CN207195648U - 组合密封圈 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种组合密封圈，包括均为圆环形的第一圈体、第二圈体和第三圈体；第一圈体的外径表面上设置有凹槽，第三圈体设于凹槽中，第二圈体套设于第一圈体的内侧。由此，第三圈体嵌于第一圈体的凹槽中，且第二圈体套设于第一圈体的内侧，第一圈体、第二圈体和第三圈体可以一体安装，安装方便；同时，仅需要在第一圈体的外周表面设置环形的凹槽即可，结构简单。

Description

组合密封圈

技术领域

本实用新型涉及密封技术领域，具体涉及一种组合密封圈。

背景技术

密封圈是机械设备常用的零部件，用于防止设备构件的相邻空间的固体、液体和/气体的相互流动，起到隔绝相邻空间的作用，广泛运用与液压与气压传动系统中。

在液压或气压传动系统中，需要在活塞上设置密封圈用于实现密封，密封圈的密封原理：密封圈安装时受到与之配合的构件的挤压产生弹性变形，密封圈产生的弹性变形使之对与之配合的构件产生接触压力，接触压力大于被密封介质的内压时，密封圈的密封作用生效。

常见的活塞的密封形式为往复动密封，活塞密封圈需要同时具有较好的弹性和耐磨性，但是，单一机构的密封圈难以同时具备较好的弹性和耐磨性，而一般的组合密封圈，或者结构复杂，或者不易安装。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供了组合密封圈，包括均为圆环形的第一圈体、第二圈体和第三圈体；第一圈体的外径表面上设置有凹槽，第三圈体设于凹槽中，第二圈体套设于第一圈体的内侧。由此，第三圈体嵌于第一圈体的凹槽中，且第二圈体套设于第一圈体的内侧，第一圈体、第二圈体和第三圈体可以一体安装，安装方便；同时，仅需要在第一圈体的外周表面设置环形的凹槽即可，结构简单。

在一些实施方式中，凹槽为矩形槽，凹槽的槽深大于第三圈体的纵向截面的宽度的一半且小于第三圈体的纵向截面的宽度。由此，当组合密封圈安装到活塞上，并由活塞带动相对于缸体往复运动时，第三圈体不易从凹槽中滑出，保证组合密封圈的密封效果。

在一些实施方式中，第二圈体与第一圈体过盈配合。由此，第二圈体与第一圈体通过过盈配合固定为一体，不会造成任一圈体的遗落，并且结构简单。

在一些实施方式中，第一圈体的纵向截面的高度大于其纵向截面的宽度。由于，第一圈体的纵向截面的高度大于第一圈体的纵向截面的宽度，当组合密封圈安装到活塞上，并由活塞带动相对于缸体往复运动时，第一圈体不易因为往复运动而发生翻转。

在一些实施方式中，第一圈体采用高硬度的密封材料制成，第二圈体和第三圈体采用高弹性的密封材料制成。由此，由于第二圈体和第三圈体采用高弹性的密封材料制成，设于第一圈体的外径表面上的凹槽中的第三圈体和设于第一圈体的内侧的第二圈体在安装到活塞上和使用过程中产生弹性变形，起到密封的效果；第一圈体采用高硬度的密封材料制成，当活塞往复运动时，第一圈体不易产生弹性变形，支撑组合密封圈，保证密封效果，同时，第一圈体具有较好的耐磨性，延长组合密封圈的使用寿命。

在一些实施方式中，第三圈体的外径表面上设置有第一凸条，第二圈体的外径表面上设置有第二凸条。由于第三圈体和第二圈体的外径表面上均设置有凸条，挤压安装时，凸条发生弹性变形，组合密封圈的弹性变形量大，密封效果好。

在一些实施方式中，第一凸条是由第三圈体的外径表面自其两端向中部延伸而形成的的突起，第二凸条是由第二圈体的外径表面自其两端向中部延伸而形成的的突起。由此，第二圈体与第一圈体装配时，第二凸条与第一圈体的内径表面形成夹角，所形成的夹角在装配时起导向作用，利于第一圈体与第二圈体的装配；当组合密封圈安装到活塞上，并由活塞带动相对于缸体往复运动时，第一凸条与缸体形成夹角，所形成的夹角在活塞往复运动时起导向作用，从而减小缸体对活塞的往复运动的阻力。

