CN108050283A - 一种密封舱的充气密封阀门、泄气密封阀门及密封舱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封舱的充气密封阀门，所述第一密封圈套接与第一壳体外侧内孔槽上，所述第一密封堵盖与第一壳体外侧内孔槽连接，所述第一密封盖与第一密封堵盖连接。本发明还涉及一种泄气密封阀门和密封舱，密封舱的充气密封阀门和泄气密封阀门均安装于密封舱本体内部。本发明的充气密封阀门能给密封舱快速直充气体并能实现充气截止后的瞬时密封；泄气密封阀门具备内部过压保护能力；密封舱的密封结构良好，避免了水汽进入的密封舱。充气密封阀门和泄气密封阀门均设计成一体式组件，拆卸比较便捷；各部件均采用通用模块化设计，各独立部件可快速更换，便于进行后期维护。

Description

一种密封舱的充气密封阀门、泄气密封阀门及密封舱

技术领域

本发明属于气体密封技术领域,具体涉及一种充气密封阀门、一种泄气密封阀门及密封舱。

背景技术

一般密封舱的充气和泄气的密封阀门的密封维持方式主要有挤压摩擦密封和滑动摩擦密封。各种密封结构形式虽有所差异，均是借助挤压接触面摩擦接触压强大于密封舱体内部实时压强来达到隔离密封的效果。借助一定长度和刚度的特制弹簧反向挤压并推动密封圈与密封阀门壳体的内部接触形成一对摩擦接触对来实现局部面压强提升，从而实现密封舱体内部的气体密封操作。现有的密封舱体充气、泄气密封阀门密封结构主要有外部密封圈压紧接触密封和钢珠锥面摩擦密封，这两种密封方式均可以实现一定程度的气密封效果，但操作繁琐，无法实现气体快速直充和过压保护；且随着使用次数增多，局部接触面会出现划痕或点蚀，在相对较高的内压冲击下，久而久之会变成主要泄露点并向周边扩散，无法满足长时间跨海域航行所急需的稳定的密封环境。

密封舱体内部装备有精密光学传感器及控制电路板组件，这些部件对环境变化极为敏感，并有严格的防潮气、防盐雾、防杂尘等要求；密封舱体要求能长时间保持密封舱内的压强，保证设备随时可以开机工作。

现有的密封舱体的密封手段主要适用于陆地干燥环境，在海上恶劣环境下，金属接触面出现电化学反应锈蚀，导致密封舱体内的设备极易出现因浪涌冲击而灌入水汽的问题；在温(湿)度发生变化时内部出现凝结盐雾，严重地干扰了光电传感器的跟踪锁定和导引功能；另外密封舱体内一旦出现水汽，需经常进行充放气阀门的更换，使得成本增加，同时在恶劣海上环境作业中带来了诸多不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种能给密封舱快速直充气体并能实现过压保护的充气密封阀门；本发明的另一个目的是提供一种具备内部过压保护能力的泄气密封阀门；本发明的另一个目的是提供一种密封结构良好，避免水汽进入的密封舱。

实现本发明目的的技术方案是，一种密封舱的充气密封阀门，包括第二密封圈和第一壳体，所述第一壳体的外侧边缘槽内套接第二密封圈，所述第一壳体连接密封舱本体；包括充气密封单元、第一挡盖和第一密封组件；

所述充气密封单元置于第一壳体的内部孔内；所述充气密封单元包括第三密封圈、第一密封芯、第一弹簧和第一紧固销；所述第三密封圈套接于第一密封芯的头部,第一弹簧套于第一密封芯的尾部；第三密封圈、第一密封芯及第一弹簧依次置于第一壳体的内部孔内,第一密封芯的头部与第一壳体内部孔内的顶面相接触，第一密封芯的尾部与第一紧固销的一端接触，所述第一紧固销置于第一壳体内部孔内；所述第一挡盖置于第一紧固销的另一端，并固定于第一壳体的底部；

所述第一密封组件与第一壳体外侧内孔槽连接；所述第一密封组件包括第一密封圈、第一密封堵盖及第一密封盖；所述第一密封圈套接与第一壳体外侧内孔槽上，所述第一密封堵盖与第一壳体外侧内孔槽连接，所述第一密封盖与第一密封堵盖连接。

