CN107763218A - 一种弹性密封圈及圆弧滑动密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种弹性密封圈及圆弧滑动密封装置，属于流体密封技术领域。本发明包括弹性密封圈，密封槽，润滑脂，圆弧面固定件，圆弧面转动件、液流孔Ⅰ、液流孔Ⅱ；弹性密封圈安装于密封槽内，密封槽开设于圆弧面转动件滑动面上，润滑脂涂于弹性密封圈与圆弧面固定件之间，圆弧面转动件通过间隙配合装于圆弧面固定件内，密封口为圆形。本发明密封圈可实现，三级密封，密封压力等级高，可用于平面密封，或圆周旋转、往复密封。
Description
技术领域
本发明涉及一种弹性密封圈及圆弧滑动密封装置，属于流体密封技术领域。
背景技术
密封是防止流体或固体微粒介质从机器（或设备、装置）中相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质，如灰尘、水分等侵入其内部的一种措施。密封不良会降低机器（或设备、装置）的效率、造成浪费和污染环境。泄漏是密封处越界漏出的少量不做有用功流体的现象。
在密封中，根据密封耦合面是否存在相对运动分为静密封和动密封。在动密封方法及结构中，多针对旋转副和往复滑动副的密封，如轴类密封和液压缸活塞密封，这种密封是对耦合的两圆周面间进行密封。当在圆弧面上形成滑动运动副，需要对圆弧耦合面上局部位置密封口进行旋转或直线移动密封时，现有的密封装置及方法均不能满足要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种弹性密封圈及圆弧滑动密封装置，用以实现圆弧滑动面运动副的动密封。
本发明的技术方案是：一种弹性密封圈及圆弧滑动密封装置，包括弹性密封圈1，密封槽2，润滑脂3，圆弧面固定件4，圆弧面转动件5、液流孔Ⅰ6、液流孔Ⅱ7；弹性密封圈1安装于密封槽2内，密封槽2开设于圆弧面转动件5滑动面上，润滑脂3涂于弹性密封圈1与圆弧面固定件4之间，圆弧面转动件5通过间隙配合装于圆弧面固定件4内，密封口为圆形。液流通过液流孔Ⅰ6流入液流孔Ⅱ7或通过液流孔Ⅱ7流入液流孔Ⅰ6，液流孔Ⅱ7也可形成通流密封盲孔。
所述弹性密封圈1为Z形弹性密封圈，包括密封唇Ⅰ10，密封唇Ⅱ11和密封圈底部Ⅰ12；
所述密封唇Ⅰ10和密封唇Ⅱ11位于密封圈底部Ⅰ12上端两侧并构成唇槽，润滑脂3涂于Z形弹性密封圈的唇槽内；
所述密封唇Ⅰ10和密封唇Ⅱ11分别与密封圈底部Ⅰ12的左右端面对齐、密封唇Ⅰ10和密封唇Ⅱ11与密封圈底部Ⅰ12上底面邻接并共线，密封唇Ⅰ10和密封唇Ⅱ11的断面为矩形、且其上底边为圆弧8；
所述密封圈底部Ⅰ12的断面为矩形，在密封圈底部Ⅰ12两侧边各开有一个三角形内槽9，两个三角形内槽9分别处于密封圈底部Ⅰ12两侧边的1/3处和2/3处。
所述两个三角形内槽9均为等腰三角形、其顶角的角度为250~400，顶角处也可倒圆角。
所述弹性密封圈1还可为斜U形弹性密封圈，包括密封唇Ⅲ13，密封唇Ⅳ14和密封圈底部Ⅱ15；密封唇Ⅲ13和密封唇Ⅳ14位于密封圈底部Ⅱ15上端两侧并构成唇槽；
