CN210949847U - 一种组合密封圈 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合密封圈，包括弹性圈、支撑环和滑环，弹性圈的径向截面为内侧边界为弧线的类矩形状，阀体的内壁上开设有密封安装槽，滑环和支撑环从上至下依次排列嵌设于密封安装槽内，滑环的下侧面与支撑环的上侧面相抵，滑环的内圆柱面与阀杆的外圆柱面滑动密封相抵，滑环的外圆柱面上开设有径向截面为矩形的径向凹槽，弹性圈过盈式嵌设于径向凹槽内，弹性圈的内侧壁与径向凹槽的槽底径面密封弹性相抵，弹性圈的外侧壁与密封安装槽的槽底径面密封弹性相抵，支撑环的内圆柱面与阀杆的外圆柱面滑动相抵。本实用新型的一种组合密封圈，克服了动密封中具有O型圈易发生扭转断裂的问题，提高了密封性能，从而提高阀门的密封性和可靠性。

Description

一种组合密封圈

技术领域

本实用新型涉及一种密封圈，特别是涉及一种组合密封圈。

背景技术

在机械设备特别是阀门中密封的功能是防止工作介质泄漏。起密封作用的零部件称为密封件，简称密封。密封件是阀门产品中应用最广的零部件之一，密封性能对阀门的过程控制有着十分重要的影响。密封的结构形式也是各式各样，有O型圈，U型圈，星型圈等单体密封件，也有各种结构体和弹性体组成的组合密封件。其中O型圈是应用最为广泛的密封之一，具有价格低廉性能可靠等特点，作为单体密封或者组合密封件中的弹性体均得到广泛应用，但在运行启闭比较频繁的阀门系统中，由于高压水的脉动冲击极易引起以O型圈为密封或为弹性体的组合动密封圈发生旋转扭断的危害，从而造成密封失效，影响阀门的综合寿命。本文针对的是一种具有O型圈的组合密封件的O型圈容易出现旋转或发生扭断失效的问题。

发明内容

本实用新型是为了解决现有技术中的不足而完成的，本实用新型的目的是提供一种组合密封圈，同时具有O型圈类似的动态特性和矩形圈的抗扭转特性，克服了动密封中具有O型圈易发生扭转断裂的问题，提高了密封圈的密封性能，从而提高阀门的密封性、可靠性及使用寿命。

本实用新型的一种组合密封圈，包括弹性圈、支撑环和滑环，所述弹性圈的径向截面为内侧边界为弧线的类矩形状，阀体的内壁上开设有密封安装槽，所述滑环和所述支撑环从上至下依次排列嵌设于所述密封安装槽内，所述滑环的下侧面与所述支撑环的上侧面相抵，所述滑环的内圆柱面与阀杆的外圆柱面滑动密封相抵，所述滑环的外圆柱面上开设有径向截面为矩形的径向凹槽，所述弹性圈过盈式嵌设于所述径向凹槽内，所述弹性圈的内侧壁与所述径向凹槽的槽底径面密封弹性相抵，所述弹性圈的外侧壁与所述密封安装槽的槽底径面密封弹性相抵，所述支撑环的内圆柱面与所述阀杆的外圆柱面滑动相抵。

本实用新型的一种组合密封圈还可以是：

所述滑环的内圆柱面上开设有至少两条环形的均压槽，所述均压槽上下间隔排列设置。

所述滑环的下侧面设为从上向下从内向外倾斜设置的锥面，对应的所述支撑环的上侧面设为从上向下从内向外倾斜设置的锥面。

所述密封安装槽的径向截面设为矩形，对应的所述支撑环、所述滑环和所述弹性圈的径向截面组合成近似矩形状，所述滑环的上侧面与所述密封安装槽的上槽壁相抵并具有可允许高压介质流入挤压所述弹性圈的间隙，所述滑环的外圆柱面和所述支撑环的外圆柱面与所述密封安装槽的槽底径面相抵，所述支撑环的下侧面与所述密封安装槽的下槽壁相抵。

