CN106439021B - 一种换热器密封圈 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换热器密封圈，包括O型密封圈的基体，所述基体设置在密封压板之间，基体的上下端面上分别设有环形的凹槽，所述凹槽为燕尾槽，所述凹槽与密封压板之间构成第二封闭腔，基体的上下端面的外缘分别设有一截面呈多边形状的凸缘，所述凸缘、基体以及密封压板之间构成第一封闭腔，当密封圈受到高压侧向低压侧的压力时，第二封闭腔具有平衡密封圈内部压力的作用，会使密封圈基体材料向外胀开并更加紧密地压在接触面上,内部的压力越大，密封圈基体材料压紧接触面的压力也越大，从而保证了较好的密封效果，第一封闭腔具有补偿第二封闭腔在基体与密封压板滑动接触时损失的气压的作用，具有更好的密封效果。
Description
技术领域
本发明涉及高压容器密封领域，基体的是一种换热器密封圈。
背景技术
O型密封圈是具有圆形截面的环行橡胶密封圈.主要用于机械部件在静态条件下防止液体和气体介质的泄露.O型圈是一种双向作用密封元件。安装时径向或轴向方面的初始压缩，赋予O型圈自身的初始密封能力。由系统压力而产生的密封力与初始密封力合成总的密封力，它随系统压力的提高而提高。O型圈在静密封场合，显示了突出的作用。然而，在动态的适当场合中，O型圈也常被应用，但它受到密封处的速度和压力的限制。
现今在一些高压容器中也使用到O型密封圈进行密封，但是普通的密封圈存在渗漏的缺点，并且渗漏现象所在压力的增加而变得严重，不能满足高压容器的密封需求。
现有技术中如专利号为：201010164642.7公开了一种用来对连接面进行内外密封的密封圈。该密封圈具有截面呈O形的环状的基体,在环状基体的前后端面上分别开有环形的凹槽,所述凹槽的截面形状为口部较窄而底部较宽的梯形。本发明在使用过程中,当密封圈高压侧的气体向低压侧渗漏时会使密封圈基体材料向外胀开并更加紧密地压在接触面上,内部的压力越大,密封圈基体材料压紧接触面的压力也越大,从而保证了较好的密封效果，但是上述结构在变形滑动过程中凹槽形成的封闭腔会损失一部分内部压力，所以实际的密封效果会大大的减弱。
发明内容
针对上述不足，本发明设计了一种能对封闭腔中的气压进行补偿的密封圈结构，具体方案如下；
一种换热器密封圈，包括O型密封圈的基体，所述基体设置在密封压板之间，基体的上下端面上分别设有环形的凹槽，所述凹槽为燕尾槽，所述凹槽与密封压板之间构成第二封闭腔，基体的上下端面的外缘分别设有一截面呈多边形状的凸缘，所述凸缘、基体以及密封压板之间构成第一封闭腔。
进一步所述凸缘与密封压板相接触的贴合面上设有多个隔开的环槽，多个所述环槽均与第一封闭腔相通；所述环槽两侧分别设有一斜面。
进一步所述环槽的深度范围在0.03-0.3毫米。
进一步所述斜面部分沿圆周方向在所述环槽的两侧上延伸并与所述环槽相连。
进一步所述凸缘的横截面呈三角形。
更进一步所述基体材料为三元乙丙橡胶。
本发明和现有技术相比较密封圈基体与密封压板滑动接触时避免了气压渗漏的缺陷，具有密封效果显著。
附图说明
图1为密封圈结构图；
图2为受到两端密封压板挤压以及一侧高气压时的密封圈状态结构图；
图3为贴合面的俯视结构图；
图4为贴合面的侧视结构图。
附图标记；1、基体；2、凹槽；3、凸缘；4、密封压板；5、第一封闭腔；6、第二封闭腔；7、环槽；8、斜面、10、贴合面；11、高压侧；12、低压侧。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明一种换热器密封圈进一步详细说明。
这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相邻”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接 ；可以是机械连接，也可以是电连接 ；可以是直接相邻，也可以通过中间媒介间接相邻，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1和图2所示，所述一种换热器密封圈，包括O型密封圈的基体1，所述基体1材料为三元乙丙橡胶，所述基体1设置在密封压板4之间，本发明中所述的密封压板4在实际应用中是换热器壳体上的法兰，基体1的上下端面上分别设有环形的凹槽2，所述凹槽2为燕尾槽，所述凹槽2与密封压板4之间构成第二封闭腔6，基体1的上下端面的外缘分别设有一截面呈多边形状的凸缘3，所述凸缘3的横截面呈三角形，所述凸缘3、基体1以及密封压板4之间构成第一封闭腔5，当基体1受到从高压侧11面向低压侧12方向的压力，以及来自上下两端的密封压板4的压力时，所述第一封闭腔6具有平衡基体1所承受的来自的各个方向的压力的作用，当压力增加时基体1材料向外胀开并更加紧密地压在密封压板4上,内部的压力越大,密封圈基体1材料压紧密封压板4的压力也越大,取得较好的密封效果，所述第一封闭腔5中的气压可以保证第二封闭腔6在基体1与密封压板4滑动接触时内部气压稳定，防止基体1在受压向外膨胀的过程中由于压力不均产生变形从而导致内部气压泄露。