所述密封唇Ⅲ13断面为向内倾斜的梯形，倾斜角度在300~500之间，所述密封唇Ⅲ13的两侧边均为弧形，密封唇Ⅲ13左侧边向外凸出、右侧边向内凹陷，密封唇Ⅲ13下底边与密封圈底部Ⅱ15的上边左对齐邻接并共线，密封唇Ⅲ13下底边长度为密封圈底部Ⅱ15的一半，密封唇Ⅲ13上底边长度为下底边的一半且为圆弧形；
所述密封唇Ⅳ14断面为斜边朝内的直角三角形，密封唇Ⅳ14直角边与密封圈底部Ⅱ15右侧对齐邻接并共线，密封唇Ⅳ14顶角的角度为300~450、且为圆弧形。
所述密封唇Ⅲ13和密封唇Ⅳ14之间相连部分为U形光滑过度，密封唇Ⅲ13始终高于密封唇Ⅳ14。
所述弹性密封圈1还可为多唇弹性密封圈，包括密封唇Ⅴ16，密封唇Ⅵ17，密封唇Ⅶ18，密封唇Ⅷ19，密封唇Ⅸ20；
所述多唇弹性密封圈断面形状为正方形，正方形的四个角处以1/3正方形边长为直径倒圆角分别形成密封唇Ⅴ16、密封唇Ⅶ18、密封唇Ⅷ19、密封唇Ⅸ20，正方形上边中心同样以1/3正方形边长为直径构成圆弧形的密封唇Ⅵ17，密封唇Ⅵ17分别与密封唇Ⅴ16和密封唇Ⅶ18连接；
所述密封唇Ⅴ16与密封唇Ⅵ17之间、密封唇Ⅵ17与密封唇Ⅶ18之间均构成唇槽，润滑脂3涂于多唇弹性密封圈的唇槽内。
所述多唇弹性密封圈断面形状为正方形，在正方形的两侧边和底边，设有以中点为圆心、1/2边长为直径、向内的圆弧，三个圆弧与正方形四个角处的密封唇圆滑相连。
本发明的有益效果是：
（1）密封圈预压缩量大，密封补偿性好。
（2）密封圈压力边，压力张开量大，密封贴合好，密封性好。
（3）密封圈静压边，面积大，稳定支承性好，密封贴合好，密封性好。
（4）密封圈可实现润滑密封。或三级密封。
（5）密封圈可用于双向压力密封。
（6）密封圈可实现，三级密封，密封压力等级高。
（7）密封圈可用于平面密封，或圆周旋转、往复密封。
附图说明
图1是本发明密封圈为Z形弹性密封圈时的结构示意图；
图2是本发明Z形弹性密封圈的结构示意图；
图3是本发明密封圈为斜U形弹性密封圈时的结构示意图；
图4是本发明斜U形弹性密封圈的结构示意图；
图5是本发明密封圈为多唇弹性密封圈时的结构示意图；
图6是本发明多唇弹性密封圈的结构示意图；
图7是本发明圆弧滑动面密封结构俯视图。
图中：1-弹性密封圈，2-密封槽，3-润滑脂，4-圆弧面固定件，5-圆弧面转动件，6-液流孔Ⅰ，7-液流孔Ⅱ，8-圆弧，9-三角形内槽，10-密封唇Ⅰ，11-密封唇Ⅱ，12-密封圈底部，13-密封唇Ⅲ，14-密封唇Ⅳ14，15-密封圈底部Ⅱ，16-密封唇Ⅴ，17-密封唇Ⅵ，18-密封唇Ⅶ，19-密封唇Ⅷ，20-密封唇Ⅸ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-2所示，一种弹性密封圈及圆弧滑动密封装置，包括弹性密封圈1，密封槽2，润滑脂3，圆弧面固定件4，圆弧面转动件5、液流孔Ⅰ6、液流孔Ⅱ7；弹性密封圈1安装于密封槽2内，密封槽2开设于圆弧面转动件5滑动面上，润滑脂3涂于弹性密封圈1与圆弧面固定件4之间，圆弧面转动件5通过间隙配合装于圆弧面固定件4内，密封口为圆形。液流通过液流孔Ⅰ6流入液流孔Ⅱ7或通过液流孔Ⅱ7流入液流孔Ⅰ6，液流孔Ⅱ7也可形成通流密封盲孔。
