CN201836377U

CN201836377U - 真空运动部件密封装置

Info

Publication number: CN201836377U
Application number: CN2010205270860U
Authority: CN
Inventors: 崔明培; 王家生; 任山; 叶志超; 李立强
Original assignee: FOSHAN CITY JUSHITAI POWDER METALLURGY Co Ltd
Current assignee: FOSHAN CITY JUSHITAI POWDER METALLURGY Co Ltd
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2020-09-10

Abstract

本实用新型提供了一种真空运动部件密封装置，包括运动部件及与其配合的密封环，所述密封环的与运动部件配合的内孔壁上开有若干道环状的存储槽，内孔壁和存储槽均有密封脂层或润滑剂层；密封环的外壁设有若干道外环槽，每个外环槽内均嵌有密封圈，密封圈与腔体密封内壁配合。本实用新型具有双向密封性能，特别是在真空下或高压差条件下的长时间频繁的大行程往复运动中具有优良密封性能的密封，其密封环内孔壁开有存储槽，可储存一定的密封脂或润滑剂，能有效补充运动部件运动带走的密封脂或润滑剂，减少运动阻力同时保持优良的密封性能，通过密封圈的形变提供预紧力，密封圈可以补偿密封环磨损，延长密封环的使用寿命。

Description

真空运动部件密封装置

技术领域

本实用新型涉及密封装置，特别涉及一种真空运动部件密封装置。

背景技术

密封装置的作用在于防止漏液或者漏气，主要应用于高压流体密封、活塞密封、真空密封等领域，现在应用的密封装置大部分是密封圈。目前，常用的密封圈有O型圈、V型圈等。传统的V型圈，只能提供单向密封性能。一般的O型圈，只能提供简单的密封，由于结构的原因，导致密封效果比较差，使用寿命较短。特别是在密封滑动部件的情况下，容易因为开裂等原因造成密封失效。

而密封装置也常常应用于运动部件的密封，如真空活塞等，对于这些运动部件的密封，一般是通过在一个环形的密封圈内涂密封脂来实现其密封。由于密封圈的内表面比较平滑，对于大行程的活塞，活塞杆的长行程运动，会使活塞杆很容易地将附着其上的密封脂带走，容易导致密封圈内的密封脂减少，引起密封不严，造成腔体漏气或漏液，严重影响其密封效果；同时，工业生产设备或其它设备中的真空运动部件在长时间不间断运行时，以上运动部件密封装置由于得不到充分的润滑，其密封圈或密封环磨损较大，导致密封性能下降，同时运动阻力增加，导致设备性能下降，因此需要经常更换，严重影响其工作效率，增加成本。因此目前运动部件密封普遍遇到一个两难的问题：即如果从提高密封性能考虑，希望密封圈受到更大的压力、与运动部件结合更加紧密，但是这样会增加运动部件运动的阻力，降低设备运行效率，同时由于密封脂得不到实时补充，导致密封性能迅速下降。如果从提高运动性能考虑，希望密封圈受到较小的压力，与运动部件结合更加松散，但是这样非常容易导致运动部件在运动过程中密封性能迅速下降。目前运动部件密封装置一般采用两类材料。一类是采用柔性的橡胶、高分子以及柔性的金属(如纯铜)等材料，这类材料由于具有优良的弹性变形能力，可以通过各部件之间的尺寸配合以及密封腔体内外压差的作用，起到很好的密封作用，但是耐磨、润滑性能不佳，对运动部件的运动容易产生阻碍作用。另一类是采用相对较硬的材料，如聚酯、塑料、尼龙等，这类材料通常具有优良的耐磨和润滑性能，可以使运动部件耐用、且运动阻力小、过程平顺，但是由于这类材料弹性形变能力不强，不易产生预紧力，使得密封效果相对较差。

