一种用于低温泵的嵌入式密封组件和低温泵的制作方法

本实用新型涉及到密封组件技术领域，具体涉及到一种用于低温泵的嵌入式密封组件。

背景技术：

一些泵在高压下传送流体，而一些泵在低温下产生流体，在这些过程中需要使用到活塞机构。

活塞机构可以通过外界机械力或是气体、液体压力产生往复运动，以将其他能量转换为所需要机械能，供机械设备使用；活塞机构主要由活塞缸、套设配合于活塞缸内的活塞以及相关的密封、固定结构组成，对于某些应用在低温、高压环境的活塞机构，将利用介质的热胀冷缩来实现活塞运动，而相应的因冷热变化，同样会使得各结构出现一定的热胀冷缩，特别是对于密封结构来说，频繁的热胀冷缩势必会对密封性能造成考验，因此可见，如何进行较好的密封是十分有必要解决的问题。

如中国实用新型专利(公开号：cn202719131u)在2013年公开了一种活塞弹性密封环及活塞机构，活塞机构包括活塞，活塞末端外周装配有一个或多个活塞弹性密封环，该活塞弹性密封环包括一绕成环状的弹性金属片，该金属片外包覆碳纤维密封圈，该密封圈具有形成至少一z字形的交错开口。该密封环能够适应热胀冷缩而产生的变化，在活塞缸体冷热变形情况下，仍会具有的密封性；但是z字形的交错开口不能保证密封圈在长期的运动过程中开口能够对准和连接；弹性金属片与密封圈也有错位的风险，影响密封效果；而且采用碳纤维的材质成本较高，加工难度较大，应力不好控制，不适宜大范围使用。

另外,现有的密封圈结构中，如橡胶等材质的密封圈能够做成完整的圆环形，弹性较好，便于整体安装，能够提高密封效果好，但是其耐磨损性能太差，使用寿命有限；采用耐磨材质制作密封圈或金属弹片时，为了便于安装及变形量通常需要设计开口结构，但是开口结构的存在，设计不合理又会影响密封效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于低温泵的嵌入式密封组件。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于低温泵的嵌入式密封组件，所述密封组件包括绕成环形的密封环本体,所述密封环本体具有内圆周面和外圆周面以及开口结构；所述开口结构包括设置在所述密封环本体一端的第一凹槽，以及设置在所述密封环本体另一端的凸起；所述第一凹槽连接并配合所述凸起；所述密封环本体的内圆周面上还设有第二凹槽，所述第二凹槽内设有带开口的弹簧片；所述弹簧片的开口为非接触式并错开所述开口结构设置。

本密封组件通过所述密封环本体和弹簧片的协同作用实现良好的密封效果，能够适应低温高压的环境；具体的将本密封组件设置在低温泵的往复活塞的密封槽内，所述弹簧片紧密贴合在密封槽内，并提供周向的弹力使所述密封环本体的外圆周紧密接触活塞缸的内壁；即使在低温泵工作时，温度和压力产生急剧的变化，弹簧片和密封环本体均能根据受力情况自适应的热胀冷缩，始终紧密贴合活塞及活塞缸，保持良好的密封效果。协同效果还体现在，强度较高的密封环本体保护密封件及弹簧片，避免其在往复运动中频繁摩擦(一旦本密封组件卡紧后，弹簧片跟随活塞一起往复运动，不会相对滑动产生摩擦)，影响弹簧片寿命和弹性变形能力；同时弹簧片的弹性力能够弥补密封环的外圆周在长期摩擦过程中磨损产生的间隙。

所述开口结构的设置便于打开密封环本体安装所述弹簧片，也有利于安装在活塞的密封槽内；所述第一凹槽和凸起的配合，使得所述密封环本体在安装好后，开口结构始终连接在一起，五个配合的面中至少有一对平行的面是相互接触的或是重叠的，能够承受密封组件轴向或周向的力；确保密封组件始终处于密封状态。

采用本结构的所述开口结构，在长期的往复运动过程中，第一凹槽与凸起的配合、以及错开设置的弹簧片使本密封组件的开口不会出现错位对不准的情况。

所述弹簧片采用非接触式开口形式，能够在轴向和周向上均能产生形变，有利于调整密封环本体与活塞缸壁的紧密程度；开口的形式也便于加工和安装；与所述开口结构错开设置，避免两个开口重叠，影响密封效果。