在一些实施方式中，第一凸条和/或第二凸条的纵向截面形状为弧形。由此，活塞往复运动时，第一凸条弧形面与缸体为线接触，接触面积小使摩擦力小，从而减小缸体对活塞的往复运动的阻力；第二圈体与第一圈体装配时，第二凸条弧形面与第一圈体的内径表面线接触，接触面积小使摩擦力小，利于第一圈体与第二圈体的装配。

在一些实施方式中，第一凸条和/或第二凸条的纵向截面形状为锯齿形，且锯齿形的齿形夹角为钝角。由于组合密封圈挤压安装时，组合密封圈在相同的挤压量的条件下，第三圈体与缸体的接触面积以及第一圈体与第二圈体的接触面积越大，密封效果越好，因此，当夹角设置为钝角时，在相同的挤压量的条件下，第一凸条和第二凸条受挤压产生弹性变形后，第三圈体与缸体的接触面积以及第一圈体与第二圈体的接触面积会更大，从而使密封效果更好。

在一些实施方式中，第一圈体的外径表面的外周边缘设置有清角。由于，活塞与缸体间隙配合，缸体与组合密封圈过盈配合，当将组合密封圈安装到活塞上，并将活塞与缸体装配时，清角可以起导向作用，便于活塞上的组合密封圈与缸体的装配。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的组合密封圈的结构示意图；

图2为图1所示组合密封圈的A-A截面示意图；

图3为图1所示组合密封圈的拆卸状态示意图；

图4为图2所示组合密封圈的B处局部放大示意图；

图5为图3所示组合密封圈的安装的局部放大示意图；

图6为图4所示第三圈体的另一实施例的局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1至图5示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的组合密封圈。

如图1至图5所示，该组合密封圈包括均为圆环形的第一圈体100、第二圈体200和第三圈体300。第一圈体100的纵向截面的高度(如图4所示的H1)大于其纵向截面的宽度(如图4所示的D1)，即H1>D1，第一圈体 100的外径表面上设置有凹槽101，凹槽101沿第一圈体100的外径表面设置成环形，凹槽101为矩形槽，凹槽101的纵向截面的形状为向左翻转90°的“凹”字形，凹槽101的槽深(凹槽101的槽底到第一圈体100的外径表面的距离，如图4所示的H4)大于第三圈体300的纵向截面的宽度的一半(第三圈体300的纵向截面的宽度为图4所示的D5)且小于第三圈体300 的纵向截面的宽度(即第三圈体300的外径大于第一圈体100的外径)，即 D5>H4>1/2D5，凹槽101的槽宽(如图4所示的D3)大于第三圈体300的纵向截面的高度(如图4所示的D4)，第三圈体300设于凹槽101中且与凹槽101间隙配合，第三圈体300与凹槽101的单侧配合间隙为0.1-0.4，优选的，凹槽101的槽深为第一圈体100的纵向截面的宽度的一半，即 H4＝1/2D1，第一圈体100的外径表面的外周边缘设置有清角(清角为如图 1、图3和图4所示的C)；第二圈体200的外径大于第一圈体100的内径，第二圈体200套设于第一圈体100的内侧且两者过盈配合，第一圈体100 与第二圈体200的单侧过盈配合量为0.1-0.3，第二圈体200的纵向截面的高度(如图4所示的H2)大于其纵向截面的宽度(如图4所示的D2)，即 H2>D2，第二圈体200安装时不易发生翻转，同时，第一圈体100的纵向截面的高度大于第二圈体200的纵向截面的高度，即H1>H2，组合密封圈安装到安装槽中时，与安装槽接触的为第一圈体100，而且，第二圈体200 的纵向截面的宽度大于第一圈体100的纵向截面的宽度，即D2>D；第一圈体100的上、下底面为圆环形的平面，第一圈体100的外径表面和内径表面均与第一圈体100的上、下底面垂直。第一圈体100采用高硬度的密封材料制成，第二圈体200和第三圈体300采用高弹性的密封材料制成。

