CN113645794B - 一种基于高度差的双层回旋式密封结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于高度差的双层回旋式密封结构及方法，具有高度差的双层回旋式密封结构利用多重定义高度差起到密封腔内气体节流的目的，采用合理的间隙结构设计与递进式的排气方式，防止气体逆向流动，使气体沿着小间隙排出设备外侧，从而使得设备内部密封气体有一定的负压状态，最终实现良好的密封作用，此外，采用包含PTFE膜的橡胶密封圈作为密封材料，PTFE具有热稳定性好、耐高低温性能强、吸水率小、化学稳定性高、耐老化等优异的性能，结合橡胶圈提供足够的密封预紧力，并对PTFE的磨损起到补偿作用。本发明适用于复杂恶劣环境条件下的电子设备进行密封防护，尤其适用于温差大、湿度强、气压梯度高等环境因素。

Description

一种基于高度差的双层回旋式密封结构及方法

技术领域

本发明涉及工程元件或部件技术领域，具体涉及一种基于高度差的双层回旋式密封结构及方法。

背景技术

对于多种复杂恶劣环境，体现为：温差大、湿度强、气压梯度高等因素。电子设备在这样的恶劣环境下，温差大导致局部气体膨胀或缩小，产生一定的压力差促使气压梯度高，加快气体的流动和交换，湿度强表现为空气中的水汽比例大，水汽中会夹杂的酸碱性及腐蚀性化学元素较多。随着气体的流动和交换，会逐步向电子设备内部渗透，极易出现内部元器件腐蚀及凝露等现象，严重影响设备的可靠性。

电子设备的密封通常由上密封体与下密封体紧固连接组成。已知现有的技术将密封材料增加于上下两个密封体之间，再将上下密封体通过螺栓紧固，从而达到密封作用。

如中国专利公开号CN111156416B公开的“一种密封箱的双层密封结构及密封方法”，包括内箱、外箱、气体循环和控制装置，通过内箱和外箱双层过渡及压力梯度的设置来实现双层密封。该结构并非适用于设备端面或者外壳上的密封结构，而是需要双层箱体的结构形式。此外，该专利涉及的密封方法需要通过气压控制装置形成压力梯度，操作性较复杂，并不适用于通用型设备密封防护。

又如中国专利公开号CN103813671A公开的“箱体密封装置及密封箱”，提出了在箱体边框相对方向分别压入密封材料。该专利提出的双层密封方法，始终有一层密封材料位于设备外侧，当受到外部环境的干扰后，密封材料极易老化从而影响整体密封效果。

又如中国专利公开号CN203224177U公开的“一种舱段套接密封结构”中涉及到通过把套接舱段划分为密封区与螺钉连接区，要求密封区和螺钉连接区有高度差，且螺钉连接区高于密封区，在两者之间设置圆锥形面的过渡区，从而避免螺钉安装时卡伤密封圈，造成密封实现。该专利提出的结构仅为单层密封，虽然提及到高度差的定义，但是这个高度差仅为避免端面边缘与螺钉紧固时卡伤密封圈，并未考虑密封时腔内气体的导出以及单层密封失效的后果。

发明内容

本发明是为了解决现有密封技术的不足，针对温差大、湿度强、气压梯度高等多种复杂恶劣环境下的电子设备防护难题，提出一种基于高度差的双层回旋式密封结构及方法，本发明通过多重定义高度差起到密封腔内气体节流的目的，实现双层密封效果；本发明通过大小直径的PTFE密封圈及深度不同的密封槽，来阻碍复杂恶劣环境中气体夹杂的酸碱性及腐蚀性化学元素；本发明通过合理的间隙结构设计与递进式的排气方式，防止气体逆向流动，保证设备内部密封气体有一定的负压状态，最终实现良好的密封作用，本发明有效解决电子设备的密封防护难题，从而保证了设备的稳定性能，有效减小了外界复杂恶劣环境对内部元器件的影响。

本发明提供一种基于高度差的双层回旋式密封结构，包括上密封体，设置在上密封体下部的下密封体，设置在上密封体、下密封体之间的第一密封圈和第二密封圈；

上密封体包括由内至外依次设置的上密封体第一层密封端面、上密封体立面和上密封体第二层密封端面，上密封体第一层密封端面和上密封体第二层密封端面的高度差为△h₁；

下密封体包括由内至外依次设置的下密封体第一层密封端面、下密封体立面、下密封体第二层密封端面，设置在下密封体第一层密封端面以下的第一密封槽和设置在下密封体第二层密封端面以下的第二密封槽，下密封体第一层密封端面和下密封体第二层密封端面的高度差为△h₁，第一密封槽的深度为t₁，第二密封槽的深度为t₂，且t₁大于t₂；

第一密封圈的直径d₁大于第二密封圈的直径d₂；

密封时，上密封体第一层密封端面与下密封体第一层密封端面压紧配合，上密封体立面在下密封体立面一侧，上密封体第二层密封端面与下密封体第二层密封端面压紧配合，第一密封圈在第一密封槽内弹性变形，第二密封圈在第二密封槽内弹性变形，上密封体和下密封体中的气体沿排气通道排出并使上密封体第一层密封端面与下密封体第一层密封端面以内的封闭空间为负压。

本发明所述的一种基于高度差的双层回旋式密封结构，作为优选方式，排气通道包括位于上密封体第一层密封端面、下密封体第一层密封端面之间的第一排气通道，位于上密封体立面和下密封体立面之间的第二排气通道和位于上密封体第二层密封端面、下密封体第二层密封端面之间的第三排气通道；

密封过程中，上密封体和下密封体之间的气体依次经第一排气通道、第二排气通道和第三排气通道排出回旋式密封结构之外；

t₁为d₁的0.6～0.7倍，t₂为d₂的0.6～0.7倍。

本发明所述的一种基于高度差的双层回旋式密封结构，作为优选方式，上密封体还包括设置在上密封体第一层密封端面内侧末端的第一上密封圈止槽凹槽和设置在上密封体第二层密封端面内侧末端的第二上密封圈止槽凹槽；

下密封体还包括设置在下密封体第一层密封端面内侧末端的第一下密封圈止槽凸台和设置在下密封体第二层密封端面内侧末端的第二下密封圈止槽凸台；

第一下密封圈止槽凸台的外侧面与第一密封槽的内侧面为同一立面，第二下密封圈止槽凸台的外侧面与第二密封槽的内侧面为同一立面；

第一上密封圈止槽凹槽和第一下密封圈止槽凸台位置对应、尺寸相同；

第二上密封圈止槽凹槽和第二下密封圈止槽凸台位置对应、尺寸相同；

上密封体与下密封体密封时，第一上密封圈止槽凹槽与第一下密封圈止槽凸台压紧配合，第二上密封圈止槽凹槽与第二下密封圈止槽凸台压紧配合。

本发明所述的一种基于高度差的双层回旋式密封结构，作为优选方式，第一上密封圈止槽凹槽、第一下密封圈止槽凸台第二上密封圈止槽凹槽和第二下密封圈止槽凸台均为回旋式且剖面为矩形；

