CN111720543A - 一种复合型弹性橡胶密封圈结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合型弹性橡胶密封圈结构，包括中部主圈、外侧圈和内侧圈，所述中部主圈，是由非膨胀橡胶制成的，断面采用M形结构，设有外侧密封槽和内侧密封槽，左右两翼中部设有沿周向延伸的环形孔，所述外侧圈和所述内侧圈均是由遇水膨胀橡胶制成的，所述外侧圈的内侧吻合在所述中部主圈的外侧密封槽内，二者形成密封连接，所述内侧圈的外侧吻合在所述中部主圈的内侧密封槽内，二者形成密封连接，组装后，所述外侧圈的外圆与所述中部主圈的外圆相同，所述内侧圈的内圆与所述中部主圈的内圆相同。本发明受压时可有效地增加接触效果，遇水后，外侧圈和内侧圈膨胀使得接触面贴合更加紧密，防水性能好；并且能够降低装配力，便于装配。

Description

一种复合型弹性橡胶密封圈结构
技术领域
本发明涉及一种密封圈结构，特别是一种复合型弹性橡胶密封圈结构。
背景技术
随着城市轨道交通的发展，地下隧道施工技术不断革新，顶管法等非开挖技术得到快速发展和应用。顶管法是一种对环境无公害的在地表不开挖的情况下进行岩土钻掘的施工技术，它利用液压油缸将管段顶入由切削刀盘或掘进形成的钻孔中形成衬砌，从而形成顶管结构。顶管结构是由预制成型的管片拼装而成，接头构造复杂，且是结构的薄弱部位，对变形非常敏感，接头的可靠性关系到顶管结构的可靠性。
顶管结构作为一种地下结构，接头的可靠性主要体现在防水性能方面。管片接头一般采用橡胶密封垫作为主要防水措施，一旦出现漏水，势必会导致橡胶密封垫老化，接头处混凝土出现裂缝和破损以及顶管结构内部设备的腐蚀等情况，将降低顶管结构的使用寿命。因此研究顶管结构接缝橡胶密封垫的防水力学性能对于保障顶管结构安全及耐久性具有重要意义。另一方面，接缝满足防水密封性的同时也需要满足工程现场施工的经济性和可实施性，即还需兼顾其拼装过程中所需的装配力，也即管片接缝的闭合压力应尽可能小。
合理选用橡胶密封垫的材料种类及截面形式，提高顶管结构的防水密封技术水平并尽可能的满足经济性良好等需求成为顶管结构接头设计的关键。目前，弹性密封垫材料多采用单一的膨胀橡胶或非膨胀橡胶，无法充分利用二者优势。弹性密封垫截面形式大多采用简单的矩形、梯形及鹰嘴形等，其上下表面均为平面，表面应力分布不太均匀，截面利用率低，当管节间存在旋转偏移时，橡胶密封垫与钢板间接触面积降低，防水效果显著下降。因此，开发一种新型的复合型弹性橡胶密封圈结构具有重要的理论及工程意义。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种复合型弹性橡胶密封圈结构，该结构密封效果好，便于装配。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种复合型弹性橡胶密封圈结构，包括中部主圈、外侧圈和内侧圈，所述中部主圈，是由非膨胀橡胶制成的，断面采用M形结构，设有外侧密封槽和内侧密封槽，左右两翼中部设有沿周向延伸的环形孔，所述外侧圈和所述内侧圈均是由遇水膨胀橡胶制成的，所述外侧圈的内侧吻合在所述中部主圈的外侧密封槽内，二者形成密封连接，所述内侧圈的外侧吻合在所述中部主圈的内侧密封槽内，二者形成密封连接，组装后，所述外侧圈的外圆与所述中部主圈的外圆相同，所述内侧圈的内圆与所述中部主圈的内圆相同。
所述中部主圈的内侧密封槽断面比所述中部主圈的外侧密封槽断面大，所述内侧圈的断面比所述外侧圈的断面大。
所述中部主圈的外圆两侧和内圆两侧以及外侧密封槽和内侧密封槽均采用圆弧结构。
所述外侧圈和所述内侧圈断面呈椭圆形，所述椭圆形的长轴沿密封圈断面长度方向延伸。
所述中部主圈是由氯丁橡胶制成的。
