CN207333705U - 一种压缩率可调的橡胶成型密封结构 - Google Patents

Abstract

一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，包括成型密封圈和压缩率调节装置。成型密封圈包括橡胶基体1、金属骨架2、辅助唇4和密封唇5，辅助唇4紧挨密封唇5位于低压侧，且辅助唇表面设有微凸体环带。压缩率调节装置包括楔形滑块3、L形压盖6、弹性元件座7、推环8、调节螺母9、弹性元件10和螺钉11；弹性元件10位于楔型滑块3和弹性元件座7之间，楔形滑块3的内锥面紧贴成型密封圈开口处的内锥面；推环8的截面为矩形，被放置在弹性元件座7的环槽71内，其端面与环槽71的底面平行；调节螺母9依次穿过L形压盖和弹性元件座7，并紧贴推环8的一端面；L形压盖6外径侧沿圆周方向均匀开设有通孔，并通过螺钉11与金属骨架2联接。

Description

一种压缩率可调的橡胶成型密封结构

技术领域

本实用新型涉及橡胶成型挤压型密封结构设计技术领域，具体涉及一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，特别适用于各种往复或旋转机械的动密封装置。

背景技术

橡胶成型挤压型密封得益于橡胶材料可流动性和耐磨特性，被广泛用于石油化工、航空航天、轨道交通和海洋开采等行业领域。针对不同的应用行业，密封圈所需要达到的要求也不尽相同，比如，石油化工行业要求密封圈具备抗腐蚀、耐颗粒磨损、密封可靠等特点，航空航天领域要求密封圈满足耐磨、低摩擦功耗和零泄漏等。根据不同的使用要求，目前国内外的密封件结构设计产商研发设计成千上万种橡塑密封结构，且密封产品多采用注塑成型方法获得，其工作原理多为依靠橡胶密封圈受挤压变形而封住密封偶合面间隙(即切断泄漏通道或增加泄漏通道的阻力)来实现密封功能。通常情况下，在不改变给定密封圈材料的前提下，流体密封压力越大，或密封可靠性要求越高，密封圈所需的挤压变形量越大。密封圈挤压变形量一方面可依靠流体压力作用引起密封圈变形获得，另一方面可在密封圈安装时依靠压缩量的调整获得。由于流体压力作用导致的变形量无法准确获知，因此工程实际中更多地是依靠合理设计压缩率来满足预期所需密封圈挤压变形量。针对某一种具体的橡塑动密封结构，不同工况下密封圈的压缩率设计往往有所区别，从而要求生产商针对某一具体的使用要求有针对性地重新设计密封件成形模具，造成了密封件开发成本的增加。而且，目前市场上密封件产品的繁杂与冗余，也是一件令密封件选型人员头痛的事。

此外，磨损失效是橡胶成型密封件最常见的一种失效形式，失效的密封件往往会直接被弃用，造成了材料的严重浪费以及环境污染。然而，密封件发生失效的原因绝大部分可归因于密封圈挤压变形量的不足，且检修过程并无调整密封圈挤压变形的相关措施。因此，目前多数橡胶成型密封圈难以适应变工况环境或造成磨损、高摩擦系数的恶劣环境，给上述行业的正常生产与安全确保带来了不小的麻烦甚至严重威胁。