申请号为“200810156681.5”的中国实用新型专利公开了一种气缸活塞杆的密封结构其包括活塞杆、缸盖，在缸盖内安装活塞杆，活塞杆上依次装有挡圈、U形密封件及O型圈，O形圈采用具有自润滑作用的耐磨材料聚四氟乙烯制成，U形密封件采用具有自润滑作用的耐磨材料聚四氟乙烯制成；U型密封件形状设计为U型，U型空槽里有弹簧，密封处设计为锯齿形以增加密封比压，环境温差造成的误差和磨损由弹簧来得到补偿，这种结构虽能在一定程度上满足密封要求，但其结构比较复杂且不适用于大行程运动部件的密封。申请号为“200820029687.1”的中国实用新型专利公开了一种活塞密封环结构，其包括了数个部件，气缸上的活塞槽，一个是活塞环，一个是O型圈，其活塞环外外圆工作面上开有两个或多个圆弧状卸荷槽，活塞环与活塞环槽之间有O型圈，活塞环内有小孔道，O圈的弹性可以使得活塞环在轻微磨损之后依然密封较好。申请号为“99228011.7”的中国实用新型专利公开了一种内燃机用的背隙密封活塞环，该实用新型涉及的是用于内燃机活塞上的背隙密封活塞环，其气环背与活塞环槽槽底外圆之间设有径向密封环，其径向密封环是可以是U型，径向密封环将气环和活塞环槽的空间密封分隔，并加强了气环环体的弹力，加强了对活塞密封。申请号为“200810055727.4”的中国实用新型专利公开了一种多重密封装置，它由几个部件构成，包括有多个密封圈安放槽的密封块，截面呈n形的中空密封圈，其圆柱工作面上有沟槽，通向中空密封圈内，该实用新型有耐压，泄漏小的特点，但是由于该装置缝隙比较多，在真空状态下工作，较容易发生气体内漏。以上结构虽然能在一定程度上达到密封效果，但都存在着结构复杂、磨损较大、需要经常更换且密封润滑材料容易流失等缺陷，不适用于大行程大尺寸运动部件的密封。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点与不足，提供一种既可以存储密封脂或润滑剂，又具有很好的密封性能和运动性能的真空运动部件密封装置。

为达上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：真空运动部件密封装置，包括运动部件及与其配合的密封环，所述密封环的与运动部件配合的内孔壁上开有若干道环状的存储槽，内孔壁和存储槽均有密封脂层或润滑剂层；密封环的外壁设有若干道外环槽，每个外环槽内均嵌有密封圈，密封圈与腔体密封内壁配合。

所述内孔壁、存储槽与密封脂层或润滑剂层之间还设有聚四氟乙烯涂层。

所述存储槽的横截面形状为矩形、梯形、三角形、半圆形或不规则曲线。

所述外环槽的横截面形状为矩形、梯形、三角形、半圆形或不规则曲线。

作为优选，每个外环槽嵌有一个或多个密封圈。

每相邻的两个外环槽外周边缘之间的间距为0.1mm～100mm；每相邻的两个存储槽外周边缘之间的间距为0.1mm～100mm。

所述密封环的横截面形状和密封圈的横截面形状为圆形、椭圆形或不规则曲线。

所述密封环的材质为耐磨性能优良的橡胶、塑料或聚酯材料，优选为氢化丁腈橡胶、全氟橡胶、氟素橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、酚醛塑料、聚氯乙烯、尼龙、聚甲醛、聚苯醚或有机硅化合物；而密封圈的材质采用弹性优良的橡胶，优选为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、硅橡胶、氟素橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、天然橡胶、全氟橡胶或有机硅化合物。

所述运动部件为滑动杆或转动杆，滑动杆优选为活塞杆。

作为优选，所述密封环的内径大小为0.5mm～1000mm，密封圈的内径大小为1mm～1200mm。

密封环与密封圈的形状与运动部件的横截面形状一致，运动部件的横截面形状优选为圆形或椭圆形，密封环的形状与密封圈的形状也相应地为圆形或椭圆形。

所述密封圈和外环槽的个数均优选为1～100；所述存储槽的个数为1～100。

本实用新型可用于大型真空热压机等，也可以用于真空转动部件等的密封，比如说用于磁控溅射里的溅射靶的遮挡板旋转控制。本实用新型还可用在高压气体、高压液体等密封装置中运动部件的密封。

本实用新型的工作原理：使用时，在密封环的内孔壁和存储槽均有密封脂层或润滑剂层，套上运动部件(如滑动杆等)，即可实现真空密封，密封环材料采用耐磨性能优良的塑料或聚酯。当密封环磨损时，通过具有弹性密封圈的变形，将密封环向内推，达到磨损补偿的效果。密封圈作为密封件磨损的补偿部件，可以延长密封件使用寿命，多个密封圈可以使得密封效果更好，补偿作用更为均匀。在大行程运动中，密封脂或润滑剂会沿密封环的内孔壁流至存储槽中存储，以避免密封脂或润滑剂流失，确保有足够多的密封脂或润滑剂，并且不需要经常补充密封脂或润滑剂。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型通过存储槽储存一定的密封脂或润滑剂，可有效防止运动部件将附着其上的密封脂或润滑剂带走，减少运动阻力同时保持优良的密封性能。