第一下密封圈止槽凸台与下密封体第一层密封端面的高度差为△h₂，第二下密封圈止槽凸台与下密封体第二层密封端面的高度差为△h₃，第一上密封圈止槽凹槽与上密封体第一层密封端面的高度差为△h₄，第二上密封圈止槽凹槽与上密封体第二层密封端面的高度差为△h₅；

△h₁为d₁与d₂之和；

△h₂大于△h₃，△h₄大于△h₅；

△h₂、△h₃、△h₄和△h₅均具有基本尺寸和对称公差；

△h₂的基本尺寸与△h₄的基本尺寸相同，△h₄的公差范围大于△h₂的公差范围；

△h₃的基本尺寸与△h₅的基本尺寸相同，△h₅的公差范围大于△h₃的公差范围。

本发明所述的一种基于高度差的双层回旋式密封结构，作为优选方式，压紧密封过程中，当上密封体第一层密封端面刚刚接触第一密封圈时，第一下密封圈止槽凸台的上表面与上密封体第一层密封端面之间距离为b₁，第二下密封圈止槽凸台的上表面与上密封体第二层密封端面之间距离为b₂，上密封体立面与下密封体立面的距离为b₃；

当上密封体第二层密封端面刚刚接触第二密封圈时，第一下密封圈止槽凸台的外侧面与第一上密封圈止槽凹槽的外侧面之间距离为b₄，第二下密封圈止槽凸台的外侧面与第二上密封圈止槽凹槽的外侧面之间距离为b₅；

b₁、b₂、b₃、b₄和b₅均大于0；密封压紧后，b₁和b₂为0，b₃、b₄和b₅大于0；

排气通道还包括位于第一下密封圈止槽凸台的外侧面与第一上密封圈止槽凹槽的外侧面之间的第四排气通道和位于第二下密封圈止槽凸台的外侧面与第二上密封圈止槽凹槽的外侧面之间第五排气通道，压紧密封过程中，上密封体和下密封体之间的空气沿第四排气通道、第一排气通道、第二排气通道、第五排气通道和第三排气通道排出。

本发明所述的一种基于高度差的双层回旋式密封结构，作为优选方式，b₂为b₁的1.5～2倍，b₃、b₄和b₅均为0.1～0.2mm；

上密封体还包括设置在上密封体第二层密封端面外侧末端的外部上凹槽，下密封体还包括设置在下密封体第二层密封端面外侧末端的外部下凸台，外部上凹槽与外部下凸台进行压紧密封；

外部上凹槽与上密封体第二层密封端面的高度差为△h₆，外部下凸台与下密封体第二层密封端面的高度差为△h₇，密封时外部上凹槽与外部下凸台压紧配合；

△h₆与△h₇均具有基本尺寸和对称公差；

△h₆的基本尺寸与△h₇的基本尺寸相同，△h₆的公差大于△h₇的公差；

排气通道还包括位于外部上凹槽和外部下凸台之间的第六排气通道。

本发明所述的一种基于高度差的双层回旋式密封结构，作为优选方式，还包括若干个紧固螺栓；

上密封体还包括设置在上密封体第二层密封端面上的若干个紧固螺栓沉头孔，下密封体还包括设置在下密封体第二层密封端面上的若干个紧固螺栓螺纹孔，紧固螺栓沉头孔和紧固螺栓螺纹孔用于安装紧固螺栓；

第一密封圈和第二密封圈为包含PTFE膜的橡胶密封圈。

本发明提供一种基于高度差的双层回旋式密封方法，包括以下步骤：

S1、第一密封圈变形：向上密封体施加向下的作用力，上密封体第一层密封端面接触第一密封圈，并继续下降使第一密封圈在回旋式的第一密封槽中变形；

S2、第二密封圈变形：上密封体继续下压，下密封体第一层密封端面接触第二密封圈并继续下降使第二密封圈在回旋式的第二密封槽中变形，同时，第一下密封圈止槽凸台进入第一上密封圈止槽凹槽中、第二下密封圈止槽凸台进入第二上密封圈止槽凹槽中；

S3、压紧：上密封体继续下压，上密封体第一层密封端面与下密封体第一层密封端面接触并压紧，上密封体第二层密封端面与下密封体第二层密封端面接触并压紧，第一上密封圈止槽凹槽的底面与第一下密封圈止槽凸台的上表面接触并压紧，密封圈止槽凸台的底面与得到第二下密封圈止槽凸台，外部上凹槽与外部下凸台压紧配合密封的上表面接触并压紧。

本发明所述的一种基于高度差的双层回旋式密封方法，作为优选方式，还包括以下步骤：

S4、螺栓紧固：将紧固螺栓穿过紧固螺栓沉头孔和紧固螺栓螺纹孔，双层回旋式密封完成；

S5、排气：

步骤S1过程中，随着上密封体的下压，位于上密封体第一层密封端面和下密封体第一层密封端面之间的空气随着第一密封圈的弹性变形压紧沿位于第一层密封端面和下密封体第一层密封端面之间第一排气通道、位于上密封体立面与下密封体立面之间的第二排气通道、位于上密封体第二层密封端面与下密封体第二层密封端面之间的第三排气通道排出；

位于上密封体第二层密封端面和下密封体第二层密封端面之间的空气沿第三排气通道排出；

步骤S2-S3过程中，随着上密封体继续下压，第二密封圈在第二密封槽中变形时，位于第一下密封圈止槽凸台和第一上密封圈止槽凹槽之间的残余空气被压缩并沿着位于第一下密封圈止槽凸台的外侧面与第一上密封圈止槽凹槽的外侧面之间的第四排气通道、第一排气通道、第二排气通道、位于第二下密封圈止槽凸台的外侧面与第二上密封圈止槽凹槽的外侧面之间的第五排气通道、第三排气通道、位于外部上凹槽和外部下凸台之间的第六排气通道排出，位于第二上密封圈止槽凹槽和第二下密封圈止槽凸台之间的残余空气被压缩并沿着第五排气通道、第三排气通道、第六排气通道排出，以保证双层回旋式密封结构的内部密封空间为负压状态。

本发明所述的一种基于高度差的双层回旋式密封方法，作为优选方式，上密封体第一层密封端面与上密封体第二层密封端面之间、下密封体第一层密封端面与上密封体第一层密封端面之间高度差均为△h₁；

第一下密封圈止槽凸台与下密封体第一层密封端面之间高度差为△h₂；

第二下密封圈止槽凸台与下密封体第二层密封端面之间高度差为△h₃；

第一上密封圈止槽凹槽与上密封体第一层密封端面之间高度差为△h₄；

第二上密封圈止槽凹槽与上密封体第二层密封端面之间高度差为△h₅；

外部上凹槽与上密封体第二层密封端面之间高度差为△h₆；

外部下凸台与下密封体第二层密封端面之间高度差为△h₇；

△h₂、△h₃、△h₄、△h₅、△h₆与△h₇均具有基本尺寸和对称公差；

△h₁为第一密封圈的直径d₁与第二密封圈的直径d₂之和，以达到完全压缩密封圈；

d₁大于d₂，△h₂大于△h₃，△h₄大于△h₅；△h₂与△h₄的基本尺寸相同，△h₄的公差范围大于△h₂的公差范围；△h₃与△h₅的基本尺寸相同，△h₅的公差范围大于△h₃的公差范围，以使上密封体第一层密封端面与上密封体第二层密封端面之间、下密封体第一层密封端面与上密封体第一层密封端面分别紧密配合；

