CN113715383A - 一种内嵌筋环的密封圈制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，属于密封圈领域，一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，通过在密封圈中心处嵌入经过预处理的内嵌筋环，其与密封圈的硬度差较小，一方面，显著提高密封圈在纵向受力时的承载性，使其耐压性显著提高，有效延长其因长期受力而开裂的期限，进而使其使用寿命提高，密封性能更好，另一方面，在长期受压产生裂缝时，在压力作用下，胶液对封液鼓环产生挤压力，使其外渗，并逐渐沿着穿孔溢出至两个半圈的接触面，并逐渐蔓延，从而实现对内部裂缝进行修复的效果，同时，当开裂后，外界使其湿气进入到封液鼓环内，使裹粉球逐渐微熔，在纸浆作用下，其内部颜色晕染并外渗，达到一定的提醒作用。

Description

一种内嵌筋环的密封圈制备工艺

技术领域

本发明涉及密封圈领域，更具体地说，涉及一种内嵌筋环的密封圈制备工艺。

背景技术

密封圈具备以下优点：

1.密封圈在工作压力和一定的温度范围内，应具有良好的密封性能，并随着压力的增加能自动提高密封性能。

2.密封圈装置和运动件之间的摩擦力要小，摩擦系数要稳定。

3.密封圈抗腐蚀能力强，不易老化，工作寿命长，耐磨性好，磨损后在一定程度上能自动补偿。

4.结构简单，使用、维护方便，使密封圈有更长的寿命。

密封圈在使用时，一般两个端面均匀受到较大的挤压力，通过挤压密封，但是在长期受力时，容易发生疲劳，导致内部开裂，强度变低，密封效果变差，现有技术中一般通过内嵌硬性的结构，实现增强其强度的效果，例如专利号为CN201821228902.0的专利公开的《一种石油机械用密封圈》，但是这种方式，虽然密封圈受力时承载性变强，但是内嵌物体与其自身的接触处存在较大的硬度差，导致内嵌物体与其接触处，仍然存在较大的开裂概率，补强效果治标不治本，并且现有的密封圈对其开裂情况很少有提醒作用，难以满足人们的需求。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，它通过在密封圈中心处嵌入经过预处理的内嵌筋环，其与密封圈的硬度差较小，一方面，显著提高密封圈在纵向受力时的承载性，使其耐压性显著提高，有效延长其因长期受力而开裂的期限，进而使其使用寿命提高，密封性能更好，另一方面，在长期受压产生裂缝时，在压力作用下，胶液对封液鼓环产生挤压力，使其外渗，并逐渐沿着穿孔溢出至两个半圈的接触面，并逐渐蔓延，从而实现对内部裂缝进行修复的效果，同时，当开裂后，外界使其湿气进入到封液鼓环内，使裹粉球逐渐微熔，在纸浆作用下，其内部颜色晕染并外渗，达到一定的提醒作用。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，包括以下步骤：

S1、在径向上将密封圈分隔成两个相互对称的半圈，然后通过模具浇筑出半圈；

S2、在半圈的其中一个端部开凿内嵌槽，然后在内嵌槽上镶嵌经过预处理的内嵌筋环；

S3、然后将另一个半圈上内嵌槽对准内嵌筋环，使二者相合，并经过硫化胶合，使二者合成一体，完成密封圈的制作。

进一步的，所述内嵌筋环包括中心储液嵌环、连接在中心储液嵌环外端的封液鼓环以及连接在封液鼓环远离中心储液嵌环一端的外显色片，所述封液鼓环一端嵌入至中心储液嵌环内，所述封液鼓环另一端与外显色片固定连接，所述封液鼓环内填充有橡胶修补胶液，通过橡胶修补胶液，使在长期受力时，其在渗出后，可以在内部对密封圈内部进行加固，同时渗出至裂缝处时，可以对裂缝进行自修复，相较于现有技术显著延长使用寿命。

进一步的，所述中心储液嵌环为中空结构，且封液鼓环与中心储液嵌环相通，所述中心储液嵌环内腔直径不小于中心储液嵌环壁厚，使中心储液嵌环内腔不至于过小，有效保证其内部可存储的橡胶修补胶液的量，使对密封圈内部加固以及自修复的效果更好。

进一步的，所述中心储液嵌环为内壁嵌入有金属丝的橡胶结构，金属丝的直径不超过1mm，丝状的金属丝既可以提高中心储液嵌环的强度，同时其直径小，有效减小其与中心储液嵌环的接触面积，使受力时中心储液嵌环不易因硬度差发生局部开裂的情况，所述封液鼓环为外鼓的弹性密封结构。