发明内容

本实用新型要克服现有技术的上述缺点，提供一种互换性好、密封性能好、使用寿命长并且能实时在线调节密封件压缩率的橡胶成型密封结构。

本实用新型的技术方案是：

一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，包括成型密封圈和压缩率调节装置；所述成型密封圈的开口一侧为流体高压侧，另一侧为流体低压侧。其特征在于：所述成型密封圈包括橡胶基体1、金属骨架2、辅助唇4和密封唇5，所述辅助唇4紧挨密封唇5位于低压侧，且辅助唇表面设有微凸体环带。所述压缩率调节装置包括楔形滑块3、L形压盖6、弹性元件座7、推环8、调节螺母9、弹性元件10和螺钉11；所述弹性元件10位于楔型滑块3和弹性元件座7之间，所述楔形滑块3的内锥面紧贴成型密封圈开口处的内锥面；所述楔形滑块3靠流体高压侧的端面上加工有盲孔，用以放置弹性元件10；所述推环8的截面为矩形，其被放置在弹性元件座7的环槽71内，其端面与环槽71的底面平行；所述弹性元件座7上的环槽71内沿圆周方向均匀开设有螺纹孔72，所述L形压盖6上靠内径侧沿圆周方向均匀开设有通孔61，所述调节螺母9依次穿过L形压盖6和弹性元件座7，并与推环8的一端面保持平行紧密接触；所述L形压盖6外径侧沿圆周方向均匀开设有通孔，并通过螺钉11与金属骨架2螺纹联接。

进一步，所述辅助唇4的微凸体环带为轴向平行的彼此相互独立的环带，或为整体呈轴向螺旋状的环带；环带的截面形状可为圆弧形、正弦形、三角形、矩形、梯形。

进一步，所述的弹性元件10可为弹簧、波纹管、橡胶弹性体，其个数为1～20。

再进一步，所述的调节螺母9和螺钉11的个数取值范围均为3～18。

本实用新型的工作原理：

本实用新型提供的压缩率可调的橡胶成型密封结构，包括橡胶成型密封圈和压缩率调节装置。压缩率调节装置通过弹性元件的作用，使楔形滑块可以沿密封圈开口的内径锥面作微幅滑动，从而实现楔形滑块的轴向推动力向径向挤压力的转换，密封唇在径向挤压力的作用下保持与轴表面的贴合、相对运动和有效密封。此外，在实际运行过程中，如果楔形滑块的微幅轴移需要更大的弹力，可以通过两种模式实现：第一，通过改变调节螺母的螺纹推进量、推移弹簧推环来改变弹性元件压缩量，在更大弹力作用下被压缩的弹性元件会推动楔形滑块向流体低压侧轴向移动，并使密封圈的径向压缩变形量得以增加；第二，改变弹性元件的刚度值亦可改变楔形滑块轴向移动的距离，进而使密封圈的径向压缩量相应改变。流体低压侧紧挨密封唇处的成型密封圈内径处设有微凸体环带状的辅助唇，当压缩率增大时，由于楔形滑块向流体低压侧的轴向移动，与密封偶合面接触的辅助唇的微凸体环带数目会增加；反之，接触的微凸体环带数目会减小。以此增减被密封流体介质通过密封唇的阻力，实现密封性能的在线控制。

当压缩率可调的橡胶成型密封结构作为往复动密封使用时，微凸体环带状的辅助唇为轴向平行的彼此相互独立的环带，微凸体环带的设计一方面可以减小密封区域的接触面积，且微凸体环带之间的间隙也可以储存润滑流体，很好地起到了减少摩擦力的作用；另一方面每个独立的微凸体环带均可视为一个小型的密封唇，与配副轴表面相接触的微凸体环带增加，也就意味着密封唇级数的增加，从而使密封流体泄漏的阻力急剧增大，从而有效保证了密封的可靠性。

当压缩率可调的橡胶成型密封结构作为旋转动密封件使用时，微凸体环带的辅助唇为螺旋状整体环带，微凸体螺旋环带的设计一方面可以减小摩擦力、增加密封可靠性；另一方面可以把泄漏到低压侧的密封流体重新泵送回流体高压侧，起到减小密封流体泄漏的作用，增强了密封性能。此外，当密封件唇口发生轻微磨损失效时，检修过程中仍可通过调节调节螺母的螺纹进给量或改变弹性元件刚度值来重新调整压缩率，从而达到密封件的二次或多次重复利用，避免了密封件的直接报废，很好地节约了材料，降低了经济成本。

本实用新型的有益效果主要表现在：

实现了成型挤压型密封圈的压缩率的连续可调，提高了密封圈的主动适应变工况的能力，减少了单一密封结构重复开模所造成的经济成本，延长了密封圈的使用寿命，具有密封性能好、耐磨、减摩和使用寿命长等特点，能满足往复或旋转机械对橡塑动密封件的使用要求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的楔形滑块结构示意图(部分环体)。