橡胶是最常用的密封材料。除橡胶外，适合于做密封材料的还有石墨等，聚四氟乙烯以及各种密封胶等。
通用的橡胶密封制品材料，通用的橡胶密封制品在国防，化工，煤炭，石油，冶金，交通运输和机械制造工业等方面的应用越来越广泛，已成为各种行业中的基础件和配件。
橡胶密封制品常用材料如下：
1.丁腈橡胶：丁腈橡胶具有优良的耐燃料油及芳香溶剂等性能，但不耐酮，酯和氯化氢等介质，因此耐油密封制品以及采用丁腈橡胶为主。
2.氯丁橡胶：氯丁橡胶具有良好的耐油和耐溶剂性能。它有较好的耐齿轮油和变压器油性能，但不耐芳香族油。氯丁橡胶还具有优良的耐天候老化和臭氧老化性能。氯丁橡胶的交联断裂温度在200℃以上，通常用氯丁橡胶制作门窗密封条。氯丁橡胶对于无机酸也具有良好的耐腐蚀性。此外，由于氯丁橡胶还具有良好的挠曲性和不透气性，可制成膜片和真空用的密封制品。
3.天然橡胶：天然橡胶与多数合成橡胶相比，具有良好的综合力学性能，耐寒性，较高的回弹性及耐磨性。天然橡胶不耐矿物油，但在植物油和醇类中较稳定。在以正丁醇与精制蓖麻油混合液体组成的制动液的液压制动系统中作为密封件的胶碗，胶圈均用天然橡胶制造，一般密封胶也常用天然橡胶制造。
4.氟橡胶：氟橡胶具有突出的耐热（200～250℃），耐油性能，可用于制造气缸套密封圈，胶碗和旋转唇形密封圈，能显著地提高使用时间。
5.硅橡胶 ：硅橡胶具有突出的耐高低温，耐臭氧及耐天候老化性能，在-70～260℃的工作温度范围内能保持其特有的使用弹性及耐臭氧，耐天候等优点，适宜制作热机构中所需的密封垫，如强光源灯罩密封衬圈，阀垫等。由于硅橡胶不耐油，机械强度低，价格昂贵，因此不宜制作耐油密封制品。
6.三元乙丙橡胶 ：三元乙丙橡胶的主链是不含双键的完全饱和的直链型结构，其侧链上有二烯泾，这样就可用硫磺硫化。三元乙丙橡胶具有优良的耐老化性，耐臭氧性，耐候性，密封圈成分 使用温度℃使用建议天然橡胶0-80适用于饮用水、热水、无油空气等，不适用于石油类介质硅橡胶-70-260适用于饮用水、热水、无油空气以及高温蒸汽等，不适用于石油类介质.乙丙橡胶-50-150适用于热水、稀酸、无油空气和多种化学品，不适用于石油介质丁腈橡胶-30-85适用于石油产品，带油蒸汽的空气，植物油和矿物油;不适用于超过65℃的热水或超过60℃的热干空气氟化橡胶-6-148适用于多种氧化酸、石油、卤代泾、润滑油、液压装置液体、有机液体和含碳氢化物的空气。
实施例2
如图3和图4所示，所述凸缘3与密封压板4的贴合面10上设有多个隔开的环槽7，环槽7的深度范围在0.03-0.3毫米，多个所述环槽7均与第一封闭腔5相通；所述环槽7两侧分别设有一斜面8，所述斜面8沿圆周方向在所述环槽7的两侧上延伸并与所述环槽7相连。当凸缘3受到挤压时，所述凸缘3与密封压板4的贴合面10带有向外弯曲的弧度使贴合面尽可能的与密封压板4贴合。
上述设置在密封圈上所构成的环状凸缘的作用将在下面进行详细说明，所述热交换器中高压侧11中带有高气压的水气，当基体1收到来自高压侧11的气压时，所述凸缘3上的贴合面10如上述结构设置，使得设置在贴合面10上的多个环槽7和作为楔子作用生成斜面部分8的凹面部分都沿圆周方向配置，其中，该斜面部分8沿圆周方向与在环槽7的两侧的贴合面的平面相连接，因此，带有压力的水气就被与贴合面连通的环槽7中吸入，通过在斜面7处的楔子作用，水气进入滑动表面以产生水膜压力，由作用在贴合面上的气压压力所引起的载荷通过水膜压力造成的浮力减小，并且在密封压板和贴合面之间形成的水膜也减小了摩擦系数，增加了密封性能，使得呈环状的凸缘变形过程稳定，并且还可以起到消除毛刺的影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种换热器密封圈，包括O型密封圈的基体，所述基体设置在密封压板之间，基体的上下端面上分别设有环形的凹槽，其特征在于，所述凹槽为燕尾槽，所述凹槽与密封压板之间构成第二封闭腔，基体的上下端面的外缘分别设有一截面呈多边形状的凸缘，所述凸缘、基体以及密封压板之间构成第一封闭腔，所述凸缘与密封压板相接触的贴合面上设有多个隔开的环槽，多个所述环槽均与第一封闭腔相通；所述环槽两侧分别设有一斜面，所述斜面沿圆周方向在所述环槽的两侧上延伸并与所述环槽相连，环槽吸收了从贴合面外部挤压其中的水气，环槽两侧的斜面受压力具有楔子作用，同时水气进入环槽表面以产生水膜压力，由作用在贴合面上的气压压力所引起的载荷通过水膜压力造成的浮力减小，并且在密封压板和贴合面之间形成的水膜也减小了摩擦系数，增加了密封性能。
2.根据权利要求1所述的换热器密封圈，其特征在于，所述环槽的深度范围在0.03-0.3毫米。
3.根据权利要求1所述的换热器密封圈，其特征在于，所述凸缘的横截面呈三角形。
4.根据权利要求1所述的换热器密封圈，其特征在于，所述基体材料为三元乙丙橡胶。
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