进一步的，所述内嵌筋环的预处理包括以下步骤：

首先对封液鼓环的鼓起处加压，使封液鼓环内橡胶修补胶液被挤压至中心储液嵌环内存储，使封液鼓环扁平；

然后对扁平的封液鼓环进行加热胶合，从而将橡胶修补胶液封锁在中心储液嵌环内；

最后对胶合的封液鼓环远离中心储液嵌环的一端使用锥状物进行穿刺处理，使其表面产生多个均匀的穿孔，完成预处理，通过穿孔处理，使长期受力使橡胶修补胶液向外挤压时，能够松动部分未穿孔的封液鼓环，并外渗，接触到穿孔部分时，可直接从穿孔处向两个半圈处蔓延，使蔓延速度更快，对半圈接触处的加固效果更好。

进一步的，所述封液鼓环上穿孔部分的长度为未穿孔部分长度的1-3倍，穿孔部位过长，易导致未穿孔部位对中心储液嵌环内橡胶修补胶液的封堵效果较差，使其极易外渗，导致在后期开裂需要修复时，外渗的橡胶修补胶液已固化，难以修复，影响修复效果。

进一步的，所述外显色片包括按照质量份计的10-30份橡胶颗粒、5-10 份干燥纸浆以及10-20份裹粉球，橡胶颗粒优选透明橡胶，使形成的封液鼓环透明，便于穿插其变色情况，纸浆具备良好的吸水性，当开裂发生渗水现象时，其可以使水分逐渐在外显色片上蔓延，尽可能的接触到裹粉球，使其表面逐渐水溶，使其内的有色颜料晕染，使外显色片处呈现变色的效果。

进一步的，所述外显色片的制备方法包括以下步骤：

首先将橡胶颗粒热熔使其呈现熔融态，然后加入纸浆，并搅拌均匀，最后加入裹粉球均匀混合后，按照外显色片的形状进行浇筑后固化形成。

进一步的，所述外显色片在固化后，除去靠近中心储液嵌环的端面，在其表面刷涂一层透明硅胶熔融液，固化后形成防水层，有效避免在刚开始使用时，外界的使其沿着外显色片表面向内蔓延的情况发生，进而显著提高其变色对存在裂缝的提示效果更准确。

进一步的，所述裹粉球为内部填充有有色水溶性颜料粉末的耐高温水溶性球，使其与熔融的橡胶颗粒接触时，不易熔化或者变形，有效维持内部有色颜料的稳定性。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过在密封圈中心处嵌入经过预处理的内嵌筋环，其与密封圈的硬度差较小，一方面，显著提高密封圈在纵向受力时的承载性，使其耐压性显著提高，有效延长其因长期受力而开裂的期限，进而使其使用寿命提高，密封性能更好，另一方面，在长期受压产生裂缝时，在压力作用下，胶液对封液鼓环产生挤压力，使其外渗，并逐渐沿着穿孔溢出至两个半圈的接触面，并逐渐蔓延，从而实现对内部裂缝进行修复的效果，同时，当开裂后，外界使其湿气进入到封液鼓环内，使裹粉球逐渐微熔，在纸浆作用下，其内部颜色晕染并外渗，达到一定的提醒作用。

（2）内嵌筋环包括中心储液嵌环、连接在中心储液嵌环外端的封液鼓环以及连接在封液鼓环远离中心储液嵌环一端的外显色片，封液鼓环一端嵌入至中心储液嵌环内，封液鼓环另一端与外显色片固定连接，封液鼓环内填充有橡胶修补胶液，通过橡胶修补胶液，使在长期受力时，其在渗出后，可以在内部对密封圈内部进行加固，同时渗出至裂缝处时，可以对裂缝进行自修复，相较于现有技术显著延长使用寿命。

（3）中心储液嵌环为中空结构，且封液鼓环与中心储液嵌环相通，中心储液嵌环内腔直径不小于中心储液嵌环壁厚，使中心储液嵌环内腔不至于过小，有效保证其内部可存储的橡胶修补胶液的量，使对密封圈内部加固以及自修复的效果更好。

（4）中心储液嵌环为内壁嵌入有金属丝的橡胶结构，金属丝的直径不超过1mm，丝状的金属丝既可以提高中心储液嵌环的强度，同时其直径小，有效减小其与中心储液嵌环的接触面积，使受力时中心储液嵌环不易因硬度差发生局部开裂的情况，封液鼓环为外鼓的弹性密封结构。

（5）通过穿孔处理，使长期受力使橡胶修补胶液向外挤压时，能够松动部分未穿孔的封液鼓环，并外渗，接触到穿孔部分时，可直接从穿孔处向两个半圈处蔓延，使蔓延速度更快，对半圈接触处的加固效果更好。

（6）封液鼓环上穿孔部分的长度为未穿孔部分长度的1-3倍，穿孔部位过长，易导致未穿孔部位对中心储液嵌环内橡胶修补胶液的封堵效果较差，使其极易外渗，导致在后期开裂需要修复时，外渗的橡胶修补胶液已固化，难以修复，影响修复效果