图5示意性地显示该组合密封圈与活塞400和缸体500装配的具体实施例，当在活塞400中使用该组合密封圈时，在活塞400的外径表面上设置安装槽，安装槽为矩形槽，安装槽沿活塞400的外径设置成环形，安装槽的宽度与第一圈体100的纵向截面的高度H1匹配，两者间隙配合，安装槽的槽深大于第二圈体200的纵向截面的宽度D2且小于第一圈体100和第二圈体200两者的纵向截面的宽度之和(D1+D2)，优选的，安装槽的槽深等于第一圈体100的纵向截面的宽度D1的一半与第二圈体200的纵向截面的宽度D2之和(即H4＝1/2D1+D2)。

在具体使用中，组合密封圈一体安装至活塞400的安装槽中，第二圈体200的内径表面与安装槽的槽底接触，第一圈体100的上底面和下底面与安装槽的槽侧接触；当活塞400与缸体500装配时，安装在活塞400上的组合密封圈的第一圈体100的外径表面的外周边缘的清角C起导向作用，使组合密封圈滑入缸体500中，缸体500与活塞400间隙配合，组合密封圈与缸体500过盈配合，此时，由于第二圈体200和第三圈体300的弹性优于第一圈体100，第二圈体200和第三圈体300优先发生弹性变形，组合密封圈的密封作用生效，将缸体500、活塞400和组合密封圈围成的腔体密封；当活塞杆600带动活塞400在缸体500中往复运动时，由于第一圈体100将第二圈体200限制在其与活塞400的安装槽围成的区域中，且第一圈体100将第三圈体300限制在其凹槽101中，活塞杆600带动活塞400 及安装在其安装槽中的第一圈体100往复运动的同时带动第二圈体200和第三圈体300往复运动；在将安装有组合密封圈的活塞400安装至缸体500 的过程中，以及活塞杆600带动活塞400及组合密封圈往复运动的过程中，由于第一圈体100选用高硬度的密封材料，第一圈体100能够较好的保持形状的稳定性，保证组合密封圈结构的稳定性，并且由于其高硬度具有较高的耐磨性，保证组合密封圈的使用寿命，同时第二圈体200和第三圈体 300使组合密封圈具有较高的弹性，密封效果好。

优选的，第一圈体100选用的高硬度的密封材料可以是超高硬度聚氨酯类材料或填料四氟类材料，超高硬度聚氨酯类材料可以选用单纯的超高硬度的聚氨酯，此时第一圈体100具有较高的耐磨性，也可以选用自润滑超高硬度聚氨酯，此时第一圈体100除了具有较高的耐磨性还具有较好的自润滑性能；填料四氟类材料以纯聚四氟乙烯为主体，填料可以添加25％碳纤维或15％玻璃纤维+5％二硫化钼以提高第一圈体100的摩擦性能，填料也可以添加40％铜粉，此时第一圈体100除了具有较好摩擦性能还具有较好的导热性能。第二圈体200和第三圈体300选用橡胶类材料，例如选用丁腈橡胶可以具有较好的耐腐蚀性，选用氟橡胶具有较好的耐高温和抗氧化的特。由于第一圈体100与第二圈体200和第三圈体300采用不同材料制成，采用这种由多种材料制成的组合密封圈还可用于间隔两种介质的密封，不同材料的圈体对应不同颜色，适用不同的使用环境，操作者可以根据颜色区分不同材质的圈体，并针对使用环境选取合适材质的密封圈，使用温度-60℃至200℃，一般能承受40-60MPa的工作压力，工作速度 5-10m/s。

优选的，如图3和图4所示，第三圈体300的外径表面上设置有第一凸条301，第二圈体200的外径表面上设置有第二凸条201，第一凸条301 是由第三圈体300的外径表面自其两端向中部延伸而形成的突起，第一凸条301沿第三圈体300的外径表面设置成环形，第二圈体200的上、下底面为圆环形的平面，第而圈体200的内径表面与第二圈体200的上、下底面垂直；第二凸条201是由第二圈体200的外径表面自其两端向中部延伸而形成的突起，第二凸条201沿第二圈体200的外径表面设置成环形。第一凸条301和/或第二凸条201的纵向截面形状可以设置成弧形，也可以设置成锯齿形。

