CN109469730B - 用于密封的方法和密封设备 - Google Patents

Abstract

根据本公开的各个实施例提供了一种用于在构件之间进行密封的方法和由此形成的密封设备。该方法例如包括根据第一结构件和第二结构件的构造来适配柔性密封材料，并将适配的柔性密封材料依第一结构件和第二结构件的构造布置于二者之间。在第二结构件的朝向第一结构件的顶部提供有一个凹槽，用于容纳柔性密封材料的端部。将柔性密封材料的第一端部布置于凹槽中，并且将柔性密封材料的第二端部布置为与第一端部重叠。而后，经由第一结构件向第二结构件的顶部施加压力，使得第一结构件与第二结构件通过柔性密封材料而密封接合。

Description

用于密封的方法和密封设备

技术领域

本公开一般地涉及密封方法和设备，并且更具体地涉及较大结构件或部件之间的无缝密封装配的解决方案。

背景技术

密封措施在电子、机械等设备或装置的连接和装配中常常是必不可少的。因此，在电子、机械等产品制造和生产中，密封性设计成为一种常见的设计需求，尤其以防尘防水设计作为一项基本要求，用以保护产品的内部元器件并且增加产品的使用寿命等各项可靠性指标。

产品的实际制造和生产通常是通过对多个零部件或结构件彼此进行连接和装配来完成的。因此，密封设计的关键在于：如何在多个零部件或结构件之间实现无缝结合或接合。

现有的常见密封技术例如使用橡胶圈(图1(a))或垫圈(图1(b))来实现密封，如图1所示。但是这种方案通常只适用于小尺寸的零部件，例如用于螺钉孔密封、连接器密封等。然而，对于大尺寸的结构件密封，例如产品的盖板、底座等结构件密封，很难使用胶圈或垫圈来实现。

因此，针对较大的结构件，不得不采用其他方式，例如使用长度较大的橡胶条来密封。具体地，可以依据产品尺寸裁剪出相应长度的橡胶条，贴装在两个结构件之间。但是，这种方式又带来了新的问题，即裁剪出的橡胶条的“断面”如何接合。现有技术提供了两种接合方式：

第一种方式是将“断面”之间首尾粘合，即、使用粘合剂将“断面”粘合在一起来实现无缝连接。但是，使用粘合剂粘合断面时，存在工艺难、成本高、不环保、易硬化等缺点。

第二种方式如图2所示的在断面结合处缠绕一圈皮圈，或在断面结合处额外地使用覆盖层来实现密封。但是，这种方法额外地增加了装配零件，不仅增加了物料成本，而且也不利于生产效率的提高。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的一个或多个问题，本文描述的实施例提供了一种适用于较大结构件之间的连接和装配的简洁高效的密封方案。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于在第一结构件和第二结构件之间进行密封的方法。该方法包括根据第一结构件和第二结构件的构造来适配柔性密封材料，并且将适配的柔性密封材料依第一结构件和第二结构件的构造布置于第一结构件与第二结构件之间，其中在第二结构件的朝向第一结构件的顶部提供有一个凹槽，用于容纳柔性密封材料的端部。该方法还包括将柔性密封材料的第一端部布置于所述凹槽中，并且将柔性密封材料的第二端部布置为与第一端部重叠，以及经由第一结构件向第二结构件的顶部施加压力，使得第一结构件与第二结构件通过柔性密封材料而密封接合。

根据本公开的另一方面，提供了一种密封设备，该设备包括第一结构件和第二结构件，以及能够根据所述第一结构件和所述第二结构件的构造而被适配的柔性密封材料。该第二结构件包括顶部和底部，第一结构件能够被安装在第二结构件的顶部，并且在所述顶部提供有用于容纳柔性密封材料的端部的凹槽。当被适配的柔性密封材料被设置于第一结构件与第二结构件的顶部之间时，该柔性密封材料的第一端部被布置于所述凹槽中，并且该柔性密封材料的第二端部被布置为与第一端部重叠，使得当经由第一结构件向第二结构件的顶部施加压力时，第一结构件与第二结构件通过柔性密封材料而密封接合。

