CN207333709U - 一种具有微织构密封唇的耐高压弹簧蓄能聚合物密封圈 - Google Patents
一种具有微织构密封唇的耐高压弹簧蓄能聚合物密封圈 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种具有微织构密封唇的耐高压弹簧蓄能聚合物密封圈，属于机械密封技术领域。该密封圈包括密封圈本体、金属螺旋弹簧，密封圈本体为环状结构的聚四氟乙烯包覆套，聚四氟乙烯包覆套的截面呈“U”字型，金属螺旋弹簧嵌入聚四氟乙烯包覆套的“U”字型开口内。本实用新型密封圈具有耐高压，耐辐射，耐老化，耐腐蚀性介质的优良密封性能，密封圈既可适用于静密封，也可用于动密封。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有微织构密封唇的耐高压弹簧蓄能聚合物密封圈，属于机械密封技术领域。
背景技术
目前，在密封技术领域中一种新型干式气体密封。干气密封采用气体作为密封介质，是一种新型非接触式轴端密封，具有泄漏量小、寿命长、磨损小、能耗低、操作简单可靠，被密封流体不会受到油污染等特点，在泵、压缩机、膨胀机和反应釜等旋转机械领域获得越来越广泛的应用。
干气密封中的密封分为两部分，一个是密封环之间的气膜密封，另一个是辅助密封圈的密封。随着干气密封技术的不断发展和完善，密封应用范围从低压、低速、小轴径到高压、高速、大轴径不断扩大，研究发现辅助密封圈的密封性能对整个密封系统的密封性能有很大的影响，尤其是密封补偿机构中的浮动密封圈直接影响密封的可靠性和使用寿命。
现有干气密封中大多数采用O形橡胶圈作为辅助密封圈，但O形密封圈由于其自身材料及其特性的限制，在实际运用中普遍存在一些问题，首先，弹性元件O形圈为橡胶材质，变形后的弹性力有限，难以满足压力较大的场合，尤其是应用在密封介质压力较大的高压干气密封中；其次，密封介质压力较高情况下，O形圈容易被挤出密封间隙导致挤出破坏，或出现拧扭现象而造成密封失效，且O形圈只能通过增大预紧力的方式来获得密封较大介质压力，从而导致的结果就是摩擦阻力增大，而且O形橡胶密封圈还具有一定的粘附性，导致密封补偿机构中的密封圈追随性差，出现密封圈卡滞的现象，该现象会影响推环和静环的运动，从而影响密封环之间的气膜密封；高压情况下快速泄压时，O形圈内部参与压力释放，引起O形圈爆裂而造成密封失效；对于密封有腐蚀性介质等恶劣条件下，橡胶O形圈容易受腐蚀介质的影响而损伤，导致密封失效。所以普通的橡胶O形圈很难满足高压、高温、腐蚀性介质等特殊工况条件下的密封要求。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的问题，提供一种具有微织构密封唇的耐高压弹簧蓄能聚合物密封圈，该密封圈可耐高压、耐辐射、耐老化、抗腐蚀性介质，具有密封性好、使用寿命长的特点。
本实用新型为解决其技术问题而采用的技术方案是：
一种具有微织构密封唇的耐高压弹簧蓄能聚合物密封圈，包括密封圈本体1、金属螺旋弹簧2，密封圈本体为环状结构的聚四氟乙烯包覆套，聚四氟乙烯包覆套的截面呈“U”字型，金属螺旋弹簧嵌入聚四氟乙烯包覆套的“U”字型开口内。
所述聚四氟乙烯包覆套的“U”字型顶端对称设置有密封唇Ⅰ3和密封唇Ⅱ4，密封唇Ⅰ3、密封唇Ⅱ4的外壁均设置有连续微织构凸起，密封唇Ⅰ3和密封唇Ⅱ4形成开口卡槽，金属螺旋弹簧2设置在开口卡槽内；
所述开口卡槽的开口宽度小于金属螺旋弹簧2的直径；
进一步地，所述金属螺旋弹簧2为不锈钢螺旋弹簧、碳钢螺旋弹簧、琴钢螺旋弹簧或铁螺旋弹簧；
进一步地，连续微织构凸起的形状可以是半圆、圆形、矩形、网状槽、平行槽以及其它的能够形成连续微织构凸起的几何形状，分布形状和密度可以根据实际情况和需求进行设计。
本实用新型的有益效果：
