CN214145861U - 一种自补偿耐磨密封圈 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种自补偿耐磨密封圈，属于密封器件技术领域，包括：密封圈本体，在密封圈本体的内圈沿所述密封圈本体的轴线方向间隔设有多道凸环，且多道凸环的内径依次缩小，相邻的两道凸环之间形成减压沟槽。本申请的自补偿耐磨密封圈内的多道凸环的内径依次缩小，内径最小的凸环与柱塞过盈配合密封，其它凸环与柱塞间隙配合且间隙逐渐增大。当内径最小的凸环磨损后，其它凸环与柱塞替补密封，提高自补偿耐磨密封圈与柱塞的密封性能和使用寿命，降低柱塞泵的检修频率。在相邻的两道凸环之间形成减压沟槽，该减压沟槽利用介质粘性建立液膜，使得自补偿耐磨密封圈发生磨损，仍具有一定的密封性能。

Description

一种自补偿耐磨密封圈

技术领域

本申请涉及属于密封器件技术领域，特别涉及一种自补偿耐磨密封圈。

背景技术

往复式柱塞泵广泛应用于化工、煤炭、电力、环保等领域，可用于输送高温、高粘度、含颗粒杂质、具有腐蚀性等各种矿浆、城市污水等固、液两相介质。往复式柱塞泵具有结构稳定、适应压力范围宽、出口流量恒定等特点。

当某根柱塞处于吸入行程时，吸入端低压腔内的工作介质在进口压头的作用下，克服该侧进口阀组内复位弹簧弹力和工作腔介质压力之和，顶开阀头并进入泵头工作腔内。当柱塞由吸入行程转为压缩行程后，介质受压，进口阀组自动关闭，当工作腔内介质压力大于出口阀组复位弹簧弹力与出口背压之和时，顶开出口阀头排出。

密封副紧套在柱塞上，用于实现柱塞往复运动时的动密封。传统往复式柱塞泵的密封副采用填料密封，在运行过程中由于受柱塞往复摩擦，密封副发生磨损。当密封间隙增大导致发生泄漏时，需要对填料进行压紧调整。该种密封结构耐磨性差、维护工作繁琐，亟需对其进行改进，提高使用寿命。

