专利名称：密封连接装置和方法
技术领域：
本发明涉及机械连接技术，具体涉及螺纹件的密封结构，更具体地说，涉及一种可 用于灯具以提高其外露使用时防水、防尘性能的基于螺纹连接件的密封连接装置和方法。
背景技术：
很多产品为考虑其安全、精度、寿命等因素，在内部与外部之间有非常严格的密封 要求。现有技术的密封技术有的采用胶体或诸如焊接的，例如，在通过螺钉螺母紧固的基础 上，再通过电焊将连接缝焊死或施以密封胶实现密封，这种在结构上固定密封方式，虽有一 定的密封性，但不可重复，很多需要反复开启的密封连接场合便不适用；现有技术中更多采 用的密封装置是通过在螺纹连接件(如螺钉)上垫上胶垫并通过橡胶圈的胶垫孔与螺纹连 接件的过盈配合方式，来达到密封作用。在图1示出的灯具安装示意图及图2示出的连接 部分放大示意图中，为将灯体11安装到支架12上，同时保证灯体内与外部完全密封，这里 采用了螺钉加胶垫的方式进行密封连接。先在灯体11上预留了两个安装螺钉用的通孔，在 支架12上的对应位置也有两个相对应的通孔(通孔未标示)，连接时，将螺钉2从灯体内通 孔穿过，装上密封胶垫5后穿过支架12上的通孔，在螺钉2的螺帽与灯体11的底面之间， 预先穿过安装有大垫片3，大垫片3的孔径与将被穿过的螺钉2 —致，外径应考虑任何情况 下，大垫片3分别与螺帽、灯体通孔的无缝密合，尤其是后者。螺钉2穿过支架12上的通孔 后，便依次装有垫片4、弹簧垫圈6和紧固螺母7。其中，此处使用的密封胶垫5是为保证灯 体与其外部的密封，这里可能的不密封因素主要涉及1)灯体上通孔与螺钉的间隙以及灯 体上通孔与外界的连通；2)支架上通孔与螺钉的间隙以及支架上通孔与外界的连通；通过 在螺钉的灯体通孔与支架通孔之间安装密封胶垫5，一定程度上可克服上述不密封因素带 来的密封性缺陷，但长久使用这种胶垫，却不可避免地出现以下几点不足1.因胶垫5处于灯体11与支架12之间，长期裸露在外，经过一段时间后，胶垫5 会因老化而密封性减弱，原本密封的状态因此发生改变，尤其是胶垫材质不佳或外部环境 恶劣情况下尤其如此；2.胶垫5通过弹簧垫圈6等被紧固后易向其外围四周膨胀，如图1和图2中箭头 B所示出，其外围无作用力限制所致，造成胶垫5的通孔变形和直径变大，无法紧紧包住连 接件如螺钉杆周边而导致IP失效；3.胶垫5会因压缩疲劳而导致其弹性系数减小，从而导致因橡胶密封面10(图2) 即与灯体通孔和支架通孔处正压力减小(如图1中箭头A所示)而密封性减弱。图1和图2所述现有技术用于一种固态免维护灯具后，发现出厂时的IP65测试可 以通过，即其密封性是满足要求的；但如果该该产品库存一段较长时间如三周或经过户外 环境下使用一段时间，将灯具重新进行IP65防护测试，发现其IP性能无法满足要求，经分 析，确认为胶垫处的螺钉孔处浸水，因为胶垫因长期处于压缩状态而弹性减弱厚度减小。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种对物件进行密封连接的装置和方法，可以克 服上述现有技术中，物件被长期使用或存放后，胶垫被连接螺钉紧固压缩后因其外围无作 用力限制而导致密封面正压力释放或减小从而引起物件内部密封性能下降的问题。本发明上述技术问题这样解决，构造一种包括螺钉、与螺钉啮合的螺母、设置在螺 钉上螺母与被连接物件之间的胶垫，还包括套装在胶垫上的塑胶套垫，所述塑胶套垫有一 个形状与胶垫配合的安放槽或孔，安放槽或孔的深度小于胶垫的厚度。在上述密封连接装置中，所述安放槽或孔的深度为胶垫的厚度与胶垫压缩变形量 之差。在上述密封连接装置中，还包括设置在螺母与被连接物件之间的垫片。
在上述密封连接装置中，还包括设置在螺母与垫片之间的弹簧垫圈。在上述密封连接装置中，所述物件是灯具。本发明另一技术问题这样解决，构造一种对物件进行密封连接的方法，包括以下 步骤Si)在被密封连接的物件上的对应位置形成通孔；S2)将螺钉从通孔穿出；S3)在螺钉上安装胶垫；S4)在胶垫上套装套垫，使胶垫嵌入套垫上的安放槽或孔；S5)让螺钉穿过另一物件或垫圈的通孔；S6)以螺母啮合螺钉并加以紧固。在上述方法中，在步骤Sl中形成的通孔与将要装入的螺钉的直径对应。在上述方法中，在步骤S2之前，将大垫片装入螺钉。在上述方法中，在步骤S4之前，包括以下步骤制备套垫；制备套垫时，在套垫上 形成用于嵌入胶垫的安放槽或孔，所述安放槽或孔的形状与胶垫对应，深度为胶垫的厚度 与胶垫压缩变形量之差。在上述密封连接方法中，所述物件是灯具。实施本发明提供的对物件进行密封连接的装置和方法，通过在胶垫外围套上塑胶 套垫，其一能保护胶垫，防止其因长期裸露而快速老化失效；其二通过限制胶垫的有效变 形，从而保证防水密封面处始终处在紧密贴合防护状态，从而保证密封连接的长效性，较好 地解决了现有技术螺钉连接件密封性不佳问题。
