CN107366747A - 一种压缩率可调的橡胶成型密封结构 - Google Patents

一种压缩率可调的橡胶成型密封结构 Download PDF

Info

Publication number
CN107366747A
CN107366747A CN201710721885.8A CN201710721885A CN107366747A CN 107366747 A CN107366747 A CN 107366747A CN 201710721885 A CN201710721885 A CN 201710721885A CN 107366747 A CN107366747 A CN 107366747A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flexible member
lip
compression ratio
sealing
sealing ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710721885.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107366747B (zh
Inventor
彭旭东
王冰清
孟祥铠
李纪云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University of Technology ZJUT
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN201710721885.8A priority Critical patent/CN107366747B/zh
Publication of CN107366747A publication Critical patent/CN107366747A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107366747B publication Critical patent/CN107366747B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3208—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip provided with tension elements, e.g. elastic rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3224—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip capable of accommodating changes in distances or misalignment between the surfaces, e.g. able to compensate for defaults of eccentricity or angular deviations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3248—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports
    • F16J15/3252—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports with rigid casings or supports

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Abstract

一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，包括成型密封圈和压缩率调节装置。成型密封圈包括橡胶基体1、金属骨架2、辅助唇4和密封唇5，辅助唇4紧挨密封唇5位于低压侧，且辅助唇表面设有微凸体环带。压缩率调节装置包括楔形滑块3、L形压盖6、弹性元件座7、推环8、调节螺母9、弹性元件10和螺钉11；弹性元件10位于楔型滑块3和弹性元件座7之间，楔形滑块3的内锥面紧贴成型密封圈开口处的内锥面；推环8的截面为矩形，被放置在弹性元件座7的环槽71内，其端面与环槽71的底面平行；调节螺母9依次穿过L形压盖和弹性元件座7，并紧贴推环8的一端面；L形压盖6外径侧沿圆周方向均匀开设有通孔，并通过螺钉11与金属骨架2联接。