发明内容

本申请实施例提供一种自补偿耐磨密封圈，以解决相关技术中密封副耐磨性差、维护工作繁琐的问题。

本申请实施例第一方面提供了一种自补偿耐磨密封圈，所述自补偿耐磨密封圈包括：

密封圈本体，所述密封圈本体的内圈内沿所述密封圈本体的轴线方向间隔设有多道凸环，且多道所述凸环的内径依次缩小，相邻的两道凸环之间形成减压沟槽。

在一些实施例中：所述密封圈本体的内部嵌入有环形金属板状弹簧骨架。

在一些实施例中：所述环形金属板状弹簧骨架的截面为“U”形或“匚”形结构。

在一些实施例中：所述密封圈本体的侧壁上开设有环形槽口，所述环形槽口内嵌入有支撑所述环形槽口向外扩张的环形支撑弹簧片。

在一些实施例中：所述环形支撑弹簧片的截面为“U”形或“匚”形结构。

在一些实施例中：所述环形槽口的内壁设有将所述环形支撑弹簧片限位在环形槽口内的卡槽。

在一些实施例中：所述密封圈本体的内圈和外圈靠近所述环形槽口的一端均设有弧形凸起。

在一些实施例中：所述密封圈本体为聚四氟乙烯材料。

本申请实施例第二方面提供了一种密封组件，所述密封组件包括：

上述任一实施例所述的自补偿耐磨密封圈；

套筒，所述套筒为空心管状结构，所述套筒一端的内壁上设有限位环；

端盖，所述端盖的一端伸入所述套筒内，所述端盖的另一端位于所述套筒的外部且与套筒抵接；

所述自补偿耐磨密封圈位于固定在所述端盖与限位环之间。

在一些实施例中：所述自补偿耐磨密封圈设有多个，多个所述自补偿耐磨密封圈在所述套筒内间隔设置，相邻的两个所述自补偿耐磨密封圈之间通过支撑环隔开。

在一些实施例中：所述限位环的内径、支撑环的内径和端盖的内径均大于所述自补偿耐磨密封圈的内径；

所述自补偿耐磨密封圈设有环形槽口，所述支撑环和端盖靠近所述自补偿耐磨密封圈的一端设有用于敞开所述环形槽口的倒角。

在一些实施例中：所述端盖伸入所述套筒内的一端与所述套筒之间通过第一O型圈密封；

所述端盖的另一端的外圈及套筒的外圆均套设有第二O型圈。

本申请实施例第三方面提供了一种往复式柱塞泵，其特征在于，包括：

上述任一实施例所述的密封组件；

泵体，所述泵体内设有缸体和位于所述缸体内往复运动的柱塞；

所述密封组件位于所述缸体内，且所述柱塞通过所述密封组件与所述缸体密封连接。

在一些实施例中：所述泵体包括曲轴箱和连接所述曲轴箱的泵头，所述缸体和柱塞位于所述曲轴箱内；

所述密封组件内设有所述自补偿耐磨密封圈，所述自补偿耐磨密封圈设有环形槽口，所述环形槽口朝向所述泵头。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种自补偿耐磨密封圈，由于本申请的自补偿耐磨密封圈设置了密封圈本体，在密封圈本体的内圈沿密封圈本体的轴线方向间隔设有多道凸环，且多道凸环的内径依次缩小，相邻的两道凸环之间形成减压沟槽。

因此，本申请的自补偿耐磨密封圈内的多道凸环的内径依次缩小，内径最小的凸环与柱塞过盈配合密封，其它凸环与柱塞间隙配合且间隙逐渐增大。当内径最小的凸环磨损后，其它凸环与柱塞替补密封，提高自补偿耐磨密封圈与柱塞的密封性能和使用寿命，降低柱塞泵的检修频率。

此外，在相邻的两道凸环之间形成减压沟槽，该减压沟槽利用介质粘性建立液膜，使得自补偿耐磨密封圈发生磨损、密封面出现微小间隙时，仍具有一定的密封性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的自补偿耐磨密封圈的结构剖视图；

图2为本申请实施例的自补偿耐磨密封圈非工作状态示意图；

图3为本申请实施例的自补偿耐磨密封圈工作状态示意图；

图4为本申请实施例的密封组件的结构剖视图；

图5为本申请实施例的往复式柱塞泵的结构示意图。

附图标记：

1、自补偿耐磨密封圈；11、密封圈本体；12、凸环；13、减压沟槽；14、环形金属板状弹簧骨架；15、环形槽口；16、环形支撑弹簧片；

2、密封组件；21、套筒；22、端盖；23、限位环；24、支撑环；25、第一O型圈；26、第二O型圈；

3、泵体；31、缸体；32、柱塞；33、曲轴箱；34、泵头。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种自补偿耐磨密封圈，其能解决密封副耐磨性差、维护工作繁琐的问题。

参见图1至图3所示，本申请实施例第一方面提供了一种自补偿耐磨密封圈，该自补偿耐磨密封圈1包括：

密封圈本体11，该密封圈本体11为聚四氟乙烯材料制作成型的圆环形结构，采用聚四氟乙烯材料制作成型的密封圈本体11具有良好的耐磨损、耐腐蚀、不粘附、耐高温和摩擦系数低的特点，提高了自补偿耐磨密封圈1的使用寿命和密封性能。

该密封圈本体11的内圈沿密封圈本体11的轴线方向间隔设有多道凸环12，凸环12的数量可以根据实际需要具体设定，本实施例以三道凸环12为例进行说明。三道凸环12的内径依次缩小，相邻的两道凸环12之间形成减压沟槽13。

本实施例的自补偿耐磨密封圈1内的三道凸环12的内径依次缩小，内径最小的凸环12与柱塞32过盈配合密封，其它凸环12与柱塞32间隙配合且间隙逐渐增大。当内径最小的凸环12磨损后，其它凸环12与柱塞32替补密封，提高自补偿耐磨密封圈1与柱塞32的密封性能和使用寿命，降低柱塞泵的检修频率。

此外，在相邻的两道凸环12之间形成减压沟槽13，该减压沟槽13利用介质粘性建立液膜，使得自补偿耐磨密封圈1发生磨损、密封面出现微小间隙时，仍具有一定的密封性能。

在一些可选实施例中：参见图1至图3所示，本申请实施例提供了一种自补偿耐磨密封圈，该自补偿耐磨密封圈1的密封圈本体11的内部嵌入有环形金属板状弹簧骨架14，该环形金属板状弹簧骨架14的截面为“U”形或“匚”形结构。