（1）本实用新型与橡胶O形圈对比，在同等压缩形变率的情况下，密封接触面上的接触压力更大，密封性能更好，可用于高压干气密封系统中；
（2）本实用新型中密封圈的密封唇外侧壁上微织构凸起是多级唇口结构，每个唇口均有密封作用，使得主体能够形成多级密封，而表面微织构方法可以显著改善密封圈与刚体之间的接触对表面摩擦特性，可以大幅减少摩擦力（摩擦力矩），提高承载能力和耐磨性能，该结构设计不仅增加了密封圈的密封可靠性，延长了密封圈的使用寿命，而且密封圈的密封性能也更好
（3）本实用新型中金属螺旋弹簧能够给密封唇提供持续的压紧力，能弥补密封唇因磨损而导致的密封面接触压力不足从而引发密封失效的问题，以及配合零件的偏心和机械振动导致的配合零件的不同心，提高动密封中补偿机构的良好的浮动追随性；
（4）本实用新型密封圈本体采用自润滑的有机填充聚四氟乙烯材料，有效降低摩擦阻力并提高抗磨损能力，自润滑有机填充聚四氟乙烯具有良好的耐高温、低温和耐磨损性能以及耐化学腐蚀特性，适合密封中多样的应用工况条件。
附图说明
图1为实施例密封圈的俯视图；
图2为实施例密封圈的A-A面剖视图；
图3为实施例密封圈的局部剖视三维示意图；
图4为实施例金属螺旋弹簧的示意图；
图中：1-密封圈本体、2-金属螺旋弹簧、3-密封唇Ⅰ、4-密封唇Ⅱ。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。
实施例1：如图1~4所示，一种具有微织构密封唇的耐高压弹簧蓄能聚合物密封圈，包括密封圈本体1、金属螺旋弹簧2，密封圈本体为环状结构的聚四氟乙烯包覆套，聚四氟乙烯包覆套的截面呈“U”字型，金属螺旋弹簧嵌入聚四氟乙烯包覆套的“U”字型开口内。
聚四氟乙烯包覆套的“U”字型顶端对称设置有密封唇Ⅰ3和密封唇Ⅱ4，密封唇Ⅰ3、密封唇Ⅱ4的外壁均设置有连续微织构凸起，密封唇Ⅰ3和密封唇Ⅱ4形成开口卡槽，金属螺旋弹簧2设置在开口卡槽内。
开口卡槽的开口宽度小于金属螺旋弹簧2的直径，避免金属螺旋弹簧2从开口卡槽中滑出。
金属螺旋弹簧2为不锈钢螺旋弹簧，还可以采用碳钢螺旋弹簧、琴钢螺旋弹簧或铁螺旋弹簧。
本实施例中连续微织构凸起的形状为半圆，连续微织构凸起的形状还可以是圆形、矩形、网状槽、平行槽以及其它的能够形成连续微织构凸起的几何形状，分布形状和密度可以根据实际情况和需求进行设计。
本实施例中连续微织构凸起构成多级唇口密封结构，每个唇口均有密封作用，从而使密封圈具能够形成多级密封，提高密封性能和效果，金属螺旋弹簧可以为密封唇Ⅰ和密封唇Ⅱ提供持续的压紧力。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种具有微织构密封唇的耐高压弹簧蓄能聚合物密封圈，其特征在于：包括密封圈本体（1）、金属螺旋弹簧（2），密封圈本体为环状结构的聚四氟乙烯包覆套，聚四氟乙烯包覆套的截面呈“U”字型，金属螺旋弹簧嵌入聚四氟乙烯包覆套的“U”字型开口内。
2.根据权利要求1所述具有微织构密封唇的耐高压弹簧蓄能聚合物密封圈，其特征在于：聚四氟乙烯包覆套的“U”字型顶端对称设置有密封唇Ⅰ（3）和密封唇Ⅱ（4），密封唇Ⅰ（3）、密封唇Ⅱ（4）的外壁均设置有连续微织构凸起，密封唇Ⅰ（3）和密封唇Ⅱ（4）形成开口卡槽，金属螺旋弹簧（2）设置在开口卡槽内。
3.根据权利要求2所述具有微织构密封唇的耐高压弹簧蓄能聚合物密封圈，其特征在于：开口卡槽的开口宽度小于金属螺旋弹簧（2）的直径。
4.根据权利要求1所述具有微织构密封唇的耐高压弹簧蓄能聚合物密封圈，其特征在于：金属螺旋弹簧（2）为不锈钢螺旋弹簧、碳钢螺旋弹簧、琴钢螺旋弹簧或铁螺旋弹簧。
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