所述支撑环由聚四氟乙烯复合材料制成。

本实用新型的一种组合密封圈，包括弹性圈、支撑环和滑环，所述弹性圈的径向截面为内侧边界为弧线的类矩形状，阀体的内壁上开设有密封安装槽，所述滑环和所述支撑环从上至下依次排列嵌设于所述密封安装槽内，所述滑环的下侧面与所述支撑环的上侧面相抵，所述滑环的内圆柱面与阀杆的外圆柱面滑动密封相抵，所述滑环的外圆柱面上开设有径向截面为矩形的径向凹槽，所述弹性圈过盈式嵌设于所述径向凹槽内，所述弹性圈的内侧壁与所述径向凹槽的槽底径面密封弹性相抵，所述弹性圈的外侧壁与所述密封安装槽的槽底径面密封弹性相抵，所述支撑环的内圆柱面与所述阀杆的外圆柱面滑动相抵。这样，该组合密封圈由弹性圈、支撑环和滑环构成，是一种杆用动密封，阀体上开设密封安装槽用于安装该组合密封圈以实现与阀杆之间的滑动密封连接，其中弹性圈可由橡胶弹性材料制造，其截面形状为内侧边界为弧线的类矩形状，弹性圈的内侧壁和外侧壁均为密封面，滑环的内圆柱面用于实现与阀杆之间的滑动密封连接，滑环的外圆柱面上开设有径向凹槽用于安装弹性圈，使滑环三面包裹弹性圈，对弹性圈起到保护作用，支撑环起到对滑环的支撑保护作用，并且支撑环安装于组合密封圈的低压侧，可阻挡滑环被高压介质挤压入低压侧的构成密封副的阀杆与阀体之间的环形缝隙中。该组合密封圈安装于阀体上开设的密封安装槽中并装配阀杆后，弹性圈的尺寸设计略大于径向凹槽的尺寸，使弹性圈发生适当的弹性变形(即过盈装配)，弹性圈的内侧壁和外侧壁分别与滑环的槽底径面和阀体的密封安装槽的槽底径面压紧配合形成密封连接，同时弹性圈挤压滑环，使滑环紧密抱紧阀杆形成滑动密封连接，各密封配合面压紧形成预密封力，可以防止低压水流过组合密封圈，当高压水进入组合密封圈的高压侧，直接向下挤压弹性圈，弹性圈进一步压缩变形使各密封面贴合更为紧密，密封力更大，密封效果也更为明显。同时，与现有技术相比，弹性圈的径向截面是内侧边界为弧线其余边界为直线的类矩形结构，其内侧的圆弧形环面的弧度与O型圈类似，但比截面尺寸相当的O型圈更加平缓，挤压变形产生的密封应力分布表现为中间大两侧(上下两侧)小，在保证密封性能的情况下产生的摩擦阻力更小；弹性体材料具有较高的表面张力，压力传递具有各向等值的特性，因此其圆弧形环面上任何位置密封接触都具有相同的应力分布特性，即使组合密封圈发生相对位移，也能保证密封效果，因此类矩形弹性圈具有O型圈类似的动态特性，适用于具有较小范围运动的场合，这在用作动密封的组合密封圈上具有较高的实用价值；同时类矩形弹性圈也具有与矩形圈一样的较高的密封比压和抗扭转能力，作为动密封的组合密封圈会随着与之配合的运动部件的相对运动在密封安装槽内产生小范围的运动，在密封安装槽内存在较小范围的滑动扭转特征，类矩形结构则具有抗扭转特性，可以防止扭转断裂的问题，因此类矩形弹性圈具有较高的密封能力，也具有较好的抗扭转特性，保证了整个组合密封圈的性能和寿命。相对于现有技术而言，本实用新型的一种组合密封圈具有以下优点：同时具有O型圈类似的动态特性和矩形圈的抗扭转特性，克服了动密封中具有O型圈易发生扭转断裂的问题，提高了密封圈的密封性能，从而提高阀门的密封性、可靠性及使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型一种组合密封圈的装配结构局部示意图。

图2为本实用新型一种组合密封圈的结构示意图。

图号说明

1…阀杆 2…阀体 3…组合密封圈

301…支撑环 302…滑环 302.1…均压槽

302.2…径向凹槽 303…弹性圈 303.1…内侧边界

具体实施方式

本实用新型中如果有描述到方向(上、下、内及外)时，是以图1至图 2中所示的结构为参考描述，但本实用新型的实际使用方向并不局限于此。其中，阀杆1在内侧，阀体2在外侧，并且，高压侧为上侧，低压侧为下侧。当高压介质从上侧进入时，滑环302和支撑环301从上至下依次排列嵌设于密封安装槽内，当高压介质从下侧进入时，其安装顺序则颠倒。另外，本实用新型中涉及的阀杆1还可以是其他杆或轴类往复运动零件，涉及的阀体2 还可以是其他配合设有密封安装槽的零部件。