△h₆和△h₇的基本尺寸相同，△h₆的公差范围大于△h₇的公差范围，以使上密封体第二层密封端面接触第二密封圈并产生弹性变形后，留有一定的间隙使双层回旋式密封结构内部的气体通过缝隙排出；

第一密封槽的深度t₁大于第二密封槽深度为t₁，t₁为d₁的0.6～0.7倍，t₂为d₂的0.6～0.7倍，d₁是d₂的1.5～2倍，以使第一密封圈和第二密封圈在刚压入密封槽内时左右两侧均接触密封槽侧面，便于发生弹性变形并实现双层密封材料密封；

第二排气通道、第四排气通道和第五排气通道的宽度均为0.1～0.2mm。

本发明的技术解决方案为：一种基于高度差的双层回旋式密封结构及方法，包括下列结构形式和方法步骤：

(1)电子设备的上密封体与下密封体配合密封端面具有高度差，即设置双层密封端面。定义上下密封体的第一层密封端面与第二层密封端面之间的高度差为△h₁。

(2)密封结构采用双层回旋式，即每一层密封端面具有一个回旋式矩形密封槽，共上下两层，且每一层密封槽深度的前后限位止槽高度具有高度差。定义下密封体的第一密封圈止槽凸台高度差为△h₂和第二密封圈止槽凸台高度差为△h₃；上密封体的第一密封圈止槽凹槽高度差为△h₄和第二密封圈止槽凹槽高度差为△h₅。

(3)在下密封体每一层密封端面的密封槽内嵌密封材料，密封材料为包含PTFE膜的橡胶密封圈，定义第一层密封端面的橡胶密封圈为第一密封圈，截面直径为d₁；第二层密封端面的橡胶密封圈为第二密封圈，截面直径为d₂，且d₁大于d₂。

(4)在下密封体，定义相对于第一层密封端面的密封槽深度为t₁，相对于第二层密封端面的密封槽深度为t₂，且t₁大于t₂。

(5)上密封体与下密封体在密封配合过程中，当上密封体的第一层密封端面刚接触第一密封圈时，定义上密封体第一层密封端面与下密封体第一密封圈止槽凸台间距为b₁，上密封体第二层密封端面与下密封体第二密封圈止槽间距为b₂，且b₂大于b₁。上密封体与下密封体侧部配合面之间留有一定的间隙b₃。当上密封体的第二层密封端面刚接触第二密封圈时，约束下密封体第一密封圈止槽凸台内侧为紧密配合，外侧为小间隙配合，且间隙为b₄。当上下密封体完全紧密贴合后，约束下密封体第二密封圈止槽凸台内侧为紧密配合，外侧为小间隙配合，且间隙为b₅。

(6)上密封体与下密封体在密封配合过程中，当上密封体的第二层密封端面刚接触第二密封圈时，定义上密封体第二层密封端面与外部凹槽高度差为△h₆，下密封体第二层密封端面与外部凸台高度差为△h₇。

所述形式与步骤(1)中，电子设备上密封体与下密封体配合密封表面的高度差为△h₁，即上密封体的第一层密封端面和第二层密封端面高度差为△h₁，下密封体的第一层密封端面和第二层密封端面高度差也为△h₁。随着△h₁的增大，密封效果越好，约束△h₁为所述形式与步骤(3)中的d₁与d₂之和，即取完全压缩密封材料的理论最大值。

所述形式与步骤(2)中，密封槽止槽高度差△h₂大于△h₃，△h₄大于△h₅，橡胶密封圈在密封时受到同等压力作用下，不同直径的密封橡胶圈弹性变形量不同，密封橡胶圈的直径越大，橡胶的弹性变形量越大。所述形式与步骤(2)中密封槽止槽高度差△h₂与△h₄的基本尺寸一致，公差不同，约束△h₄比△h₂公差大0.1～0.3mm，尺寸约束举例：比如△h₂的原始上下偏差为y和x，则△h₄的上下偏差为y+0.3和x+0.1，以下同理。所述形式与步骤(2)中密封槽止槽高度差△h₃与△h₅的基本尺寸一致，公差不同，约束△h₅比△h₃公差大0.1～0.3mm，尺寸约束同上例。目的是为了使上下密封体在密封后，第一层密封端面和第二层密封端面分别紧密配合。

所述形式与步骤(3)中，下密封体第一层密封端面的第一密封圈截面直径d₁为第二层密封端面的第二密封圈截面直径d₂的1.5～2倍。通过小直径d₁的第一密封圈进行设备的第一层密封，大直径d₂的第二密封圈进行设备的第二层密封，来实现双层密封的措施。使用包含PTFE膜的橡胶密封圈，鉴于橡胶密封圈具有优质的弹性变形，可提供足够的密封预紧力，并对PTFE的磨损起到补偿作用。PTFE具有热稳定性好、耐高低温性能强、吸水率小、化学稳定性高、耐老化等优异的性能，可提高橡胶密封圈的耐介质性能，更适合多种复杂恶劣环境。

所述形式与步骤(4)中，下密封体第一层密封端面与第一回旋式矩形密封槽的深度为t₁，定义t₁为所述形式与步骤(3)中第一密封圈截面直径d₁的0.6～0.7倍，t₂为所述形式与步骤(3)第二密封圈截面直径d₂的0.6～0.7倍，目的是橡胶密封圈在刚压入密封槽内时，保证左右两侧均接触密封槽侧面，便于密封圈在密封槽内的有效弹性变形。

所述形式与步骤(5)中，上密封体第二层密封端面与下密封体第二密封圈后止槽间距为b₂为上密封体第一层密封端面与下密封体第一密封圈后止槽间距为b₁的1.5～2倍。上密封体与下密封体配合后，下密封体的第一密封圈止槽凸台内侧无间隙，外侧间隙b₄为0.1～0.2mm；第二密封圈止槽凸台内侧间隙b₃与外侧间隙b₅为0.1～0.2mm。

所述形式与步骤(6)中，上密封体第二层密封端面与外部凹槽高度差△h₆与下密封体第二层密封端面与外部凸台高度差△h₇，基本尺寸一致，公差不同，约束△h₆比△h₇公差大0.1～0.3mm，目的是为了使上下密封体在密封时密封端面紧密配合，尺寸约束同所述形式与步骤(2)举例。约束△h₆小于所述形式与步骤(2)中的△h₃，目的是当上密封体第二层密封端面接触第二密封圈并产生弹性变形后，留有一定的间隙使腔内气体通过缝隙排出设备外。

回旋式结构包括首尾相连的结构。

本发明具有以下优点：

(1)本发明所述的基于高度差的双层回旋式密封结构及方法，与传统的密封结构相比，利用△h₁至△h₇的多重定义高度差达到密封腔内气体节流的目的，实现双层密封效果。

(2)与传统密封形式相比，本发明所述的b₁至b₅合理的间隙结构设计消除了在密封过程中腔内气体逆向流动的因素，经过递进式的排气方式，使气体沿着小间隙配合的密封面排除设备外侧，从而保证电子设备内部密封气体有一定的负压状态，最终实现良好的密封作用。