2、本实用新型通过密封圈的形变提供预紧力，可以补偿密封环磨损，可以延长密封件使用寿命，且多个密封圈可以使得密封效果更好，补偿作用更为均匀。

3、本实用新型具有双向密封性能，受压范围宽，密封效果良好，使用寿命长，特别是真空下或高压差条件下的长时间频繁的大行程往复运动中具有优良密封性能的密封。

4、本实用新型的存储槽可以存储密封脂或润滑剂，在大行程真空活塞运动中，确保有足够多的密封脂或润滑剂在密封环中，并且不需要经常补充密封脂或润滑剂。

5、本实用新型密封环设有多个存储槽，使得与运动部件的接触面积减少，可有效减少摩擦，延长使用寿命。

6、本实用新型同时采用具有软、硬两种不同性能特征的材料，使得本实用新型装置同时具备了传统的硬质密封装置的优良耐磨、润滑特性，以及柔性密封装置的优良密封特性。

附图说明

图1是本实用新型装置与运动部件配合的结构示意图。

图2是本实用新型装置的结构示意图。

图3是图2所示装置的俯视图。

图4是图2所示密封环的俯视图。

图5是图2所示密封圈的横截面示意图。

图6是本实用新型装置在实施例2的结构示意图。

图7是本实用新型装置的密封环在实施例3的结构示意图。

图8是本实用新型装置的密封环在实施例4的结构示意图。

图9是本实用新型装置的密封环在实施例5的结构示意图。

图10是本实用新型装置的密封环在实施例6的结构示意图。

图11是本实用新型装置的密封环在实施例7的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

图1～图5示出了本实施例的具体结构图，如图1所示，本真空运动部件密封装置包括运动部件1及与其配合的密封环3，所述密封环3的与运动部件1配合的内孔7的内孔壁上开有四道环状的存储槽8，内孔壁和存储槽8均有密封脂层2；密封环3的外壁设有四道外环槽9，每个外环槽9内均嵌有密封圈4，密封圈4与腔体密封内壁5配合。

如图2和图4所示，所述存储槽8的横截面形状为梯形。

所述外环槽9的横截面形状为半圆形。

每个外环槽9嵌有一个密封圈4。

每相邻的两个外环槽外周边缘之间的间距为10mm，每相邻的两个存储槽外周边缘之间的间距为10mm。

如图5所示，所述密封环3的横截面形状和密封圈4的横截面形状都为圆形。

所述密封环3的材质为氢化丁腈橡胶，密封圈4的材质为丁腈橡胶。

所述运动部件1为滑动杆，滑动杆为活塞杆。

所述密封环3的内径大小为300mm，环高100mm，密封圈4的内径大小为400mm。

如图3所示，密封圈4的形状和密封环3的形状均为圆形。运动部件1的横截面形状为圆形。

使用时，本装置的上方还连接有固定板6。

密封圈4的个数与外环槽9的个数一样，都为4个。

本实用新型的工作原理：使用时，在密封环3的内孔7的内孔壁和存储槽8表面均设有密封脂层2，套上运动部件1，即可实现真空密封。当密封环3磨损时，通过密封圈4的自身的弹性变形，将密封环3向内推，达到磨损补偿的效果。密封圈4作为密封件磨损的补偿部件，可以延长密封件使用寿命，多个密封圈4可以使得密封效果更好，补偿作用更为均匀。在大行程运动中，密封脂或润滑剂会沿密封环3的内孔壁流至存储槽8中存储，以避免密封脂流失，确保有足够多的密封脂，并且不需要经常补充密封脂。

本实用新型可用于大型真空热压机。

市面上的真空热压机的极限真空度都不超过1×10^-4Pa。天津天有利科技有限公司生产的TH-VRY60-20型真空热压机，其极限真空度为1.0×10^-3Pa(冷态)；沈阳威泰科技发展有限公司生产的ZRYS系列真空热压烧结炉的极限真空度为2×10^-3Pa；湖南同辉工业炉有限公司生产的TH-VRY系列真空热压烧结炉的极限真空度为6.7×10^-3Pa。在应用了本装置的大型真空热压机(真空腔体高度3米，宽度3米，长度3米，热压杆直径30cm)，其热压机极限真空度5×10^-5Pa，工作时的真空度可以提高到1.0×10^-4pa，密封效果良好。

实施例2

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：如图6所示，所述内孔壁、存储槽8的表面还设有聚四氟乙烯涂层10。