下面结合图1至图2，对本实用新型的一种组合密封圈作进一步详细说明。

本实用新型的一种组合密封圈，请参考图1至图2，包括弹性圈303、支撑环301和滑环302，所述弹性圈303的径向截面为内侧边界303.1为弧线的类矩形状，阀体2的内壁上开设有密封安装槽，所述滑环302和所述支撑环301从上至下依次排列嵌设于所述密封安装槽内，所述滑环302的下侧面与所述支撑环301的上侧面相抵，所述滑环302的内圆柱面与阀杆1的外圆柱面滑动密封相抵，所述滑环302的外圆柱面上开设有径向截面为矩形的径向凹槽302.2，所述弹性圈303过盈式嵌设于所述径向凹槽302.2内，所述弹性圈303的内侧壁与所述径向凹槽302.2的槽底径面密封弹性相抵，所述弹性圈303的外侧壁与所述密封安装槽的槽底径面密封弹性相抵，所述支撑环301的内圆柱面与所述阀杆1的外圆柱面滑动相抵。这样，该组合密封圈3由弹性圈303、支撑环301和滑环302构成，是一种杆用动密封，阀体 2上开设密封安装槽用于安装该组合密封圈3以实现与阀杆1之间的滑动密封连接，其中弹性圈303可由橡胶弹性材料制造，其截面形状为内侧边界 303.1为弧线的类矩形状，弹性圈303的内侧壁和外侧壁均为密封面，滑环 302的内圆柱面用于实现与阀杆1之间的滑动密封连接，滑环302的外圆柱面上开设有径向凹槽302.2用于安装弹性圈303，使滑环302三面包裹弹性圈303，对弹性圈303起到保护作用，支撑环301起到对滑环302的支撑保护作用，并且支撑环301安装于组合密封圈3的低压侧，可阻挡滑环302被高压介质挤压入低压侧的构成密封副的阀杆1与阀体2之间的环形缝隙中。该组合密封圈3安装于阀体2上开设的密封安装槽中并装配阀杆1后，弹性圈303的尺寸设计略大于径向凹槽302.2的尺寸，使弹性圈303发生适当的弹性变形(即过盈装配)，弹性圈303的内侧壁和外侧壁分别与滑环302的槽底径面和阀体2的密封安装槽的槽底径面压紧配合形成密封连接，同时弹性圈303挤压滑环302，使滑环302紧密抱紧阀杆1形成滑动密封连接，各密封配合面压紧形成预密封力，可以防止低压水流过组合密封圈3，当高压水进入组合密封圈3的高压侧，直接向下挤压弹性圈303，弹性圈303进一步压缩变形使各密封面贴合更为紧密，密封力更大，密封效果也更为明显。同时，与现有技术相比，弹性圈303的径向截面是内侧边界303.1为弧线其余边界为直线的类矩形结构，其内侧的圆弧形环面的弧度与O型圈类似，但比截面尺寸相当的O型圈更加平缓，挤压变形产生的密封应力分布表现为中间大两侧(上下两侧)小，在保证密封性能的情况下产生的摩擦阻力更小；弹性体材料具有较高的表面张力，压力传递具有各向等值的特性，因此其圆弧形环面上任何位置密封接触都具有相同的应力分布特性，即使组合密封圈 3发生相对位移，也能保证密封效果，因此类矩形弹性圈303具有O型圈类似的动态特性，适用于具有较小范围运动的场合，这在用作动密封的组合密封圈3上具有较高的实用价值；同时类矩形弹性圈303也具有与矩形圈一样的较高的密封比压和抗扭转能力，作为动密封的组合密封圈3会随着与之配合的运动部件的相对运动在密封安装槽内产生小范围的运动，在密封安装槽内存在较小范围的滑动扭转特征，类矩形结构则具有抗扭转特性，可以防止扭转断裂的问题，因此类矩形弹性圈303具有较高的密封能力，也具有较好的抗扭转特性，保证了整个组合密封圈3的性能和寿命。相对于现有技术而言，本实用新型的一种组合密封圈具有以下优点：同时具有O型圈类似的动态特性和矩形圈的抗扭转特性，克服了动密封中具有O型圈易发生扭转断裂的问题，提高了密封圈的密封性能，从而提高阀门的密封性、可靠性及使用寿命。

