CN105673861B - 自泄压密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自泄压密封装置，不仅可以起到正向密封作用，还能够在反向卸除系统或介质压力，能够满足在一些特殊工况下的使用，上述自泄压密封装置包括：唇形圈体、金属弹性部件和支撑环，唇形圈体包括：内唇和外唇，内唇和外唇之间设有环形凹陷部，内唇和外唇背离环形凹陷部的一侧的形状为圆弧形，金属弹性部件设置于环形凹陷部内，支撑环的一端伸入环形凹陷部并与金属弹性部件相接触，支撑环的另一端伸出环形凹陷部外，支撑环背离环形凹陷部的一侧设有用于泄压的泄压槽。
Description
技术领域
本发明涉及密封件领域，尤其涉及一种自泄压密封装置。
背景技术
密封圈作为一种常用机械零件广泛应用于各行各业中，主要起到防液体或防气体泄漏的作用。
现有技术的密封圈多采用弹簧蓄能封，但是该类型的密封圈只能单纯地起到密封作用，无法进行泄压，在一些特殊的使用条件下，例如阀门行业中球阀阀座要求密封的同时还需要能够泄压，而现有技术的密封圈不能满足自泄压的情况，所以目前迫切需要一种既能起到密封作用又能自泄压的密封装置。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种自泄压密封装置，不仅可以起到正向密封作用，还能够在反向卸除系统或介质压力，能够满足在一些特殊工况下的使用。
本发明提供了一种自泄压密封装置，包括：唇形圈体、金属弹性部件和支撑环，唇形圈体包括：内唇和外唇，内唇和外唇之间设有环形凹陷部，内唇和外唇背离环形凹陷部的一侧的形状为圆弧形，金属弹性部件设置于环形凹陷部内，支撑环的一端伸入环形凹陷部并与金属弹性部件相接触，支撑环的另一端伸出环形凹陷部外，支撑环背离环形凹陷部的一侧设有用于泄压的泄压槽。
进一步地，支撑环为T型支撑环，T型支撑环的尾端设于环形凹陷部内且与金属弹性部件相接触，T型支撑环的头端伸出环形凹陷部外。
进一步地，金属弹性部件为由扁平形金属通过模具加工成截面呈V形的弹簧片固定连接而成的圆环形的弹性部件，金属弹性部件的大小与环形凹陷部相匹配，环形凹陷部内设有用于卡合金属弹性部件的凸台，金属弹性部件的闭口端与环形凹陷部的底部之间设有一定间隙，金属弹性部件的开口端与凸台贴合。
进一步地，弹簧片上设有冲压而成的多个外齿和多个内齿，外齿与内齿的形状均为矩形，外齿与内齿的开口尺寸相同。
进一步地，泄压槽的数量为多个，每两个相邻的泄压槽的长度方向相互之间呈一定夹角。
进一步地，金属弹性部件由不锈钢材料制成。
进一步地，支撑环由聚醚醚酮材料或金属材料制成。
进一步地，唇形圈体由聚四氟乙烯材料制成。
本发明提供了一种自泄压密封装置，其有益效果在于：上述密封装置不仅可以起到正向密封作用，还能够在反向卸除系统或介质压力，能够满足在一些特殊工况下的使用，例如在阀门行业中球阀阀座要求密封的同时还需要能够泄压，支撑环背离环形凹陷部的一侧设有泄压槽可以保证泄压操作的顺利进行，T型支撑环可以起到保护唇形圈体并延长密封装置寿命的作用，同时能够保证反向泄压功能的实现，弹簧片的结构设计可以实现在低压时提供密封装置的预紧力。
附图说明
图1为本发明提供的自泄压密封装置的剖视图；
图2为本发明提供的自泄压密封装置的安装结构示意图；
图3为本发明提供的自泄压密封装置的弹簧片的结构示意图；
图4为本发明提供的自泄压密封装置的支撑环的结构示意图；
图中：1、唇形圈体；2、金属弹性部件；3、支撑环；11、内唇；12、外唇；13、环形凹陷部；31、泄压槽；21、弹簧片；131、凸台；211、外齿；212、内齿。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：
