半圆弧形，所述多边形为三角形、矩形或梯形。
优选地，所述金属密封圈还包括位于圈体凹槽突出表面上的第二密封唇，其中，所述第二密封唇的径向厚度大于所述第一密封唇的径向厚度。。
优选地，所述第一密封唇和/或第二密封唇的截面为多边形、圆弧、U型、或其中任意一种或多种图形的组合。
优选地，所述第一密封唇和/或第二密封唇的圆弧截面为半圆弧形，所述多边形为三角形、矩形、或梯形。
优选地，所述金属密封圈的圈体、第一密封唇和第二密封唇为一体结构。
优选地，所述金属密封圈的材料为不锈钢。
本发明还提供一种气体质量流量控制器，包括：通道、阀口、阀芯、阀体和金属密封圈，所述的金属密封圈安装在通道和阀口之间，其中，所述金属密封圈的轴线与阀口的轴线相重合。
从上述技术方案可以看出，本发明的一种金属密封圈，该金属密封圈包括圈体和位于所述圈体两端端口处的一圈第一密封唇，其中，所述圈体的外表面上至少有一个向圈体内表面凹陷的凹槽。通过对金属密封圈的结构进行改进，使得金属密封圈不仅密封效果好，不易老化；耐腐蚀性强，可用于各种腐蚀强的气体，液体等密封，还允许有较大压缩的变形量，可以有效的降低密封结构的尺寸精度的要求，大大地降低了制造成本。
附图说明
图1为本发明金属密封圈结构的立体示意图；
图2为本发明金属密封圈的使用状态结构示意图；
图3为本发明金属密封圈的使用状态结构局部示意图；
图4为本发明金属密封圈的正视图；
图5为沿图4中的1-1线刨开的本发明的金属密封圈的剖面图；
图6为图5中A处的局部结构示意图。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的示例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。
上述及其它技术特征和有益效果，将结合实施例及附图1-5对本发明的金属密封圈进行详细说明。
本发明的下述实施例中，通过金属密封圈的本身结构进行改进，使得其外表面上具有均匀分布的向其内表面凹陷的凹槽，以使所述金属密封圈就有更好的可塑性，能允许较大的压缩变形量，并使金属密封圈外表面具有密封和固定作用；此外，位于所述圈体两端端口处的一圈第一密封唇，其在金属密封圈受压形变时能实现通道和阀口的密封。由此可见，金属密封圈不仅密封效果好，不易老化；允许有较大压缩的变形量，可以有效的降低密封结构的尺寸精度的要求，大大地降低了制造成本；此外，金属密封圈的耐腐蚀性强，可用于各种腐蚀强的气体，液体等密封。
如图1所示，为本发明金属密封圈结构的立体示意图，本实施例中，金属密封圈100包括：圈体101、凹槽102、第一密封唇103以及第二密封唇104。
圈体101，其形状为空心柱体状，进一步地，圈体101为空心圆柱体状；圈体101的材质为不锈钢，在本实施例中，该圈体101的材质可以是316L不锈钢。
凹槽102是位于圈体101外表面上向圈体101内表面凹陷的凹槽，圈体101的外表面上至少有一个向圈体101内表面凹陷的凹槽102。进一步地，圈体101外表面上向圈体101内表面凹陷的凹槽102有多个，且均匀分布在圈体101两端端口之间，圈体101外表面上向圈体101内表面凹陷的凹槽102，沿径向向外方向的截面形状为多边形、U型、圆弧、或其中任意一种或多种图形的组合，其中，圈体101外表面上向所述圈体101内表面凹陷的凹槽102的圆弧截面为半圆弧形，多边形为三角形、矩形或梯形。在本实施例中，该凹槽102的截面形状为U型，其中， U型截面形状是由半圆弧及其两端点的切线所组成的，进一步地， U型截面形状中半圆弧的半径与圈体101端处第一密封唇103的圆弧半径相等。在本实施例中，当金属密封圈100受压时，因其边缘中的凹槽102的存在，使得金属密封圈100的结构具有更好的可塑性，以使得金属密封圈100具有更大的压缩变形量。
第一密封唇103为位于圈体101两端端口处的一圈第一密封唇103，第一密封唇104的截面为多边形、圆弧、U型、或其中任意一种或多种图形的组合，其中，第一密封唇103的圆弧截面为半圆弧形，多边形为三角形、矩形、或梯形。在本实施例中，第一密封唇103通过其小圆弧型的外表面与金属密封圈100的外侧面相连接，在金属密封圈100受压发生形变时过盈配合进阀口120内，并因第一密封唇103上小圆弧型的外表面可以形成完全的密封。
第二密封唇104位于圈体101外表面上，通过均匀分布的第二密封唇104能逐级的对金属密封圈100的外侧面进行密封，此外金属密封圈100通过第二密封唇104过盈配合嵌入进阀口120内，能起到固定金属密封圈100和补充密封的作用。