进一步的，所述第一壳体通过螺钉与密封舱本体连接。

进一步的，所述第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈均为橡胶密封圈。

进一步的，所述第一密封芯的头部的外表面为锥形，所述第一密封芯的尾部的外表面为圆柱形，所述第一壳体的内部孔表面设计为与第一密封芯的头部形状相对应的锥形孔。

一种密封舱的泄气密封阀门，包括第四密封圈和第二壳体，所述第二壳体的外侧边缘槽内套接第四密封圈，第二壳体与密封舱本体连接；还包括泄气密封单元、第二挡盖及第二密封组件；

所述泄气密封单元置于第二壳体的内部孔内；所述泄气密封单元包括第二弹簧、第二密封芯和第六密封圈；所述第六密封圈套接于第二密封芯的尾部,所述第二弹簧套于第二密封芯的头部；所述第六密封圈、第二密封芯及第二弹簧反向整体置于第二壳体内部孔内；第二密封芯的尾部与第二壳体内部的顶面相接触，第二密封芯的头部与所述第二挡盖相接触；所述第二挡盖的外侧槽内套接第七密封圈，所述第二挡盖固定于第二壳体的底部；

所述第二密封组件与第二壳体外侧内孔槽连接；所述第二密封组件包括第二密封盖、第二密封堵盖和第五密封圈；所述第五密封圈套接与第二壳体外侧内孔槽上，所述第二密封堵盖与第二壳体外侧内孔槽连接，所述第二密封盖与第二密封堵盖连接。

近一步的，所述第二壳体通过螺钉与密封舱本体连接。

进一步的，所述第四密封圈、第五密封圈、第六密封圈和第七密封圈均为橡胶密封圈。

进一步的，所述第二密封芯的尾部的外表面为圆柱形，所述第二密封芯的头部的外表面为锥形，所述第二壳体的内部孔表面设置为与第二密封芯尾部外表面形状相对应的圆柱孔。

一种密封舱，包括密封舱本体、充气密封阀门、泄气密封阀门和充气辅助装置；所述充气辅助装置包括充气嘴和气瓶连接管，所述充气嘴的一侧与第一壳体外侧孔连接，所述充气嘴的另一侧与气瓶连接管连接；所述充气密封阀门为前述的充气密封阀门，所述泄气阀门为前述的泄气密封阀门。

进一步的，所述充气密封阀门和泄气密封阀门均安装于密封舱本体内部。

本发明的有益效果为:

1、充气密封阀门和泄气密封阀门均设计成一体式组件，拆卸比较便捷。

2、充气密封阀门和泄气密封阀门的各部件均采用通用模块化设计，各独立部件可快速更换，便于进行后期维护，根据故障发生的具体情况，针对性更换各部件即可，维护性较好。

3、采用上述结构的泄气密封阀门，泄气密封阀门使密封舱具备内部过压保护能力，可根据密封舱内的设备的最低耐压危险气压强预警值进行弹簧选择；而且可根据不同的设备可以灵活选择不同刚度的弹簧，在达到危险气压强预警值的时候，泄气密封阀门自动泄气，提高了密封舱内的光电等设备的自我保护功能和使用价值。

4、泄气密封阀门的过压保护设计，避免了密封舱内的精密传感器的压力过载而发生损伤。

5、充气密封阀门和泄气密封阀门的密封圈均为橡胶密封圈，采用这种橡胶密封圈与金属壳体和金属密封芯挤压的柔性摩擦解除的方式，不仅避免了金属间直接接触可能造成的点蚀或划伤；也使得挤压接触面峰值压强更高，密封更可靠。

