CN215980811U - 一种全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈，包括金属挡板；密封件本体，密封件本体一端形成有燕尾槽，金属挡板固定安装于燕尾槽，金属挡板部分能从燕尾槽中外露；预压弹簧层，预压弹簧层设于金属挡板与密封件本体之间；密封部，密封件本体内侧具有向内凸出的多个弧形面，多个弧形面形成密封件本体的密封部；耐磨环，密封本体另一端设有密封唇，密封唇分为外唇和内唇，外唇和内唇构成V型开口，耐磨环安装于内唇一侧；其中，密封件本体于密封部与密封唇之间开设有密封腔，密封腔内填充有密封保护气体，密封件本体包括耐磨保护层，耐磨保护层设于密封部外侧。本实用新型技术方案提高密封件的耐磨性和密封能力。

Description

一种全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈

技术领域

本实用新型涉及密封圈技术领域，特别涉及一种全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈。

背景技术

在两个需要密封的机械偶合面之间一般是通过放置密封圈进行密封的，传统的密封圈是利用密封圈自身变形所产生的反力进行初始密封，在介质压力作用下，撑开密封唇缘，使之紧贴偶合表面，其接触的压力亦随介质工作压力的增加而增高，以达到密封的作用。由传统结构的橡胶材料形成的密封环抗压能力较弱，不足有：密封圈易在往复运动过程中出现翻转、扭曲、变形等现象，封圈唇齿不能完全密封配合面局部缺陷而导致的漏油问题；抗磨损能力较弱，从而导致密封圈使用寿命较短。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈，旨在提供更好的密封效果。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈，包括：

金属挡板；

密封件本体，所述密封件本体一端形成有燕尾槽，所述金属挡板固定安装于所述燕尾槽，所述金属挡板部分能从所述燕尾槽中外露；

预压弹簧层，所述预压弹簧层设于所述金属挡板与所述密封件本体之间；

密封部，所述密封件本体内侧具有向内凸出的多个弧形面，多个所述弧形面形成密封件本体的密封部；

耐磨环，所述密封本体另一端设有密封唇，所述密封唇分为外唇和内唇，所述外唇和所述内唇构成V型开口，所述耐磨环安装于所述所述内唇一侧；

其中，所述密封件本体于所述密封部与所述密封唇之间开设有密封腔，所述密封腔内填充有密封保护气体，所述密封件本体包括耐磨保护层，所述耐磨保护层设于所述密封部外侧。

可选地，所述密封件本体为弹性橡胶材料、所述耐磨保护层为全氟醚橡胶，所述密封件本体与所述耐磨保护层通过硫化成型。

可选地，所述密封件本体材质为聚氨脂橡胶或全氟醚橡胶。

可选地，所述金属挡板的横截面形状为工字型，所述燕尾槽的横截面为倒T型，所述金属挡板安装于所述燕尾槽中，所述预压弹簧层设于所述金属挡板与所述密封件本体之间。

可选地，所述金属挡板材料为合金材料。

可选地，所述耐磨环材料为聚四氟乙烯。

可选地，所述保护气体为氮气。

可选地，所述外密封唇的厚度大于内密封唇的厚度。

本实用新型技术方案通过密封件本体形成的多个弧形面，提高密封能力，金属挡板安装于密封件本体一端，并且二者之间设有预压弹簧层，一方面可以给予支撑，减少密封件本体内侧与轴间的摩擦，也能便于安装，另一方面可以防止密封圈在动密封运动时所产生的形变过大，进而影响密封性能，而通过设置密封腔改善了密封部与偶合面之间的配合，从而保证施加给密封部的压力均匀，提高密封效果大大提高了密封性能，密封唇可以增大密封件本体的触面积，外唇和内唇利于受到压力时，唇口更加容易张开，补偿密封力，使得内唇可以与密封介质紧密贴合，提高密封能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈一实施例的立体结构示意图；