Description

一种压缩率可调的橡胶成型密封结构
技术领域
本发明涉及橡胶成型挤压型密封结构设计技术领域，具体涉及一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，特别适用于各种往复或旋转机械的动密封装置。
背景技术
橡胶成型挤压型密封得益于橡胶材料可流动性和耐磨特性，被广泛用于石油化工、航空航天、轨道交通和海洋开采等行业领域。针对不同的应用行业，密封圈所需要达到的要求也不尽相同，比如，石油化工行业要求密封圈具备抗腐蚀、耐颗粒磨损、密封可靠等特点，航空航天领域要求密封圈满足耐磨、低摩擦功耗和零泄漏等。根据不同的使用要求，目前国内外的密封件结构设计产商研发设计成千上万种橡塑密封结构，且密封产品多采用注塑成型方法获得，其工作原理多为依靠橡胶密封圈受挤压变形而封住密封偶合面间隙(即切断泄漏通道或增加泄漏通道的阻力)来实现密封功能。通常情况下，在不改变给定密封圈材料的前提下，流体密封压力越大，或密封可靠性要求越高，密封圈所需的挤压变形量越大。密封圈挤压变形量一方面可依靠流体压力作用引起密封圈变形获得，另一方面可在密封圈安装时依靠压缩量的调整获得。由于流体压力作用导致的变形量无法准确获知，因此工程实际中更多地是依靠合理设计压缩率来满足预期所需密封圈挤压变形量。针对某一种具体的橡塑动密封结构，不同工况下密封圈的压缩率设计往往有所区别，从而要求生产商针对某一具体的使用要求有针对性地重新设计密封件成形模具，造成了密封件开发成本的增加。而且，目前市场上密封件产品的繁杂与冗余，也是一件令密封件选型人员头痛的事。
此外，磨损失效是橡胶成型密封件最常见的一种失效形式，失效的密封件往往会直接被弃用，造成了材料的严重浪费以及环境污染。然而，密封件发生失效的原因绝大部分可归因于密封圈挤压变形量的不足，且检修过程并无调整密封圈挤压变形的相关措施。因此，目前多数橡胶成型密封圈难以适应变工况环境或造成磨损、高摩擦系数的恶劣环境，给上述行业的正常生产与安全确保带来了不小的麻烦甚至严重威胁。
发明内容
本发明要克服现有技术的上述缺点，提供一种互换性好、密封性能好、使用寿命长并且能实时在线调节密封件压缩率的橡胶成型密封结构。
本发明的技术方案是：
一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，包括成型密封圈和压缩率调节装置；所述成型密封圈的开口一侧为流体高压侧，另一侧为流体低压侧。其特征在于：所述成型密封圈包括橡胶基体1、金属骨架2、辅助唇4和密封唇5，所述辅助唇4紧挨密封唇5位于低压侧，且辅助唇表面设有微凸体环带。所述压缩率调节装置包括楔形滑块3、L形压盖6、弹性元件座7、推环8、调节螺母9、弹性元件10和螺钉11；所述弹性元件10位于楔型滑块3和弹性元件座7之间，所述楔形滑块3的内锥面紧贴成型密封圈开口处的内锥面；所述楔形滑块3靠流体高压侧的端面上加工有盲孔，用以放置弹性元件10；所述推环8的截面为矩形，其被放置在弹性元件座7的环槽71内，其端面与环槽71的底面平行；所述弹性元件座7上的环槽71内沿圆周方向均匀开设有螺纹孔72，所述L形压盖6上靠内径侧沿圆周方向均匀开设有通孔61，所述调节螺母9依次穿过L形压盖6和弹性元件座7，并与推环8的一端面保持平行紧密接触；所述L形压盖6外径侧沿圆周方向均匀开设有通孔，并通过螺钉11与金属骨架2螺纹联接。
进一步，所述辅助唇4的微凸体环带为轴向平行的彼此相互独立的环带，或为整体呈轴向螺旋状的环带；环带的截面形状可为圆弧形、正弦形、三角形、矩形、梯形。
进一步，所述的弹性元件10可为弹簧、波纹管、橡胶弹性体，其个数为1～20。
再进一步，所述的调节螺母9和螺钉11的个数取值范围均为3～18。
本发明的工作原理：
本发明提供的压缩率可调的橡胶成型密封结构，包括橡胶成型密封圈和压缩率调节装置。压缩率调节装置通过弹性元件的作用，使楔形滑块可以沿密封圈开口的内径锥面作微幅滑动，从而实现楔形滑块的轴向推动力向径向挤压力的转换，密封唇在径向挤压力的作用下保持与轴表面的贴合、相对运动和有效密封。此外，在实际运行过程中，如果楔形滑块的微幅轴移需要更大的弹力，可以通过两种模式实现：第一，通过改变调节螺母的螺纹推进量、推移弹簧推环来改变弹性元件压缩量，在更大弹力作用下被压缩的弹性元件会推动楔形滑块向流体低压侧轴向移动，并使密封圈的径向压缩变形量得以增加；第二，改变弹性元件的刚度值亦可改变楔形滑块轴向移动的距离，进而使密封圈的径向压缩量相应改变。流体低压侧紧挨密封唇处的成型密封圈内径处设有微凸体环带状的辅助唇，当压缩率增大时，由于楔形滑块向流体低压侧的轴向移动，与密封偶合面接触的辅助唇的微凸体环带数目会增加；反之，接触的微凸体环带数目会减小。以此增减被密封流体介质通过密封唇的阻力，实现密封性能的在线控制。
当压缩率可调的橡胶成型密封结构作为往复动密封使用时，微凸体环带状的辅助唇为轴向平行的彼此相互独立的环带，微凸体环带的设计一方面可以减小密封区域的接触面积，且微凸体环带之间的间隙也可以储存润滑流体，很好地起到了减少摩擦力的作用；另一方面每个独立的微凸体环带均可视为一个小型的密封唇，与配副轴表面相接触的微凸体环带增加，也就意味着密封唇级数的增加，从而使密封流体泄漏的阻力急剧增大，从而有效保证了密封的可靠性。
当压缩率可调的橡胶成型密封结构作为旋转动密封件使用时，微凸体环带的辅助唇为螺旋状整体环带，微凸体螺旋环带的设计一方面可以减小摩擦力、增加密封可靠性；另一方面可以把泄漏到低压侧的密封流体重新泵送回流体高压侧，起到减小密封流体泄漏的作用，增强了密封性能。此外，当密封件唇口发生轻微磨损失效时，检修过程中仍可通过调节调节螺母的螺纹进给量或改变弹性元件刚度值来重新调整压缩率，从而达到密封件的二次或多次重复利用，避免了密封件的直接报废，很好地节约了材料，降低了经济成本。
本发明的有益效果主要表现在：
实现了成型挤压型密封圈的压缩率的连续可调，提高了密封圈的主动适应变工况的能力，减少了单一密封结构重复开模所造成的经济成本，延长了密封圈的使用寿命，具有密封性能好、耐磨、减摩和使用寿命长等特点，能满足往复或旋转机械对橡塑动密封件的使用要求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的楔形滑块结构示意图(部分环体)。
图3为本发明的L形压盖结构示意图。
图4为本发明的弹性元件座结构示意图。
图5为本发明的推环结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
附图中的零件标号如下：
1-橡胶基体；2-金属骨架；3-楔形滑块；4-微凸体环带状的辅助唇；5-密封唇；6-L形压盖；7-弹性元件座；8-推环；9-调节螺母；10-弹性元件；11-螺钉。
参照图1至图5所示，一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，包括成型密封圈和压缩率调节装置；所述成型密封圈的开口一侧为流体高压侧，另一侧为流体低压侧。其特征在于：所述成型密封圈包括橡胶基体1、金属骨架2、辅助唇4和密封唇5，所述辅助唇4紧挨密封唇5位于低压侧，且辅助唇表面设有微凸体环带。所述压缩率调节装置包括楔形滑块3、L形压盖6、弹性元件座7、推环8、调节螺母9、弹性元件10和螺钉11；所述弹性元件10位于楔型滑块3和推环8之间，所述楔形滑块3的内锥面紧贴成型密封圈开口处的内锥面；所述楔形滑块3靠流体高压侧的端面上加工有盲孔，用以放置弹性元件10；所述推环8的截面为矩形，其被放置在弹性元件座7的环槽71内，其端面与环槽71的底面平行；所述弹性元件座7上的环槽71内沿圆周方向均匀开设有螺纹孔72，所述L形压盖6上靠内径侧沿圆周方向均匀开设有通孔61，所述调节螺母9依次穿过L形压盖6上的通孔61和弹性元件座7上的螺纹孔72，并与推环8的一端面保持平行紧密接触，其作用除了将所述弹性元件座7与L形压盖6紧密联接贴合外，还可调节推环8相对弹性元件座7的轴向位置，改变弹性元件10的弹力；所述L形压盖6外径侧沿圆周方向均匀开设有通孔，并通过螺钉11与金属骨架2螺纹联接。
所述辅助唇4的微凸体环带为轴向平行的彼此相互独立的环带，或为整体呈轴向螺旋状的环带；环带的截面形状可为圆弧形、正弦形、三角形、矩形、梯形。
所述的弹性元件10可为弹簧、波纹管、橡胶弹性体，其个数为1～20。
所述的调节螺母9和螺钉11的个数取值范围均为3～18。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (4)

