專利名稱：一種雙向變形式密封圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密封環(huán)，尤其涉及一種雙向變形式密封圈。
背景技術(shù)：
目前公知的液壓缸或氣動缸中的活塞桿動密封，其初始密封力都是靠密封圈徑向變形壓擠活塞桿或油缸內(nèi)表面而達到密封目的。而且對活塞桿式油缸的表面加工精度要求都很高，隨著密封圈不斷的磨損以及密封圈材料的蠕變、老化，密封圈與活塞桿或油缸之間的壓力逐漸減少，使得密封效果逐漸下降，最終密封失效。近年來有一種賦能環(huán)形密封圈(見圖10)，它由密封圈本體、設(shè)置在密封圈本體內(nèi)的環(huán)形腔、以及設(shè)置在密封圈本體內(nèi)壁上的環(huán)形槽組成，當密封圈本體與被密封結(jié)構(gòu)套接后，環(huán)形槽被封閉，環(huán)形腔內(nèi)的流體量相對固定，當密封環(huán)被擠壓時，環(huán)形腔外壁上的圓弧面向外隆起將縫隙封閉，環(huán)形腔內(nèi)的流體壓力為圓弧面提供支撐力以及為環(huán)形腔恢復形變提供回復力，從而達到密封的效果。這種結(jié)構(gòu)的密封環(huán)，由于其環(huán)形槽設(shè)置在密封環(huán)內(nèi)壁上，加工工藝十分復雜，而且其圓弧面接觸面積大于傳統(tǒng)線形密封的接觸面積，活塞桿回位的摩擦阻力很大，回位時間長，密封圈自身磨損也相對較快，制造成本高，安裝工藝繁雜，不利于廣泛推廣。

發(fā)明內(nèi)容
針對背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出了一種雙向變形式密封圈，它由密封圈本體、 設(shè)置在密封圈本體實心部分內(nèi)的環(huán)形腔、設(shè)置在密封圈本體上的環(huán)形槽組成，其改進在于 環(huán)形槽設(shè)置在密封圈本體的端面上，環(huán)形槽連通環(huán)形腔與外環(huán)境；環(huán)形槽外徑小于環(huán)形腔外徑?；谇笆龅拿芊猸h(huán)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明所作的進一步改進有所述環(huán)形腔外壁上至少設(shè)置有兩個環(huán)形凸起，環(huán)形凸起形成密封唇，兩個密封唇之間通過環(huán)形凹槽過度。本發(fā)明所作的進一步改進還有所述環(huán)形腔外壁內(nèi)側(cè)面形狀隨密封唇、環(huán)形凹槽
走勢變化。本發(fā)明所作的進一步改進還有環(huán)形槽外邊沿設(shè)置有多個缺口，多個缺口沿密封圈本體周向均勻設(shè)置。本發(fā)明所作的進一步改進還有密封圈本體上設(shè)置有中孔，中孔的孔壁所圍空間形成圓臺形狀，圓臺的小半徑端與環(huán)形槽在密封圈本體的同一端面上。本發(fā)明所作的進一步改進還有環(huán)形槽設(shè)置在密封圈本體的其中一個端面上，密封圈本體的另一個端面上設(shè)置有軸肩。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是可將流體向密封環(huán)施加的軸向壓力轉(zhuǎn)化為徑向壓力， 使密封環(huán)內(nèi)表面向內(nèi)擠壓、外表面向外擠壓，從而讓密封環(huán)緊貼被密封結(jié)構(gòu)表面。


圖1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖面示意圖2、圖1所示結(jié)構(gòu)受力部局部放大圖； 圖3、圖1所示結(jié)構(gòu)的端面示意圖； 圖4、外壁帶密封唇結(jié)構(gòu)的本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖面示意圖； 圖5、帶內(nèi)環(huán)形槽結(jié)構(gòu)的本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖面示意圖； 圖6、帶缺口的環(huán)形槽結(jié)構(gòu)端面示意圖； 圖7、帶圓臺形中孔的結(jié)構(gòu)剖面示意圖； 圖8、帶軸肩的結(jié)構(gòu)剖面示意； 圖9、本發(fā)明與被密封結(jié)構(gòu)連接時的裝配示意圖； 圖10、現(xiàn)有的賦能環(huán)結(jié)構(gòu)剖面示意圖； 圖11、現(xiàn)有的Y形密封環(huán)結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