所述弹性密封圈1为Z形弹性密封圈，包括密封唇Ⅰ10，密封唇Ⅱ11和密封圈底部Ⅰ12；
所述密封唇Ⅰ10和密封唇Ⅱ11位于密封圈底部Ⅰ12上端两侧并构成唇槽，润滑脂3涂于Z形弹性密封圈的唇槽内；
所述密封唇Ⅰ10和密封唇Ⅱ11分别与密封圈底部Ⅰ12的左右端面对齐、密封唇Ⅰ10和密封唇Ⅱ11与密封圈底部Ⅰ12上底面邻接并共线，密封唇Ⅰ10和密封唇Ⅱ11的断面为矩形、且其上底边为圆弧8；
所述密封圈底部Ⅰ12的断面为矩形，在密封圈底部Ⅰ12两侧边各开有一个三角形内槽9，两个三角形内槽9分别处于密封圈底部Ⅰ12两侧边的1/3处和2/3处。
所述两个三角形内槽9均为等腰三角形、其顶角的角度为250~400，顶角处也可倒圆角。
当液流孔Ⅰ6或液流孔Ⅱ7有压力液流时，圆弧面固定件4和圆弧面转动件5之间即有泄漏存在。压力液流作用于密封唇Ⅰ10，实现一级动密封，一级动密封泄漏压力液流作用于密封唇Ⅱ11，实现二级动密封。润滑脂3主要用于液流介质为低粘度液体，润滑性较差的场合。将润滑脂3换成O形密封圈，也可实现三级密封；润滑脂3也可换成其它密封填料，以实现一些特殊要求场合。在密封槽2槽底上，由于Z形弹性密封圈的三角形内槽9内有压力液流作用，一方面使密封圈底部Ⅰ12的下底面较好地贴合于密封槽2的槽底平面，密封面积大，密封性好，且对Z形弹性密封圈的有较好的稳定支承作用；另一方面使密封唇Ⅰ10和密封唇Ⅱ11压在圆弧面固定件4上，更加贴合，密封效果更好。此时密封唇Ⅰ10和密封唇Ⅱ11的圆弧8会被压成曲率半径更大的弧形，产生变形。
实施例2：如图3-4所示，一种弹性密封圈及圆弧滑动密封装置，包括弹性密封圈1，密封槽2，润滑脂3，圆弧面固定件4，圆弧面转动件5、液流孔Ⅰ6、液流孔Ⅱ7；弹性密封圈1安装于密封槽2内，密封槽2开设于圆弧面转动件5滑动面上，润滑脂3涂于弹性密封圈1与圆弧面固定件4之间，圆弧面转动件5通过间隙配合装于圆弧面固定件4内，密封口为圆形。液流通过液流孔Ⅰ6流入液流孔Ⅱ7或通过液流孔Ⅱ7流入液流孔Ⅰ6，液流孔Ⅱ7也可形成通流密封盲孔。
所述弹性密封圈1为斜U形弹性密封圈，包括密封唇Ⅲ13，密封唇Ⅳ14和密封圈底部Ⅱ15；密封唇Ⅲ13和密封唇Ⅳ14位于密封圈底部Ⅱ15上端两侧并构成唇槽；
所述密封唇Ⅲ13断面为向内倾斜的梯形，倾斜角度在300~500之间，所述密封唇Ⅲ13的两侧边均为弧形，密封唇Ⅲ13左侧边向外凸出、右侧边向内凹陷，密封唇Ⅲ13下底边与密封圈底部Ⅱ15的上边左对齐邻接并共线，密封唇Ⅲ13下底边长度为密封圈底部Ⅱ15的一半，密封唇Ⅲ13上底边长度为下底边的一半且为圆弧形；
所述密封唇Ⅳ14断面为斜边朝内的直角三角形，密封唇Ⅳ14直角边与密封圈底部Ⅱ15右侧对齐邻接并共线，密封唇Ⅳ14顶角的角度为300~450、且为圆弧形。
所述密封唇Ⅲ13和密封唇Ⅳ14之间相连部分为U形光滑过度，密封唇Ⅲ13始终高于密封唇Ⅳ14。