1.一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，包括成型密封圈和压缩率调节装置；所述成型密封圈的开口一侧为流体高压侧，另一侧为流体低压侧。其特征在于：所述成型密封圈包括橡胶基体(1)、金属骨架(2)、辅助唇(4)和密封唇(5)，所述辅助唇(4)紧挨密封唇(5)位于低压侧，且辅助唇表面设有微凸体环带。所述压缩率调节装置包括楔形滑块(3)、L形压盖(6)、弹性元件座(7)、推环(8)、调节螺母(9)、弹性元件(10)和螺钉(11)；所述弹性元件(10)位于楔型滑块(3)和弹性元件座(7)之间，所述楔形滑块(3)的内锥面紧贴成型密封圈开口处的内锥面；所述推环(8)的截面为矩形，被放置在弹性元件座(7)的环槽(71)内，其端面与环槽(71)的底面平行；所述调节螺母(9)依次穿过L形压盖(6)和弹性元件座(7)，并紧贴推环(8)的一端面；所述L形压盖(6)外径侧沿圆周方向均匀开设有通孔，并通过螺钉(11)与金属骨架(2)联接。
2.如权利要求1所述的一种压缩率可调的橡胶成型橡胶密封结构，其特征在于：所述辅助唇(4)的微凸体环带为轴向平行的彼此相互独立的环带，或为整体呈轴向螺旋状的环带；环带的截面形状是圆弧形、正弦形、三角形、矩形、梯形之一。
3.如权利要求2所述的一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，其特征在于：所述的弹性元件(10)是弹簧、波纹管、橡胶弹性体之一，其个数为1～20。
4.如权利要求3所述的一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，其特征在于：所述的调节螺母(9)和螺钉(11)的个数取值范围均为3～18。
CN201710721885.8A 2017-08-22 2017-08-22 一种压缩率可调的橡胶成型密封结构 Active CN107366747B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710721885.8A CN107366747B (zh) 2017-08-22 2017-08-22 一种压缩率可调的橡胶成型密封结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710721885.8A CN107366747B (zh) 2017-08-22 2017-08-22 一种压缩率可调的橡胶成型密封结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107366747A true CN107366747A (zh) 2017-11-21
CN107366747B CN107366747B (zh) 2019-02-01

Family

ID=60309277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710721885.8A Active CN107366747B (zh) 2017-08-22 2017-08-22 一种压缩率可调的橡胶成型密封结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107366747B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111677865A (zh) * 2020-06-12 2020-09-18 东台市岳东橡胶密封件厂 一种微动式密封件
CN112212008A (zh) * 2020-09-03 2021-01-12 广州机械科学研究院有限公司 一种压力自适应的回转密封装置
CN113623399A (zh) * 2021-08-23 2021-11-09 中国计量大学 一种自适应智能橡胶密封装置及其控制方法
CN113623397A (zh) * 2021-08-23 2021-11-09 中国计量大学 一种压力自适应橡胶密封结构
CN113623400A (zh) * 2021-08-23 2021-11-09 中国计量大学 基于磁控形状记忆效应的抱紧力可调橡胶密封结构
CN114893435A (zh) * 2022-05-27 2022-08-12 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局 离心泵及骨架油封

