CN211715757U - 一种新型非对称截面超低温阀用蓄能密封圈 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型非对称截面超低温阀用蓄能密封圈，包括圈体、支撑环、内弹簧圈、外弹簧圈；所述的圈体为一个环形构件，其中部开设有环绕全周的环形凹槽，支撑环固定套置在圈体的环形凹槽内且将环形凹槽分隔成内环槽和外环槽，支撑环的两侧侧壁具有弧形槽，以便内弹簧圈与外弹簧圈的卡入，内弹簧圈和外弹簧圈分别套置在圈体的内环槽和外环槽内，所述内弹簧圈与外弹簧圈的直径不同，内环槽和外环槽宽度尺寸不同且内环槽和外环槽宽度尺寸分别与内弹簧圈与外弹簧圈的直径相配合。由于本实用新型内弹簧圈与外弹簧圈的直径不同可当材料在超低温下收缩时提供补偿，以及时补偿材料收缩时产生的间隙，具有密封性好的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种密封圈，特别是涉及一种新型非对称截面超低温阀用蓄能密封圈。
背景技术
在超低温（-200 C°）环境下，根据物理学，每个零部件都会发生相应的收缩，但不同的材质、不同的结构收缩率是不一样的。目前超低温环境下运用的密封件主要还是蓄能密封圈，但不管是单活塞还是双活塞都是用的同一规格弹簧，即要么是一个大圈弹簧，都是内外径两个相同规格的小圈弹簧，这样的设计基本上是属于对称型的。如图1所示，现有的密封圈结构，当密封件放入圈体4’的沟槽10’后，实际的密封效果是依靠内弹簧圈3’、外弹簧圈1’压缩、圈体4’压缩，在沟槽的表面形成配合面，换句话说，压缩后的接触面的大小和内弹簧圈3’、外弹簧圈1’给予的正压力决定了密封的效果。实际在超低温（-200 C°）使用时，当密封圈安装到沟槽10’里后，内外径收缩比绝对值是不一样的。设外径为A，内径为B，在-200 C°时金属的收缩率为Z，非金属的收缩率为Y,依据几何与物理原理 A>B , Y>>>Z。当进入低温时可以看出来整个密封的截面都会向圈的中心收缩，因为金属和合金收缩率远小于PTFE，所以计算绝对收缩值是以金属和合金为基准，根据计算，A和B的绝对收缩值分别是A*Z 和B*Z，可以看到外径的绝对收缩值是大于内径的，所以当从常温完全对称的压缩密封状态，降低温度到-200 C°后，会出现外径的密封效果下降，甚至失效。
目前的技术在实际的使用过程中也存在这些问题，即在超低温下产品的稳定性比较差，对硬件和产品本身的要求也比较高，产品和硬件表面稍有缺陷密封性能就比较差，这对硬件和产品本身的生产加工要求就更高了，也就增加了成本，降低了效率，批量生产时对产品稳定性也就更不能保证了。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种密封效果好的超低温阀用蓄能密封圈。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：
本实用新型是一种新型非对称截面超低温阀用蓄能密封圈，包括圈体、支撑环、内弹簧圈、外弹簧圈；所述的圈体为一个环形构件，其中部开设有环绕全周的环形凹槽，支撑环固定套置在圈体的环形凹槽内且将环形凹槽分隔成内环槽和外环槽，支撑环的两侧侧壁具有弧形槽，以便内弹簧圈与外弹簧圈的卡入，内弹簧圈和外弹簧圈分别套置在圈体的内环槽和外环槽内；所述内弹簧圈与外弹簧圈的直径不同，内环槽和外环槽宽度尺寸不同且内环槽和外环槽宽度尺寸分别与内弹簧圈与外弹簧圈的直径相配合。
所述内弹簧圈的直径小于外弹簧圈的直径，内环槽的宽度小于外环槽的宽度。
所述内弹簧圈和外弹簧圈皆采用耐腐蚀游丝合金；所述支撑环采用低温稳定性较好的不锈钢金属材料。
采用上述方案后，由于本实用新型针对各零部件尤其是非金属材料在超低温下收缩比率的问题，提出大小圈的方法，即内弹簧圈与外弹簧圈的直径不同，采用内外径两个不同规格的弹簧，可当材料在超低温下收缩时提供补偿，以及时补偿材料收缩时产生的间隙，具有密封性好的优点。弹簧是选用合金类金属材料，是在低温下机械性能极佳的合金类弹簧，因此在低温时收缩率比非金属材料小，而且规格越大的弹簧横截面积更大，与外部非金属夹套接触面也会越大，产生的补偿力也就越大。现有技术中内外径都是规格相同的较小圈，当产品在超低温下收缩时，弹簧与非金属夹套接触面相对比较小，产生的补偿力不足以弥补因材料收缩而产生的间隙时，就会发生泄漏。但是由于安装空间有限，以及终端使用者对扭矩等有限定要求，因此无法做到内外径都用大圈的方案，只能选择大小圈的做法。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