所述密封环3的材质为全氟橡胶，所述密封圈4的材质为硅橡胶。

实施例3

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：所述密封环3的与运动部件1配合的内孔7的内孔壁上开有七道环状的存储槽8，内孔壁和存储槽8均有密封脂层2；密封环3的外壁设有四道外环槽9，每个外环槽9内均嵌有密封圈4，密封圈4与腔体密封内壁5配合。

如图7所示，所述存储槽8的横截面形状为矩形，边长为5mm。

所述外环槽9的横截面形状为半圆形。

每相邻的两个存储槽外周边缘之间的间距为2mm，每相邻的两个外环槽外周边缘之间的间距也为2mm。

所述密封环3的横截面形状和密封圈4的横截面形状为圆形。

所述密封环3的材质为聚氨酯，所述密封圈4的材质为氢化丁腈橡胶。

所述密封环3的内径大小为1mm，密封圈4的内径大小为2mm。

实施例4

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：所述密封环3的与运动部件1配合的内孔7的内孔壁上开有四道环状的存储槽8，内孔壁和存储槽8均有密封脂层2；密封环3的外壁设有四道外环槽9，每个外环槽9内均嵌有密封圈4，密封圈4与腔体密封内壁5配合。

如图8所示，所述存储槽8的横截面形状为半圆形。

所述外环槽9的横截面形状为半圆形。

每相邻的两个存储槽外周边缘之间的间距为3mm，每相邻的两个外环槽外周边缘之间的间距为5mm。

所述密封环3的横截面形状和密封圈4的横截面形状都为圆形。

所述密封环3的材质为氯丁橡胶，所述密封圈4的材质为天然橡胶。

实施例5

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：如图9所示，所述存储槽8的横截面形状为半圆形。

所述外环槽9的横截面形状为矩形。

所述密封环3的材质为聚四氟乙烯，所述密封圈4的材质为三元乙丙橡胶。

实施例6

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：如图10所示，所述存储槽8的横截面形状为梯形。

所述外环槽9的横截面形状为梯形。

所述密封环3的横截面形状和密封圈4的横截面形状都为椭圆形。

所述密封环3的材质为聚氨酯，所述密封圈4的材质为氯丁橡胶。

密封圈4的形状和密封环3的形状均为椭圆形。

运动部件1的横截面形状为椭圆形。

实施例7

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：所述密封环3的与运动部件1配合的内孔7的内孔壁上开有六道环状的存储槽8，内孔壁和存储槽8均有密封脂层2；密封环3的外壁设有四道外环槽9，每个外环槽9内均嵌有密封圈4，密封圈4与腔体密封内壁5配合。

如图11所示，所述存储槽8的横截面形状为矩形。

所述外环槽9的横截面形状为矩形。

所述密封环3的横截面形状和密封圈4的横截面形状都为不规则弧形。

所述密封环3的材质为尼龙材质，所述密封圈4的材质为氟素橡胶。

实施例8

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：所述密封环3的与运动部件1配合的内孔7的内孔壁上开有两道环状的存储槽8，内孔壁和存储槽8均有密封脂层2；密封环3的外壁设有两道外环槽9，每个外环槽9内均嵌有密封圈4，密封圈4与腔体密封内壁5配合。

所述存储槽8的横截面形状和外环槽9的横截面形状均为不规则曲线。

每相邻的两个存储槽外周边缘之间的间距为50mm，每相邻的两个外环槽外周边缘之间的间距为50mm。

所述密封环3的横截面形状和密封圈4的横截面形状都为不规则曲线。

所述密封环3的材质为聚甲醛，所述密封圈4的材质为丁基橡胶。

实施例9

每相邻的两个存储槽外周边缘之间的间距为0.5mm，每相邻的两个外环槽外周边缘之间的间距为1mm。

所述密封环的内径大小为5mm，密封圈的内径大小为6mm。

所述密封环3的材质为聚氯乙烯，所述密封圈4的材质为天然橡胶。

实施例10

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：所述内孔壁和存储槽表面均设有润滑剂层，即采用润滑剂层代替密封脂层。

所述运动部件为转动杆。

本实施例可用于真空转动部件的密封，比如说用于磁控溅射里的溅射靶的遮挡板旋转控制。

所述密封环3的材质为酚醛塑料，所述密封圈4的材质为全氟橡胶。

实施例11

本实施例除上述特征其他结构同实施例1：所述内孔壁和存储槽表面均设有润滑剂层，即采用润滑剂层代替密封脂层。所述密封环3的材质为氟素橡胶，所述密封圈4的材质为氢化丁腈橡胶。