图1是利用现有技术将灯具灯体与支架进行连接的示意图；图2是图1中连接部分的放大后的结构示意图；图3是按照本发明的密封连接装置用于灯体与支架密封连接的结构示意图；图4是图3中连接部分的放大后的结构示意图；图5是本发明实施例中采用的塑胶套垫的结构示意图；图6是与图5所示塑胶套垫配合使用的胶垫的结构示意图；图7是本发明另一实施例中采用的塑胶套垫的结构示意4
图8是与图7所示塑胶套垫配合使用的胶垫的结构示意图； 具体实施例在图3和图4示出的本发明密封连接装置的一个实施例中，通过将一个塑胶套垫 8套装在胶垫5上，使胶垫5减少与外部接触而减少老化，同时在结构上阻挡和限制胶垫5 向外围施力膨胀，使被密封物件的密封面处(如灯体通孔处)的胶垫5承受的正压力维持 在恒定状态，从而使被密封物件如灯具外壳能长期达到IP防护目的。结合图3和4，灯体11和支架12对应位置上分别有两个预制通孔，分别用于连接 螺钉2 (只标示其中1个)通过。其中，灯体11是需要在与支架12连接后保持密封的物件。 从灯体11内部自上而下，看到有螺钉2、大垫片3、被密封物件即灯体11的通孔、胶垫5、塑 胶套垫8、连接灯体的另一物件即支架12的通孔、垫片4、弹簧垫圈6以及螺母7。需要特别 指出与现有技术不同，在本发明的连接装置中，在胶垫5上套装有塑胶套垫8，塑胶套垫8 有安放槽9 (见图7)或安放孔9 (见图5)来限位胶垫5不再向四周扩变形展，从而保证与 螺钉2的紧配合，随着螺母7的逐渐锁紧，紧至胶垫5的可压缩变形量几乎为零时，因变形 限制及力的传递性，密封面10(图4)正压力能逐渐增大到恒定值，从而使垫孔能紧紧压住 密封面10，从而达到IP防护目的；另一方面，由于塑胶套垫8在胶垫5外围，减少了胶垫5 与空气的接触，可大大减缓胶垫5的老化速度。按照使胶垫5满足减少其与外部接触以及在受压下减少其向外扩张的要求，本发 明采用的塑胶套垫8，其中设置的安放槽9(见图7)或安放孔9(见图5)的大小形状和深 度，需保证胶垫5刚好能放入，即塑胶套垫8上的橡胶安放槽9的外形需与胶垫5的外形保 持一致，安放槽9的深度应根据胶垫5被压缩时的减少的量来设计，若胶垫5的厚度为L，要 求胶垫5的压缩变形量为C (一般C不大于L/4)，则安放槽9的深度为L-C。当紧定螺钉2 使胶垫5与密封体紧密贴合时，塑胶套垫8限制胶垫5外围向外膨胀变形，由于力的相互作 用性，使得密封面10处所受正压力可保持稳定(图4)，从而保持密封面始终保持在IP防护 状态。此处的密封面10就是被连接两物件需要密封的接口，对应于灯具情形下的灯体11 的通孔和螺钉2的四周。安放槽9或孔的深度通常小于胶垫5的厚度。图5和图6分别给出了在本发明实施例中配套使用的塑胶套垫8和胶垫5的结构 示意图。如图6，胶垫5是圆环形，内径与螺钉2螺杆直径相适，外径与塑胶套垫8的安放 孔9大小相适，塑胶套垫8有1个内径为d2的圆形安放孔9，用于置入一定深度的胶垫5， 此处的深度为L-C，其中，L为胶垫5的厚度，C是胶垫受压缩时的位移量(图4)。图中示出 的胶垫5通孔的内径为5mm，胶垫5的外径为dl，此处，C不应大于胶垫厚度的1/4，dl不大 于d2，以保证可将胶垫5套入安放孔9。为节省塑胶套垫8的加工成本，可采用市场上现有 的pc胶管切割加工相应厚度而成。图7和图8分别给出了在本发明实施例中配套使用的塑胶套垫8和胶垫5的结构 示意图。如图示，胶垫5截面呈16mm*16mm的矩形，胶垫5的中间有圆孔，圆孔直径为5mm， 与螺钉2直径相适，胶垫5的厚度为6mm，塑胶套垫8有一个矩形的安放槽9，槽的深度为 4. 5mm ；与胶垫5的厚度6mm相适。利用本发明的方法，进行对物件的密封连接，参考图3和图4，需要以下这些步骤1)在被密封连接的灯体11上的对应位置钻出若干通孔，通孔个数和螺钉连接点