图4显示了凸条的一种实施例，如图4所示，第二圈体200设置的第二凸条201为弧形凸条，由第二圈体200的纵向截面中可以看出，弧形凸条设置圆弧R，第二凸条201的高度(第二凸条201的高度为第二圈体200 的纵向截面的径向方向上的第二凸条201最低点与最高点的高度差，即图3 所示的H3)小于第二圈体200的横截面的最小厚度(如图4所示，为第二圈体200的纵向截面的宽度D2减去第二凸条201的高度H3)，即 H3<D2-H3；第二圈体200的横截面的最小厚度大于第一圈体100的纵向截面的宽度，即D2-H3<D1；第二凸条201的高度H3小于第一圈体100的纵向截面的最薄处的宽度(如图4所示，第一圈体100的纵向截面的宽度D1 减去凹槽101的槽深H4)，即H3<D1-H4。

图6显示了凸条的另一种实施例，如图6所示，第三凸条设置的第一凸条301为锯齿形，第一凸条301的纵向截面形状为锯齿形且齿形对称。齿形夹角(构成齿形的两条边之间的夹角C2)大于90°，优选夹角范围为 120°-150°，此时第一凸条301的高度为第三圈体300的纵向截面的径向方向上的第一凸条301最低点与最高点的高度差，即图3所示的H6，还可以在齿形的顶端设置圆角R1。进一步地，在第三圈体300的内径表面上设置第一凸台303和第二凸台304，第一凸台303和第二凸台304分别设置在第三圈体300的内径表面的两端，第一凸台303和第二凸台304之间形成第二凹槽302，第二凹槽302、第一凸台303和第二凸台304沿第三圈体300 的内径表面设置成环状，第一凸条301沿第三圈体300的外径表面设置成环状，第二凹槽302为弧形槽，从图6所示的第三圈体300的纵向截面中可以看出，弧形槽设置有圆弧R2，圆弧的深度为H5，这样，第三圈体300 在挤压安装时，弧形槽受压状态下，不易因为应力集中开裂，圈体300在压力条件下能够稳定工作。更进一步地，第一凸台303和第二凸台304的外周边缘设置有第二清角，第二清角为如图6所示的C3，C3的尺寸范围可以选择0.2-2.0，C3的角度范围可以选择30-60°，第二清角可以起导向作用，便于第三圈体300安装到第一圈体100的凹槽101中；同时，第二清角可以使第一凸台303和第二凸台304更加稳定地与凹槽101的槽底贴合。优选的，第三圈体300的径向最薄处的厚度(即第三圈体300的纵向截面的径向最薄壁厚，为第二凹槽302底部到第一凸条301顶部的距离 D5-H5或第一凸条301底部到第一凸台303或第二凸台304表面的距离D6) 大于第一凸条301的高度H6，即D5-H5>H6或D6>H6。优选的，第三圈体 300的纵向截面的高度D4大于第三圈体300的纵向截面的宽度D5，即 D5<D4。同时，第三圈体300的上、下底面为圆环形的平面，第三圈体300 的内径表面与第三圈体300的上、下底面垂直。当活塞杆600带动活塞400 往复运动时，由于该第三圈体300的上、下底面与第三圈体300的外径表面垂直，安装该第三圈体300的第一圈体100的凹槽101的截面形状为矩形且与第三圈体300间隙配合，因此，第三圈体300不会随活塞400的往复运动而在凹槽101内翻滚、转动，不会因滚动摩擦磨损而降低使用寿命。

在又一实施例中，第一凸条301和/或第二凸条201的纵向截面形状可以为梯形(图中未示出)，优先为等腰梯形，且构成梯形两腰的夹角范围为 120°-150°。

上述仅是第一凸条301和/或第二凸条201的一些具体的实施例，只要第一凸条301和/或第二凸条201是由第三圈体300和第二圈体200的外径表面的两端向中部凸起的形状皆在本实用新型的保护范围，均能减小缸体 500对活塞400的往复运动的阻力，同时减小第一圈体100和第二圈体200 的安装阻力。