图2为图1全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈的又一角度的立体结构示意图；

图3为图1全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈去除部分实体后的立体结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在两个需要密封的机械偶合面之间一般是通过放置密封圈进行密封的，传统的密封圈是利用密封圈自身变形所产生的反力进行初始密封，在介质压力作用下，撑开密封唇缘，使之紧贴偶合表面，其接触的压力亦随介质工作压力的增加而增高，以达到密封的作用。或者贴合面采用另外采用O型密封圈，而Y型密封圈，即带唇口的密封圈依靠其张开的唇边贴于密封副偶合面。无内压时，仅仅因唇尖的变形而产生很小的接触压力。在密封的情况下，与密封介质接触的每一点上均有与介质压力相等的法向压力，所以唇形圈底部将受到轴向压缩，唇部受到周向压缩，与密封面接触变宽，同时接触应力增加。当内压再升高时，接触压力的分布形式和大小进一步改变，唇部与密封面配合更紧密，所以密封性更好，这就是Y形圈的“自封作用”。由于这种自封作用，一个Y形圈能有效的封住32MPa的高压。压力赋能型密封的有效密封压力等于预压力与流体压力之和。Y形密封圈通过唇边的作用将流体压力有效作用于密封，其预压力可以降到很小值，并且流体压力越高，预压力的效用越小，在高压场合，预压力的作用可以忽略不计。这时降低密封摩擦力是有利的，因为密封摩擦力与密封接触压力成正比。所以Y形密封圈在保证密封的同时，摩擦力小于挤压型密封。Y形密封圈主要用于往复密封，由其工作原理可知，Y形圈安装时，唇口要对着压力高的一侧，才能发挥作用，所以Y形密封圈只能单向起作用。

在使用过程中经长期摩擦容易变形及损坏，影响产品的使用寿命，增加运营成本；另外，由于使用的环境不同，温差大，造成密封圈体积发生变化，导致密封效果减弱，密封圈安装困难。

因此，本实用新型提出一种全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈。

氟橡胶早由美国杜邦公司开发并成功商业化，但是由于价格昂贵及当时消费水平限制，氟橡胶在工业上的实际应用较少，直到20世纪50～70年代初期，由于当时全球处于冷战时期的军备竞赛，使氟橡胶得到迅猛发展。在20世纪60年代中后期，多种新型的氟橡胶相继问世，并投入工业化生产与应用，同时橡胶以高达20％～30％的速度增长；在20世纪70年代橡胶仍保持10％左右的增长速度；至80年代，氟橡胶的增长速度基本保持在7％～8％，而且这种趋势一直保持着。目前，全球氟橡胶的生产能力达到约4万t/a，品种(包括配合胶)50余种，实际年产量约为3万t/a，主要生产国为美国、德国、意大利、比利时、荷兰、日本和俄罗斯等。

由于氟橡胶存在着生胶加工工艺性能和硫化胶的物理性能不好协调的矛盾，为此，一方面在氟橡胶的合成上通过加宽分子量分布范围和增加分子链非离子化端基，改善了加工工艺和压宿变形性能；另一方面，是开发新耐热助剂，以解决热稳定交联键和提高物理机械性能，并已取得较大进展。

其中，全氟醚橡胶是指全氟(甲基乙烯基)醚、四氟乙烯和全氟烯醚的三元共聚物。又称全氟橡胶。全氟醚橡胶密封零部件的长期功效，可以提高生产效益和减少维修费用。除了优异的耐化学性、耐热性，产品具有均质性，表面没有渗透、开裂和针孔等困扰。这些特征可以提高密封性能，延长运行周期，有效降低维护成本。产品的长效寿命会使意外停机时间最小化，提高设备的利用率和优化产能。

如图1、图2、图3所示，在本实用新型实施例中，该全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈10，包括：金属挡板1；密封件本体2，所述密封件本体2一端形成有燕尾槽，所述金属挡板1固定安装于所述燕尾槽，所述金属挡板1部分能从所述燕尾槽中外露；