说明书附图

本公开的各种实施例的上述和其它方面、特征和益处通过以下参考附图的详细描述而变得更加显而易见。在附图中相同的附图标记或标号指代相同或等同的元素。附图被示出以便于更好地理解本公开的实施例，但并不一定按比例绘制，其中：

图1示出了现有密封技术中常用的橡胶圈和垫圈；

图2示出现有技术中通过缠绕皮圈进行断面结合的方式；

图3示出了根据本公开实施例的一种用于在结构件之间进行密封的方法300的流程图；

图4示出了根据本公开的一个实施例的梯形凹槽的一个示例；

图5示出了根据方法300在两结构件之间进行密封的一个示例；

图6示出了图5所示示例中的槽体522的具体形状和构造；

图7示出了橡胶条530如何与槽体522和凹槽523装配的示意图；

图8示出了通过螺纹连接将图5所示的第一结构件装配到第二结构件上的示例；

图9示出了根据本公开实施例装配完成的装配设备的剖面图(a)以及橡胶条的接合部位的局部放大图(b)；以及

图10示出了在不同凹槽设计情形下，装配完成后柔性密封材料接合部位的局部放大图。

具体实施方式

现在将参考若干示例性实施例来讨论本公开。应当理解，这些实施例的讨论仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解和实现本公开，而不对本公开的范围提出任何特定限制。

在无特别限定和定义的情况下，本文所使用的技术术语具备该术语在本公开所属技术领域中的通常含义。

本文所使用的术语“结构件”指需要通过密封连接方式进行连接的各种设备、装置、器件、零件、部件等，其可以是由金属的或非金属的材料制成，并且可适用于声、光、电或机械产品等。

本文所使用的术语“第一”和“第二”仅指不同的元素，例如不同的结构件、元器件、零件、部件等。单数形式“一”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。

本文所使用的术语“包括”、“具有”和/或“提供”指示所述特征和/或元素等的存在，但是不排除一个或多个其它特征和/或元素及其组合的存在或添加。术语“一个实施例”和“实施例”将被解读为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”将被解读为“至少一个其他实施例”。其它明确的和隐含的定义将在下文具体描述。

图3示出了一种根据本公开实施例的、用于在第一结构件和第二结构件之间进行密封的方法300的流程图。

当将第一结构件装配于第二结构件之上时，可以使用根据图3所示的方法300。为了便于描述，第二结构件的、将与第一结构件接合或结合的部分在下文中被称为第二结构件的“顶部”。

在一个实施例中，第一结构件可以为平形盖板，其例如可以是圆形、矩形、菱形等根据产品需要所形成的各种形状。第二结构件可以形成为一个腔体，其可以包括用于形成内部容纳空间的外壁，并且该腔体可以形成为与第一结构件形状对应的圆柱体、长方体、四棱柱等形状，甚至可以形成为不相对应的形状，只要第一结构件与第二结构件之间能够形成可以进行密封的接合面即可。

在将第一结构件与第二结构件进行装配时，可以根据图3所示的方法300来实现二者的无缝密封接合或结合。

如图所示，在框310中，根据第一结构件和第二结构件的构造来适配柔性密封材料，特别是根据第二结构件的顶部构造来进行适配。在一些实施例中，该柔性密封材料可以是可裁剪的橡胶条、橡胶片、橡胶垫等适合调整尺寸、形状的密封材料。

在框320中，将适配的柔性密封材料依第一结构件和第二结构件的构造布置于第一结构件与第二结构件之间。特别地，在第二结构件的顶部提供有一个凹槽用于容纳该柔性密封材料的端部。该凹槽可以呈现梯形、弧形、三角形等形状。例如图4给出了梯形凹槽的一个示例。

在框330中，当在第一结构件和第二结构件之间布置适配的柔性密封材料时，将该柔性密封材料的第一端部布置于上述凹槽中，并且将该柔性密封材料的第二端部布置为与第一端部重叠。