本实用新型的一种组合密封圈，在前面描述的技术方案的基础上，请参考图1至图2，还可以是：所述滑环302的内圆柱面上开设有至少两条环形的均压槽302.1，所述均压槽302.1上下间隔排列设置。这样，至少两条均压槽302.1将滑环302的内圆柱面分割成至少三个隔离的密封面，可有效增大液压接触面积，提高密封的可靠性，优选的设置两条均压槽302.1即可。

本实用新型的一种组合密封圈，在前面描述的技术方案的基础上，请参考图1至图2，还可以是：所述滑环302的下侧面的设为从上向下从内向外倾斜设置的锥面，对应的所述支撑环301的上侧面设为从上向下从内向外倾斜设置的锥面。这样，滑环302的下侧面和支撑环301的上侧面设置成锥面相互配合，可以承受高压介质挤压弹性圈303和滑环302上的液压作用力。在前面描述的技术方案的基础上，进一步优选的是，所述密封安装槽的径向截面设为矩形，对应的所述支撑环301、所述滑环302和所述弹性圈303的径向截面组合成近似矩形状，所述滑环302的上侧面与所述密封安装槽的上槽壁相抵并具有可允许高压介质流入挤压所述弹性圈303的间隙，所述滑环 302的外圆柱面和所述支撑环301的外圆柱面与所述密封安装槽的槽底径面相抵，所述支撑环301的下侧面与所述密封安装槽的下槽壁相抵。这样，矩形的密封安装槽形状规则，开设制造容易，该组合密封圈3的整体结构的截面形状为矩形，可配套安装于矩形的密封安装槽中。

本实用新型的一种组合密封圈，在前面描述的技术方案的基础上，请参考图1至图2，还可以是：所述支撑环301由聚四氟乙烯复合材料制成。这样，是因为聚四氟乙烯复合材料具有较高的强度和塑形，可以更好的保护嵌入支撑环301中的弹性圈303。

上述仅对本实用新型中的具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种组合密封圈，其特征在于：包括弹性圈、支撑环和滑环，所述弹性圈的径向截面为内侧边界为弧线的类矩形状，阀体的内壁上开设有密封安装槽，所述滑环和所述支撑环从上至下依次排列嵌设于所述密封安装槽内，所述滑环的下侧面与所述支撑环的上侧面相抵，所述滑环的内圆柱面与阀杆的外圆柱面滑动密封相抵，所述滑环的外圆柱面上开设有径向截面为矩形的径向凹槽，所述弹性圈过盈式嵌设于所述径向凹槽内，所述弹性圈的内侧壁与所述径向凹槽的槽底径面密封弹性相抵，所述弹性圈的外侧壁与所述密封安装槽的槽底径面密封弹性相抵，所述支撑环的内圆柱面与所述阀杆的外圆柱面滑动相抵。

2.根据权利要求1所述的一种组合密封圈，其特征在于：所述滑环的内圆柱面上开设有至少两条环形的均压槽，所述均压槽上下间隔排列设置。

3.根据权利要求1所述的一种组合密封圈，其特征在于：所述滑环的下侧面设为从上向下从内向外倾斜设置的锥面，对应的所述支撑环的上侧面设为从上向下从内向外倾斜设置的锥面。

4.根据权利要求3所述的一种组合密封圈，其特征在于：所述密封安装槽的径向截面设为矩形，对应的所述支撑环、所述滑环和所述弹性圈的径向截面组合成近似矩形状，所述滑环的上侧面与所述密封安装槽的上槽壁相抵并具有可允许高压介质流入挤压所述弹性圈的间隙，所述滑环的外圆柱面和所述支撑环的外圆柱面与所述密封安装槽的槽底径面相抵，所述支撑环的下侧面与所述密封安装槽的下槽壁相抵。

5.根据权利要求1-4任意一项权利要求所述的一种组合密封圈，其特征在于：所述支撑环由聚四氟乙烯复合材料制成。

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