（7）外显色片包括按照质量份计的10-30份橡胶颗粒、5-10份干燥纸浆以及10-20份裹粉球，橡胶颗粒优选透明橡胶，使形成的封液鼓环透明，便于穿插其变色情况，纸浆具备良好的吸水性，当开裂发生渗水现象时，其可以使水分逐渐在外显色片上蔓延，尽可能的接触到裹粉球，使其表面逐渐水溶，使其内的有色颜料晕染，使外显色片处呈现变色的效果。

(8)裹粉球为内部填充有有色水溶性颜料粉末的耐高温水溶性球，使其与熔融的橡胶颗粒接触时，不易熔化或者变形，有效维持内部有色颜料的稳定性。

附图说明

图1为本发明的主要的流程结构示意图；

图2为本发明的密封圈截面的结构示意图；

图3为本发明的密封圈立体的结构示意图；

图4为本发明的内嵌筋环的立体结构示意图；

图5为本发明的内嵌筋环进行预处理时部分的结构示意图；

图6为本发明的内嵌筋环进行预处理时另一部分的结构示意图；

图7为本发明的密封圈在使用时内嵌筋环内橡胶修补胶液外渗时的结构示意图；

图8为本发明的橡胶修补胶液外渗从而加固两个半圈连接处时的结构示意图；

图9为本发明的外显色片的制备过程结构示意图；

图10为现有技术中密封圈的结构示意图。

图中标号说明：

1中心储液嵌环、2封液鼓环、3外显色片。

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，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，包括以下步骤：

S1、在径向上将密封圈分隔成两个相互对称的半圈，然后通过模具浇筑出半圈；

S2、在半圈的其中一个端部开凿内嵌槽，然后在内嵌槽上镶嵌经过预处理的内嵌筋环；

S3、然后将另一个半圈上内嵌槽对准内嵌筋环，使二者相合，并经过硫化胶合，使二者合成一体，如图2-3，完成密封圈的制作。

请参阅图4，内嵌筋环包括中心储液嵌环1、连接在中心储液嵌环1外端的封液鼓环2以及连接在封液鼓环2远离中心储液嵌环1一端的外显色片3，封液鼓环2一端嵌入至中心储液嵌环1内，封液鼓环2另一端与外显色片3 固定连接，封液鼓环2内填充有橡胶修补胶液，请参阅图8，使在长期受力时，橡胶修补胶液渗出，可以在内部对密封圈内部进行加固，同时渗出至裂缝处时，可以对裂缝进行自修复，相较于现有技术显著延长使用寿命；

中心储液嵌环1为中空结构，且封液鼓环2与中心储液嵌环1相通，中心储液嵌环1内腔直径不小于中心储液嵌环1壁厚，使中心储液嵌环1内腔不至于过小，有效保证其内部可存储的橡胶修补胶液的量，使对密封圈内部加固以及自修复的效果更好，中心储液嵌环1为内壁嵌入有金属丝的橡胶结构，金属丝的直径不超过1mm，丝状的金属丝既可以提高中心储液嵌环1的强度，同时其直径小，有效减小其与中心储液嵌环1的接触面积，使受力时中心储液嵌环1不易因硬度差发生局部开裂的情况，封液鼓环2为外鼓的弹性密封结构。

内嵌筋环的预处理包括以下步骤：

请参阅图5，首先对封液鼓环2的鼓起处加压，使封液鼓环2内橡胶修补胶液被挤压至中心储液嵌环1内存储，使封液鼓环2扁平；

然后对扁平的封液鼓环2进行加热胶合，从而将橡胶修补胶液封锁在中心储液嵌环1内；

请参阅图6，最后对胶合的封液鼓环2远离中心储液嵌环1的一端使用锥状物进行穿刺处理，使其表面产生多个均匀的穿孔，封液鼓环2上穿孔部分的长度为未穿孔部分长度的1-3倍，穿孔部位过长，完成预处理，易导致未穿孔部位对中心储液嵌环1内橡胶修补胶液的封堵效果较差，使其极易外渗，导致在后期开裂需要修复时，外渗的橡胶修补胶液已固化，难以修复，影响修复效果；如图7，通过穿孔处理，使长期受力使橡胶修补胶液向外挤压时，能够松动部分未穿孔的封液鼓环2，并外渗，接触到穿孔部分时，可直接从穿孔处向两个半圈处蔓延，使蔓延速度更快，对半圈接触处的加固效果更好。

请参阅图9，外显色片3包括按照质量份计的10-30份橡胶颗粒、5-10 份干燥纸浆以及10-20份裹粉球，橡胶颗粒优选透明橡胶，使形成的封液鼓环2透明，便于穿插其变色情况，纸浆具备良好的吸水性，当开裂发生渗水现象时，其可以使水分逐渐在外显色片3上蔓延，尽可能的接触到裹粉球，使其表面逐渐水溶，使其内的有色颜料晕染，使外显色片3处呈现变色的效果。