6、充气密封阀门和泄气密封阀门均安装于密封舱内部，不会随外部充气嘴的扭动而松脱出现气体泄露。

附图说明

图1是本发明一种密封舱的充气密封阀门的装配结构示意图；

图2是本发明一种密封舱的充气密封阀门充气时的工作原理结构示意图；

图3是本发明一种密封舱的充气密封阀门关闭状态时的结构示意图；

图4本发明一种密封舱的充气密封阀门的充气嘴的结构示意图；

图5是本发明一种密封舱的泄气密封阀门装配结构示意图；

图6是本发明一种密封舱的泄气密封阀门关闭状态时的结构示意图；

图7是本发明的一个实施例的一种密封舱的充气密封阀门和泄气密阀门组件示意图。

其中，101为第一密封盖，102为第一密封堵盖，103为充气嘴，104为第一密封圈，105为第二密封圈，106为第一壳体，107为第三密封圈,108为第一密封芯，109为第一弹簧,110为第一紧固销,111为第一挡盖，112为螺钉，113为气瓶连接管；1031为外螺纹，1032为第一台阶，1033为内螺纹，1034为第二台阶，1035为分隔壁，1036为通气孔和1037为小顶柱；其中靠近第一密封芯108的一侧为第一壳体106的底部；

201第二密封盖，202第二密封堵盖，203第五密封圈，204第四密封圈，205第六密封圈，206第七密封圈，207第二弹簧，208第二挡盖，209第二密封芯，210第二壳体，211螺钉；其中靠近第二密封芯209的一侧为第二壳体210的底部。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

在一个实施例中，一种密封舱的充气密封阀门，包括第二密封圈105和第一壳体106，所述第一壳体106的外侧边缘槽内套接第二密封圈105，所述第一壳体106连接密封舱本体；还包括充气密封单元、第一挡盖111和第一密封组件；所述充气密封单元置于第一壳体106的内部孔内，第一壳体106与充气密封单元连接形成轴向空间，并限制充气密封单元仅沿第一壳体106的内孔轴向前后移动；所述充气密封单元包括第三密封圈107、第一密封芯108、第一弹簧109和第一紧固销110；所述第一密封组件与第一壳体106外侧内孔槽连接；所述第一密封组件包括第一密封圈104、第一密封堵盖102及第一密封盖101。

参照图1，充气密封阀门装配时，将第二密封圈105同轴心套于第一壳体106的外侧边缘槽内,将第一壳体106与密封舱的后盖板配合后，进行过盈装配，借助螺钉112实现挤紧；并在第一壳体106与后盖板连接边缘处涂抹硅胶固化，在第一壳体106与后盖板连接处内部的倒角处涂抹软硅脂进行细微缝隙的密封填充处理，从而实现密封；

将第三密封圈107同轴心套于第一密封芯108头部,第一弹簧109同轴心套于第一密封芯108尾部,将第三密封圈107、第一密封芯108及第一弹簧109整体放入第一壳体106内部的孔内,第一密封芯108的头部与第一壳体106内部孔的顶面相接触，第一密封芯108的另一侧与第一紧固销110的一端接触，将第一紧固销110螺旋拧入第一壳体106内部槽内，用以锁紧第一弹簧109；

将第一挡盖111置于第一壳体106的底部平面上用以支撑第一紧固销110,避免在震动环境下造成第一弹簧109松动或脱落。

优选的，第一密封芯108的头部为锥形，第一壳体106内部孔内表面为与第一密封芯108的头部相对应的锥形孔，第一壳体106内部孔内的顶部平面经铣加工处理成光滑平面，使第三密封圈107和第一壳体106内部孔内的顶部光滑面之间挤压摩擦，从而产生高压强接触面。

所述第一弹簧109在受挤压的情况下产生的反向力将第一密封芯108向上顶紧，所述第一密封芯108再将第三密封圈107挤紧,在第三密封圈107的两个接触面上各形成一高压强接触面,根据实际情况，选择一定长度和刚度的第一弹簧109,可以实现该接触面压强高于密封舱体内部限定的压强,从而起到充气密封作用。

参照图2和图4，充气嘴103包括第一连接段和第二连接段，所述第一连接段设置有外螺纹1031和第一台阶1032，所述第二连接段设置有内螺纹1033、第二台阶1034和分隔壁1035，在所述分隔壁1035上设置有通气孔1036和小顶柱1037。