然后，在框340中，经由第一结构件向第二结构件的顶部施加压力，从而使得第一结构件与第二结构件能够通过柔性密封材料而实现密封接合。该施加到第二结构件的压力可以通过对第一结构件和第二结构件施加相向的外力来实现。例如，可以通过螺纹(或螺栓)连接将第一结构件装配到第二结构件上，在这种情况下，螺纹连接使得在第一结构件和第二结构件之间产生相向的力，也就是说，经由第一结构件向第二结构件施加了压力。当然，也可以通过其他方式向第一结构件和第二结构件施加相向的压力，从而使得第一结构件和第二结构件能够对设置于其间的柔性密封材料形成挤压。

本领域技术人员应当理解，图3所示的步骤流程仅是出于便于描述的目的而被如此排序，但所示顺序并不对根据本公开实施例的方法形成特别限制，例如框310和320中的操作可以同步进行，未必要分出先后。在一些实施例中，当完成320的操作时310的操作也同时完成。

根据上述实施例，由于柔性密封材料的第一端部与柔性密封材料的第二端部在凹槽内被重叠布置，因此可以使得柔性密封材料的第一端部与第二端部在经受施加于第二结构件的压力时而被挤压，从而在第一结构件与第二结构件之间形成无缝接合。

在一些实施例中，可以在第二结构件的顶部提供一个与凹槽相连通的槽体，用于容纳柔性密封材料，从而可以使得整个柔性密封材料被连贯地容纳于槽体和凹槽中，以在第一结构件和第二结构件之间形成一个完整的密封接合部。

具体而言，上述槽体具有与柔性密封材料相适应的宽度和深度，例如该槽体的宽度可以大于或等于柔性密封材料的宽度，并且该槽体的深度可以小于柔性密封材料的高度。优选地，该槽体可以沿第二结构件的顶部的边缘来提供。在其他一些实施例中，根据产品装配的需要，该槽体也可以在第二结构件顶部的其他部分中被提供。

在提供了用于容纳柔性密封材料的槽体的实施例中，对柔性密封材料的适配应当遵循该槽体的构造。例如，如果该柔性密封材料是可裁剪的橡胶条，那么就应当根据第二结构件中的槽体和凹槽的构造来裁剪橡胶条，以使得经裁剪的橡胶条能够适当地配合在该槽体和凹槽中。

图5示出了根据方法300在两结构件之间进行密封的一个示例。在该示例中，第一结构件510为一平板形盖板；第二结构件520为一矩形腔体，该腔体包括具有一定厚度的、用于形成内部容纳空间的外壁521。在第二结构件的外壁中形成有槽体522和凹槽523。

在图5所示的示例中，柔性密封材料为可裁剪的橡胶条530。如图所示，该橡胶条被裁剪为与第二结构件中的槽体适配的矩形形状，并且橡胶条的端部也被裁剪为与凹槽523相配合。具体地，该橡胶条530的第一端部531被向下弯折以便配合到凹槽523中，并且该橡胶条530的第二端部532可以与第一端部531重叠。

图6示出了图5所示示例中的槽体522的具体形状和构造。在该示例中，槽体522为线形，其宽度等于或大于橡胶条宽度，并且其深度小于橡胶条的高度。返回参考图4，示出了梯形凹槽523的具体形状和构造，其具有如图所示的台阶高度和台阶角度。

作为一种具体实现方式，当第二结构件的壁厚为10mm、橡胶条的宽度为5mm且高度为6mm的情况下，根据第二结构件的壁厚来设计容纳橡胶条的线形槽体。该线形槽体沿第二结构件的外缘环绕一周，其宽度可以被设计为5.5mm、比橡胶条的宽度5mm大0.5mm，该0.5mm的“宽度差”作为装配容差；并且该线形槽体的高度可以被设计为5mm、比橡胶条的高度6mm小1mm，该-1mm的“高度差”作为橡胶条的压缩行程。