本发明具有的优点和积极效果是：内、外边界均为三道弧型曲面，受压时可有效地增加接触效果，遇水后，外侧圈和内侧圈膨胀使得接触面贴合更加紧密，防水效果显著，防水性能更佳。此外，该橡胶密封圈截面并非实心截面，左右两翼中部设有沿周向延伸的环形孔，环形孔的设置减少了截面的有效面积，能够大大降低施工过程中的装配力，降低施工成本。密封结构截面形式优，提高了截面利用率，能够节省材料用量。经数值模拟验算，该截面形式使得内、外边界接触应力趋于均匀，能够提高密封结构产生旋转偏移时的防水效果。
附图说明
图1为本发明的断面结构示意图；
图2为本发明应用的断面结构示意图。
图中：1、中部主圈；1-1、环形孔；2、外侧圈；3、内侧圈；4、A型管节；5、梯形氯丁橡胶；6、B型管节；7、高强螺栓。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1和图2，一种复合型弹性橡胶密封圈结构，包括中部主圈1、外侧圈2和内侧圈3。
所述中部主圈1，是由非膨胀橡胶制成的，断面采用M形结构，设有外侧密封槽和内侧密封槽，左右两翼中部设有沿周向延伸的环形孔1-1。
所述外侧圈2和所述内侧圈3均是由遇水膨胀橡胶制成的，所述外侧圈2的内侧吻合在所述中部主圈1的外侧密封槽内，二者形成密封连接，所述内侧圈3的外侧吻合在所述中部主圈1的内侧密封槽内，二者形成密封连接，组装后，所述外侧圈2的外圆与所述中部主圈1的外圆相同，所述内侧圈3的内圆与所述中部主圈1的内圆相同。
在本实施例中，所述中部主圈1的内侧密封槽断面比所述中部主圈1的外侧密封槽断面大，所述内侧圈的断面比所述外侧圈的断面大，可以提高密封圈的密封性能。所述中部主圈1的外圆两侧和内圆两侧以及外侧密封槽和内侧密封槽均采用圆弧结构，圆弧形边界要优于直线边界，可提高截面利用率并减小施工过程中的装配力，便于装配。所述外侧圈2和所述内侧圈3断面呈椭圆形，所述椭圆形的长轴沿密封圈断面长度方向延伸，密封效果好。推荐所述中部主圈1采用氯丁橡胶制成。
请参见图2，本发明用于顶管管节间密封时，先顶进A型管节4并固定，依次将内侧圈3、中部主圈1和外侧圈2以及梯形氯丁橡胶5置于B型管节6插口端的密封槽内，继而顶进B型管节6，在顶进过程中橡胶均会受到一定的压缩。B型管节6就位之后，安装高强螺栓7，将A型管节4与B型管节6可靠连接。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种复合型弹性橡胶密封圈结构，其特征在于，包括中部主圈、外侧圈和内侧圈，
所述中部主圈，是由非膨胀橡胶制成的，断面采用M形结构，设有外侧密封槽和内侧密封槽，左右两翼中部设有沿周向延伸的环形孔，
所述外侧圈和所述内侧圈均是由遇水膨胀橡胶制成的，
所述外侧圈的内侧吻合在所述中部主圈的外侧密封槽内，二者形成密封连接，
所述内侧圈的外侧吻合在所述中部主圈的内侧密封槽内，二者形成密封连接，
组装后，所述外侧圈的外圆与所述中部主圈的外圆相同，所述内侧圈的内圆与所述中部主圈的内圆相同。
2.根据权利要求1所述的复合型弹性橡胶密封圈结构，其特征在于，所述中部主圈的内侧密封槽断面比所述中部主圈的外侧密封槽断面大，所述内侧圈的断面比所述外侧圈的断面大。
3.根据权利要求1所述的复合型弹性橡胶密封圈结构，其特征在于，所述中部主圈的外圆两侧和内圆两侧以及外侧密封槽和内侧密封槽均采用圆弧结构。
4.根据权利要求1所述的复合型弹性橡胶密封圈结构，其特征在于，所述外侧圈和所述内侧圈断面呈椭圆形，所述椭圆形的长轴沿密封圈断面长度方向延伸。
5.根据权利要求1所述的复合型弹性橡胶密封圈结构，其特征在于，所述中部主圈是由氯丁橡胶制成的。
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