CN111810642A - 一种适用于低压小运动幅度工况的动密封结构 - Google Patents

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项冲
张兆想
黄毅杰
李永健
贾晓红
王玉明
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Abstract

本发明公开了一种适用于低压小运动幅度工况的动密封结构，通过将特制的由两个O形圈以及之间的薄膜组成的特殊密封圈装入存在相对运动的两个部件的槽中，形成了一种新型的密封结构。在运动幅度与介质压力都较小的场合，特制密封圈的薄膜不会被拉断或者胀破，进而将原本复杂的动密封问题转化为了静密封问题，显著减小了密封系统的泄漏量并提高了其寿命，大大提升了其密封性能与可靠性。并且考虑到实际工况中特殊密封圈两端O形圈容易被压力或相对运动拉出密封槽的情况，在槽口处设置了挡板结构，提升了整体密封结构的可靠性。

Description

一种适用于低压小运动幅度工况的动密封结构
技术领域
本发明属于机械密封技术领域，涉及一种密封结构，特别涉及一种适用于低压小运动幅度工况的动密封结构。
背景技术
密封是保证机械设备正常、稳定和安全运转的重要结构之一，其失效不仅会造成工作介质和润滑液体的大量损失，泄漏出去的介质还可能会对环境产生污染或腐蚀，更严重的还会因此而引发失火或者爆炸，引发人身、设备的安全事故。因此，对于密封技术的研究是当前制造业发展的重点之一。
密封按照密封面间是否存在相对运动可以分为静密封与动密封，静密封由于其机理较为简单，已发展的相对比较成熟，目前的静密封圈已经能够实现在极高的压差下，经过十余年甚至几十年仍不会失效。而动密封由于其密封机理更为复杂，且相对运动的存在必然会导致材料的摩擦磨损进而引发密封圈的失效，即使在非常小的压差下，动密封的泄漏量也大于静密封，寿命更是远小于静密封。因此，发展新型动密封形式使其能够实现设备对密封性的要求并且提高动密封的寿命对密封领域而言具有非凡的意义。
正如上述分析，动密封之所以难就是因为密封界面间存在相对运动，而动物之中实际上也存在着许多运动结构，比如关节部分，但由于关节运动幅度受限，介质压力也较小，因此可以用一弹性膜连接关节两端，进而密封住其中的介质。实际上工业中也存在着许多运动幅度小、介质压力低的密封面，比如说机器人关节以及行程、负载较小的活塞，在这些动密封场合，实际上可以借鉴动物体的结构，开发出一种新型的密封结构，解决上述难题。
发明内容
为了解决现有动密封结构在使用过程中的泄漏和磨损问题，本发明的目的在于提供一种适用于低压小运动幅度工况的动密封结构，将动密封问题转化为静密封问题，进而能更好的实现密封效果。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种适用于低压小运动幅度工况的动密封结构，包括密封件3，所述密封件3由通过一层薄膜连接的O形圈一301和O形圈二302组成，其中，O形圈一301设置在缸体1和缸体端盖2之间，O形圈二302设置在轴5与轴端盖4之间，且O形圈一301和O形圈二302在径向上不在同一平面。
优选地，所述缸体端盖2固定在缸体1右侧，缸体1的右端面内边缘开有一个圆环槽一101，缸体端盖2的左端面内边缘设有一个圆环突起一202，所述圆环槽一101和圆环突起一202均以轴5为中心，圆环槽一101与圆环突起一202配合将O形圈一301夹住。所述轴端盖4固定在轴5右侧，轴5的右端面内边缘开有一个圆环槽二501，轴端盖4的左端面外边缘设有一个圆环突起二402，所述圆环槽二501和圆环突起二402均以轴5为中心，圆环槽二501与圆环突起二402配合将O形圈二302夹住。
优选地，在所述圆环突起一202处还有端盖挡板一201，圆环突起一202与端盖挡板一201的总长度小于圆环槽一101的深度，使得端盖挡板一201左端与圆环槽一101底部产生的间隙保证O形圈一301无法从该间隙处被拉出。在所述圆环突起二402处还有端盖挡板二401，圆环突起二402与端盖挡板二401的总长度小于圆环槽二501的深度，使得端盖挡板二401左端与圆环槽二501底部产生的间隙保证O形圈二302无法从该间隙处被拉出。