(3)与现有密封材料相比，本发明所述的d₁、d₂大小直径不同的PTFE密封圈作为密封材料，对应不同深度t₁、t₂，来阻碍复杂恶劣环境中气体夹杂的酸碱性及腐蚀性化学元素，充分发挥PTFE优良的耐高低温性能强和化学稳定性，提高了橡胶密封圈的耐介质性能，更适合多种复杂恶劣环境。

附图说明

图1为一种基于高度差的双层回旋式密封结构总体示意图；

图2为一种基于高度差的双层回旋式密封结构剖面示意图；

图2A为一种基于高度差的双层回旋式密封结构剖面A部局部放大图示意图；

图2B为一种基于高度差的双层回旋式密封结构剖面B部局部放大图示意图；

图3为一种基于高度差的双层回旋式密封结构基于高度差的剖面图；

图4为一种基于高度差的双层回旋式密封结构上下密封体密封圈及密封槽深度剖面图；

图5为一种基于高度差的双层回旋式密封结构上密封体第一层密封端面与第一密封圈刚接触时的递进式排气剖面图示意图；

图6为一种基于高度差的双层回旋式密封结构上密封体第二密端面与第二密封圈刚接触时的递进式排气剖面图图；

图7为一种基于高度差的双层回旋式密封结构上下密封体完全密封配合剖面图；

图8为一种基于高度差的双层回旋式密封方法流程图。

附图标记：

1、上密封体；11、上密封体第一层密封端面；12、上密封体立面；13、上密封体第二层密封端面；14、第一上密封圈止槽凹槽；15、第二上密封圈止槽凹槽；16、外部上凹槽；17、紧固螺栓沉头孔；2、下密封体；21、下密封体第一层密封端面；22、下密封体立面；23、下密封体第二层密封端面；24、第一密封槽；25、第二密封槽；26、第一下密封圈止槽凸台；27、第二下密封圈止槽凸台；28、外部下凸台；29、紧固螺栓螺纹孔；3、第一密封圈；4、第二密封圈；5、排气通道；51、第一排气通道；52、第二排气通道；53、第三排气通道；54、第四排气通道；55、第五排气通道；56、第六排气通道；6、紧固螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1、2、2A、2B所示，一种基于高度差的双层回旋式密封结构，包括上密封体1，设置在上密封体1下部的下密封体2，设置在上密封体1、下密封体2之间的第一密封圈3和第二密封圈4；

上密封体1包括由内至外依次设置的上密封体第一层密封端面11、上密封体立面12和上密封体第二层密封端面13，上密封体第一层密封端面11和上密封体第二层密封端面13的高度差为△h₁；

下密封体2包括由内至外依次设置的下密封体第一层密封端面21、下密封体立面22、下密封体第二层密封端面23，设置在下密封体第一层密封端面21以下的第一密封槽24和设置在下密封体第二层密封端面23以下的第二密封槽25，下密封体第一层密封端面21和下密封体第二层密封端面23的高度差为△h₁，第一密封槽24的深度为t₁，第二密封槽25的深度为t₂，且t₁大于t₂；

第一密封圈3的直径d₁大于第二密封圈4的直径d₂；

密封时，上密封体第一层密封端面11与下密封体第一层密封端面21压紧配合，上密封体立面12在下密封体立面22一侧，上密封体第二层密封端面13与下密封体第二层密封端面23压紧配合，第一密封圈3在第一密封槽24内弹性变形，第二密封圈4在第二密封槽25内弹性变形，上密封体1和下密封体2中的气体沿排气通道5排出并使上密封体第一层密封端面11与下密封体第一层密封端面21以内的封闭空间为负压。

实施例2

如图1、2、2A、2B所示，一种基于高度差的双层回旋式密封结构，包括上密封体1，设置在上密封体1下部的下密封体2，设置在上密封体1、下密封体2之间的第一密封圈3、第二密封圈4、排气通道5和若干个紧固螺栓6；

上密封体1包括由内至外依次设置的上密封体第一层密封端面11、上密封体立面12、上密封体第二层密封端面13，设置在上密封体第一层密封端面11内侧末端的第一上密封圈止槽凹槽14，设置在上密封体第二层密封端面13内侧末端的第二上密封圈止槽凹槽15，设置在上密封体第二层密封端面13外侧末端的外部上凹槽16和设置在上密封体第二层密封端面13上的紧固螺栓沉头孔17；

上密封体第一层密封端面11和上密封体第二层密封端面13的高度差为△h₁；

下密封体2包括由内至外依次设置的下密封体第一层密封端面21、下密封体立面22、下密封体第二层密封端面23，设置在下密封体第一层密封端面21以下的第一密封槽24，设置在下密封体第二层密封端面23以下的第二密封槽25，设置在下密封体第一层密封端面21内侧末端的第一下密封圈止槽凸台26，设置在下密封体第二层密封端面23内侧末端的第二下密封圈止槽凸台27，设置在下密封体第二层密封端面23外侧末端的外部下凸台28和设置在下密封体第二层密封端面23上的紧固螺栓螺纹孔29；

下密封体第一层密封端面21和下密封体第二层密封端面23的高度差为△h₁，第一密封槽24的深度为t₁，第二密封槽25的深度为t₂，且t₁大于t₂；

第一密封圈3的直径d₁大于第二密封圈4的直径d₂；第一密封圈3和第二密封圈4为包含PTFE膜的橡胶密封圈；

第一下密封圈止槽凸台26的外侧面与第一密封槽24的内侧面为同一立面，第二下密封圈止槽凸台27的外侧面与第二密封槽25的内侧面为同一立面；

第一上密封圈止槽凹槽14和第一下密封圈止槽凸台26位置对应、尺寸相同；

第二上密封圈止槽凹槽15和第二下密封圈止槽凸台27位置对应、尺寸相同；

第一上密封圈止槽凹槽14、第一下密封圈止槽凸台26第二上密封圈止槽凹槽15和第二下密封圈止槽凸台27均为回旋式且剖面为矩形；

上密封体1与下密封体2密封时，第一上密封圈止槽凹槽14与第一下密封圈止槽凸台26压紧配合，第二上密封圈止槽凹槽15与第二下密封圈止槽凸台27压紧配合；

外部上凹槽16与外部下凸台28进行压紧密封；

密封时，上密封体第一层密封端面11与下密封体第一层密封端面21压紧配合，上密封体立面12在下密封体立面22一侧，上密封体第二层密封端面13与下密封体第二层密封端面23压紧配合，第一密封圈3在第一密封槽24内弹性变形，第二密封圈4在第二密封槽25内弹性变形，上密封体1和下密封体2中的气体沿排气通道5排出并使上密封体第一层密封端面11与下密封体第一层密封端面21以内的封闭空间为负压；

