一種密封結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種密封結構，用于第一密封面及第二密封面之間的密封。該密封結構包括密封圈，密封圈設于第一密封面的圓形凹槽內，密封圈的內側設有襯墊，襯墊的外沿與圓形凹槽內壁形成容置密封圈的限位槽，密封圈在限位槽內被襯墊限位以將相對的第二密封面與第一密封面密封。該密封結構由于存在密封圈的限位結構——襯墊，襯墊的限位可以確保初始密封可靠。襯墊與兩個密封面之間形成上下兩個壓力通道，在密封結構受壓時將密封圈向密封面方向擠壓，使得壓力越大，密封圈與兩個密封面接觸越緊密，襯墊與凹槽配合形成的限位槽截面積比密封圈截面積大,兩密封面之間的間隙(E)理論上可達到0，可用于超高壓的可靠密封。
【專利說明】
一種密封結構
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及密封技術領域，特別涉及一種密封結構。
【背景技術】
[0002]O型圈密封是目前使用非常廣泛的一種密封部件，一般通過將O型圈置于密封槽內以用于各行各業的機械部件或設備的密封。如圖1A所示，O型圈一般為圓形，如圖1B所示，其截面可以為圓型，也有截面為方形的，如圖1C所示。依靠O型圈的彈性擠壓在兩個密封面上即可形成密封。如圖2A所示，目前主要的密封方式之一(以下稱為密封方式a)為在密封面2上的端面上放置密封圈3，而密封面I與密封面2相對將密封圈壓緊實現密封，另一種密封方式(以下稱為密封方式b)如圖2B所示，這種方式下密封圈設置在密封面2端面上的凹槽內，然后密封面I與密封面2相對將密封圈壓緊實現密封。密封方式a及密封方式b均為通過兩個密封面對密封圈的壓縮，使密封圈緊密的貼住密封面I和密封面2，從而形成密封。
[0003]參見圖3A，其中，FA是密封圈的預應力，建立密封面的初始密封，FB是被密封流體的力，FB越大，擠壓密封圈的力越大，FA也越大，從而與密封面貼合的越緊。密封方式a的受力情況可知，該密封方式存在以下缺陷:1.本密封方式的關鍵在于初始密封的建立;而初始密封的建立主要依賴于密封圈的回彈力。2.若初始密封建立失敗，比如因為密封圈老化導致回彈力降低引起，后面的密封將生產下圖所描述的現象。參見圖3B、3C，其中，C處為初始密封點，該情況下密封方式a還存在以下缺陷:由于FA初始彈力減弱，密封面不是絕對光滑的平面，因此在C處導致密封失效；只要C處密封失效，流體便會形成壓力通道，最終使Fe的合力大于FB的合力，導致FA力的方向從向密封面擠壓變為相反，從而使密封完全失效;如果加大對密封圈的壓縮量，短期內密封圈初始密封力增強，但長期密封圈變形更嚴重，回彈力更小;而且若A>B時，那么必然FOFB，則密封立刻失效。
[0004]參見圖4A，密封方式bl為密封槽面積大于密封圈截面積，其為密封方式b的一種類型，這種情況下:由于有密封槽的限位，密封圈對密封面的預應力得到保障，初始密封(C處)更加可靠;流體壓力越高，FB越大，由于有密封面D處的存在，FB力的方向是使密封圈變得更扁，再又有密封槽面積大于密封圈截面積，因此大壓力時，密封圈可能完全被壓入密封槽，密封將失效，此時如圖4B所示。
[0005]參見圖4C，密封方式b2為密封槽面積小于密封圈截面積，其為密封方式b的另一種類型，這種情況下:由于密封槽面積小于密封圈截面積，因此在上圖第2種情況時，密封圈無處可走，密封不再失效;但是由于密封圈截面積大于密封槽面積，帶來了以下問題:由于加工公差的問題，密封間隙E須設計得較大;若設計很小，會對加工精度要求很高；由于E較大，在密封預緊時預應力須有嚴格的要求，否則可能壓壞密封圈；由于E較大，不能用于高壓。壓力越高須要求E越小。
[0006]綜上可知，現有的密封圈的各種密封方式均會導致密封性不可靠的情況的發生，較不利于需要密封的產品的性能發揮。【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種密封結構，以解決現有的密封圈在密封時所造成的密封性不可靠的問題。