当液流孔Ⅰ6或液流孔Ⅱ7有压力液流时，圆弧面固定件4和圆弧面转动件5之间即有泄漏存在。压力液流作用于密封唇Ⅲ13，实现动密封，由于密封唇Ⅲ13为倾斜向内弯曲的弹性悬臂，具有较好的弹性补偿。压力液流作用于密封唇Ⅳ14，由于密封圈斜U形底较薄，且密封唇Ⅳ14的顶角角度范围不大，易使其张开，贴合密封槽2的侧边，密封效果更好。在密封槽2槽底上，由于密封圈底部Ⅱ15有压力液流作用，使密封圈底部平面较好地贴合于密封槽2槽底平面，密封面积大，密封性好，且对密封唇Ⅲ13倾斜弹性臂有较好的稳定支承作用。
实施例3：如图5-6所示，一种弹性密封圈及圆弧滑动密封装置，包括弹性密封圈1，密封槽2，润滑脂3，圆弧面固定件4，圆弧面转动件5、液流孔Ⅰ6、液流孔Ⅱ7；弹性密封圈1安装于密封槽2内，密封槽2开设于圆弧面转动件5滑动面上，润滑脂3涂于弹性密封圈1与圆弧面固定件4之间，圆弧面转动件5通过间隙配合装于圆弧面固定件4内，密封口为圆形。液流通过液流孔Ⅰ6流入液流孔Ⅱ7或通过液流孔Ⅱ7流入液流孔Ⅰ6，液流孔Ⅱ7也可形成通流密封盲孔。
所述弹性密封圈1为多唇弹性密封圈，包括密封唇Ⅴ16，密封唇Ⅵ17，密封唇Ⅶ18，密封唇Ⅷ19，密封唇Ⅸ20；
所述多唇弹性密封圈断面形状为正方形，正方形的四个角处以1/3正方形边长为直径倒圆角分别形成密封唇Ⅴ16、密封唇Ⅶ18、密封唇Ⅷ19、密封唇Ⅸ20，正方形上边中心同样以1/3正方形边长为直径构成圆弧形的密封唇Ⅵ17，密封唇Ⅵ17分别与密封唇Ⅴ16和密封唇Ⅶ18连接；
所述密封唇Ⅴ16与密封唇Ⅵ17之间、密封唇Ⅵ17与密封唇Ⅶ18之间均构成唇槽，润滑脂3涂于多唇弹性密封圈的唇槽内。
所述多唇弹性密封圈断面形状为正方形，在正方形的两侧边和底边，设有以中点为圆心、1/2边长为直径、向内的圆弧，三个圆弧与正方形四个角处的密封唇圆滑相连。
当液流孔Ⅰ6或液流孔Ⅱ7有压力液流时，圆弧滑动面固定件4和圆弧面转动件5之间即有泄漏存在。压力液流作用于密封唇Ⅴ16，实现一级动密封，一级动密封泄漏压力液流作用于密封唇Ⅵ17，实现二级动密封，二级动密封泄漏压力液流作用于密封唇Ⅶ18，实现三级动密封，实际上相当于三级O形密封圈动密封，润滑脂3主要用于液流介质为低粘度液体，润滑性较差的场合。在密封槽2槽底上，压力液流作用于密封唇Ⅷ19，实现一级静密封，一级静密封泄漏压力液流作用于密封唇Ⅸ20，实现二级静密封，由于密封唇Ⅸ20与密封槽2的两直角边贴合，相当于两级O形密封圈静密封，实际上静密封也为三级O形密封圈静密封。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种弹性密封圈及圆弧滑动密封装置，其特征在于：包括弹性密封圈（1），密封槽（2），润滑脂（3），圆弧面固定件（4），圆弧面转动件（5）、液流孔Ⅰ（6）、液流孔Ⅱ（7）；弹性密封圈（1）安装于密封槽（2）内，密封槽（2）开设于圆弧面转动件（5）滑动面上，润滑脂（3）涂于弹性密封圈（1）与圆弧面固定件（4）之间，圆弧面转动件（5）通过间隙配合装于圆弧面固定件（4）内，密封口为圆形。
2.根据权利要求1所述的弹性密封圈及圆弧滑动密封装置，其特征在于：所述弹性密封圈（1）为Z形弹性密封圈，包括密封唇Ⅰ（10），密封唇Ⅱ（11）和密封圈底部Ⅰ（12）；