具體實施例方式參見圖1、3，本發(fā)明的方案為它由密封圈本體1、設(shè)置在密封圈本體1實心部分內(nèi)的環(huán)形腔2、設(shè)置在密封圈本體1上的環(huán)形槽3組成，其創(chuàng)新之處在于環(huán)形槽3設(shè)置在密封圈本體1的端面上，環(huán)形槽3連通環(huán)形腔2與外環(huán)境；環(huán)形槽3外徑小于環(huán)形腔2外徑。本發(fā)明與同樣具有內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的賦能環(huán)密封圈(以下簡稱賦能環(huán))最大的不同點在于密封原理不同，具體來說賦能環(huán)的作用原理是，賦能環(huán)在外部流體的壓力作用下，賦能環(huán)發(fā)生形變，環(huán)的兩端面距離縮小，從而擠壓賦能環(huán)內(nèi)腔中的流體(賦能環(huán)實際上形成了一個類似輪胎的氣囊結(jié)構(gòu)，賦能環(huán)內(nèi)腔中的流體充當了力的傳遞者的角色，外部壓力在傳遞過程中會部分損失，損失的那部分主要用于克服賦能環(huán)本體的形變回復力)，使賦能環(huán)外壁上的圓弧面繼續(xù)向外隆起，達到密封效果；本發(fā)明結(jié)構(gòu)的原理是環(huán)形腔2通過環(huán)形槽3與外環(huán)境連通，流體通過環(huán)形槽3進入環(huán)形腔2內(nèi)，流體所具有的軸向壓力經(jīng)環(huán)形腔2導向后轉(zhuǎn)化為徑向壓力，徑向的流體壓力直接作用在環(huán)形腔2內(nèi)壁的內(nèi)側(cè)和外壁的內(nèi)側(cè)，使環(huán)形腔2內(nèi)壁向內(nèi)擠壓(圖2中力Fl所示)和使環(huán)形腔2外壁向外擠壓(圖2中力F2所示)，達到密封效果；
本發(fā)明的優(yōu)點是，使軸向的流體壓力被直接轉(zhuǎn)化為徑向的流體壓力并作用到密封面上，流體作用到密封面上的作用力損失小；相對賦能環(huán)氣囊狀的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的密封圈本體 1也更容易發(fā)生形變，密封面與被密封結(jié)構(gòu)表面結(jié)合得更緊密；而且本發(fā)明的環(huán)形槽3設(shè)置在端面上，相比環(huán)形槽3設(shè)置在內(nèi)壁上的賦能環(huán)，更容易加工。本發(fā)明也不同于傳統(tǒng)的Y形密封環(huán)(見圖11)，因為本發(fā)明的環(huán)形槽3外徑小于環(huán)形腔2外徑，使得環(huán)形腔2開口處向內(nèi)收折，形成Y形密封環(huán)所不具備的環(huán)形腔2 (Y形密封環(huán)上只具備環(huán)狀的槽)，使流體壓力的利用率更高；而且Y形密封環(huán)也不具備將軸向的流體壓力轉(zhuǎn)化為徑向的流體壓力的功能。參見圖4，在前述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還進行了如下改進所述環(huán)形腔2外壁上至少設(shè)置有兩個環(huán)形凸起，環(huán)形凸起形成密封唇4，兩個密封唇4之間通過環(huán)形凹槽5過度。 從結(jié)構(gòu)上來看，密封唇4與被密封結(jié)構(gòu)的接觸面面積較小，在密封圈本體1軸向長度一定的條件下，即使設(shè)置適量的多個密封唇4，密封唇4外表面的總的接觸面積也比賦能環(huán)的圓弧面的接觸面積要小，活塞運動時受的阻力也相對較小，活塞更容易回位；而且，環(huán)形凹槽5處的環(huán)形腔2外壁厚度必然比密封唇4處的環(huán)形腔2外壁厚度薄，當流體壓力作用到環(huán)形腔2外壁內(nèi)側(cè)面上后，環(huán)形凹槽5處的外壁比密封唇4處的外壁更容易發(fā)生形變，這就使得外壁在環(huán)形凹槽5處發(fā)生向上的彎折，使兩個密封唇4彼此靠攏，導致下側(cè)的密封唇4處的結(jié)構(gòu)體向外側(cè)發(fā)生形變，使得下側(cè)的密封唇4與被密封結(jié)構(gòu)表面接觸得更加緊密。參見圖5，基于前述的密封唇4結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還作了如下改進環(huán)形腔2外壁內(nèi)側(cè)面形狀隨密封唇4、環(huán)形凹槽5走勢變化。其本質(zhì)上，就是在環(huán)形腔2外壁內(nèi)側(cè)面上設(shè)置與密封唇4位置(即是在密封唇4背面)、形狀匹配的內(nèi)環(huán)形槽4-1，這樣做的好處是，一是可以使密封唇4處的外壁厚度減小，更利于結(jié)構(gòu)體在流體壓力作用下發(fā)生形變，二是流體可以進入內(nèi)環(huán)形槽4-1內(nèi)，直接從兩個密封唇4的內(nèi)側(cè)面擠壓環(huán)形凹槽5，使兩個密封唇4靠攏的趨勢更強，使下側(cè)的密封唇4與被密封結(jié)構(gòu)表面接觸得更加緊密。這種結(jié)構(gòu)尤其適于活塞桿或油缸上需要密封處有鍍層脫落、劃傷、磨損、銹蝕、變形等缺陷的情況，密封圈本體 1可以與由缺陷所形成的不規(guī)則形狀的結(jié)構(gòu)表面緊密地接觸，達到密封效果。