对密封舱体进行充气时，将第二密封圈105套接在第一壳体106外侧孔内的螺纹内；使用时，将充气嘴103的第二连接段的内螺纹1033与第一壳体106外侧孔内的螺纹拧紧，充气嘴103的第一连接段连接气瓶连接管113，所述充气嘴103内部的小顶柱1037克服第一弹簧109的挤压力将第一密封芯108反向顶开,使整个充气密封阀门处于内外贯通状态,外部气瓶内的气体由高压外侧瓶体经密封圆柱通道顺势进入低压密封舱体内，从而完成充气操作；

参照图3，充气完成后，将充气嘴103快速拧出，同时，第一弹簧109瞬间反弹，从而推动第一密封芯108挤压第三密封圈107，形成封闭的高压接触面，充气密封阀门由内外贯通状态转变为内外交换截止状态；再将第一密封堵盖102和第一密封盖101依次旋转拧入第一壳体106外侧孔内的螺纹内,起到多重密封的作用。

所述的第一密封盖101的旋入或拧出均需借助双爪开盖扳手。

优选的，所述第一弹簧109为淬火钢弹簧。

进一步的，第一壳体106外侧内孔设计有细牙螺纹，第一密封堵盖102拧入该细牙螺纹内；

进一步的，所述第一密封堵盖102外侧设计有大口径螺纹，第一密封盖101的与该大口径螺纹对应连接。

在另一实施例中，一种密封舱的泄气密封阀门，包括第四密封圈204和第二壳体210，所述第二壳体210的外侧边缘槽内套接第四密封圈204，第二壳体210与密封舱本体连接；还包括泄气密封单元、第二挡盖208及第二密封组件；

所述泄气密封单元置于第二壳体210的内部孔内，第二壳体210与泄气密封单元连接形成轴向空间，并限制泄气密封单元仅沿第二壳体210的内孔轴向前后移动；所述泄气密封单元包括第二弹簧207、第二密封芯209和第六密封圈205；所述第二密封组件与第二壳体210外侧内孔槽连接；所述第二密封组件包括第二密封盖201、第二密封堵盖202和第五密封圈203。

参照图5，泄气密封阀门装配时，将第四密封圈204同轴心套于第二壳体210的外侧边缘槽内,将第二壳体210与密封舱本体的后盖板配合后，进行过盈装配，借助螺钉211实现挤紧；并在第二壳体210与后盖板连接边缘处涂抹硅胶固化，在第二壳体210与后盖板连接处内部的倒角处涂抹软硅脂进行细微缝隙的密封填充处理，从而实现密封；优选的，所述螺钉211为6个；

所述第六密封圈205同轴心套于第二密封芯209的圆柱面端部,所述第二弹簧207同轴心套于第二密封芯209圆柱面底部,所述第六密封圈205与第二密封芯209及第二弹簧207再反向整体放入第二壳体210的内部圆柱孔内；

所述第七密封圈206再安放于第二挡盖208外侧槽内,所述第二挡盖208再同轴心固定于第二壳体210的底部,借助螺钉211拧紧,所述第二弹簧207在受挤压的情况下产生反向力将第二密封芯209向下顶紧,所述第二密封芯209再将第六密封圈205挤紧,在第六密封圈205的上下两个接触面上各形成一高压强接触面,根据实际情况，选择一定长度和刚度的第二弹簧207,可以实现该接触面压强高于密封舱体内部限定压强,从而起到泄气密封作用；

所述第五密封圈203套接与第二壳体210外侧内孔槽上，依次将所述第二密封堵盖202与第二壳体210外侧内孔槽连接，所述第二密封盖201与第二密封堵盖202连接，起到二次防泄漏的保护作用；实现了多重密封的作用。

优选的，第二壳体210内部孔表面设置为与第二密封芯209尾部外表面形状相对应的圆柱孔，圆柱孔顶部平面经铣加工处理成光滑平面，使第六密封圈205和第二壳体210的圆柱孔内的顶部光滑面之间挤压摩擦，从而产生高压强接触面。