预压弹簧层3，所述预压弹簧层3设于所述金属挡板1与所述密封件本体2之间；

密封部4，所述密封件本体2内侧具有向内凸出的多个弧形面，多个所述弧形面形成密封件本体2的密封部4；

耐磨环6，所述密封本体另一端设有密封唇7，所述密封唇7分为外唇72和内唇71，所述外唇72和所述内唇71构成V型开口，所述耐磨环6安装于所述所述内唇71一侧；

其中，所述密封件本体2于所述密封部4与所述密封唇7之间开设有密封腔5，所述密封腔5内填充有密封保护气体，所述密封件本体2包括耐磨保护层，所述耐磨保护层设于所述密封部4外侧。

多个所述弧形面形成密封件本体2的密封部4，多个弧形面的可以是与密封件本体2一体成型，现有外加的密封圈与密封件本体2之间分体设置的主要原因是因为节约成本，但实际上采用密封件本体2和密封圈的配合在密封圈，因为摩擦或介质等原因时效后，密封件本体2也一样失效无法继续使用，因此，将密封部4与密封件一体成型的方式与密封腔5的形式，可以使得寿命更强，这是因为密封腔5的压力介质在压力的作用下使密封部4变形，将密封部4很好地压配在偶合面上，对于圆柱度不足的偶合面也能保证密封效果；同时密封腔5能够在压力作用下变形，使得密封腔5内的压力均匀分散并施加给密封部4，使其与偶合面之间的配合更好，解决了密封件本体2在密闭容器压力达到一定值时密封部4配合面处密封不好而导致漏油的问题。

本实用新型技术方案通过密封件本体2的形成的多个弧形面，提高密封能力，金属挡板1安装于密封件本体2一端，并且二者之间设有预压弹簧层3，一方面可以给予支撑，减少密封件本体2内侧与轴间的摩擦，也能便于安装，另一方面可以防止密封圈在动密封运动时所产生的形变过大，进而影响密封性能，而通过设置密封腔5改善了密封部4与偶合面之间的配合，从而保证施加给密封部4的压力均匀，提高密封效果，大大提高了密封性能，密封唇7可以增大密封件本体2的触面积，外唇72和内唇71利于受到压力时，唇口更加容易张开，补偿密封力，使得内唇71可以与密封介质紧密贴合，提高密封能力。

进一步地，所述密封件本体2为弹性橡胶材料、所述耐磨保护层为全氟醚橡胶，所述密封件本体2与所述耐磨保护层通过硫化成型或粘接成型。硫化又称交联、熟化。在橡胶中加入硫化剂和促进剂等交联助剂，在一定的温度、压力条件下，使线型大分子转变为三维网状结构的过程。由于最早是采用硫磺实现天然橡胶的交联的，故称硫化。经过硫化后的橡胶，改变了固有的强度低、弹性小、冷硬热粘、易老化等缺陷，耐磨性、抗溶胀性、耐热性等方面有明显改善，扩大了应用范围。在本实施例中，全氟醚橡胶是高分子量的三氟氯乙烯偏氟乙烯弹性体，具有耐高温和对强氧化剂、强无机酸及高温油的化学稳定性。全氟迷橡胶弹性体可用常规加工设备混炼、模压和硫化加工，制成高强度硫化胶，可用六次甲基二胺甲酸酯或者有机过氧化物进行硫化。不需要二段硫化，可降低成本、不用氧化铅配合具有较好的而耐蒸汽和耐酸性。

在另一实施例中，耐磨保护层还能采用加布橡胶，一方面夹布橡胶的制作方式成熟，成本低，采用粘接剂可直接固定在基体层的外部，包裹方式简单；采用热塑性树脂，如粘胶纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维等。具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，能与其他材料增强改性，提高性能和扩大应用范围。

进一步地，所述密封件本体2材质为聚氨脂橡胶或全氟醚橡胶。这是因为密封圈材料的选择对其密封性能和使用寿命有着重要意义。材料的性能直接影响密封圈的使用性能。密封件本体2由聚氨酯材料制成，耐磨效果好，压缩变形小聚氨酯弹性体性能介于塑料和橡胶之间，耐油，耐磨，耐低温，耐老化，硬度高，有弹性。而密封件本体2由全氟醚橡胶制成，具有耐化学性、耐热性，产品具有均质性，表面没有渗透、开裂和针孔等困扰，可以提高密封性能，延长运行周期，有效降低维护成本。