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU806962A1 (ru) * 1979-05-30 1981-02-23 Предприятие П/Я В-8339 Сто ночное уплотнение манжетногоТипА
KR100316949B1 (ko) * 1999-07-28 2001-12-22 이계안 신축가능한 오일씰
US20100102518A1 (en) * 2006-09-28 2010-04-29 Gm Global Technology Operations, Inc. Temperature adaptive dynamic shaft seal assembly
CN106907485A (zh) * 2017-04-28 2017-06-30 嘉兴学院 一种压力自适应唇形密封装置
CN207333705U (zh) * 2017-08-22 2018-05-08 浙江工业大学 一种压缩率可调的橡胶成型密封结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU806962A1 (ru) * 1979-05-30 1981-02-23 Предприятие П/Я В-8339 Сто ночное уплотнение манжетногоТипА
KR100316949B1 (ko) * 1999-07-28 2001-12-22 이계안 신축가능한 오일씰
US20100102518A1 (en) * 2006-09-28 2010-04-29 Gm Global Technology Operations, Inc. Temperature adaptive dynamic shaft seal assembly
CN106907485A (zh) * 2017-04-28 2017-06-30 嘉兴学院 一种压力自适应唇形密封装置
CN207333705U (zh) * 2017-08-22 2018-05-08 浙江工业大学 一种压缩率可调的橡胶成型密封结构

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111677865A (zh) * 2020-06-12 2020-09-18 东台市岳东橡胶密封件厂 一种微动式密封件
CN112212008A (zh) * 2020-09-03 2021-01-12 广州机械科学研究院有限公司 一种压力自适应的回转密封装置
CN113623399A (zh) * 2021-08-23 2021-11-09 中国计量大学 一种自适应智能橡胶密封装置及其控制方法
CN113623397A (zh) * 2021-08-23 2021-11-09 中国计量大学 一种压力自适应橡胶密封结构
CN113623400A (zh) * 2021-08-23 2021-11-09 中国计量大学 基于磁控形状记忆效应的抱紧力可调橡胶密封结构
CN113623397B (zh) * 2021-08-23 2023-06-16 中国计量大学 一种压力自适应橡胶密封结构
CN113623399B (zh) * 2021-08-23 2023-07-14 中国计量大学 一种自适应智能橡胶密封装置及其控制方法
CN113623400B (zh) * 2021-08-23 2023-09-05 中国计量大学 基于磁控形状记忆效应的抱紧力可调橡胶密封结构
CN114893435A (zh) * 2022-05-27 2022-08-12 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局 离心泵及骨架油封
CN114893435B (zh) * 2022-05-27 2024-04-02 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局 离心泵及骨架油封

Also Published As

Publication number Publication date
CN107366747B (zh) 2019-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107366747B (zh) 一种压缩率可调的橡胶成型密封结构
CN207333705U (zh) 一种压缩率可调的橡胶成型密封结构
US2873132A (en) Fluid pressure seal ring
EP1431633B1 (en) Lip seal having increased contact force at interface and apparatus incorporating the same
US20020163138A1 (en) Rotary seal with improved dynamic interface
EP0730713B1 (en) Sealing assembly
US3696714A (en) Fluid-operated cylinder
US9933071B2 (en) Seal and method of manufacturing and/or using same
CN101324245B (zh) 一种低摩擦力的液压缸
US11686389B2 (en) Rotary seal arrangement and rotary seal with recirculation function
US6340161B1 (en) Machinery seal
CN104214346A (zh) 密封装置
CN102410374A (zh) 一种具有自补偿性的锥形滑环密封结构
US20130154192A1 (en) Sealing assembly
CN202597883U (zh) 水轮机进水主阀门填料结构的改进
CN107504186A (zh) 一种自适应变压工况型组装式橡胶密封结构
JP2013185702A (ja) 摺動シール及び組合せ摺動シール
CN108005993B (zh) 一种用于往复式压缩机气量调节系统的电液执行机构
CN102588610A (zh) 一种带有密封跟随装置的液压缸
CN103939347A (zh) 一种用于水润滑单螺杆无油空气压缩机的机械密封装置
CN105240550A (zh) 气动吹枪的密封装置
CN207333707U (zh) 一种自适应变压工况型组装式橡胶密封结构
WO2015162581A1 (en) A valve, and a method for effectively sealing an area between two surfaces in a valve and use thereof
CN201166119Y (zh) 活塞密封件
CN105673763A (zh) 一种充气式减震器导向器密封结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant