CN106122475A - 一种用于机械产品的端面密封结构 - Google Patents

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史玉锋
刘阳
王艳柳
王育红
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Abstract

本发明公开了一种用于机械产品的端面密封结构，包括密封圈和密封座体或产品密封构件本体，密封体或产品密封构件本体的密封结合面上设置环形密封槽，所述密封圈嵌装在环形密封槽内，所述环形密封槽的截面槽口小、槽底大的为梯形结构，所述密封圈为O型密封圈；有效地解决了密封圈容易脱离密封槽或掉出的问题，而且进一步提高了密封效果。

Description

一种用于机械产品的端面密封结构
技术领域
本发明涉及机械密封技术领域，具体为一种用于机械产品的端面密封结构。
背景技术
一些箱体，管件、有腔室等产品，为了使其内部的流体介质不外泄，往往在其密封端面采取密封措施，一般采用的是密封环垫、或O型密封圈进行密封，但这些密封措施，往往在进行安装或维修时密封垫或密封圈很容易遭到破坏或脱离安装位置，特别是垂直的端面或朝下的端面的产品，给生产和维修带来诸多不便和成本的增加。
其次，在容器类、管件类产品及其主要部件、构件加工完成后，往往需要进行试压检验，以确保产品质量。产品试压比较常见的方式是将待试压构件与外界连通的通孔借助其一体连接的法兰等连接件实施有效的端面密封，这种密封的主要特点是无法对产品密封面进行结构改造，只能在密封胎具的密封接合面上采取适当的结构性措施。目前，使用较为普遍的密封胎具是采用与产品密封部位连接结构相适配的密封座，并在密封座的密封接合面上设置截面为矩形的环形凹槽，试压时在该环形凹槽内置入O型密封圈，然后用连接紧固件将所述密封座与产品连通孔的连接法兰紧密连接，将O型密封圈压紧。在试压过程中，即靠O型密封圈与所述连接法兰密封接合面接触和压紧力防止试压产品内腔高压流体介质的泄漏，确保试压检测结果的准确性。这种方法的主要缺陷一是由于密封座频繁拆装，拆卸后O型密封圈很容易从所述环形凹槽内脱落，需要反复安装，非常麻烦，特别是在高速试压检测的情况下，安装O型密封圈将严重影响试压作业效率，而且O型密封圈容易掉落地面而沾染污物，影响密封效果和O型密封圈的使用寿命；二是在试压过程中，产品内腔中的高压流体介质以较高的压力压向O型密封圈与产品密封接合面接触的部位，将O型密封圈向环形凹槽内的间隙中挤压，特别是试压压力极高时，容易造成密封失效，影响产品试压检测结果的准确性，进而影响产品的出厂质量。
迄今为止，所属领域对上述问题尚无较为理想解决措施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于机械产品的端面密封结构，以解决上述背景技术中提出的密封圈很容易脱离密封槽或掉出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于机械产品的端面密封结构，包括密封圈和密封座体或产品密封构件本体，密封体或产品密封构件本体的密封结合面上设置环形密封槽，所述密封圈嵌装在环形密封槽内，所述环形密封槽的截面槽口小、槽底大的为梯形结构，所述密封圈为O型密封圈。
所述的槽口宽度小于O型密封圈的直径的10%~20%；所述环形密封槽的深度小于O型密封圈直径的15%~25%；所述环形密封槽的槽侧与槽底的夹角为30°~60°。
所述O型密封圈的直径大于所述环形密封槽的开口尺寸。
所述O型密封圈的直径大于或等于所述环形密封槽深度的1.5倍。
所述密封座的密封结合端面设置圆形凹槽，圆形凹槽内设置压板，该压板为倒锥台状结构，其外圆周侧的最小直径大于所述密封圈的内径，所述圆形凹槽的直径等于或小于密封圈的外径。
所述压板的底部设置导向柱，该导向柱与密封座轴心部位设置的通孔滑动连接，所述导向柱一端连接有限位螺母。
所述密封圈采用矩形密封圈，矩形密封圈的厚度大于所述圆形凹槽深度0.1~0.5mm。
所述压板的厚度小于所述圆形凹槽深度0.2~1mm。
所述压板的母线锥度为20°~60°。
所述压板的下部为圆柱状结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1）本发明通过梯形密封槽的设置，有效地解决了密封圈容易脱离密封槽或掉出的问题，而且进一步提高了密封效果。
2）本发明通过活动压板的设置实现了对密封接合面的动态密封，在置入密封圈的过程中，通过限位螺母使得压板对密封圈施加一初态压力，可有效地防止密封圈的脱落；在密封座体及密封圈与待试压工件连接法兰安装连接过程中，由连接法兰对压板及密封圈施加一与压紧力；在试压过程中，随着流体介质压力的增加，挤压压板，进一步对密封圈实施挤压，流体介质压力越大，密封圈的对连接法兰外端面的挤压力越大，即密封效果越好。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例二的结构示意图；
图3为本发明实施例三的结构示意图；
图4为本发明实施例四的结构示意图；
图5为本发明实施例五的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1-5，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，本发明的用于机械产品的端面密封结构，包括产品的本体1a，在所述产品本体1a的端面适当部位加工出环形密封槽2，所述环形密封槽2采用的是先矩形后燕尾的工艺加工出来的梯形截面的环槽；所述环形密封槽2是用来安装O型密封圈3的，所述梯形截面的环形密封槽2的槽口宽度小于槽底宽度；所述2的槽口宽度小于O型圈3的直径的1b0%到20%；所述梯形截面的环形密封槽2的深度小于O型圈3直径的1b5%到25%；所述梯形截面的环形密封槽2的梯形角度为30°-60°。这种端面密封结构及工艺方法可以确保产品在安装或维修时，O型密封圈得到很好的固定，不易从产品的端面脱离和有效提供密封圈的寿命及密封效果。特别适合于产品端面密封的垂直和倒吊环境的安装和维修。
实施例二
参看图2，本发明提供一种技术方案：用于机械产品的端面密封结构，包括密封座体1b和密封圈，密封座体1b具有与试压工件与外部连通通孔部位的连接法兰4外端面相配合的密封结合面和用于连接紧固的螺栓孔（图中未示），所述密封结合面上设置有环形密封槽2a，所述密封圈嵌装在环形密封槽内，所述环形密封槽2a的截面口小底大的为梯形结构，所述密封圈可采用O型密封圈3a，当O型密封圈3a嵌入环形密封槽2a后不易脱落。O型密封圈3a的直径应大于所述环形密封槽2a的开口的尺寸，O型密封圈3a的直径大于或等于所述环形密封槽2a深度的1.5倍，此种结构不仅可以更加牢固地将O型密封圈3a卡在环形密封槽2a内，可靠地避免O型密封圈3a的脱落；而且可使O型密封圈3a因预压变形而与试压工件连接法兰4的外端面之间接触面加大，利于提高密封效果；同时，在密封座体1b与试压工件连接在一起后，O型密封圈3a会产生预压变形，该变形包括向着O型密封圈3a与环形密封槽2a之间间隙部位膨胀并将间隙充满，一定程度上消除了试压过程中O型密封圈3a向环形密封槽2a内继续变形膨胀的空间，从而加强了O型密封圈3a对连接法兰4外端面的挤压密封，更加有效地保证了试压结果的准确性。
实施例三
参看图3，作为对实施例一技术方案的进一步改进，所述密封座体1b的密封结合端面设置圆形凹槽2b，圆形凹槽2b内设置压板5a，该压板5a为上大下小的倒锥台状结构，密封圈可采用O型密封圈3a。压板5a的外圆周侧的最小直径应大于所述O型密封圈3a的内径，所述圆形凹槽2b的直径应等于或略小于O型密封圈的3a外径。所述压板5a的底部可设置导向柱6，该导向柱6与密封座体1b轴心部位设置的通孔滑动连接，所述导向柱6一端连接有限位螺母7。
本实施方式的密封结构在使用时，可将O型密封圈3a置放在所述圆形凹槽2b内，再将压板5a通过导向柱6安装在圆形凹槽2b内，通过限位螺母7使压板5a将O型密封圈2a压紧；然后将密封座体1b与待试压工件的连接法兰4连接并紧固，此时对O型密封圈3a施以与压紧力，使之产生预变形并与连接法兰4外端面压力面接触。在试压加压过程中，随着待试压工件内腔流体介质压力的逐渐加大，将压板5a向圆形凹槽2b槽底推压，而压板5a外圆周侧的锥面对O型密封圈3a继续施加压力，将O型密封圈3a挤向密封面，因而试压压力越大，O型密封圈3a与连接法兰4外端面挤压越紧，密封效果则越好。而且，在试压完毕拆卸密封座体1b时，由于压板5a锥面的挤压力，O型密封圈3a仍然会牢固的卡在圆形密封槽2b内，可对批量待试压工件依次进行试压，十分方便快捷，既可提高试压结果的准确性，也可提高试压作业的效率。
实施例四
参看图4，作为对实施例二技术方案的进一步改进，所述密封圈可采用矩形密封圈3b，其与待试压工件连接法兰4的外端面为面接触，密封效果更好。考虑矩形密封圈3b的厚度与圆形凹槽2b深度之差过小则对连接法兰4的压力较小，会影响密封效果；过大则容易使密封座体1b与连接法兰4接触面之间间隙较大，矩形密封圈3b密封部位的弹性过大，亦影响密封效果。试验表明，矩形密封圈3b的厚度大于所述圆形凹槽2b深度0.1~0.5mm能收到较好的密封效果。压板5a的厚度以小于所述圆形凹槽2b深度0.2~1mm，这一差值过小，密封座体1b与连接法兰4之间产生较大间隙，甚至矩形密封圈3b无法接触连接法兰4或压力过小，达不到密封端效果；过大则当压板5a受压下移时，矩形密封圈3b受压会向压板5a与所述圆形凹槽2b槽底之间间隙部位变形，无益于加大矩形密封圈3b对连接法兰4的挤压。所述压板5a的外圆母线锥度为20°~60°为宜，如此能够实现压板5a对矩形密封圈3b的顺利挤压，并使矩形密封圈3b向连接法兰4的外端面变形挤压，提高试压密封效果。
实施例五
参看图5，作为对实施例三技术方案的进一步改进，压板5b的下部为圆柱状结构。此结构利于在试压过程中压板5b能下压至圆形凹槽2b的槽底，避免矩形密封圈3b向二者间隙部位产生无效变形，同时由压板5b外圆周侧的锥面将矩形密封圈3b挤压向连接法兰4外端面变形，增加密封面的压力，提高密封效果。