其中，所述轴5做行程较小的往复运动，也可做非整周转的旋转运动。
所述密封件3用橡胶等高弹性材料制成。
所述薄膜处于轴5和缸体1的内壁以及轴5和缸体端盖2的内壁之间的间隙。
所述薄膜的长度大于装配时两O型圈的距离，装配时以折叠的方式置于两O型圈的间隙间，在轴往复或非整周转运动时，薄膜可延展开以避免被拉断。与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在通过将特制的由两个O形圈以及之间的薄膜组成的特殊密封圈装入存在相对运动的两个部件的槽中，利用两个O形圈以及连接两O形圈的薄膜实现密封效果。在运动幅度与介质压力都较小(短行程往复运动或非整周旋转运动)的场合，特制密封圈的薄膜不会被拉断或者胀破，进而将原本复杂的动密封问题转化为了静密封问题，显著减小了密封系统的泄漏量并提高了其寿命，大大提升了其密封性能与可靠性。并且考虑到实际工况中特殊密封圈两端O形圈容易被压力或相对运动拉出密封槽的情况，在槽口处设置了挡板结构，提升了整体密封结构的可靠性。与现有技术相比，本发明提高了动密封的密封性与寿命。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
本发明一种动密封结构，适用于低压小运动幅度工况，其具体应用的对象包括缸体1、缸体端盖2、轴5以及轴端盖4，其中轴5可以做行程小于薄膜可拉伸长度的往复运动，也可以做非整周转的旋转运动。
如图1所示，本发明的动密封结构包括密封件3，密封件3由通过一层薄膜连接的O形圈一301和O形圈二302组成，即密封件3相当于用一层薄膜连接的两个O形圈。
其中，O形圈一301设置在缸体1和缸体端盖2之间，O形圈二302设置在轴5与轴端盖4之间，且O形圈一301和O形圈二302在径向上不在同一平面。密封件3可用橡胶等高弹性材料制成，薄膜处于轴5和缸体1的内壁以及轴5和缸体端盖2的内壁之间的间隙。所述薄膜的长度大于装配时两O型圈的距离，装配时以折叠的方式置于两O型圈的间隙间，在轴往复或非整周转运动时，薄膜可延展开以避免被拉断。
本发明的工作原理为：通过将特制的由两个O形圈以及之间的薄膜组成的特殊密封圈装入存在相对运动的两个部件的槽中，形成了一种新型的密封结构。本发明适用于低压以及运动幅度较小的动密封场合，在这种场合下，密封件3的薄膜不会被拉扯断或者被压力胀破，进而将原本的动密封问题简化为了静密封问题，而目前的静密封研究相对更加成熟，相同工况下，静密封的泄漏量更小，寿命更长，因此该密封方案能显著提升动密封系统的性能与可靠度。与现有技术相比，本发明提高了动密封的密封性与寿命。
在本发明的更加优选实施例中，缸体端盖2固定在缸体1右侧，缸体1的右端面内边缘开有一个圆环槽一101，缸体端盖2的左端面内边缘设有一个圆环突起一202，圆环槽一101和圆环突起一202均以轴5为中心，圆环槽一101与圆环突起一202配合将O形圈一301夹住。相应地，轴端盖4固定在轴5右侧，轴5的右端面内边缘开有一个圆环槽二501，轴端盖4的左端面外边缘设有一个圆环突起二402，圆环槽二501和圆环突起二402均以轴5为中心，圆环槽二501与圆环突起二402配合将O形圈二302夹住。
该实施例给出了O形圈一301和O形圈二302的具体安装结构。
在本发明的更加优选实施例中，在圆环突起一202处还有端盖挡板一201，圆环突起一202与端盖挡板一201的总长度小于圆环槽一101的深度，使得端盖挡板一201左端与圆环槽一101底部产生的间隙保证O形圈一301无法从该间隙处被拉出。在圆环突起二402处还有端盖挡板二401，圆环突起二402与端盖挡板二401的总长度小于圆环槽二501的深度，使得端盖挡板二401左端与圆环槽二501底部产生的间隙保证O形圈二302无法从该间隙处被拉出。
该实施例给出了O形圈一301和O形圈二302的限位结构，主要是考虑到实际工况中特殊密封圈两端O形圈容易被压力或相对运动拉出密封槽的情况，在槽口处设置了挡板，提升了整体密封结构的可靠性。