进一步地，所述金属挡板1的横截面形状为工字型，所述燕尾槽的横截面为倒T型，所述金属挡板1安装于所述燕尾槽中，所述预压弹簧层3设于所述金属挡板1与所述密封件本体2之间。可以理解的，预压弹簧层3设置有预压力，一方面密封件本体2材质较软，预压弹簧层3能提供一定支撑，另一方面预压弹簧层3也能减少密封件本体2内侧与轴间的摩擦，也能便于安装，有效固定金属挡板1和密封件本体2，使得全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈10的使用更加安全稳定；

进一步地，所述金属挡板1材料为合金材料。可以理解地，合金材料使用的场景较多，能满足更多的需求，并且只需较低的预紧力，即使所需密封的地方较窄小或形状有些特殊，保证密封圈的强度，使其不易变形。

进一步地，所述耐磨环6材料为聚四氟乙烯。耐磨环6设于内唇71一侧，这是因为内唇71需要贴合运动轴，才能使得密封性能较好，所述内唇71的磨损一般严重，聚四氟乙烯(Poly tetra fluoro ethylene)即特富龙，具有良好的耐热性、化学惰性和优异的绝缘稳定性及低摩擦性，可以提高密封圈的耐磨性能。

进一步地，所述保护气体为氮气。在常温常压下，氮气是无色无味的单原子气体，氮气化学性质很不活泼，很难进行化学反应，并且氮气占大气量的4/5，即占大气的78％以上，能节约成本，另外氮气具有一定的流动性和安全性，从而保证施加给密封部4的压力均匀，提高密封效果。

进一步地，所述外密封唇7的厚度大于内密封唇7的厚度。当全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈10安装往复运动的轴上时，如阀杆在作往复运动时，内唇71也跟着发生移动，而外唇72的宽度大于内密封唇7的宽度的设计可防止内唇71在移动时出现翻转现象，从而有利于提高密封件的防漏性能，并且使得唇口更加容易张开，补偿密封力，提高密封能力。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈，其特征在于，包括：

金属挡板；

密封件本体，所述密封件本体一端形成有燕尾槽，所述金属挡板固定安装于所述燕尾槽，所述金属挡板部分能从所述燕尾槽中外露；

预压弹簧层，所述预压弹簧层设于所述金属挡板与所述密封件本体之间；

密封部，所述密封件本体内侧具有向内凸出的多个弧形面，多个所述弧形面形成密封件本体的密封部；

耐磨环，所述密封件本体另一端设有密封唇，所述密封唇分为外唇和内唇，所述外唇和所述内唇构成V型开口，所述耐磨环安装于所述内唇一侧；

其中，所述密封件本体于所述密封部与所述密封唇之间开设有密封腔，所述密封腔内填充有密封保护气体，所述密封件本体包括耐磨保护层，所述耐磨保护层设于所述密封部外侧。

2.如权利要求1所述的全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈，其特征在于，所述密封件本体为弹性橡胶材料、所述耐磨保护层为全氟醚橡胶，所述密封件本体与所述耐磨保护层通过硫化成型或粘接成型。

3.如权利要求2所述的全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈，其特征在于，所述密封件本体材质为聚氨脂橡胶或全氟醚橡胶。

4.如权利要求2所述的全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈，其特征在于，所述金属挡板的横截面形状为工字型，所述燕尾槽的横截面为倒T型，所述金属挡板安装于所述燕尾槽中，所述预压弹簧层设于所述金属挡板与所述密封件本体之间。

5.如权利要求3所述的全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈，其特征在于，所述金属挡板材料为合金材料。

6.如权利要求1所述的全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈，其特征在于，所述耐磨环材料为聚四氟乙烯。

7.如权利要求5所述的全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈，其特征在于，所述保护气体为氮气。

8.如权利要求6所述的全氟醚耐高温耐腐蚀的密封圈，其特征在于，所述外密封唇的厚度大于内密封唇的厚度。

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