参照图6，当密封舱内的压强超过所设定的安全阈值的某一瞬间,密封舱内的压强施加于第二密封芯209端部的压力大于第二弹簧207反向的挤压力,从而推动第二密封芯209反向运动,使泄气密封阀门处于内外贯通状态,从而实现密封舱体内的压强过载保护，气体实现外泄；当第二密封芯209在密封舱内压强低于某个设定的阈值时，第二密封芯209会在第二弹簧207的作用下实现反向挤紧密封。

所述的第二密封盖201的旋入或拧出均需借助双爪开盖扳手。

优选的，所述第二弹簧207为淬火钢弹簧。

进一步的，第二壳体210外侧内孔设计有细牙螺纹，第二密封堵盖202拧入该细牙螺纹内；

进一步的，所述第二密封堵盖202外侧设计有大口径螺纹，第二密封盖201的与该大口径螺纹对应连接。

在另一个实施例中，参见图7，一种密封舱，包括密封舱本体、充气密封阀门、泄气密封阀门和充气辅助装置；所述充气辅助装置包括充气嘴103和气瓶连接管113，所述充气嘴103的一侧与第一壳体106外侧孔连接，所述充气嘴103的另一侧与气瓶连接管113连接；所述充气密封阀门为前述的充气密封阀门，所述泄气阀门为前述的泄气密封阀门。

优选的，所述充气密封阀门和泄气密封阀门均安装于密封舱本体内部。

前述的充气密封阀门和/或泄气密封阀门可灵活适用于各种形状的密封舱。

所述的密封舱可为球形光电密封舱。

前述的充气密封阀门和泄气密封阀门的安装位置需根据密封舱内需要充填气体的性质确定；密封舱内充填的气体密度小于空气时,则充气密封阀门在上,泄气密封阀门在下；反之充气密封阀门在下,泄气密封阀门在上。

本发明具有以下优点：

1、本发明的充气密封阀门和泄气密封阀门均设计成一体式组件，拆卸比较便捷；

2、充气密封阀门和泄气密封阀门的各部件均采用通用模块化设计，各独立部件可快速更换，便于进行后期维护，根据故障的具体情况，针对性更换各部件即可，维护性较好；

3、现有技术中充气密封阀门和泄气密封阀门与密封舱体连接采用硅胶装配方式，本发明采用过盈装配加螺钉紧固的方式，避免了长时间硅胶疲劳而出现间隙或随外部充气嘴的多次扭动而松脱以致泄露的问题；

4、充气密封阀门和泄气密封阀门的密封圈均为橡胶密封圈，采用这种橡胶密封圈与金属挤压的柔性摩擦解除的方式，不仅避免了金属间直接接触可能造成的点蚀或划伤也使得挤压接触面峰值压强更高，密封更可靠；

5、充气密封阀门和泄气密封阀门均安装于密封舱内部，不会随外部充气嘴的扭动而松脱出现泄露；

6、泄气密封阀门的过压保护设计，避免了密封舱内的精密传感器的压力过载而发生损伤；

7、采用上述结构的泄气密封阀门，泄气密封阀门使密封舱具备内部过压保护能力，可根据密封舱内的设备最低耐压危险气压强预警值进行弹簧选择，而且可根据不同的设备可以灵活选择不同刚度的弹簧，在达到危险气压强预警值的时候，泄气密封阀门自动泄气，提高了密封舱内的光电等设备的自我保护功能和使用价值。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (10)

1.一种密封舱的充气密封阀门，包括第二密封圈(105)和第一壳体(106)，所述第一壳体(106)的外侧边缘槽内套接第二密封圈(105)，所述第一壳体(106)连接密封舱本体；其特征在于：

还包括充气密封单元、第一挡盖(111)和第一密封组件；

所述充气密封单元置于第一壳体(106)的内部孔内；所述充气密封单元包括第三密封圈(107)、第一密封芯(108)、第一弹簧(109)和第一紧固销(110)；所述第三密封圈(107)套接于第一密封芯(108)的头部,第一弹簧(109)套于第一密封芯(108)的尾部；第三密封圈(107)、第一密封芯(108)及第一弹簧(109)依次置于第一壳体(106)的内部孔内,第一密封芯(108)的头部与第一壳体(106)内部孔内的顶面相接触，第一密封芯(108)的尾部与第一紧固销(110)的一端接触，所述第一紧固销(110)置于第一壳体(106)内部孔内；所述第一挡盖(111)置于第一紧固销(110)的另一端，并固定于第一壳体(106)的底部；