根据图1，本发明提供了一种自泄压密封装置，包括：唇形圈体1、金属弹性部件2和支撑环3，唇形圈体1包括：内唇11和外唇12，内唇11和外唇12之间设有环形凹陷部13，内唇11和外唇12背离环形凹陷部13的一侧的形状为圆弧形，金属弹性部件2设置于环形凹陷部13内，支撑环3的一端伸入环形凹陷部13并与金属弹性部件2相接触，支撑环3的另一端伸出环形凹陷部13外，支撑环3背离环形凹陷部13的一侧设有用于泄压的泄压槽31，通过上述结构，使得上述自泄压密封装置不仅可以起到正向密封作用，还能够在反向卸除系统或介质压力，支撑环3背离环形凹陷部13的一侧设有泄压槽31可以保证泄压操作的顺利进行，支撑环3可以起到保护唇形圈体1并延长密封装置寿命的作用，同时能够保证反向泄压功能的实现，内唇11和外唇12设计成圆弧唇结构可以使得在一定偏心或移动的状况下保持圆弧唇与被密封件的密封面始终是在圆弧唇的切线处，从而保证接触面积的恒定，同时圆弧结构有利于介质存留在相贴合接触面的表面，在往复运动的表面形成油膜，从而延长使用寿命。
根据图2，本发明提供的自泄压密封装置的密封原理是：唇形圈体1的唇口朝向需要密封介质所在的一侧，工作时将密封装置安装在被密封件内，金属弹性部件2受压，促使唇形圈体1的内唇11和外唇12背离环形凹陷部13的一侧紧贴在被密封件内，从而形成密封，金属弹性部件2可以给唇形圈体1提供永久的弹力，并弥补材料磨损及配合零件的偏移或偏心，低压时，主要依靠金属弹性部件2提供预紧力使唇形圈体1的内唇11和外唇12背离环形凹陷部13的一侧紧贴在被密封件上实现密封，当系统压力升高时，则由金属弹性部件2和介质共同提供的压力使唇形圈体1的内唇11和外唇12背离环形凹陷部13的一侧紧贴在被密封件上实现密封。
本发明提供的自泄压密封装置的自泄压原理是：在反向泄压工况下，压力会作用在唇形圈体1背离唇口的一侧，通过压力作用，支撑环3受到来自于唇形圈体1传递于金属弹性部件2的压力，支撑环3和金属弹性部件2之间的相互作用会让金属弹性部件2的闭口端向环形凹陷部13的底部贴合，而此时唇形圈体1会向支撑环3的一侧移动，从而将需要泄压一侧的介质从内唇11与轴孔接触处设置的通道反向泄出，在反向泄压时，若没有支撑环3的结构，唇形圈体1有唇口的端面会直接与挡板接触，唇形圈体1在受到沿自身轴向方向的压力时唇形圈体1的端面无法沿自身轴向变形时会发生在自身的径向方向上发生变形，这样就阻碍了反向泄压的进行，压力过大或长时间得不到泄压会导致内唇11的部位被挤出介质通道外。
优选的，支撑环3为T型支撑环3，T型支撑环3的尾端设于环形凹陷部13内且与金属弹性部件2相接触，T型支撑环3的头端伸出环形凹陷部13外，上述T型支撑环3的头端为T中的“-”(即T上部的横)，T型支撑环3的尾端为T中的“|”(即T下部的竖)，可根据需要，将T型支撑环3的尾端设置于环形凹陷部13中，当然，上述支撑环3可以为I型支撑环3或者L型支撑环3，也能起到相同的作用和效果。
优选的，金属弹性部件2为由扁平形金属通过模具加工成截面呈V形的弹簧片21固定连接而成的圆环形的弹性部件，金属弹性部件2的大小与环形凹陷部13相匹配，环形凹陷部13内设有用于卡合金属弹性部件2的凸台131，金属弹性部件2的闭口端与环形凹陷部13的底部之间设有一定间隙，金属弹性部件2的开口端与凸台131贴合，弹簧片21上设有冲压而成的多个外齿211和多个内齿212，外齿211与内齿212的形状均为矩形，外齿211与内齿212的开口尺寸相同，具体结构可参见图3，金属弹性部件2的闭口端与环形凹陷部13的底部之间设有一定间隙是为了在安装和反向泄压过程中，金属弹性部件2在沿唇形圈体1的径向方向上会有一定程度的压缩，且会在沿唇形圈体1的轴向方向上会有一定程度的延伸，从而唇形圈体1与金属弹性部件2会发生相互变形运动，设有此间隙可以保证该过程中不发生干涉，而环形凹陷部13内设置的凸台131可以保证金属弹性部件2折弯后装入唇形圈体1内会卡在凸台131处，保证金属弹性部件2在安装和工作期间不会弹出，金属弹性部件2的制造工艺流程可以是经冲裁，再折弯，最后焊接成环状，可以在低压时提供密封装置的预紧力。