排气通道5包括位于上密封体第一层密封端面11、下密封体第一层密封端面21之间的第一排气通道51，位于上密封体立面12和下密封体立面22之间的第二排气通道52，位于上密封体第二层密封端面13、下密封体第二层密封端面23之间的第三排气通道53，位于第一下密封圈止槽凸台26的外侧面与第一上密封圈止槽凹槽14的外侧面之间的第四排气通道54，位于第二下密封圈止槽凸台27的外侧面与第二上密封圈止槽凹槽15的外侧面之间第五排气通道55和位于外部上凹槽16和外部下凸台28之间的第六排气通道56；

t₁为d₁的0.6～0.7倍，t₂为d₂的0.6～0.7倍；

第一下密封圈止槽凸台26与下密封体第一层密封端面21的高度差为△h₂，第二下密封圈止槽凸台27与下密封体第二层密封端面23的高度差为△h₃，第一上密封圈止槽凹槽14与上密封体第一层密封端面11的高度差为△h₄，第二上密封圈止槽凹槽15与上密封体第二层密封端面13的高度差为△h₅；

△h₁为d₁与d₂之和；

△h₂大于△h₃，△h₄大于△h5；

△h₂、△h₃、△h₄和△h₅均具有基本尺寸和对称公差；

△h₂的基本尺寸与△h₄的基本尺寸相同，△h₄的公差范围大于△h₂的公差范围；

△h₃的基本尺寸与△h₅的基本尺寸相同，△h₅的公差范围大于△h₃的公差范围；

压紧密封过程中，当上密封体第一层密封端面11刚刚接触第一密封圈3时，第一下密封圈止槽凸台26的上表面与上密封体第一层密封端面11之间距离为b₁，第二下密封圈止槽凸台27的上表面与上密封体第二层密封端面13之间距离为b₂，上密封体立面12与下密封体立面22的距离为b₃；

当上密封体第二层密封端面12刚刚接触第二密封圈4时，第一下密封圈止槽凸台26的外侧面与第一上密封圈止槽凹槽14的外侧面之间距离为b₄，第二下密封圈止槽凸台27的外侧面与第二上密封圈止槽凹槽15的外侧面之间距离为b₅；

b₁、b₂、b₃、b₄和b₅均大于0；密封压紧后，b₁和b₂为0，b₃、b₄和b₅大于0；

压紧密封过程中，上密封体1和下密封体2之间的空气沿第四排气通道54、第一排气通道51、第二排气通道52、第五排气通道55和第三排气通道53排出；

b₂为b₁的1.5～2倍，b₃、b₄和b₅均为0.1～0.2mm；

外部上凹槽16与上密封体第二层密封端面13的高度差为△h₆，外部下凸台28与下密封体第二层密封端面23的高度差为△h₇，密封时外部上凹槽16与外部下凸台28压紧配合；

△h₆与△h₇均具有基本尺寸和对称公差；

△h₆的基本尺寸与△h₇的基本尺寸相同，△h₆的公差大于△h₇的公差；

紧固螺栓沉头孔17和紧固螺栓螺纹孔29用于安装紧固螺栓6。

如图8所示，一种基于高度差的双层回旋式密封方法，包括以下步骤：

S1、第一密封圈变形：向上密封体1施加向下的作用力，上密封体第一层密封端面11接触第一密封圈3，并继续下降使第一密封圈3在回旋式的第一密封槽24中变形；

S2、第二密封圈变形：上密封体1继续下压，下密封体第一层密封端面21接触第二密封圈4并继续下降使第二密封圈4在回旋式的第二密封槽25中变形，同时，第一下密封圈止槽凸台26进入第一上密封圈止槽凹槽14中、第二下密封圈止槽凸台27进入第二上密封圈止槽凹槽15中；

S3、压紧：上密封体1继续下压，上密封体第一层密封端面11与下密封体第一层密封端面21接触并压紧，上密封体第二层密封端面13与下密封体第二层密封端面23接触并压紧，第一上密封圈止槽凹槽14的底面与第一下密封圈止槽凸台26的上表面接触并压紧，密封圈止槽凸台15的底面与得到第二下密封圈止槽凸台27，外部上凹槽16与外部下凸台28压紧配合密封的上表面接触并压紧；

S4、螺栓紧固：将紧固螺栓6穿过紧固螺栓沉头孔17和紧固螺栓螺纹孔29，双层回旋式密封完成；

S5、排气：

步骤S1过程中，随着上密封体1的下压，位于上密封体第一层密封端面11和下密封体第一层密封端面21之间的空气随着第一密封圈3的弹性变形压紧沿位于第一层密封端面11和下密封体第一层密封端面21之间第一排气通道51、位于上密封体立面12与下密封体立面22之间的第二排气通道52、位于上密封体第二层密封端面13与下密封体第二层密封端面23之间的第三排气通道53排出；

位于上密封体第二层密封端面12和下密封体第二层密封端面22之间的空气沿第三排气通道53排出；

步骤S2-S3过程中，随着上密封体1继续下压，第二密封圈4在第二密封槽25中变形时，位于第一下密封圈止槽凸台26和第一上密封圈止槽凹槽14之间的残余空气被压缩并沿着位于第一下密封圈止槽凸台26的外侧面与第一上密封圈止槽凹槽14的外侧面之间的第四排气通道54、第一排气通道51、第二排气通道52、位于第二下密封圈止槽凸台27的外侧面与第二上密封圈止槽凹槽15的外侧面之间的第五排气通道55、第三排气通道53、位于外部上凹槽16和外部下凸台28之间的第六排气通道56排出，位于第二上密封圈止槽凹槽15和第二下密封圈止槽凸台27之间的残余空气被压缩并沿着第五排气通道55、第三排气通道53、第六排气通道56排出，以保证双层回旋式密封结构的内部密封空间为负压状态；

上密封体第一层密封端面11与上密封体第二层密封端面13之间、下密封体第一层密封端面21与上密封体第一层密封端面23之间高度差均为△h₁；

第一下密封圈止槽凸台26与下密封体第一层密封端面21之间高度差为△h₂；

第二下密封圈止槽凸台27与下密封体第二层密封端面23之间高度差为△h₃；

第一上密封圈止槽凹槽14与上密封体第一层密封端面11之间高度差为△h₄；

第二上密封圈止槽凹槽15与上密封体第二层密封端面13之间高度差为△h₅；

外部上凹槽16与上密封体第二层密封端面13之间高度差为△h₆；

外部下凸台28与下密封体第二层密封端面23之间高度差为△h₇；

△h₂、△h₃、△h₄、△h₅、△h₆与△h₇均具有基本尺寸和对称公差；

△h₁为第一密封圈3的直径d₁与第二密封圈4的直径d₂之和，以达到完全压缩密封圈；

d₁大于d₂，△h₂大于△h₃，△h₄大于△h₅；△h₂与△h₄的基本尺寸相同，△h₄的公差范围大于△h₂的公差范围；△h₃与△h₅的基本尺寸相同，△h₅的公差范围大于△h₃的公差范围，以使上密封体第一层密封端面11与上密封体第二层密封端面13之间、下密封体第一层密封端面21与上密封体第一层密封端面23分别紧密配合；

△h₆和△h₇的基本尺寸相同，△h₆的公差范围大于△h₇的公差范围，以使上密封体第二层密封端面13接触第二密封圈4并产生弹性变形后，留有一定的间隙使双层回旋式密封结构内部的气体通过缝隙排出；