本实施例的环形金属板状弹簧骨架14嵌入在密封圈本体11的内部，对密封圈本体11形成内部弹性支撑，其能整体增强密封圈本体11的结构强度和回弹能力，提高其与柱塞32之间的密封性能。环形金属板状弹簧骨架14采用具有较高的强度、较好的机械性能、较强的抗氧化和耐腐蚀性、疲劳寿命长的弹簧钢材料。

在一些可选实施例中：参见图1至图3所示，本申请实施例提供了一种自补偿耐磨密封圈，该自补偿耐磨密封圈1的密封圈本体11的侧壁上开设有环形槽口15，该环形槽口15内嵌入有支撑环形槽口15向外扩张的环形支撑弹簧片16，该环形支撑弹簧片16的截面为“U”形或“匚”形结构。

在环形槽口15的内壁设有将环形支撑弹簧片16限位在环形槽口15内的卡槽(图中未画出)。该卡槽与环形支撑弹簧片16的端部抵接，确保环形支撑弹簧片16安装在环形槽口15内后不发生脱落。

在密封圈本体11的内圈和外圈靠近环形槽口15的一端均设有弧形凸起，当自补偿耐磨密封圈1处于工作状态时，位于内圈和外圈的弧形凸起向环形槽口15内方向挤压变形，以使环形支撑弹簧片16受压产生弹性势能支撑环形槽口15向外扩张，提高自补偿耐磨密封圈1的密封性能。

本实施例的密封圈本体11的侧壁上开设有环形槽口15，并在环形槽口15内嵌环形支撑弹簧片16。利用环形支撑弹簧片16的扩张力和高压工作流体作用于环形槽口15的压力进行自变形补偿，保证运行过程中在自补偿耐磨密封圈1发生磨损的情况下，自补偿耐磨密封圈1的接触面仍与柱塞32紧密贴合，从而具有良好的密封性能。

参见图4所示，本申请实施例第二方面提供了一种密封组件，该密封组件2包括：

上述任一实施例所述的自补偿耐磨密封圈1；

套筒21，该套筒21为空心管状结构，在套筒21一端的内壁上设有限位环23，该限位环23的内径小于套筒21的内径，限位环23与套筒21为一体加工成型结构。端盖22，该端盖22的一端伸入套筒21内，端盖22的另一端位于套筒21的外部且与套筒21抵接。

自补偿耐磨密封圈1位于固定在端盖22与限位环23之间，自补偿耐磨密封圈1根据实际需要设有一个或多个，若设有多个自补偿耐磨密封圈1需要在套筒21内间隔设置，相邻的两个自补偿耐磨密封圈1之间通过支撑环24隔开。

本实施例的套筒21用于将自补偿耐磨密封圈1与泵体3固定，端盖22用于压紧自补偿耐磨密封圈1，自补偿耐磨密封圈1用于实现与柱塞32之间的动密封。密封组件2内可包含一个或多个自补偿耐磨密封圈1。

当具有多个自补偿耐磨密封圈1时密封组件2中需增加支撑环24，用于分隔和固定多个自补偿耐磨密封圈1避免窜动，同时避免自补偿耐磨密封圈1的环形槽口15被封堵、充分发挥自补偿耐磨密封圈1的自补偿特性。

在一些可选实施例中：参见图4所示，本申请实施例提供了一种密封组件，该密封组件2的限位环23的内径、支撑环24的内径和端盖22的内径均大于自补偿耐磨密封圈1的内径。保证柱塞32依次穿入限位环23、支撑环24和端盖22内后与自补偿耐磨密封圈1过盈配合密封连接。

自补偿耐磨密封圈1设有环形槽口15，环形槽口15一致朝向端盖22，支撑环24和端盖22靠近自补偿耐磨密封圈1的一端设有用于敞开环形槽口15的倒角。环形槽口15朝向端盖22的方向，以便密封组件2安装在泵体3上时，泵体3内的高压工作流体能够进入环形槽口15内，作用在环形槽口15内的压力进行自变形补偿。

在支撑环24和端盖22靠近自补偿耐磨密封圈1的一端设有敞开环形槽口15的倒角，该倒角用于避免自补偿耐磨密封圈1的环形槽口15被封堵，以使泵体3内的高压工作流体作用于环形槽口15的压力进行自变形补偿。