图7示出了橡胶条530如何与槽体522和凹槽523装配的示意图。

在该示例中，对橡胶条的装配(或布置)可以与对橡胶条的裁剪同步进行。例如，首先沿着线形槽体的形状将相应长度的橡胶条布置于其中。橡胶条的装配起始部分可跨越凹槽槽口，然后环绕整个线形槽体终止于凹槽的对向斜角面。然后，对橡胶条的两个端部进行裁剪。对两个端部裁剪的斜度可以分别与凹槽的两个斜角面的斜度基本相同。例如，第一端部531与第一斜角面710的角度基本相同，并且第二端部532与第二斜角面720的角度基本相同。

当图5中各结构件和部件的布置就绪后，便可以通过对第一结构件和第二结构件施加相向的压力来使第一结构件510、橡胶条530和第二结构件520紧密结合在一起，从而形成一个完整的密封装配件。

图8示出了通过螺纹连接将图5所示的第一结构件510装配到第二结构件520上的示例。图8所示的4个螺钉810穿过第一结构件510与设置在第二结构件520的对应位置中的螺纹孔相配合。当4个螺钉的螺帽与第一结构件表面接触后，继续旋拧螺钉便会向第一结构件510施加朝向第二结构件520的压力。如图8所示，该压力沿z轴向下的方向施加。当所有螺钉达到螺纹行程尽头，即所有螺钉被旋紧使得第一结构件510无法相对第二结构件520产生任何移动时装配完成，由此在第一结构件510和第二结构件520之间形成无缝的密封接合。

图9示出了经过参照图5和图8所述的装配过程完成的装配设备的剖面图(图9(a))以及橡胶条的接合部位的局部放大图(图9(b))。

如前所述，根据本公开的不同实施例，也可以在第二结构件中提供不同构造的凹槽。基于凹槽的不同构造，可以将柔性密封材料适配为不同的形状。出于说明性而非限制性的目的，图10示出了在不同凹槽设计情形下，装配完成后柔性密封材料接合部位的局部放大图。

根据本公开实施例所提供的密封方法可以适用于较大尺寸的结构件之间的密封连接。该方法不受产品尺寸的限制，应用范围广泛。

根据本公开实施例所提供的密封方法不需要采用粘合工艺、不需要装配任何其他辅助零部件，仅仅通过装配过程的压合力即可实现无缝连接，因此使得装配过程简单快捷，有助于生产效率的提高。

此外，根据本公开实施例所提供的密封方法仅需要诸如橡胶条这样的通用材料，并可以根据不同产品的尺寸任意裁剪长度，因此不需要按产品尺寸开发不同尺寸的密封材料，也不需要附加粘合剂或缠绕层等零件材料，由此降低了产品生产成本。

根据本公开的实施例进一步提供了一种密封设备，例如图9(a)所示的密封设备900。该密封设备包括第一结构件和第二结构件，以及能够根据第一结构件和第二结构件的构造而被适配的柔性密封材料。该第二结构件包括顶部和底部。第一结构件能够被安装在第二结构件的顶部，并且在第二结构件的顶部提供有用于容纳柔性密封材料的端部的凹槽。当被适配的柔性密封材料被设置于第一结构件与第二结构件的顶部之间时，柔性密封材料的第一端部被布置于上述凹槽中，并且柔性密封材料的第二端部被布置为与第一端部重叠，使得当经由第一结构件向第二结构件的顶部施加压力时，第一结构件与第二结构件通过柔性密封材料而密封接合。

在一个实施例中，柔性密封材料的第一端部与柔性密封材料的第二端部被重叠布置，使得第一端部与第二端部在经受经由第一结构件向第二结构件的顶部施加的压力时在第一结构件与第二结构件之间形成无缝接合。