第一密封槽24的深度t₁大于第二密封槽25深度为t₁，t₁为d₁的0.6～0.7倍，t₂为d₂的0.6～0.7倍，d₁是d₂的1.5～2倍，以使第一密封圈3和第二密封圈4在刚压入密封槽内时左右两侧均接触密封槽侧面，便于发生弹性变形并实现双层密封材料密封；

第二排气通道52、第四排气通道54和第五排气通道55的宽度均为0.1～0.2mm。

实施例3

一种基于高度差的双层回旋式密封结构及方法，如图1所示，为本发明的密封结构总体示意图，它由上密封体1、下密封体2、下密封体第一层密封端面21、下密封体第二层密封端面22、第一密封圈3、第二密封圈4、紧固螺栓6、紧固螺栓沉头孔17、紧固螺栓螺纹孔29组成。这里定义下密封体第一层密封端面21与下密封体第二层密封端面22之间的高度差为△h₁。基本实施方式是上密封体1在持续施加力F的作用下，通过一系列紧固螺栓6经过上密封体1的紧固螺栓沉头孔17安装入下密封体2的紧固螺栓螺纹孔29内，实现上下密封体之间的紧密密封。

如图2、2A、2B所示，为本发明的密封结构剖面示意及密封结构局部放大图，如图3、4所示，为本发明的基于高度差的双层回旋式密封结构剖面图。结合图2、2A、2B、3、4，具体分析实施方式如下：高度差由△h₁至△h₇的多重定义实现，具体定义(1)上密封体第一层密封端面11与上密封体第二层密封端面12之间高度差为△h₁，下密封体第一层密封端面21与下密封体第二层密封端面22之间高度差也为△h₁。(2)第一下密封圈止槽凸台26与下密封体第一层密封端面21之间的高度差为△h₂，定义△h₂的原始上下偏差为y和x。(3)对应的第一上密封圈止槽凹(14)的槽高度差为△h₄，定义△h₄的上下偏差为y+0.3和x+0.1。(4)第二下密封圈止槽凸台27与下密封体第二层密封端面22之间的高度差为△h₃，定义△h₃的原始上下偏差为y和x。(5)对应的第二上密封圈止槽凹槽(15)高度差为△h₅，定义△h₅的上下偏差为y+0.3和x+0.1。(6)下密封体第二层密封端面22与外部下凸台28高度差△h₇，定义△h₇的原始上下偏差为y和x。(7)上密封体第二层密封端面12与外部上凹槽16高度差△h₆，定义△h₆的原始上下偏差为y+0.3和x+0.1。当电子设备进行密封时，将上密封体1施加作用力F向下密封体2贴合，优先将第一密封圈3和第二密封圈4分别压入下密封体2的深度为t₁的回旋式的第一上密封圈止槽凹槽15和深度为t₂的回旋式的第一上密封圈止槽凹槽16内，使得第一密封圈3和第二密封圈4的两侧切线方向分别充分接触第一上密封圈止槽凹槽15和第一上密封圈止槽凹槽16的两侧，便于密封圈在密封槽内的有效弹性变形。其中定义t₁为第一密封圈3截面直径d₁的0.6～0.7倍，t₂为第二密封圈4截面直径d₂的0.6～0.7倍，第一密封圈3截面直径d₁为第二密封圈4截面直径d₂的1.5～2倍。建立△h₁至△h₇的多重定义高度差，达到密封腔内气体节流的目的，实现双层密封效果。结合第一密封圈3外部设置的PTFE膜和第二密封圈4外部设置的PTFE膜具有优良的耐高低温性能强和化学稳定性，使得密封结构能够满足多种复杂恶劣环境。

如图5所示，为本发明的上密封体第一层密封端面11与下密封体2第一密封圈3刚接触时的递进式排气剖面图。通过对上密封体1施加作用力F，由于上下密封体的两个密封端面高度差为△h₁，且第一密封圈3的截面直径d₁为第二密封圈4的截面直径d₂的1.5～2倍，因此当第一密封圈3上表面刚刚接触上密封体第一层密封端面11时，第二密封圈4与上密封体第二层密封端面12之间并未接触，同时约束上密封体第二层密封端面12与下密封体2的第二下密封圈止槽凸台27之间距离为b₂，上密封体第一层密封端面11与下密封体2的第一下密封圈止槽凸台26之间距离为b₁，且第二下密封圈止槽凸台27内侧具有间隙b₃。鉴于以上约束，继续向上密封体1施加作用力F，b₁会逐渐变小为0，b₂大于0，b₃始终保持0.1～0.2mm，通过密封前后压力差的作用，位于上下密封体端面之间的腔内气体19，会随着第一密封圈3的弹性变形压紧，而不断的沿着以下排气路径21排出路径设备外侧：第二下密封圈止槽凸台27内侧间隙b₃、上密封体第二层密封端面12与下密封体2的第二下密封圈止槽凸台27之间距离为b₂、上密封体第一层密封端面12与下密封体第二层密封端面22之间缝隙。

如图6所示，为本发明的上密封体第二层密封端面12与下密封体2的第二密封圈4刚接触时的递进式排气剖面图。随着上密封体1持续向下密封体2压紧配合，第一密封圈3逐渐弹性变形，起到缓冲补偿的作用。此时下密封体2的第一密封圈止槽凸台26的内侧无间隙、第一密封圈止槽凸台26的外侧间隙b₄为0.1～0.2mm；第二密封圈止槽凸台27的内侧间隙b₃为0.1～0.2mm、第二密封圈止槽凸台27的外侧间隙b₅为0.1～0.2mm，因此位于上下密封体端面之间的腔内气体，会随着图5所示的排气通道5继续向设备外侧排出。然而随着上下密封体持续压紧配合，位于上下密封体第一下密封圈止槽凸台26之间的腔内残余气体会被压缩，仅此沿着间隙为0.1～0.2mm的b₄、第一密封圈3的外表面与上密封体第一层密封端面11之间的缝隙汇入排气通道5。持续施加作用力F，第二密封圈4也会弹性变形，此时腔内气体同理会被压缩沿着第二密封圈4的外表面与上密封体第二层密封端面12之间的缝隙汇入排气通道5排出设备外侧。经过这种递进式的排气方式，来保证设备内部密封空间有一定的负压状态，最终实现良好的密封作用。

如图7所示，为本发明的上下密封体完全密封配合剖面图。上密封体1与下密封体2在作用力F下紧密配合，再将紧固螺栓6安装在上下密封体之间，经过上密封体1的紧固螺栓沉头孔17，安装入下密封体2的紧固螺栓螺纹孔29内部，完成密封结构的装配。由于复杂恶劣环境因素，外部气流有概率会沿着上下密封体之间的间隙进入密封腔内部，基于高度差的双层回旋式密封结构定义了高度差△h₁至△h₇，且采取双层回旋式密封结构搭载直径不同的密封圈，起到双层密封防护措施，减小了复杂恶劣环境对设备的影响，提高了电子设备的密封性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于高度差的双层回旋式密封结构，其特征在于：包括上密封体(1)，设置在所述上密封体(1)下部的下密封体(2)，设置在所述上密封体(1)、所述下密封体(2)之间的第一密封圈(3)和第二密封圈(4)；