所述第一密封组件与第一壳体(106)外侧内孔槽连接；所述第一密封组件包括第一密封圈(104)、第一密封堵盖(102)及第一密封盖(101)；所述第一密封圈(104)套接与第一壳体(106)外侧内孔槽上，所述第一密封堵盖(102)与第一壳体(106)外侧内孔槽连接，所述第一密封盖(101)与第一密封堵盖(102)连接。

2.根据权利要求1所述的充气密封阀门，其特征在于：所述第一壳体(106)通过螺钉(112)与密封舱本体连接。

3.根据权利要求1或2所述的充气密封阀门，其特征在于：所述第一密封圈(104)、第二密封圈(105)和第三密封圈(107)均为橡胶密封圈。

4.根据权利要求3所述的充气密封阀门，其特征在于：所述第一密封芯(108)的头部的外表面为锥形，所述第一密封芯(108)的尾部的外表面为圆柱形，所述第一壳体(106)的内部孔表面设计为与第一密封芯(108)的头部形状相对应的锥形孔。

5.一种密封舱的泄气密封阀门，包括第四密封圈(204)和第二壳体(210)，所述第二壳体(210)的外侧边缘槽内套接第四密封圈(204)，第二壳体(210)与密封舱本体连接；其特征在于：还包括泄气密封单元、第二挡盖(208)及第二密封组件；

所述泄气密封单元置于第二壳体(210)的内部孔内；所述泄气密封单元包括第二弹簧(207)、第二密封芯(209)和第六密封圈(205)；所述第六密封圈(205)套接于第二密封芯(209)的尾部,所述第二弹簧(207)套于第二密封芯(209)的头部；所述第六密封圈(205)、第二密封芯(209)及第二弹簧(207)反向整体置于第二壳体(210)内部孔内；第二密封芯(209)的尾部与第二壳体(210)内部的顶面相接触，第二密封芯(209)的头部与所述第二挡盖(208)相接触；所述第二挡盖(208)的外侧槽内套接第七密封圈(206)，所述第二挡盖(208)固定于第二壳体(210)的底部；

所述第二密封组件与第二壳体(210)外侧内孔槽连接；所述第二密封组件包括第二密封盖(201)、第二密封堵盖(202)和第五密封圈(203)；所述第五密封圈(203)套接与第二壳体(210)外侧内孔槽上，所述第二密封堵盖(202)与第二壳体(210)外侧内孔槽连接，所述第二密封盖(201)与第二密封堵盖(202)连接。

6.根据权利要求5所述的泄气密封阀门，其特征在于：所述第二壳体(210)通过螺钉(211)与密封舱本体连接。

7.根据权利要求5或6所述的泄气密封阀门，其特征在于：所述第四密封圈(204)、第五密封圈(203)、第六密封圈(205)和第七密封圈(206)均为橡胶密封圈。

8.根据权利要求7所述的泄气密封阀门，其特征在于：所述第二密封芯(209)的尾部的外表面为圆柱形，所述第二密封芯(209)的头部的外表面为锥形，所述第二壳体(210)的内部孔表面设置为与第二密封芯(209)尾部外表面形状相对应的圆柱孔。

9.一种密封舱，包括密封舱本体、充气密封阀门、泄气密封阀门和充气辅助装置；所述充气辅助装置包括充气嘴(103)和气瓶连接管(113)，所述充气嘴(103)的一侧与第一壳体(106)外侧孔连接，所述充气嘴(103)的另一侧与气瓶连接管(113)连接；其特征在于：所述充气密封阀门为权利要求1-4任一项所述的充气密封阀门，所述泄气阀门为权利要求5-8任一项所述的泄气密封阀门。

10.根据权利要求9所述的密封舱，其特征在于：所述充气密封阀门和泄气密封阀门均安装于密封舱本体内部。