參見圖6，本發(fā)明還針對前述結(jié)構(gòu)中的環(huán)形槽3作了如下改進環(huán)形槽3外邊沿設(shè)置有多個缺口 3-1，多個缺口 3-1沿密封圈本體1周向均勻設(shè)置。雖然設(shè)置了多個缺口 3-1， 但多個缺口 3-1外側(cè)邊沿連線所形成的圓形軌跡的半徑，仍然要小于環(huán)形腔2的半徑。缺口 3-1可以使流體快速進入環(huán)形腔2，使密封圈本體1的形變量隨流體壓力變化作出快速反應；如果當密封圈本體1形變比較大時，有可能使環(huán)形槽3內(nèi)外側(cè)邊沿接觸，從而導致環(huán)形腔2被封閉，這種情況下，如果結(jié)構(gòu)體上設(shè)置有缺口 3-1，則流體仍然可以通過缺口 3-1進入環(huán)形腔2中。參見圖7，密封圈本體1上設(shè)置有中孔1-2，中孔1-2的孔壁所圍空間形成圓臺形狀，圓臺的小半徑端與環(huán)形槽3在密封圈本體1的同一端面上。當套接在中孔1-2內(nèi)的結(jié)構(gòu)體將圓臺的小半徑端撐起后，相當于向環(huán)形槽3處的結(jié)構(gòu)體施加了一徑向的、向外的預應力，使密封唇4向外擠壓，增加密封面上的作用力。參見圖8，環(huán)形槽3設(shè)置在密封圈本體1的其中一個端面上，密封圈本體1的另一個端面上設(shè)置有軸肩1-3。軸肩1-3用于在密封圈本體1上套接防擠檔圈8 (見圖9，圖中標記9所示結(jié)構(gòu)體其端部套在中孔1-2內(nèi)，標記10所示結(jié)構(gòu)體內(nèi)表面與密封唇4接觸)，防擠檔圈8可以對密封結(jié)構(gòu)起到保護作用。
權(quán)利要求
1.一種雙向變形式密封圈，它由密封圈本體(1)、設(shè)置在密封圈本體(1)實心部分內(nèi)的環(huán)形腔(2)、設(shè)置在密封圈本體(1)上的環(huán)形槽(3)組成，其特征在于環(huán)形槽(3)設(shè)置在密封圈本體(1)的端面上，環(huán)形槽(3)連通環(huán)形腔(2)與外環(huán)境；環(huán)形槽(3)外徑小于環(huán)形腔 (2)外徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙向變形式密封圈，其特征在于所述環(huán)形腔(2)外壁上至少設(shè)置有兩個環(huán)形凸起，環(huán)形凸起形成密封唇(4)，兩個密封唇(4)之間通過環(huán)形凹槽 (5)過度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙向變形式密封圈，其特征在于所述環(huán)形腔(2)外壁內(nèi)側(cè)面形狀隨密封唇(4 )、環(huán)形凹槽(5 )走勢變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙向變形式密封圈，其特征在于環(huán)形槽(3)外邊沿設(shè)置有多個缺口(3-1)，多個缺口(3-1)沿密封圈本體(1)周向均勻設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種雙向變形式密封圈，其特征在于密封圈本體 (1)上設(shè)置有中孔(1-2)，中孔(1-2)的孔壁所圍空間形成圓臺形狀，圓臺的小半徑端與環(huán)形槽(3 )在密封圈本體(1)的同一端面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種雙向變形式密封圈，其特征在于環(huán)形槽(3) 設(shè)置在密封圈本體(1)的其中一個端面上，密封圈本體(1)的另一個端面上設(shè)置有軸肩 (1-3)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙向變形式密封圈，它由密封圈本體、設(shè)置在密封圈本體實心部分內(nèi)的環(huán)形腔、設(shè)置在密封圈本體上的環(huán)形槽組成，其改進在于環(huán)形槽設(shè)置在密封圈本體的端面上，環(huán)形槽連通環(huán)形腔與外環(huán)境；環(huán)形槽外徑小于環(huán)形腔外徑。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是可將流體向密封環(huán)施加的軸向壓力轉(zhuǎn)化為徑向壓力，使密封環(huán)內(nèi)表面向內(nèi)擠壓、外表面向外擠壓，從而讓密封環(huán)緊貼被密封結(jié)構(gòu)表面。
文檔編號F16J15/32GK102278483SQ20111017189
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者劉君騰, 楊棟倫 申請人:重慶市大足縣動能礦山物資有限責任公司