所述上密封体(1)包括由内至外依次设置的上密封体第一层密封端面(11)、上密封体立面(12)和上密封体第二层密封端面(13)，所述上密封体第一层密封端面(11)和所述上密封体第二层密封端面(13)的高度差为△h₁；

所述下密封体(2)包括由内至外依次设置的下密封体第一层密封端面(21)、下密封体立面(22)、下密封体第二层密封端面(23)，设置在所述下密封体第一层密封端面(21)以下的第一密封槽(24)和设置在所述下密封体第二层密封端面(23)以下的第二密封槽(25)，所述下密封体第一层密封端面(21)和所述下密封体第二层密封端面(23)的高度差为△h₁，所述第一密封槽(24)的深度为t₁，所述第二密封槽(25)的深度为t₂，且t₁大于t₂；

所述第一密封圈(3)的直径d₁大于所述第二密封圈(4)的直径d₂；

密封时，所述上密封体第一层密封端面(11)与所述下密封体第一层密封端面(21)压紧配合，所述上密封体立面(12)在所述下密封体立面(22)一侧，所述上密封体第二层密封端面(13)与所述下密封体第二层密封端面(23)压紧配合，所述第一密封圈(3)在所述第一密封槽(24)内弹性变形，所述第二密封圈(4)在所述第二密封槽(25)内弹性变形，所述上密封体(1)和所述下密封体(2)中的气体沿排气通道(5)排出并使所述上密封体第一层密封端面(11)与所述下密封体第一层密封端面(21)以内的封闭空间为负压。

2.根据权利要求1所述的一种基于高度差的双层回旋式密封结构，其特征在于：

所述排气通道(5)包括位于所述上密封体第一层密封端面(11)、所述下密封体第一层密封端面(21)之间的第一排气通道(51)，位于所述上密封体立面(12)和所述下密封体立面(22)之间的第二排气通道(52)和位于所述上密封体第二层密封端面(13)、所述下密封体第二层密封端面(23)之间的第三排气通道(53)；

密封过程中，所述上密封体(1)和所述下密封体(2)之间的气体依次经所述第一排气通道(51)、所述第二排气通道(52)和所述第三排气通道(53)排出回旋式密封结构之外；

t₁为d₁的0.6～0.7倍，t₂为d₂的0.6～0.7倍。

3.根据权利要求2所述的一种基于高度差的双层回旋式密封结构，其特征在于：所述上密封体(1)还包括设置在所述上密封体第一层密封端面(11)内侧末端的第一上密封圈止槽凹槽(14)和设置在所述上密封体第二层密封端面(13)内侧末端的第二上密封圈止槽凹槽(15)；

所述下密封体(2)还包括设置在所述下密封体第一层密封端面(21)内侧末端的第一下密封圈止槽凸台(26)和设置在所述下密封体第二层密封端面(23)内侧末端的第二下密封圈止槽凸台(27)；

所述第一下密封圈止槽凸台(26)的外侧面与所述第一密封槽(24)的内侧面为同一立面，所述第二下密封圈止槽凸台(27)的外侧面与所述第二密封槽(25)的内侧面为同一立面；

所述第一上密封圈止槽凹槽(14)和所述第一下密封圈止槽凸台(26)位置对应、尺寸相同；

所述第二上密封圈止槽凹槽(15)和所述第二下密封圈止槽凸台(27)位置对应、尺寸相同；

所述上密封体(1)与所述下密封体(2)密封时，所述第一上密封圈止槽凹槽(14)与所述第一下密封圈止槽凸台(26)压紧配合，所述第二上密封圈止槽凹槽(15)与所述第二下密封圈止槽凸台(27)压紧配合。

4.根据权利要求3所述的一种基于高度差的双层回旋式密封结构，其特征在于：

所述第一上密封圈止槽凹槽(14)、所述第一下密封圈止槽凸台(26)所述第二上密封圈止槽凹槽(15)和所述第二下密封圈止槽凸台(27)均为回旋式且剖面为矩形；

所述第一下密封圈止槽凸台(26)与所述下密封体第一层密封端面(21)的高度差为△h₂，所述第二下密封圈止槽凸台(27)与所述下密封体第二层密封端面(23)的高度差为△h₃，所述第一上密封圈止槽凹槽(14)与所述上密封体第一层密封端面(11)的高度差为△h₄，所述第二上密封圈止槽凹槽(15)与所述上密封体第二层密封端面(13)的高度差为△h₅；

△h₁为d₁与d₂之和；

△h₂大于△h₃，△h₄大于△h₅；

△h₂、△h₃、△h₄和△h₅均具有基本尺寸和对称公差；

△h₂的基本尺寸与△h₄的基本尺寸相同，△h₄的公差范围大于△h₂的公差范围；

△h₃的基本尺寸与△h₅的基本尺寸相同，△h₅的公差范围大于△h₃的公差范围。

5.根据权利要求3所述的一种基于高度差的双层回旋式密封结构，其特征在于：

压紧密封过程中，当所述上密封体第一层密封端面(11)刚刚接触所述第一密封圈(3)时，所述第一下密封圈止槽凸台(26)的上表面与所述上密封体第一层密封端面(11)之间距离为b₁，所述第二下密封圈止槽凸台(27)的上表面与所述上密封体第二层密封端面(13)之间距离为b₂，所述上密封体立面(12)与所述下密封体立面(22)的距离为b₃；

当所述上密封体第二层密封端面(13)刚刚接触所述第二密封圈(4)时，所述第一下密封圈止槽凸台(26)的外侧面与所述第一上密封圈止槽凹槽(14)的外侧面之间距离为b₄，所述第二下密封圈止槽凸台(27)的外侧面与所述第二上密封圈止槽凹槽(15)的外侧面之间距离为b₅；

b₁、b₂、b₃、b₄和b₅均大于0；密封压紧后，b₁和b₂为0，b₃、b₄和b₅大于0；

所述排气通道(5)还包括位于所述第一下密封圈止槽凸台(26)的外侧面与所述第一上密封圈止槽凹槽(14)的外侧面之间的第四排气通道(54)和位于所述第二下密封圈止槽凸台(27)的外侧面与所述第二上密封圈止槽凹槽(15)的外侧面之间第五排气通道(55)，压紧密封过程中，所述上密封体(1)和所述下密封体(2)之间的空气沿所述第四排气通道(54)、所述第一排气通道(51)、所述第二排气通道(52)、所述第五排气通道(55)和所述第三排气通道(53)排出。

6.根据权利要求5所述的一种基于高度差的双层回旋式密封结构，其特征在于：

b₂为b₁的1.5～2倍，b₃、b₄和b₅均为0.1～0.2mm；

所述上密封体(1)还包括设置在所述上密封体第二层密封端面(13)外侧末端的外部上凹槽(16)，所述下密封体(2)还包括设置在所述下密封体第二层密封端面(23)外侧末端的外部下凸台(28)，所述外部上凹槽(16)与所述外部下凸台(28)进行压紧密封；