可选的，泄压槽31的数量为多个，每两个相邻的泄压槽31的长度方向相互之间呈一定夹角，具体结构可以参见图4，在实际制作过程中，可以根据实际需要调整泄压槽31的数量，从而使反泄压能够顺利进行并能够达到最优的泄压效果。
优选的，金属弹性部件2由不锈钢材料制成，不锈钢材料耐腐蚀性较好，且能够保证硬度和弹性要求，可以选用SS301或718等型号的不锈钢材料。
优选的，支撑环3由聚醚醚酮材料或金属材料制成，支撑环3使用金属材料制作时可以采用不锈钢材料。
优选的，唇形圈体1由聚四氟乙烯材料制成，聚四氟乙烯材料具有良好的抗磨损和抗热性，较低的气体渗透率，且低温特性较好，非常适用于超低温环境的密封，当然上述唇形圈体1的材料还可以选用聚三氟氯乙烯或者超高分子聚乙烯等其它高分子聚合物，也具有相同的特性。
综上所述，本发明提供了一种自泄压密封装置，其优势在于：上述密封装置不仅可以起到正向密封作用，还能够在反向卸除系统或介质压力，能够满足在一些特殊工况下的使用，例如在阀门行业中球阀阀座要求密封的同时还需要能够泄压，支撑环背离环形凹陷部的一侧设有多个泄压槽可以保证泄压操作的顺利进行，T型支撑环可以起到保护唇形圈体并延长密封装置寿命的作用，同时能够保证反向泄压功能的实现，弹簧片的结构设计可以实现在低压时提供密封装置的预紧力，金属弹性部件由不锈钢材料制成可以防腐蚀，而唇形圈体采用聚四氟乙烯材料可以加强密封效果，非常适用于超低温环境，本发明结构简单，通过唇形圈体、金属弹性部件和支撑环的配合设计，极大地提高了密封装置的密封效果，且同时还能够实现自泄压功能，是一个实用性和功能性较强的自泄压密封装置。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种自泄压密封装置，其特征在于，包括：唇形圈体、金属弹性部件和支撑环，所述唇形圈体包括：内唇和外唇，所述内唇和所述外唇之间设有环形凹陷部，所述内唇和所述外唇背离所述环形凹陷部的一侧的形状为圆弧形，所述金属弹性部件设置于所述环形凹陷部内，所述支撑环的一端伸入所述环形凹陷部并与所述金属弹性部件相接触，所述支撑环的另一端伸出所述环形凹陷部外，所述支撑环背离所述环形凹陷部的一侧设有用于泄压的泄压槽；
所述支撑环为T型支撑环，所述T型支撑环的尾端设于所述环形凹陷部内且与所述金属弹性部件相接触，所述T型支撑环的头端伸出所述环形凹陷部外；
所述金属弹性部件为由扁平形金属通过模具加工成截面呈V形的弹簧片固定连接而成的圆环形的弹性部件，所述金属弹性部件的大小与所述环形凹陷部相匹配，所述环形凹陷部内设有用于卡合所述金属弹性部件的凸台，所述金属弹性部件的闭口端与所述环形凹陷部的底部之间设有一定间隙，所述金属弹性部件的开口端与所述凸台贴合；
所述弹簧片上设有冲压而成的多个外齿和多个内齿，所述外齿与所述内齿的形状均为矩形，所述外齿与所述内齿的开口尺寸相同。
2.根据权利要求1所述的自泄压密封装置，其特征在于，所述泄压槽的数量为多个，每两个相邻的所述泄压槽的长度方向相互之间呈一定夹角。
3.根据权利要求1所述的自泄压密封装置，其特征在于，所述金属弹性部件由不锈钢材料制成。
4.根据权利要求1所述的自泄压密封装置，其特征在于，所述支撑环由聚醚醚酮材料或金属材料制成。
5.根据权利要求1所述的自泄压密封装置，其特征在于，所述唇形圈体由聚四氟乙烯材料制成。
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