所述密封唇Ⅰ（10）和密封唇Ⅱ（11）位于密封圈底部Ⅰ（12）上端两侧并构成唇槽，润滑脂（3）涂于Z形弹性密封圈的唇槽内；
所述密封唇Ⅰ（10）和密封唇Ⅱ（11）分别与密封圈底部Ⅰ（12）的左右端面对齐、密封唇Ⅰ（10）和密封唇Ⅱ（11）与密封圈底部Ⅰ（12）上底面邻接并共线，密封唇Ⅰ（10）和密封唇Ⅱ（11）的断面为矩形、且其上底边为圆弧（8）；
所述密封圈底部Ⅰ（12）的断面为矩形，在密封圈底部Ⅰ（12）两侧边各开有一个三角形内槽（9），两个三角形内槽（9）分别处于密封圈底部Ⅰ（12）两侧边的1/3处和2/3处。
3.根据权利要求2所述的弹性密封圈及圆弧滑动密封装置，其特征在于：所述两个三角形内槽（9）均为等腰三角形、其顶角的角度为250~400，顶角处也可倒圆角。
4.根据权利要求1所述的弹性密封圈及圆弧滑动密封装置，其特征在于：所述弹性密封圈（1）为斜U形弹性密封圈，包括密封唇Ⅲ（13），密封唇Ⅳ（14）和密封圈底部Ⅱ（15）；密封唇Ⅲ（13）和密封唇Ⅳ（14）位于密封圈底部Ⅱ（15）上端两侧并构成唇槽；
所述密封唇Ⅲ（13）断面为向内倾斜的梯形，倾斜角度在300~500之间，所述密封唇Ⅲ（13）的两侧边均为弧形，密封唇Ⅲ（13）左侧边向外凸出、右侧边向内凹陷，密封唇Ⅲ（13）下底边与密封圈底部Ⅱ（15）的上边左对齐邻接并共线，密封唇Ⅲ（13）下底边长度为密封圈底部Ⅱ（15）的一半，密封唇Ⅲ（13）上底边长度为下底边的一半且为圆弧形；
所述密封唇Ⅳ（14）断面为斜边朝内的直角三角形，密封唇Ⅳ（14）直角边与密封圈底部Ⅱ（15）右侧对齐邻接并共线，密封唇Ⅳ（14）顶角的角度为300~450、且为圆弧形。
5.根据权利要求4所述的弹性密封圈及圆弧滑动密封装置，其特征在于：所述密封唇Ⅲ（13）和密封唇Ⅳ（14）之间相连部分为U形光滑过度，密封唇Ⅲ（13）始终高于密封唇Ⅳ（14）。
6.根据权利要求1所述的弹性密封圈及圆弧滑动密封装置，其特征在于：所述弹性密封圈（1）为多唇弹性密封圈，包括密封唇Ⅴ（16），密封唇Ⅵ（17），密封唇Ⅶ（18），密封唇Ⅷ（19），密封唇Ⅸ（20）；
所述多唇弹性密封圈断面形状为正方形，正方形的四个角处以1/3正方形边长为直径倒圆角分别形成密封唇Ⅴ（16）、密封唇Ⅶ（18）、密封唇Ⅷ（19）、密封唇Ⅸ（20），正方形上边中心同样以1/3正方形边长为直径构成圆弧形的密封唇Ⅵ（17），密封唇Ⅵ（17）分别与密封唇Ⅴ（16）和密封唇Ⅶ（18）连接；
所述密封唇Ⅴ（16）与密封唇Ⅵ（17）之间、密封唇Ⅵ（17）与密封唇Ⅶ（18）之间均构成唇槽，润滑脂（3）涂于多唇弹性密封圈的唇槽内。
7.根据权利要求6所述的弹性密封圈及圆弧滑动密封装置，其特征在于：所述多唇弹性密封圈断面形状为正方形，在正方形的两侧边和底边，设有以中点为圆心、1/2边长为直径、向内的圆弧，三个圆弧与正方形四个角处的密封唇圆滑相连。
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