图3为本实用新型的L形压盖结构示意图。

图4为本实用新型的弹性元件座结构示意图。

图5为本实用新型的推环结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明。

附图中的零件标号如下：

1-橡胶基体；2-金属骨架；3-楔形滑块；4-微凸体环带状的辅助唇；5-密封唇；6-L形压盖；7-弹性元件座；8-推环；9-调节螺母；10-弹性元件；11-螺钉。

参照图1至图5所示，一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，包括成型密封圈和压缩率调节装置；所述成型密封圈的开口一侧为流体高压侧，另一侧为流体低压侧。其特征在于：所述成型密封圈包括橡胶基体1、金属骨架2、辅助唇4和密封唇5，所述辅助唇4紧挨密封唇5位于低压侧，且辅助唇表面设有微凸体环带。所述压缩率调节装置包括楔形滑块3、L形压盖6、弹性元件座7、推环8、调节螺母9、弹性元件10和螺钉11；所述弹性元件10位于楔型滑块3和推环8之间，所述楔形滑块3的内锥面紧贴成型密封圈开口处的内锥面；所述楔形滑块3靠流体高压侧的端面上加工有盲孔，用以放置弹性元件10；所述推环8的截面为矩形，其被放置在弹性元件座7的环槽71内，其端面与环槽71的底面平行；所述弹性元件座7上的环槽71内沿圆周方向均匀开设有螺纹孔72，所述L形压盖6上靠内径侧沿圆周方向均匀开设有通孔61，所述调节螺母9依次穿过L形压盖6上的通孔61和弹性元件座7上的螺纹孔72，并与推环8的一端面保持平行紧密接触，其作用除了将所述弹性元件座7与L形压盖6紧密联接贴合外，还可调节推环8相对弹性元件座7的轴向位置，改变弹性元件10的弹力；所述L形压盖6外径侧沿圆周方向均匀开设有通孔，并通过螺钉11与金属骨架2螺纹联接。

所述辅助唇4的微凸体环带为轴向平行的彼此相互独立的环带，或为整体呈轴向螺旋状的环带；环带的截面形状可为圆弧形、正弦形、三角形、矩形、梯形。

所述的弹性元件10可为弹簧、波纹管、橡胶弹性体，其个数为1～20。

所述的调节螺母9和螺钉11的个数取值范围均为3～18。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (4)

1.一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，包括成型密封圈和压缩率调节装置；所述成型密封圈的开口一侧为流体高压侧，另一侧为流体低压侧,其特征在于：所述成型密封圈包括橡胶基体(1)、金属骨架(2)、辅助唇(4)和密封唇(5)，所述辅助唇(4)紧挨密封唇(5)位于低压侧，且辅助唇表面设有微凸体环带,所述压缩率调节装置包括楔形滑块(3)、L形压盖(6)、弹性元件座(7)、推环(8)、调节螺母(9)、弹性元件(10)和螺钉(11)；所述弹性元件(10)位于楔型滑块(3)和弹性元件座(7)之间，所述楔形滑块(3)的内锥面紧贴成型密封圈开口处的内锥面；所述推环(8)的截面为矩形，被放置在弹性元件座(7)的环槽(71)内，其端面与环槽(71)的底面平行；所述调节螺母(9)依次穿过L形压盖(6)和弹性元件座(7)，并紧贴推环(8)的一端面；所述L形压盖(6)外径侧沿圆周方向均匀开设有通孔，并通过螺钉(11)与金属骨架(2)联接。

2.如权利要求1所述的一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，其特征在于：所述辅助唇(4)的微凸体环带为轴向平行的彼此相互独立的环带，或为整体呈轴向螺旋状的环带；环带的截面形状是圆弧形、正弦形、三角形、矩形、梯形之一。

3.如权利要求2所述的一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，其特征在于：所述的弹性元件(10)是弹簧、波纹管、橡胶弹性体之一，其个数为1～20。

4.如权利要求3所述的一种压缩率可调的橡胶成型密封结构，其特征在于：所述的调节螺母(9)和螺钉(11)的个数取值范围均为3～18。