在另一实施例中，第二结构件的顶部包括用于容纳柔性密封材料的槽体，并且该槽体与上述凹槽相连通。在优先实施例中，该槽体沿第二结构件的顶部的外边缘而被提供。

在进一步的实施例中，柔性密封材料为可裁剪的橡胶条，并且被适配的柔性密封材料能够通过根据第二结构件的槽体和凹槽的构造对该可裁剪的橡胶条进行裁剪而得到。

在其他实施例中，第一结构件为平形盖板，并且第二结构件包括用于形成内部容纳空间的外壁。上述凹槽和槽体被形成在第二结构件的外壁中。

本领域技术人员应当理解，上述参考图5-10和方法300对第一结构件、第二结构件、密封材料进行的描述同样适用于上述密封设备。出于简洁的目的，在此不再针对密封设备进行冗余描述。

Claims (8)

1.一种用于在第一结构件和第二结构件之间进行密封的方法，包括：

根据所述第一结构件和所述第二结构件的构造来适配柔性密封材料；

将适配的所述柔性密封材料依所述第一结构件和所述第二结构件的构造布置于所述第一结构件与所述第二结构件之间，其中在所述第二结构件的朝向所述第一结构件的顶部提供有一个凹槽，用于容纳所述柔性密封材料的端部；

将所述柔性密封材料的第一端部布置于所述凹槽中，并且将所述柔性密封材料的第二端部布置为与所述第一端部重叠；以及

经由所述第一结构件向所述第二结构件的顶部施加压力，使得所述第一结构件与所述第二结构件通过所述柔性密封材料而密封接合，

其中，在所述第二结构件的顶部提供有一个槽体，用于容纳所述柔性密封材料，并且所述槽体与所述凹槽相连通；

所述柔性密封材料为可裁剪的橡胶条，并且适配所述柔性密封材料包括根据所述第二结构件的所述槽体和所述凹槽的构造对所述可裁剪的橡胶条进行裁剪。

2.根据权利要求1所述的方法，其中

所述柔性密封材料的所述第一端部与所述柔性密封材料的所述第二端部被重叠布置，使得所述第一端部与所述第二端部在经受施加于所述第二结构件的顶部的压力时在所述第一结构件与所述第二结构件之间形成无缝接合。

3.根据权利要求1所述的方法，其中

所述槽体沿所述第二结构件的顶部的外边缘而被提供。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中

所述第一结构件为平形盖板；

所述第二结构件包括用于形成内部容纳空间的外壁；

所述凹槽和所述槽体被形成在所述第二结构件的所述外壁中。

5.一种密封设备，包括：

第一结构件和第二结构件；以及

能够根据所述第一结构件和所述第二结构件的构造而被适配的柔性密封材料；

其中，所述第二结构件包括顶部和底部，所述第一结构件能够被安装在所述第二结构件的顶部，并且在所述顶部提供有用于容纳所述柔性密封材料的端部的凹槽；并且

当被适配的柔性密封材料被设置于所述第一结构件与所述第二结构件的顶部之间时，所述柔性密封材料的第一端部被布置于所述凹槽中，并且所述柔性密封材料的第二端部被布置为与所述第一端部重叠，使得当经由所述第一结构件向所述第二结构件的顶部施加压力时，所述第一结构件与所述第二结构件通过所述柔性密封材料而密封接合，

其中，所述第二结构件的顶部包括用于容纳所述柔性密封材料的槽体，所述槽体与所述凹槽相连通；

所述柔性密封材料为可裁剪的橡胶条，并且被适配的所述柔性密封材料能够通过根据所述第二结构件的所述槽体和所述凹槽的构造对所述可裁剪的橡胶条进行裁剪而得到。

6.根据权利要求5所述的设备，其中

所述柔性密封材料的所述第一端部与所述柔性密封材料的所述第二端部被重叠布置，使得所述第一端部与所述第二端部在经受经由所述第一结构件向所述第二结构件的顶部施加的压力时在所述第一结构件与所述第二结构件之间形成无缝接合。

7.根据权利要求5所述的设备，其中

所述槽体沿所述第二结构件的顶部的外边缘而被提供。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的设备，其中

所述第一结构件为平形盖板；

所述第二结构件包括用于形成内部容纳空间的外壁；并且

所述凹槽和所述槽体被形成在所述第二结构件的所述外壁中。

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