此外，第一密封唇103、第二密封唇104和圈体101为一体结构，该金属密封圈100的材质为不锈钢，在本实施例中，其材质是316L不锈钢。
具体地，本实施例中所述金属密封圈的使用状态结构示意图如图2所示，其局部示意图如图3所示，其中，所述图2和图3是金属密封圈100在气体质量流量控制器上的使用状态结构示意图及局部示意图。金属密封圈100，安装在通道110和阀口120之间，起到密封和固定阀口120的作用。阀体140与通道110之间用螺栓连接固定。拧紧螺栓，阀体140将向下运动，阀体140接触到阀芯130的簧片，紧接着接触到阀口120。然后，阀口120向下移动，挤压金属密封圈100，金属密封圈100由于受到压力，产生压缩变形。金属密封圈100的变形量，一方面，能够使阀体140与通道110之间紧密接触；另一方面，金属密封圈100、阀口120、阀芯130的簧片等零件均被挤压固定。此外，金属密封圈100还起到了通道110和阀口120之间的密封作用。
本发明的金属密封圈100可以采用不脱离本发明的精神和范围的多种不同结构。参考图4、5和6，下面提供一种特别适用于气体质量流量控制器中的金属密封圈及其尺寸。
在本实施例中，请参阅图4，图4为本发明金属密封圈的正视图，所述金属密封圈100两端端口具有一圈小圆弧面截面的第一密封唇103，以及金属密封圈100两端之间具有圆弧截面的中间密封圈102，其中，所述的第二密封唇104具有相同的径向高度，圈体101端处的第一密封唇103的径向高度小于其外侧面第二密封唇104的径向高度。
请参阅图5，图5为图4中的沿1-1线刨开的本发明的金属密封圈的剖面图。在本实施例中，金属密封圈100具有两个U型凹槽102和三个第二密封唇104以及两端各有一个第一密封唇103，进一步地所述金属密封圈100的材料为316L不锈钢。其中，金属密封圈100的轴向长度为2.70cm；其圈体101的内径为4.95cm；其外侧面第二密封唇104的内径为7cm；其外侧面U型凹槽102的深度和宽带分别为0.48cm和0.30cm，其中底部的半圆的半径为0.15cm。
请参阅图6，图6为图5中A处的局部结构示意图，所述圈体101端口处的第一密封唇103的弧度角为a，且所述U型凹槽102底部和圈体101的内侧面间有一定间距。在本实施例中，a为90度，进一步地，圈体101端口处的第一密封唇103的的半径与所述U型凹槽的底部半圆的半径相同为0.15cm，所述U型凹槽102底部和圈体101的内侧面间的间距为0.55cm。
以上所述的仅为本发明的实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种金属密封圈，所述金属密封圈包括圈体和位于所述圈体两端端口处的一圈第一密封唇，其特征在于，所述圈体呈空心柱体状，所述圈体的外表面上至少有一个向圈体内表面凹陷的凹槽。
2.根据权利要求1所述的金属密封圈，其特征在于，所述圈体外表面上向所述圈体内表面凹陷的凹槽有多个，且均匀分布在所述圈体两端端口之间。
3.根据权利要求1所述的金属密封圈，其特征在于，所述圈体外表面上向所述圈体内表面凹陷的凹槽，沿径向向外方向的截面形状为多边形、U型、圆弧、或其中任意一种或多种图形的组合。
4.根据权利要求3所述的金属密封圈，其特征在于，所述圈体外表面上向所述圈体内表面凹陷的凹槽的圆弧截面为半圆弧形，所述多边形为三角形、矩形或梯形。
5.根据权利要求1所述的金属密封圈，其特征在于，所述金属密封圈还包括位于圈体凹槽突出表面上的第二密封唇，其中，所述第二密封唇的径向厚度大于所述第一密封唇的径向厚度。
6.根据权利要求1或5所述的金属密封圈，其特征在于，所述第一密封唇和/或第二密封唇的截面为多边形、圆弧、U型、或其中任意一种或多种图形的组合。
7.根据权利要求6所述的金属密封圈，其特征在于，所述第一密封唇和/或第二密封唇的圆弧截面为半圆弧形，所述多边形为三角形、矩形、或梯形。
8.根据权利要求6所述的金属密封圈，其特征在于，所述金属密封圈的圈体、第一密封唇和第二密封唇为一体结构。
9.根据权利要求1所述的金属密封圈，其特征在于，所述金属密封圈的材料为不锈钢。
10.一种气体质量流量控制器，包括：通道、阀口、阀芯和阀体，其特征在于，还包括权利要求1-9任意一个所述的金属密封圈，所述的金属密封圈安装在通道和阀口之间，其中，所述金属密封圈的轴线与阀口的轴线相重合。
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