进一步的，所述第一凹槽沿所述密封环本体的周向设置，在径向上贯穿所述密封环本体的内圆周面和外圆周面；相应的所述凸起也沿所述密封环本体的周向设置。

进一步的，所述第一凹槽沿所述密封环本体的轴向设置，在轴向上贯穿所述密封环本体的上下端面；相应的所述凸起也沿所述密封环本体的轴向设置。

进一步的，所述弹簧片的一端紧贴所述第二凹槽的内壁，所述弹簧片的另一端沿径向漏出所述第二凹槽。内侧漏出部分弹簧片，有利于弹簧片一端紧密配合密封槽，另一端紧密卡合在第二凹槽中，避免第二凹槽与密封槽之间出现间隙，影响密封效果。

进一步的，所述密封组件设置在与低温泵的活塞关联的密封槽中；所述弹簧片朝向所述活塞设置，所述外圆周面与所述内圆周面相反并朝向活塞缸的内壁设置。

进一步的，所述开口结构与所述弹簧片的开口间隔90°～180°设置。

进一步的，所述密封环本体为工程塑料。

进一步的，所述弹簧片为金属弹片、聚合物或聚合物材料制成。

进一步的，所述密封环本体的上下两端、所述第一凹槽及所述凸起的锐边均倒有圆角。倒圆角的设置，减少了锐角处的应力集中，避免产生裂纹和磨损；同时便于装配和卡合。

一种低温泵，包含上述任一所述的用于低温泵的嵌入式密封组件。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、本嵌入式密封组件通过所述密封环本体和弹簧片的协同作用，均能根据受力情况自适应的热胀冷缩，始终紧密贴合活塞及活塞缸，保持良好的密封效果，易于装配成本低；2、强度较高的密封环本体能够保护弹簧片，避免磨损；同时弹簧片又能够弥补密封环的外圆周在长期摩擦过程中磨损产生的间隙；3、第一凹槽和凸起的配合，使得所述密封环本体在安装好后，开口结构始终连接在一起，能够承受密封组件轴向或周向的力，确保密封组件始终处于密封状态；4、弹簧片的开口与所述开口结构错开设置，避免两个开口重叠，影响密封效果。

附图说明

图1为本实用新型一种用于低温泵的嵌入式密封组件的俯视图；

图2为本实用新型一种用于低温泵的嵌入式密封组件的侧视图；

图3为本实用新型一种用于低温泵的嵌入式密封组件的a-a剖视图；

图4为本实用新型一种用于低温泵的嵌入式密封组件b处结构放大示意图；

图5为本实用新型一种用于低温泵的嵌入式密封组件c处结构放大示意图；

图6为本实用新型另一种用于低温泵的嵌入式密封组件的俯视图；

图中：1、密封环本体；2、内圆周面；3、外圆周面；4、开口结构；5、弹簧片；6、第一凹槽；601、凹槽水平边一；602、凹槽水平边二；7、凸起；701、凸起水平边一；702、凸起水平边二；8、第二凹槽；9、开口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1～图5所示，一种用于低温泵的嵌入式密封组件，所述密封组件包括绕成环形的密封环本体1,所述密封环本体1具有内圆周面2和外圆周面3以及开口结构4；所述开口结构4包括设置在所述密封环本体1一端的第一凹槽6，以及设置在所述密封环本体1另一端的凸起7；所述第一凹槽6连接并配合所述凸起7，所述第一凹槽6与所述凸起7的周向接触面留有间隙,所述间隙小于0.01mm；所述密封环本体1的内圆周面上还设有第二凹槽8，所述第二凹槽8内设有带开口的弹簧片5；所述弹簧片的开口9为非接触式并错开所述开口结构4设置。

