CN207333710U - 一种具有微织构密封唇的双向弹簧蓄能聚合物密封圈 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有微织构密封唇的双向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、氟橡胶包覆套、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“工”字型，氟橡胶包覆套嵌入聚四氟乙烯包覆套的“工”字型开口内，金属螺旋弹簧设置在氟橡胶包覆套内。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，密封圈的双向开口结构设计使其具有双向密封能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有微织构密封唇的双向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，工业密封圈作为一种常用的机械密封件，被广泛的应用于各行各业，往复运动的活塞和活塞杆的密封一般都是采用唇形密封圈，例如应用在活塞杆密封中的S200单向密封和S100双向密封，都是通过PTFE填充材料滑环，外加一个弹性元件O形圈组成的组合式的密封件，弹性元件O形圈的材质一般都为橡胶类。其基本工作原理是依靠弹性元件挤压变形为密封唇提供密封力，在密封接触面上形成接触压力，当最大接触压力大于被密封介质一侧的介质压力时，则不发生泄露，反之则发生泄露。
现有采用橡胶材料制成的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，尤其是应用在活塞杆往复运动密封中，密封压力不断变化的过程中；其次，在高温超过+180℃，低温低于-80℃时候，因容易出现龟裂损伤而无法实现密封；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，在密封活塞和活塞杆这样形式的往复运动中尤为明显；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双向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，具有双向密封能力、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双向弹簧蓄能聚合物密封圈，包括密封圈本体1、氟橡胶包覆套2、金属螺旋弹簧3，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“工”字型，氟橡胶包覆套2嵌入聚四氟乙烯包覆套的“工”字型开口内，金属螺旋弹簧3设置在氟橡胶包覆套2内；
所述聚四氟乙烯包覆套的“工”字型两端对称设置有密封上唇4和密封下唇5且密封上唇4和密封下唇5轴对称，密封上唇4、密封下唇5的外壁均设置有连续微织构凸起，密封上唇4和密封下唇5形成开口卡槽，氟橡胶包覆套2设置在开口卡槽内；
进一步地，所述开口卡槽的开口宽度小于氟橡胶包覆套2的直径；
进一步地，所述金属螺旋弹簧3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；
（2）本实用新型中密封圈上、下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）本实用新型中氟橡胶圈内部环设金属螺旋弹簧给密封圈提供持续的压紧力，能弥补密封唇因磨损而导致的密封面接触压力不足而导致的密封失效的问题，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；采用氟橡胶包覆螺旋弹簧，不仅可以防止内部环设螺旋弹簧的氟橡胶圈从环形腔内滑脱，还可以很好的保证螺旋弹簧承受力的方向而不发生倾斜；
（5）本实用新型密封圈采用双向开口的结构设计能够起到双向密封作用。
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-氟橡胶包覆套、3-金属螺旋弹簧、4-密封上唇、5-密封下唇。
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双向弹簧蓄能聚合物密封圈，包括密封圈本体1、氟橡胶包覆套2、金属螺旋弹簧3，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“工”字型，氟橡胶包覆套2嵌入聚四氟乙烯包覆套的“工”字型开口内，金属螺旋弹簧3设置在氟橡胶包覆套2内。
聚四氟乙烯包覆套的“工”字型两端对称设置有密封上唇4和密封下唇5且密封上唇4和密封下唇5轴对称，密封上唇4、密封下唇5的外壁均设置有连续微织构凸起，密封上唇4和密封下唇5形成开口卡槽，氟橡胶包覆套2设置在开口卡槽内。
开口卡槽的开口宽度小于氟橡胶包覆套2的直径，避免氟橡胶包覆套2从开口卡槽中滑出。
金属螺旋弹簧3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，氟橡胶包覆套2可以为密封上唇和密封下唇提供持续的压紧力和保证金属螺旋弹簧的位置，金属螺旋弹簧还可以为氟橡胶包覆套2的应力疲劳提供应力补偿。
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双向弹簧蓄能聚合物密封圈，其特征在于：包括密封圈本体（1）、氟橡胶包覆套（2）、金属螺旋弹簧（3），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“工”字型，氟橡胶包覆套（2）嵌入聚四氟乙烯包覆套的“工”字型开口内，金属螺旋弹簧（3）设置在氟橡胶包覆套（2）内。
2.根据权利要求1所述具有微织构密封唇的双向弹簧蓄能聚合物密封圈，其特征在于：聚四氟乙烯包覆套的“工”字型两端对称设置有密封上唇（4）和密封下唇（5）且密封上唇（4）和密封下唇（5）轴对称，密封上唇（4）、密封下唇（5）的外壁均设置有连续微织构凸起，密封上唇（4）和密封下唇（5）形成开口卡槽，氟橡胶包覆套（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双向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氟橡胶包覆套（2）的直径。
4.根据权利要求1所述具有微织构密封唇的双向弹簧蓄能聚合物密封圈，其特征在于：金属螺旋弹簧（3）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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