[發明專利]一種自適應變壓工況型組裝式橡膠密封結構

有效

• 申請號: 201710721909.X
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107504186B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 彭旭東;王冰清;孟祥鎧;李紀云
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: F16J15/3232
• 分類號: F16J15/3232;F16J15/3252;F16J15/3208;F16J15/3284;F16J15/48
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

一種自適應變壓工況型組裝式橡膠密封結構，包括位于被密封介質側或流體高壓側的自適應變工況推力壓緊機構和密封機構，所述自適應變工況推力壓緊機構包括緊固定組件、彈性膜片、推環、彈性元件和楔形滑塊，所述緊固定組件包括內金屬墊片、外金屬墊片、鏈板和螺釘；所述密封機構包括橡膠基體、內側金屬骨架、外側金屬骨架以及密封主唇、副唇和防塵唇，所述防塵唇位于流體低壓側。所述彈性元件的一端緊貼推環，另一端設置在楔形滑塊內；所述楔形滑塊內錐面緊貼橡膠基體并產生微滑動；所述彈性膜片固定在所述內、外側金屬骨架上，并受被密封流體壓力作用產生擠壓變形緊密貼合推環上；所述內側金屬骨架和外側金屬骨架采用鏈板連接實現軸向定位。

技術領域

本發明涉及成型擠壓型密封結構設計技術領域，具體涉及一種自適應變壓工況型組裝式橡膠密封結構，特別適用于變密封流體壓力或處于高壓工況的橡塑動密封裝置。

背景技術

成型擠壓型密封作為一種典型的橡塑動密封元件，它依靠自身彈性變形恢復能力，緊緊貼住密封偶合面間隙，切斷泄漏通道或增加泄漏通道的阻力，從而達到減少或阻止流體泄漏的目的，被廣泛應用于船舶、汽車、飛機、工程機械等旋轉或往復機械的密封。隨著現代工業和航空航天的快速發展，要求動密封裝置能適用高參數、變工況等密封環境，并保證具有較高的可靠性和使用壽命。目前，國內外開發研究的成型擠壓型密封結構普遍為流體壓力直接作用在橡膠密封上達到徑向擠壓變形而實現密封的目的，但往往存在密封變形不可控而導致密封圈某一部位發生應力集中，甚至被撕裂破壞的現象。此外，在高壓或變壓工況下，由于橡膠密封材料的非線性特性而使密封徑向變形量設計的可控性較差，從而在工程中由于密封圈徑向變形量過大(密封偶合面接觸壓力偏大)而導致密封圈易發生磨損，或密封圈徑向變形量過小而導致密封偶合面阻力過小直接發生泄漏的密封故障事件也時有發生。

發明內容

本發明要克服現有技術的上述缺點，提供一種能實現密封徑向壓縮量隨密封流體壓力變化可控設計的自動適應變壓工況的高可靠性的橡膠動密封結構。

本發明的技術方案是：

一種自適應變壓工況型組裝式橡膠密封結構，包括位于被密封介質側或流體高壓側的自適應變工況推力壓緊機構和密封機構；其特征在于：所述自適應變工況推力壓緊機構包括緊固定組件、彈性膜片11、推環12和彈性元件3、楔形滑塊4，所述緊固定組件包括內金屬墊片9、外金屬墊片14、鏈板10和螺釘13；所述密封機構包括橡膠基體1、外側金屬骨架2、內側金屬骨架8以及密封主唇7、副唇6和防塵唇5，所述防塵唇5位于流體低壓側；所述橡膠基體1外徑側沿軸向方向均勻設有外凸環帶15；所述楔形滑塊4的內錐面緊貼橡膠基體1并沿軸向方向產生微滑動，所述楔形滑塊4靠流體高壓側的底面上沿圓周方向均勻開設有盲孔，所述每個盲孔內布置有彈性元件3；所述彈性元件3靠流體高壓側一端的底面緊貼推環12一側底面，所述推環12另一側底面與受流體壓力作用后擠壓變形的彈性膜片11緊密貼合；所述彈性膜片11在內徑側和外徑側分別沿圓周方向均勻開設有通孔，并利用緊固定組件固定在所述內側金屬骨架8和外側金屬骨架2上；所述內側金屬骨架8和外側金屬骨架2靠流體高壓側底面均為與軸向方向垂直且相互平齊的光滑平面，且光滑平面上沿圓周方向均勻開設有螺紋盲孔；所述內金屬墊片9和外金屬墊片14沿圓周方向均勻開設有通孔；所述鏈板10的底面形狀為環形跑道，兩端開設有通孔；第一螺釘13a依次穿過鏈板10一側通孔、外金屬墊片14的通孔、彈性膜片11外徑側的通孔和外側金屬骨架2的螺紋盲孔而實現彈性膜片11外徑一側的固定，第二螺釘13b依次穿過鏈板10另一側通孔、內金屬墊片9的通孔、彈性膜片11內徑側的通孔和內側金屬骨架8的螺紋盲孔而實現彈性膜片11內徑一側的固定；所述內側金屬骨架8和外側金屬骨架2采用鏈板10連接實現軸向定位。

進一步，所述彈性膜片11可以采用橡膠、聚四氟乙烯、金屬作為膜片材料，其與推環接觸的一面為光滑平面或微凸體面，所述彈性膜片的厚度范圍為0.25～5mm。

進一步，彈性元件(3)為彈簧、金屬波紋管、橡膠波紋管、聚四氟乙烯波紋管之一。