外显色片3的制备方法包括以下步骤：

首先将橡胶颗粒热熔使其呈现熔融态，然后加入纸浆，并搅拌均匀，最后加入裹粉球均匀混合后，按照外显色片3的形状进行浇筑后固化形成。

外显色片3在固化后，除去靠近中心储液嵌环1的端面，在其表面刷涂一层透明硅胶熔融液，固化后形成防水层，有效避免在刚开始使用时，外界的使其沿着外显色片3表面向内蔓延的情况发生，进而显著提高其变色对存在裂缝的提示效果更准确，裹粉球为内部填充有有色水溶性颜料粉末的耐高温水溶性球，使其与熔融的橡胶颗粒接触时，不易熔化或者变形，有效维持内部有色颜料的稳定性。

通过在密封圈中心处嵌入经过预处理的内嵌筋环，其与密封圈的硬度差较小，一方面，如图10，相较于现有技术，显著提高密封圈在纵向受力时的承载性，使其耐压性显著提高，有效延长其因长期受力而开裂的期限，进而使其使用寿命提高，密封性能更好，另一方面，在长期受压产生裂缝时，在压力作用下，胶液对封液鼓环2产生挤压力，使其外渗，并逐渐沿着穿孔溢出至两个半圈的接触面，并逐渐蔓延，从而实现对内部裂缝进行修复的效果，同时，当开裂后，外界使其湿气进入到封液鼓环2内，使裹粉球逐渐微熔，在纸浆作用下，其内部颜色晕染并外渗，达到一定的提醒作用。

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改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在径向上将密封圈分隔成两个相互对称的半圈，然后通过模具浇筑出半圈；

S2、在半圈的其中一个端部开凿内嵌槽，然后在内嵌槽上镶嵌经过预处理的内嵌筋环；

S3、然后将另一个半圈上内嵌槽对准内嵌筋环，使二者相合，并经过硫化胶合，使二者合成一体，完成密封圈的制作。

2.根据权利要求1所述的一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，其特征在于：所述内嵌筋环包括中心储液嵌环(1)、连接在中心储液嵌环(1)外端的封液鼓环(2)以及连接在封液鼓环(2)远离中心储液嵌环(1)一端的外显色片(3)，所述封液鼓环(2)一端嵌入至中心储液嵌环(1)内，所述封液鼓环(2)另一端与外显色片(3)固定连接，所述封液鼓环(2)内填充有橡胶修补胶液。

3.根据权利要求2所述的一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，其特征在于：所述中心储液嵌环(1)为中空结构，且封液鼓环(2)与中心储液嵌环(1)相通，所述中心储液嵌环(1)内腔直径不小于中心储液嵌环(1)壁厚。

4.根据权利要求1所述的一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，其特征在于：所述中心储液嵌环(1)为内壁嵌入有金属丝的橡胶结构，所述封液鼓环(2)为外鼓的弹性密封结构。

5.根据权利要求1所述的一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，其特征在于：所述内嵌筋环的预处理包括以下步骤：

首先对封液鼓环(2)的鼓起处加压，使封液鼓环(2)内橡胶修补胶液被挤压至中心储液嵌环(1)内存储，使封液鼓环(2)扁平；

然后对扁平的封液鼓环(2)进行加热胶合，从而将橡胶修补胶液封锁在中心储液嵌环(1)内；

最后对胶合的封液鼓环(2)远离中心储液嵌环(1)的一端使用锥状物进行穿刺处理，使其表面产生多个均匀的穿孔，完成预处理。

6.根据权利要求5所述的一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，其特征在于：所述封液鼓环(2)上穿孔部分的长度为未穿孔部分长度的1-3倍。

7.根据权利要求2所述的一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，其特征在于：所述外显色片(3)包括按照质量份计的10-30份橡胶颗粒、5-10份纸浆以及10-20份裹粉球，橡胶颗粒优选透明橡胶。

8.根据权利要求7所述的一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，其特征在于：所述外显色片(3)的制备方法包括以下步骤：

首先将橡胶颗粒热熔使其呈现熔融态，然后加入纸浆，并搅拌均匀，最后加入裹粉球均匀混合后，按照外显色片(3)的形状进行浇筑后固化形成。

9.根据权利要求8所述的一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，其特征在于：所述外显色片(3)在固化后，除去靠近中心储液嵌环(1)的端面，在其表面刷涂一层透明硅胶熔融液，固化后形成防水层。

10.根据权利要求8所述的一种内嵌筋环的密封圈制备工艺，其特征在于：所述裹粉球为内部填充有有色水溶性颜料粉末的耐高温水溶性球。

Images