由于选用耐化学腐蚀质材，本实施例可用于高压液体等密封装置中运动部件的密封。

实施例12

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：所述存储槽8的横截面形状和外环槽9的横截面形状均为三角形。

每相邻的两个外环槽外周边缘之间的间距为0.5mm；每相邻的两个存储槽外周边缘之间的间距为0.5mm。

所述密封环3的材质为聚丙烯，所述密封圈4的材质为丁基橡胶。

本实施例可用在高压气体密封装置中运动部件的密封。

实施例13

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：所述密封环3的与运动部件1配合的内孔7的内孔壁上开有100道环状的存储槽8，内孔壁和存储槽8均有密封脂层2；密封环3的外壁设有100道外环槽9，每个外环槽9内均嵌有密封圈4，密封圈4与腔体密封内壁5配合。

每相邻的两个外环槽外周边缘之间的间距为100mm；每相邻的两个存储槽外周边缘之间的间距为100mm。

所述密封环3的材质为天然橡胶，所述密封圈4的材质为丁基橡胶。

所述密封环3的内径大小为900mm，密封圈4的内径大小为1000mm。

所述密封圈和外环槽的个数一致，也为100个。

每相邻的两个外环槽外周边缘之间的间距为0.1mm；每相邻的两个存储槽外周边缘之间的间距为0.1mm。

实施例14

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：所述密封环3的与运动部件1配合的内孔7的内孔壁上开有一道环状的存储槽8，内孔壁和存储槽8均有密封脂层2；密封环3的外壁设有一道外环槽9，每个外环槽9内均嵌有密封圈4，密封圈4与腔体密封内壁5配合。

所述密封环3的材质为聚苯醚，所述密封圈4的材质为丁基橡胶。

所述密封圈和外环槽的个数一致，也为1个。

实施例15

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：所述密封环3的材质为有机硅化合物，所述密封圈4的材质为丁基橡胶。

每个外环槽9嵌有两个密封圈4，密封圈4的个数为8个。

实施例16

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：所述密封环3的材质为聚乙烯，所述密封圈4的材质为有机硅化合物。

每个外环槽9嵌有四个密封圈4，密封圈4的个数为16个。

实施例17

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：所述密封环3的内径大小为0.5mm，密封圈4的内径大小为1mm。

实施例18

本实施例除下述特征其他结构同实施例1：所述密封环3的内径大小为1000mm，密封圈4的内径大小为1200mm。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.真空运动部件密封装置，包括运动部件及与其配合的密封环，其特征在于：所述密封环的与运动部件配合的内孔壁上开有若干道环状的存储槽，内孔壁和存储槽均有密封脂层或润滑剂层；密封环的外壁设有若干道外环槽，每个外环槽内均嵌有密封圈，密封圈与腔体密封内壁配合。

2.根据权利要求1所述的真空运动部件密封装置，其特征在于：所述内孔壁、存储槽与密封脂层或润滑剂层之间还设有聚四氟乙烯涂层。

3.根据权利要求1或2所述的真空运动部件密封装置，其特征在于：所述存储槽的横截面形状为矩形、梯形、三角形或半圆形。

4.根据权利要求1或2所述的真空运动部件密封装置，其特征在于：所述外环槽的横截面形状为矩形、梯形、三角形或半圆形。

5.根据权利要求1或2所述的真空运动部件密封装置，其特征在于：每相邻的两个外环槽外周边缘之间的间距为0.1mm～100mm；每相邻的两个存储槽外周边缘之间的间距为0.1mm～100mm。

6.根据权利要求1或2所述的真空运动部件密封装置，其特征在于：所述密封环的横截面形状和密封圈的横截面形状为圆形或椭圆形。

7.根据权利要求1或2所述的真空运动部件密封装置，其特征在于：所述密封环的材质为氢化丁腈橡胶、全氟橡胶、氟素橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、酚醛塑料、聚氯乙烯、尼龙、聚甲醛、聚苯醚或有机硅化合物；所述密封圈的材质为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、硅橡胶、氟素橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、天然橡胶、全氟橡胶或有机硅化合物。

8.根据权利要求1或2所述的真空运动部件密封装置，其特征在于：所述运动部件为滑动杆或转动杆。

9.根据权利要求1或2所述的真空运动部件密封装置，其特征在于：所述密封环的内径大小为0.5mm～1000mm，密封圈的内径大小为1mm～1200mm。