附图说明
图1是传统的密封圈结构示意图；
图2是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型是一种新型非对称截面超低温阀用蓄能密封圈，包括圈体1、支撑环2、内弹簧圈3、外弹簧圈4。
所述的圈体1为一个环形构件，其中部开设有环绕全周的环形凹槽11，支撑环2固定套置在圈体1的环形凹槽11内且将环形凹槽11分隔成内环槽12和外环槽13，支撑环2的两侧侧壁具有弧形槽，以便内弹簧圈3与外弹簧圈4的卡入，内弹簧圈3和外弹簧圈4分别套置在圈体1的内环槽12和外环槽13内。所述内弹簧圈3与外弹簧圈4的直径不同，内环槽12和外环槽13宽度尺寸不同且内环槽12和外环槽13宽度尺寸分别与内弹簧圈3与外弹簧圈4的直径相配合。
在本实施例中，所述内弹簧圈3的直径小于外弹簧圈4的直径，内环槽12的宽度小于外环槽13的宽度。
所述内弹簧圈3和外弹簧圈4皆采用耐腐蚀游丝合金，两款弹簧圈有极好的低温机械性能、高强度、延展性，具有很好的疲劳寿命，在多种环境中具有出色的抗腐蚀性能，因此能很好的满足超低温下的补偿力。
所述的圈体1是非金属材料，可以是四氟类的，也可以是高分子类的，不管是哪类的非金属材料，在超低温下都有抗蠕变性能好，韧性、强度、硬度以及机械性能好的特性，能够满足在超低温下材料本身的稳定性、耐腐蚀、耐压性都相对较好。
所述支撑环2采用低温稳定性较好的不锈钢金属材料。如： 316不锈钢，其作用是用来支撑固定外弹簧圈4、内弹簧圈3和圈体14，为内弹簧圈3和外弹簧圈4发出的补偿力提供支持。
本实用新型的工作原理：
使用时，圈体1和支撑环2紧密配合，当圈体1收缩时，由于支撑环2收缩率降低，会对圈体1起到一个支撑作用，保持圈体1的根部在低温下的相对稳定性；外弹簧圈4和内弹簧圈3分别由耐腐蚀游丝合金制成的弹簧，用于增强两个零件的补偿力，当圈体1在低温下发生稍许蠕变和收缩时，由于外弹簧圈4和内弹簧圈3收缩率较低，而且还有增强的补偿力，可以保证圈体1的唇口部分在超低温下的相对稳定性。
外圈弹簧接触面大，内圈接触面小，主要是由于内圈低温收缩时，方向正好是向轴心，即会使3向14紧压，不会影响密封。而外圈是4远离15，会造成密封性下降。增大接触面可以使，当4在低温收缩远离密封面的不良作用下，能较大幅度的维持一定的接触面积，使其表面在收缩的情况下仍然有一定接触面用于密封。
以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
Claims (3)
1.一种新型非对称截面超低温阀用蓄能密封圈，包括圈体、支撑环、内弹簧圈、外弹簧圈；所述的圈体为一个环形构件，其中部开设有环绕全周的环形凹槽，支撑环固定套置在圈体的环形凹槽内且将环形凹槽分隔成内环槽和外环槽，支撑环的两侧侧壁具有弧形槽，以便内弹簧圈与外弹簧圈的卡入，内弹簧圈和外弹簧圈分别套置在圈体的内环槽和外环槽内；其特征在于：所述内弹簧圈与外弹簧圈的直径不同，内环槽和外环槽宽度尺寸不同且内环槽和外环槽宽度尺寸分别与内弹簧圈与外弹簧圈的直径相配合。
2.根据权利要求1所述的新型非对称截面超低温阀用蓄能密封圈，其特征在于：所述内弹簧圈的直径小于外弹簧圈的直径，内环槽的宽度小于外环槽的宽度。
3.根据权利要求1所述的新型非对称截面超低温阀用蓄能密封圈，其特征在于：所述内弹簧圈和外弹簧圈皆采用耐腐蚀游丝合金；所述支撑环采用低温稳定性好的不锈钢金属材料。
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|---|---|---|---|---|
| CN110985673A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-10 | 凯氟隆（厦门）密封件有限公司 | 一种新型非对称截面超低温阀用蓄能密封圈 |
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