Claims (9)

1.一种适用于低压小运动幅度工况的动密封结构，包括密封件(3)，其特征在于，所述密封件(3)由通过一层薄膜连接的O形圈一(301)和O形圈二(302)组成，其中，O形圈一(301)设置在缸体(1)和缸体端盖(2)之间，O形圈二(302)设置在轴(5)与轴端盖(4)之间，且O形圈一(301)和O形圈二(302)在径向上不在同一平面。
2.根据权利要求1所述适用于低压小运动幅度工况的动密封结构，其特征在于，所述缸体端盖(2)固定在缸体(1)右侧，缸体(1)的右端面内边缘开有一个圆环槽一(101)，缸体端盖(2)的左端面内边缘设有一个圆环突起一(202)，所述圆环槽一(101)和圆环突起一(202)均以轴(5)为中心，圆环槽一(101)与圆环突起一(202)配合将O形圈一(301)夹住。
3.根据权利要求2所述适用于低压小运动幅度工况的动密封结构，其特征在于，在所述圆环突起一(202)处还有端盖挡板一(201)，圆环突起一(202)与端盖挡板一(201)的总长度小于圆环槽一(101)的深度，使得端盖挡板一(201)左端与圆环槽一(101)底部产生的间隙保证O形圈一(301)无法从该间隙处被拉出。
4.根据权利要求2所述适用于低压小运动幅度工况的动密封结构，其特征在于，所述轴端盖(4)固定在轴(5)右侧，轴(5)的右端面内边缘开有一个圆环槽二(501)，轴端盖(4)的左端面外边缘设有一个圆环突起二(402)，所述圆环槽二(501)和圆环突起二(402)均以轴(5)为中心，圆环槽二(501)与圆环突起二(402)配合将O形圈二(302)夹住。
5.根据权利要求4所述适用于低压小运动幅度工况的动密封结构，其特征在于，在所述圆环突起二(402)处还有端盖挡板二(401)，圆环突起二(402)与端盖挡板二(401)的总长度小于圆环槽二(501)的深度，使得端盖挡板二(401)左端与圆环槽二(501)底部产生的间隙保证O形圈二(302)无法从该间隙处被拉出。
6.根据权利要求1至5任一权利要求所述适用于低压小运动幅度工况的动密封结构，其特征在于，所述轴(5)做行程小于薄膜的可拉伸长度的往复运动或非整周转的旋转运动。
7.根据权利要求1至5任一权利要求所述适用于低压小运动幅度工况的动密封结构，其特征在于，所述密封件(3)用高弹性材料制成。
8.根据权利要求1至5任一权利要求所述适用于低压小运动幅度工况的动密封结构，其特征在于，所述薄膜处于轴(5)和缸体(1)的内壁以及轴(5)和缸体端盖(2)的内壁之间的间隙。
9.根据权利要求8所述适用于低压小运动幅度工况的动密封结构，其特征在于，所述薄膜的长度大于装配时两O型圈的距离，装配时以折叠的方式置于两O型圈的间隙间，在轴往复或非整周转运动时，薄膜可延展开以避免被拉断。
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