Claims (10)

1.一种用于机械产品的端面密封结构，包括密封圈和密封座体或产品密封构件本体，密封体或产品密封构件本体的密封结合面上设置环形密封槽，所述密封圈嵌装在环形密封槽内，其特征在于：所述环形密封槽的截面槽口小、槽底大的为梯形结构，所述密封圈为O型密封圈。
2.根据权利要求1所述的一种用于机械产品的端面密封结构，其特征在于：所述的槽口宽度小于O型密封圈的直径的10%~20%；所述环形密封槽的深度小于O型密封圈直径的15%~25%；所述环形密封槽的槽侧与槽底的夹角为30°~60°。
3.根据权利要求1所述的用于机械产品的端面密封结构，其特征在于：所述O型密封圈的直径大于所述环形密封槽的开口尺寸。
4.根据权利要求1所述的用于机械产品的端面密封结构，其特征在于：所述O型密封圈的直径大于或等于所述环形密封槽深度的1.5倍。
5.根据权利要求1所述的用于机械产品的端面密封结构，其特征在于：所述密封座的密封结合端面设置圆形凹槽，圆形凹槽内设置压板，该压板为倒锥台状结构，其外圆周侧的最小直径大于所述密封圈的内径，所述圆形凹槽的直径等于或小于密封圈的外径。
6.根据权利要求1所述的用于机械产品的端面密封结构，其特征在于：所述压板的底部设置导向柱，该导向柱与密封座轴心部位设置的通孔滑动连接，所述导向柱一端连接有限位螺母。
7.根据权利要求1所述的用于机械产品的端面密封结构，其特征在于：所述密封圈采用矩形密封圈，所述矩形密封圈的厚度大于所述圆形凹槽深度0.1~0.5mm。
8.根据权利要求1所述的用于机械产品的端面密封结构，其特征在于：所述压板的厚度小于所述圆形凹槽深度0.2~1mm。
9.根据权利要求1所述的用于机械产品的端面密封结构，其特征在于：所述压板的母线锥度为20°~60°。
10.根据权利要求1所述的用于机械产品的端面密封结构，其特征在于：所述压板的下部为圆柱状结构。
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