所述外部上凹槽(16)与所述上密封体第二层密封端面(13)的高度差为△h₆，所述外部下凸台(28)与所述下密封体第二层密封端面(23)的高度差为△h₇，密封时所述外部上凹槽(16)与所述外部下凸台(28)压紧配合；

△h₆与△h₇均具有基本尺寸和对称公差；

△h₆的基本尺寸与△h₇的基本尺寸相同，△h₆的公差大于△h₇的公差；

所述排气通道(5)还包括位于所述外部上凹槽(16)和所述外部下凸台(28)之间的第六排气通道(56)。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种基于高度差的双层回旋式密封结构，其特征在于：还包括若干个紧固螺栓(6)；

所述上密封体(1)还包括设置在所述上密封体第二层密封端面(13)上的若干个紧固螺栓沉头孔(17)，所述下密封体(2)还包括设置在所述下密封体第二层密封端面(23)上的若干个紧固螺栓螺纹孔(29)，所述紧固螺栓沉头孔(17)和所述紧固螺栓螺纹孔(29)用于安装所述紧固螺栓(6)；

所述第一密封圈(3)和所述第二密封圈(4)为包含PTFE膜的橡胶密封圈。

8.一种基于高度差的双层回旋式密封方法，应用于权利要求3～7 任意一项所述的密封结构，其特征在于：包括以下步骤：

S1、第一密封圈变形：向上密封体(1)施加向下的作用力，上密封体第一层密封端面(11)接触第一密封圈(3)，并继续下降使所述第一密封圈(3)在回旋式的第一密封槽(24)中变形；

S2、第二密封圈变形：所述上密封体(1)继续下压，下密封体第一层密封端面(21)接触第二密封圈(4)并继续下降使所述第二密封圈(4)在回旋式的第二密封槽(25)中变形，同时，第一下密封圈止槽凸台(26)进入第一上密封圈止槽凹槽(14)中、第二下密封圈止槽凸台(27)进入第二上密封圈止槽凹槽(15)中；

S3、压紧：所述上密封体(1)继续下压，所述上密封体第一层密封端面(11)与下密封体第一层密封端面(21)接触并压紧，所述上密封体第二层密封端面(13)与下密封体第二层密封端面(23)接触并压紧，所述第一上密封圈止槽凹槽(14)的底面与所述第一下密封圈止槽凸台(26)的上表面接触并压紧，所述密封圈止槽凸台(15)的底面与得到第二下密封圈止槽凸台(27)，外部上凹槽(16)与外部下凸台(28)压紧配合密封的上表面接触并压紧。

9.根据权利要求8所述的一种基于高度差的双层回旋式密封方法，其特征在于：还包括以下步骤：

S4、螺栓紧固：将紧固螺栓(6)穿过紧固螺栓沉头孔(17)和紧固螺栓螺纹孔(29)，双层回旋式密封完成；

S5、排气：

步骤S1过程中，随着所述上密封体(1)的下压，位于所述上密封体第一层密封端面(11)和所述下密封体第一层密封端面(21)之间的空气随着所述第一密封圈(3)的弹性变形压紧沿位于所述上密封体第一层密封端面(11)和所述下密封体第一层密封端面(21)之间第一排气通道(51)、位于上密封体立面(12)与下密封体立面(22)之间的第二排气通道(52)、位于所述上密封体第二层密封端面(13)与下密封体第二层密封端面(23)之间的第三排气通道(53)排出；

位于所述上密封体第二层密封端面(13)和所述下密封体第二层密封端面(23)之间的空气沿所述第三排气通道(53)排出；

步骤S2-S3过程中，随着所述上密封体(1)继续下压，所述第二密封圈(4)在所述第二密封槽(25)中变形时，位于所述第一下密封圈止槽凸台(26)和所述第一上密封圈止槽凹槽(14)之间的残余空气被压缩并沿着位于所述第一下密封圈止槽凸台(26)的外侧面与所述第一上密封圈止槽凹槽(14)的外侧面之间的第四排气通道(54)、所述第一排气通道(51)、所述第二排气通道(52)、位于所述第二下密封圈止槽凸台(27)的外侧面与所述第二上密封圈止槽凹槽(15)的外侧面之间的第五排气通道(55)、所述第三排气通道(53)、位于所述外部上凹槽(16)和所述外部下凸台(28)之间的第六排气通道(56)排出，位于所述第二上密封圈止槽凹槽(15)和所述第二下密封圈止槽凸台(27)之间的残余空气被压缩并沿着所述第五排气通道(55)、所述第三排气通道(53)、所述第六排气通道(56)排出，以保证双层回旋式密封结构的内部密封空间为负压状态。

10.根据权利要求9所述的一种基于高度差的双层回旋式密封方法，其特征在于：

所述上密封体第一层密封端面(11)与所述上密封体第二层密封端面(13)之间、所述下密封体第一层密封端面(21)与所述下密封体第二层密封端面(23)之间高度差均为△h₁；

所述第一下密封圈止槽凸台(26)与所述下密封体第一层密封端面(21)之间高度差为△h₂；

所述第二下密封圈止槽凸台(27)与所述下密封体第二层密封端面(23)之间高度差为△h₃；

第一上密封圈止槽凹槽(14)与所述上密封体第一层密封端面(11)之间高度差为△h₄；

第二上密封圈止槽凹槽(15)与所述上密封体第二层密封端面(13)之间高度差为△h₅；

所述外部上凹槽(16)与所述上密封体第二层密封端面(13)之间高度差为△h₆；

所述外部下凸台(28)与所述下密封体第二层密封端面(23)之间高度差为△h₇；

△h₂、△h₃、△h₄、△h₅、△h₆与△h₇均具有基本尺寸和对称公差；

△h₁为所述第一密封圈(3)的直径d₁与所述第二密封圈(4)的直径d₂之和，以达到完全压缩密封圈；

d₁大于d₂，△h₂大于△h₃，△h₄大于△h₅；△h₂与△h₄的基本尺寸相同，△h₄的公差范围大于△h₂的公差范围；△h₃与△h₅的基本尺寸相同，△h₅的公差范围大于△h₃的公差范围，以使所述上密封体第一层密封端面(11)与所述上密封体第二层密封端面(13)之间、所述下密封体第一层密封端面(21)与所述下密封体第二层密封端面(23)分别紧密配合；

△h₆和△h₇的基本尺寸相同，△h₆的公差范围大于△h₇的公差范围，以使所述上密封体第二层密封端面(13)接触所述第二密封圈(4)并产生弹性变形后，留有一定的间隙使双层回旋式密封结构内部的气体通过缝隙排出；

所述第一密封槽(24)的深度t₁大于所述第二密封槽(25)深度为t₁，t₁为d₁的0.6～0.7倍，t₂为d₂的0.6～0.7倍，d₁是d₂的1.5～2倍，以使所述第一密封圈(3)和所述第二密封圈(4)在刚压入密封槽内时左右两侧均接触密封槽侧面，便于发生弹性变形并实现双层密封材料密封；

所述第二排气通道(52)、所述第四排气通道(54)和所述第五排气通道(55)的宽度均为0.1～0.2mm。

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