[0008]為實現上述目的，本實用新型提供了一種密封結構，用于第一密封面及第二密封面之間的密封，該密封結構包括密封圈，所述密封圈設于所述第一密封面的圓形凹槽內，所述密封圈的內側設有襯墊，所述襯墊的外沿與所述圓形凹槽內壁形成容置所述密封圈的限位槽，所述密封圈在所述限位槽內被所述襯墊限位以將相對的所述第二密封面與所述第一密封面密封。
[0009]較佳地，所述限位槽的槽寬小于所述密封圈未被限位時的截面最大寬度。
[0010]較佳地，所述限位槽的截面面積大于所述密封圈的截面面積。
[0011]較佳地，所述襯墊的厚度小于所述圓形凹槽的深度，以形成上下兩個壓力通道。
[0012]較佳地，所述襯墊浮動于所述圓形凹槽內且與所述密封圈內側相抵接，用于對密封圈的壓縮變扁進行限位。
[0013]較佳地，所述密封圈為O型密封圈，所述O型密封圈的截面形狀為圓形或方形。
[0014]本密封結構的具有如下有益效果:
[0015]1.相對于圖2A所示的密封方式a來說，由于存在密封圈的限位結構一一襯墊，襯墊的限位可以確保初始密封可靠；
[0016]2.相對于圖4A所示的密封方式bl來說，壓力越大，密封圈不會被壓扁，襯墊與凹槽配合形成的限位槽以及上下兩個壓力通道，可使得密封圈與兩個密封面擠壓的更緊；
[0017]3.相對于圖4B所示的密封方式b2來說，襯墊與凹槽配合形成的限位槽截面積比密封圈截面積大，因此E(兩個密封面間的距離)在理論上可以做到0，從而可以用于超高壓的可靠密封。
【附圖說明】
[0018]圖1A為現有的O型密封圈正面結構圖；
[0019]圖1B為現有的一種O型密封圈的截面不意圖；
[0020]圖1C為現有的另一種0型密、封圈的截面不意圖；
[0021 ]圖2A為現有的基于O型密封圈的密封方式a的示意圖；
[0022]圖2B為現有的基于O型密封圈的密封方式b的示意圖；
[0023]圖3A為現有的密封方式a的密封圈整體受力分析圖；
[0024]圖3B為現有的密封方式a的密封圈局部受力分析圖；
[0025]圖3C為現有的密封方式a的密封圈加大受力時的局部受力分析圖；
[0026]圖4A為現有的密封方式bl的密封圈受力分析圖；
[0027]圖4B為現有的密封方式bl的密封圈失效分析圖；
[0028]圖4C為現有的密封方式b2的密封圈受力分析圖；
[0029]圖5為本實用新型優選實施例提供的密封結構示意圖；
[0030]圖6為本實用新型優選實施例提供的密封圈受力示意圖。
【具體實施方式】
[0031]為更好地說明本實用新型，茲以一優選實施例，并配合附圖對本實用新型作詳細說明，具體如下:
[0032]如圖5所示，本實施例提供的密封結構用于密封面I及密封面2之間的密封，該密封結構包括:密封圈51及襯墊52，其中，密封圈51設置于密封面2內的圓形凹槽21內。本實施例中的密封圈51為O型密封圈，其中，襯墊52為與密封圈51的內圈壁相配合的圓形片狀結構，該結構的襯墊52與圓形凹槽21配合形成容置密封圈51的限位槽，密封圈51在限位槽內被襯墊52限位以將相對的密封面I與密封面2密封。此時，圖中的密封圈51及兩個密封面使得密封面2及襯墊52的中心孔處形成密封介質壓力通道53，其中，X為密封時密封圈的橫截面的寬度(也即限位槽的寬度)，Y為密封時密封圈的橫截面的高度(也即本實施例中限位槽的高度)。
[0033]本實施例中，限位槽的截面面積大于密封圈的截面面積。
[0034]如圖6所示，該密封結構的密封原理如下:
[0035]密封圈51內圈側的襯墊可以對密封狀態下密封圈的壓縮變扁進行限位，即限制密封圈于限位槽內，而不會出現如圖2A所示的密封圈被無限制壓扁的情況。由于FB(介質壓力)從襯墊上下方向同時導入并施加在密封圈的內圈側，因此FB上下方向的力被抵消，最終合力是將密封圈向左推，使密封圈(特別是上下兩處與密封圈相接觸處)對密封面越貼越緊。本實施例的限位槽的截面面積(即圖5中的X*Y)比密封圈截面積大，因此密封間隙E可以做得很小甚至為0，通過限位槽的擠壓依然可以實現密封圈與兩個密封面的緊密接觸，可以用于高壓密封，密封效果較好。
[0036]當然，在其他優選實施例中，限位槽的截面面積也可設為比密封圈截面積小，例如，將限位槽的槽寬設為小于密封圈51未被限位時壓縮到限位槽高度(Y)后的截面最大寬度。而凹槽深度也小于密封圈未壓縮(或限位)狀態下的高度，此時，密封圈在限位槽內受擠壓程度更高，兩個密封面間的密封性能更好。
[0037]在本實用新型的一個優選實施例中，襯墊的厚度小于上述的圓形凹槽的深度，以形成上下兩個壓力通道。即當襯墊厚度小于凹槽深度時，恰好使得襯墊可懸浮于凹槽內，其上部及下部分別與密封面I和密封面2相分離而不接觸，但卻與密封圈的內圈相抵。
[0038]在本實用新型的一個優選實施例中，所述襯墊浮動于所述圓形凹槽內且與所述密封圈內側相抵接，用于對密封圈的壓縮變扁進行限位。也即浮動的密封襯墊與第一密封面和第二密封密封面之間并未形成密封，而是要處于非密封狀態使得密封圈的上下兩個密封通道能夠形成。
[0039]在本實用新型的一個優選實施例中，所述密封圈為O型密封圈，所述O型密封圈的截面形狀為圓形或方形。
[0040]在本實用新型的襯墊材料也可以設為任何材料，只要能夠滿足對密封圈進行限位，和與被密封的介質兼容不被腐蝕以及兼容密封介質的溫度，防止密封圈被無限制地壓扁即可。
[0041]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何本領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，對本實用新型所做的變形或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應以所述的權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種密封結構，用于第一密封面及第二密封面之間的密封，其特征在于，該密封結構包括密封圈，所述密封圈設于所述第一密封面的圓形凹槽內，所述密封圈的內側設有襯墊，所述襯墊的外沿與所述圓形凹槽內壁形成容置所述密封圈的限位槽，所述密封圈在所述限位槽內被所述襯墊限位以將相對的所述第二密封面與所述第一密封面密封。2.根據權利要求1所述的密封結構，其特征在于，所述限位槽的槽寬小于所述密封圈未被限位時的截面最大寬度。3.根據權利要求1所述的密封結構，其特征在于，所述限位槽的截面面積大于所述密封圈的截面面積。4.根據權利要求1至3任意一項所述的密封結構，其特征在于，所述襯墊的厚度小于所述圓形凹槽的深度，以形成上下兩個壓力通道。5.根據權利要求1至3任意一項所述的密封結構，其特征在于，所述襯墊浮動于所述圓形凹槽內且與所述密封圈內側相抵接，用于對密封圈的壓縮變扁進行限位。6.根據權利要求1至3任意一項所述的密封結構，其特征在于，所述密封圈為O型密封圈，所述O型密封圈的截面形狀為圓形或方形。
【文檔編號】F16J15/06GK205689755SQ201620447797
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年5月17日 公開號201620447797.4, CN 201620447797, CN 205689755 U, CN 205689755U, CN-U-205689755, CN201620447797, CN201620447797.4, CN205689755 U, CN205689755U
【發明人】胡鵬
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