在一些可选实施例中：参见图4所示，本申请实施例提供了一种密封组件，该密封组件2的端盖22伸入套筒21内的一端与套筒21之间通过第一O型圈25密封。端盖22的另一端的外圈及套筒21的外圆均套设有第二O型圈26。

第一O型圈25用于实现端盖22与套筒21之间的静密封，第二O型圈26用于实现端盖22与套筒21分别与缸体31之间的静密封。

参见图5所示，本申请实施例第三方面提供了一种往复式柱塞泵，包括：

上述任一实施例所述的密封组件2；

泵体3，该泵体3包括曲轴箱33和连接曲轴箱33的泵头34，该曲轴箱33内设有缸体31和位于缸体31内往复运动的柱塞32；

密封组件2固定位于缸体31内，且柱塞32通过密封组件2与缸体31密封连接。密封组件1内设有自补偿耐磨密封圈1，该自补偿耐磨密封圈1设有环形槽口15，环形槽口15朝向泵头34。由于环形槽口15朝向泵头34，泵头34内的高压工作流体作用于环形槽口15的压力进行自变形补偿。

曲轴箱33为柱塞32在缸体31内往复运动提供动力和润滑，密封组件2为柱塞32在缸体31内往复直线运动提供动密封。密封组件2保证泵头34通流部分内高压工作流体不会渗漏至曲轴箱33内污染滑油，在密封组件2的寿命周期内免维护。

工作原理

本申请实施例提供了一种自补偿耐磨密封圈，由于本申请的自补偿耐磨密封圈1设置了密封圈本体11，在密封圈本体11的内圈沿密封圈本体11的轴线方向间隔设有多道凸环12，且多道凸环12的内径依次缩小，相邻的两道凸环12之间形成减压沟槽13。

本申请的自补偿耐磨密封圈1内的多道凸环12的内径依次缩小，内径最小的凸环12与柱塞32过盈配合密封，其它凸环12与柱塞32间隙配合且间隙逐渐增大。当内径最小的凸环12磨损后，其它凸环12与柱塞32替补密封，提高自补偿耐磨密封圈1与柱塞32的密封性能和使用寿命，降低柱塞泵的检修频率。

此外，在相邻的两道凸环12之间形成减压沟槽13，该减压沟槽13利用介质粘性建立液膜，使得自补偿耐磨密封圈1发生磨损、密封面出现微小间隙时，仍具有一定的密封性能。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种自补偿耐磨密封圈，其特征在于，自补偿耐磨密封圈(1)包括：

密封圈本体(11)，所述密封圈本体(11)的内圈沿所述密封圈本体(11)的轴线方向间隔设有多道凸环(12)，且多道所述凸环(12)的内径依次缩小，相邻的两道凸环(12)之间形成减压沟槽(13)。

2.如权利要求1所述的一种自补偿耐磨密封圈，其特征在于：

所述密封圈本体(11)的内部嵌入有用于弹性支撑所述密封圈本体(11)的环形金属板状弹簧骨架(14)。

3.如权利要求2所述的一种自补偿耐磨密封圈，其特征在于：

所述环形金属板状弹簧骨架(14)的截面为“U”形或“匚”形结构。

4.如权利要求1所述的一种自补偿耐磨密封圈，其特征在于：

所述密封圈本体(11)的侧壁上开设有环形槽口(15)，所述环形槽口(15)内嵌入有用于弹性支撑所述环形槽口(15)向外扩张的环形支撑弹簧片(16)。

5.如权利要求4所述的一种自补偿耐磨密封圈，其特征在于：

所述环形支撑弹簧片(16)的截面为“U”形或“匚”形结构。

6.如权利要求5所述的一种自补偿耐磨密封圈，其特征在于：

所述环形槽口(15)的内壁设有将所述环形支撑弹簧片(16)限位在环形槽口(15)内的卡槽。

7.如权利要求4所述的一种自补偿耐磨密封圈，其特征在于：

所述密封圈本体(11)的内圈和外圈靠近所述环形槽口(15)的一端均设有弧形凸起。

8.如权利要求1所述的一种自补偿耐磨密封圈，其特征在于：

所述密封圈本体(11)为聚四氟乙烯材料。

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