本密封组件通过所述密封环本体1和弹簧片5的协同作用实现良好的密封效果，能够适应低温高压的环境；具体的将本密封组件设置在低温泵的往复活塞的密封槽内，所述弹簧片5紧密贴合在密封槽内，并提供周向的弹力使所述密封环本体的外圆周紧密接触活塞缸的内壁；即使在低温泵工作时，温度和压力产生急剧的变化，弹簧片5和密封环本体1均能根据受力情况自适应的热胀冷缩，始终紧密贴合活塞及活塞缸，保持良好的密封效果。协同效果还体现在，强度较高的密封环本体1保护弹簧片5，避免其在往复运动中频繁摩擦而磨损，影响弹簧片寿命和弹性变形能力；同时弹簧片5的弹性力能够弥补密封环本体1的外圆周面3在长期摩擦过程中磨损产生的间隙。

所述开口结构4的设置便于打开密封环本体1安装所述弹簧片5，也有利于安装在活塞的密封槽内；所述第一凹槽6和凸起7的配合，使得所述密封环本体在安装好后，开口结构始终连接在一起，五个配合的面中至少有一对平行的面是相互接触的或是重叠的，如凹槽水平边一601与凸起水平边一701保持平行且接触，凹槽水平边二602与凸起水平边二702保持平行且接触；能够承受密封组件轴向的力；确保密封组件始终处于密封状态。

采用本结构的所述开口结构4，在长期的往复运动过程中，第一凹槽6与凸起7的配合、以及错开设置的弹簧片5使本密封组件的开口不会出现错位对不准的情况。而且所述开口结构4在不受外力作用下连接并具有间隙，有利于装配，在长期的往复运动过程中，受到外力作用，将适配挤压力产生形变，形成良好的密封效果。

所述弹簧片5采用非接触式开口形式，能够在轴向和周向上均能产生形变，有利于调整密封环本体1与活塞缸壁的紧密程度；开口9的形式也便于加工和安装；与所述开口结构4错开设置，避免两个开口重叠，影响密封效果。

进一步的，所述第一凹槽沿所述密封环本体的周向设置，在径向上贯穿所述密封环的内圆周面和外圆周面；相应的所述凸起也沿所述密封环本体的周向设置。如此设置，凸起7在周向不会脱离第一凹槽6的容纳范围。

进一步的，所述弹簧片5的一端紧贴所述第二凹槽8的内壁，所述弹簧片5的另一端沿径向略微漏出一部分。内侧漏出部分弹簧片5，有利于弹簧片5一端紧密配合密封槽，另一端紧密卡合在第二凹槽8中，避免第二凹槽8与密封槽之间出现间隙，影响密封效果。

进一步的，所述密封组件设置在与低温泵的活塞关联的密封槽中；所述弹簧片5朝向所述活塞设置，所述外圆周面3与所述内圆周面2相反并朝向活塞缸的内壁设置。

进一步的，所述开口结构4与所述弹簧片5的开口间隔90°设置，大角度的错开设置，确保流体不会沿开口的位置渗漏到另一方。

进一步的，所述密封环本体1为一种综合性能优异的热塑性工程塑料，具有很好的耐磨性，自润滑性，抗冲击性，耐腐蚀性等。

进一步的，所述弹簧片5为金属弹片。

进一步的，所述密封环本体1的上下两端、所述第一凹槽6及所述凸起7的锐边均倒有圆角。倒圆角的设置，减少了锐角处的应力集中，避免产生裂纹和磨损；同时便于装配和卡合。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别在于，所述开口结构的设置不同。

具体的如图6所示，所述第一凹槽6沿所述密封环本体1的轴向设置，在轴向上贯穿所述密封环本体1的上下端面；相应的所述凸起7也沿所述密封环本体1的轴向设置。

采用本结构的开口结构，所述第一凹槽6的开槽方向是与活塞往复运动的方向一致的，当泵活塞组件设置在活塞的密封槽中，密封槽的槽内侧刚好能够遮挡住所述第一凹槽6，并能够压住所述凸起7，避免了所述凸起7在所述第一凹槽轴向移动，避免其错位；同时使得外圆周面3上仅有一条轴向接口缝，降低了流体渗漏的可能，提高了密封性。

实施例三：

本实施例与实施例一的区别在于，所述开口结构4与所述弹簧片5的开口间隔180°设置，也就是两个开口正好沿轴心对称设置，流体想沿开口处的缝隙渗漏将会更难，同时对称的设置在弹性变形过程中，相互间的作用力更均衡，弹性密封效果更好。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。