专利名称：一种轴向真空动密封圈的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轴向动密封用密封圈，尤其适用于管道粗糙表面的真空轴向动密封。
背景技术：
目前可应用于轴向动密封的密封方式有多种，按其工作原理可分为非接触式动密 封与接触式动密封。 缝隙密封是非接触式动密封的一种典型形式，是通过密封介质的粘性在通过缝隙 时产生阻力达到密封目的，该种密封方式适用于密封容器内外压差不大的密封场合，应用 于真空容器的动密封难于实现。
接触式轴向动密封是依靠沟槽对密封件的预压力，使密封件在密封表面上产生较 大的压力，再结合密封容器的内外压差而达到密封目的，可使密封容器达到真空状态。适用 于轴向动密封的接触式密封有液体润滑与自润滑两种方式。液体润滑方式中，润滑物质一 方面减少轴表面与密封件间的摩擦，另一方面可填充接触区内微观凹凸不平的沟槽，防止 大气泄露至真空腔中，密封圈可采用0型、J型或J0组合，该种密封方式要求密封件与轴表 面间在相对滑动时产生油膜，因此要求轴表面的粗糙度值不高于Ra3. 2 ;自润滑是借助具 有自润滑性能的材料如氟塑料作为密封件的材料，工作时密封件压紧在密封表面上达到密 封的目的，要求密封轴表面的粗糙度值不高于RaO. 8。 对未加工粗糙表面或粗糙度值高于Ra3. 2的轴表面与真空容器间的轴向动密封， 上述几种密封方式中，因密封表面与密封件间是相对滑动的，会对密封件产生剧烈磨损，故 均不适用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于管道粗糙表面的真空轴向动密封的一种轴向 真空动密封圈。 本发明的目的是这样实现的 由通过弹簧芯5串联起来的若干个密封滚子组成，所述的密封滚子由橡胶套1、滚 子外套2、轴承3、滚子内套4和弹簧芯5组成，橡胶套1包裹在滚子外套2外面，两个轴承 3装在滚子外套2和滚子内套4之间。 本发明为解决工业生产中粗糙表面的轴向真空动密封问题，提供了一种弹性骨架 (弹簧芯)轴向动密封圈，该密封圈在工作时，与密封粗糙表面间产生纯滚动，与密封沟槽 光滑侧壁间产生相对滑动，所以称其为"滚滑式动密封圈"。 工作时将密封圈套在需密封的管道外表面上，在弹簧芯5的预紧力和大气压的作 用下密封圈紧贴在真空腔壁和管道壁上使真空腔与外界空气隔离。真空腔壁与密封圈接触 处(密封沟槽侧壁)可加工成光滑表面，当管道运动时管道粗糙表面与密封圈之间存在较 大的摩擦力，而真空腔壁与密封圈之间的摩擦力很小，密封圈随着管道的前进而发生翻滚，由于大气压的作用，密封圈发生滚动的同时紧贴在真空腔壁和管道壁上使空气无法进入真 空腔，实现运动过程的密封。在动密封过程中，每个密封滚子的运动都是相互独立的，当管 道出现凹凸不平，而使各个滚子需要不同的翻滚速度时，可通过密封滚子之间的相对滑动 来保证密封圈不发生扭曲。弹簧芯5使密封滚子之间产生轴向力，互相压紧使橡胶套1产 生的轴向预变形，在所密封管道外径发生公差内的变化时，依靠该预变形弥补密封圈在圆 周上的增长，而不至于相邻滚子间出现间隙发生泄露。橡胶套1紧紧的包裹在密封滚子外 围，它与真空腔壁，管道壁以及密封滚子之间相互接触隔绝空气。弹簧芯5两头做成挂钩， 可采用若干个弹簧芯5，通过挂钩使其首尾相连如图4所示，构成封闭圆形。
本发明的优点为实现了粗糙表面的轴向真空动密封；密封圈采用若干个串联的 密封滚子组成，相邻滚子间可相对转动，可防止出现整体式密封圈在管道表面滚动时产生 的扭曲现象；当某个密封滚子失效时，只更换失效的滚子即可，降低使用成本；由于采用了 弹簧芯的结构，该密封圈可适用于密封表面直径在较大公差范围内的变化；密封圈与粗糙 表面间产生纯滚动，避免了对密封圈的较大磨损；将弹簧芯由拉簧改为压簧，该密封圈也可 用于管道内表面的轴向真空动密封。