如图1、图3和图4所示，第一圈体100的外周边缘设置的清角C的尺寸范围可以选择0.2-2.0，清角C的角度范围可以选择30-60°。

例如，在一些实施例中，如图所示，第一圈体100的纵向截面的宽度 D1选择3.15，纵向截面的高度H1选择12，凹槽101的槽宽D3选择2.23，凹槽101的槽深H4选择1.58，外径表面的外周边缘两端的清角C选择0.8 ×45°；第二圈体200的纵向截面的宽度D2选择6.03，纵向截面的高度 H2选择10.39，第二凸条201的高度H3选择0.94，当凸条为弧形时，弧形凸条的纵向截面的圆弧半径选择14.76；第三圈体300的纵向截面的高度 D4选择1.73，纵向截面的宽度也为1.73。当安装于活塞400安装槽中的组合密封圈受到缸体500挤压时，由于第二圈体200的第二凸条201的高度 H3小于第一圈体100纵向截面最薄处的宽度D1-H4，也小于第二圈体200 纵向截面的最薄处的宽度(图4所示的D2-H3)，且第二圈体200的弹性优于第一圈体100，此时，第二圈体200的第二凸条201优先产生弹性变形，第一圈体100与第二圈体200的接触面积增大；第三圈体300的纵向截面的宽度D5大于第一圈体100的凹槽101的槽深H4，且第三圈体300的弹性优于第一圈体100，挤压组合密封圈时，第三圈体300比第一圈体100 先产生变形，组合密封圈、缸体500与活塞400围成的密封的腔体。这里需要说明的是，上述尺寸未标明单位的都为mm。

优选的，第一圈体100的外周表面可以设置多个凹槽101(图中未示出)，多个凹槽101的尺寸一致，相邻凹槽101的距离大于凹槽101的槽宽 D3，凹槽101中均安装第三圈体300，组合密封圈外径的密封效果更好。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (15)

1.组合密封圈，其特征在于，包括均为圆环形的第一圈体（100）、第二圈体（200）和第三圈体（300）；

所述第一圈体（100）的外径表面上设置有凹槽（101），所述第三圈体（300）设于所述凹槽（101）中，所述第二圈体（200）套设于所述第一圈体（100）的内侧。

2.根据权利要求1所述的组合密封圈，其特征在于，所述凹槽（101）为矩形槽，所述凹槽（101）的槽深大于所述第三圈体（300）的纵向截面的宽度的一半且小于所述第三圈体（300）的纵向截面的宽度。

3.根据权利要求1所述的组合密封圈，其特征在于，所述第二圈体（200）与所述第一圈体（100）过盈配合。

4.根据权利要求1所述的组合密封圈，其特征在于，所述第一圈体（100）的纵向截面的高度大于其纵向截面的宽度。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的组合密封圈，其特征在于，所述第一圈体（100）采用高硬度的密封材料制成，所述第二圈体（200）和第三圈体（300）采用高弹性的密封材料制成。

6.根据权利要求5所述的组合密封圈，其特征在于，所述第三圈体（300）的外径表面上设置有第一凸条（301），所述第二圈体（200）的外径表面上设置有第二凸条（201）。

7.根据权利要求6所述的组合密封圈，其特征在于，所述第一凸条（301）是由第三圈体（300）的外径表面自其两端向中部延伸而形成的突起，所述第二凸条（201）是由第二圈体（200）的外径表面自其两端向中部延伸而形成的突起。

8.根据权利要求7所述的组合密封圈，其特征在于，所述第一凸条（301）和/或第二凸条（201）的纵向截面形状为弧形。

9.根据权利要求7所述的组合密封圈，其特征在于，所述第一凸条（301）和/或第二凸条（201）的纵向截面形状为锯齿形，且所述锯齿形的齿形夹角为钝角。

10.根据权利要求1至4任意一项所述的组合密封圈，其特征在于，所述第一圈体（100）的外径表面的外周边缘设置有清角。

11.根据权利要求5所述的组合密封圈，其特征在于，所述第一圈体（100）的外径表面的外周边缘设置有清角。

12.根据权利要求6所述的组合密封圈，其特征在于，所述第一圈体（100）的外径表面的外周边缘设置有清角。

13.根据权利要求7所述的组合密封圈，其特征在于，所述第一圈体（100）的外径表面的外周边缘设置有清角。

14.根据权利要求8所述的组合密封圈，其特征在于，所述第一圈体（100）的外径表面的外周边缘设置有清角。

15.根据权利要求9所述的组合密封圈，其特征在于，所述第一圈体（100）的外径表面的外周边缘设置有清角。