5的个数对应，通孔的大小适合连接螺钉2穿过(图3)； 2)将大垫片3装入螺钉2 ； 3)将螺钉2从灯体11内，穿出通孔；4)在螺钉2上安装胶垫5，胶垫5有可穿过螺钉2的通孔；5)在胶垫5上套装塑胶套垫8，使胶垫5嵌入套垫8上的安放槽或安放孔9内；6)让螺钉2穿过支架12的通孔；7)将垫片4装入螺钉2末端；8)在垫片4上加装弹簧垫圈6 ；9)最后以螺母7啮合螺钉2并加以紧固。其中，上述方法中所用的预先制备的套垫8，应按照胶垫5的形状设计套垫8上的 安放槽或孔9，用于嵌入胶垫5，而安放槽或孔9的深度或厚度，应为胶垫5的厚度(L)与胶 垫压缩变形量(C)之差(L-C)。以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能 因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范 围；因此，凡在本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵
盖范围。
权利要求
1.一种对物件进行密封连接的装置，包括螺钉(2)、与螺钉(2)啮合的螺母(7)、设置在 螺钉(2)上螺母(7)与被连接物件之间的胶垫(5)，其特征在于，还包括套装在胶垫(5)上 的塑胶套垫(8)，所述塑胶套垫(8)有一个形状与胶垫(5)配合的安放槽或孔(9)，安放槽 或孔(9)的深度小于胶垫(5)的厚度。
2.根据权利要求1所述密封连接装置，其特征在于，所述安放槽或孔(9)的深度为胶垫 (5)的厚度与胶垫(5)压缩变形量之差。
3.根据权利要求2所述密封连接装置，其特征在于，还包括设置在螺母(7)与被连接物 件之间的垫片(4)。
4.根据权利要求2所述密封连接装置，其特征在于，还包括设置在螺母(7)与垫片(4) 之间的弹簧垫圈(6)。
5.根据权利要求1-4中任何一项所述密封连接装置，其特征在于，所述物件是灯具。
6.一种对物件进行密封连接的方法，包括以下步骤51)在被密封连接的物件上的对应位置形成通孔；52)将螺钉(2)从通孔穿出；53)在螺钉⑵上安装胶垫(5)；54)在胶垫上套装套垫(8)，使胶垫(5)嵌入套垫(8)上的安放槽或孔(9)；55)让螺钉(2)穿过另一物件或大垫圈的通孔；56)以螺母(7)啮合螺钉(2)并加以紧固。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，在步骤Sl中形成的通孔与将要装入的螺钉 (2)的直径对应。
8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，在步骤S2之前，将大垫片装入螺钉。
9.根据权利要求6所述方法，其特征在于，在步骤S4之前，包括以下步骤制备套垫 (8)；制备套垫(8)时，在套垫(8)上形成用于嵌入胶垫(8)的安放槽或孔(9)，所述安放槽 或孔(9)的形状与胶垫(5)对应，深度为胶垫(5)的厚度与胶垫(5)压缩变形量之差。
10.根据权利要求6-9中任何一项所述密封连接方法，其特征在于，所述物件是灯具。
全文摘要
一种对物件进行密封连接的装置，包括带十字槽盘头的螺钉2、与螺钉2啮合的螺母7、设置在螺钉2上、螺母与被连接物件之间的胶垫5，还包括套装在胶垫5上的塑胶套垫8，所述塑胶套垫8有一个形状与胶垫5一致的安放槽或孔9，安放槽或孔9的深度小于胶垫5的厚度。实施本发明提供的对物件进行密封连接的装置和方法，通过在胶垫外围套上塑胶套垫，既能保护胶垫，防止其因长期裸露而快速老化失效；又能限制胶垫的有效变形，保证防水密封面处始终处在紧密贴合防护状态，保证密封连接的长效性，较好地解决了现有技术螺钉连接件密封性能不佳的问题。
文档编号F21V21/00GK102003686SQ20091018985
公开日2011年4月6日 申请日期2009年9月2日 优先权日2009年9月2日
发明者周明杰, 涂阳球 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司