图1 :是密封圈外观图； 图2 :是密封圈中的一个密封滚子结构图； 图3 :是密封滚子被串联在弹簧芯上的剖视图； 图4 :是串联密封滚子后的封闭弹簧芯接口图； 图5 :是本发明的一个密封应用结构简图，其中I、 II、 III分别为三个密封滚子； 图6 :是图5的A-A截面图，其中11为密封滚子、12为管道壁、13为真空腔壁。
具体实施例方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述 结合图1和图2.本发明主要由橡胶套1、滚子外套2、轴承3、滚子内套4、弹簧芯 5组成。橡胶套1包裹在滚子外套2外面起密封作用。滚子外套2和滚子内套4之间装有 两个轴承3。由橡胶套1、滚子外套2、两个轴承3和滚子内套4组成一个基本运动单元—— 密封滚子。通过弹簧芯5把若干个密封滚子串联起来组成密封圈。 将密封滚子用弹簧芯串联起来，并使密封滚子产生轴向预变形，如图3所示。弹簧 芯可采用若干个两端带挂钩的拉簧组成，相邻拉簧间通过挂钩联接，如图4所示。根据所需 密封表面的直径，确定所需密封滚子的数目和弹簧芯的长度，弹簧芯封闭后形成的密封圈 如图l所示。将装配好的密封圈套在管道上，如图5所示，弹簧芯具有很大的弹性将密封滚 子轴向挤压在一起，实现密封滚子之间的密封，同时在弹簧芯的作用下，密封滚子压紧管道 表面产生变形，同时与真空壁接触，如图6所示。当真空腔空气被排出形成真空时，在大气 压的作用下密封圈与管道壁接触处进一步变形，同时和真空腔壁接触处也产生变形，实现 真空腔和外界的密封。
当管道运动时的密封 如图6所示，当管道向右侧运动时，粗糙管道壁对密封滚子施加向右侧的摩擦力，光滑真空壁对密封滚子接触处产生的摩擦阻力很小，此时密封滚子在摩擦力的作用下逆时
针翻滚，产生与管道壁间的纯滚动和与真空腔壁间的滑动，从而实现了管道壁和真空腔的
轴向真空动密封，当需要相邻密封滚子的转速不同时，在弹簧芯的预紧力作用下，密封滚子
之间实现相对滑动，保持密封功能，从而实现了整个运动过程的完全动密封。
当管道向左运动时，在摩擦力的作用下，密封滚子和真空壁之间产生滑动，和管道
壁之间产生纯滚动。大气压把密封滚子压紧在真空腔壁和管道壁上，顺时针翻滚，密封滚子
之间存在弹簧芯的预紧力作用，从而实现了动密封。
权利要求
一种轴向真空动密封圈，由通过弹簧芯(5)串联起来的若干个密封滚子组成，其特征是所述的密封滚子由橡胶套(1)、滚子外套(2)、轴承(3)、滚子内套(4)和弹簧芯(5)组成，橡胶套(1)包裹在滚子外套(2)外面，两个轴承(3)装在滚子外套(2)和滚子内套(4)之间。
2. 根据权利要求1所述的一种轴向真空动密封圈，其特征是所述的弹簧芯(5)是拉簧。
3. 根据权利要求1所述的一种轴向真空动密封圈，其特征是所述的弹簧芯(5)是压簧。
全文摘要
本发明提供的是一种轴向真空动密封圈。由通过弹簧芯(5)串联起来的若干个密封滚子组成，所述的密封滚子由橡胶套(1)、滚子外套(2)、轴承(3)、滚子内套(4)和弹簧芯(5)组成，橡胶套(1)包裹在滚子外套(2)外面，两个轴承(3)装在滚子外套(2)和滚子内套(4)之间。本发明实现了粗糙表面的轴向真空动密封；可防止出现整体式密封圈在管道表面滚动时产生的扭曲现象；当某个密封滚子失效时，只更换失效的滚子即可，降低使用成本；该密封圈可适用于密封表面直径在较大公差范围内的变化；密封圈与粗糙表面间产生纯滚动，避免了对密封圈的较大磨损。
文档编号F16J15/16GK101737496SQ201010032419
公开日2010年6月16日 申请日期2010年1月6日 优先权日2010年1月6日
发明者刘刚, 刘少刚, 吕建伟, 周杰, 安进华, 徐建伟, 汪溢, 王士成, 邓波, 郝广平 申请人:哈尔滨工程大学