活塞密封结构的制作方法
【专利摘要】一种活塞密封结构，包括：缸体，具有空腔；活塞，收容于所述空腔内，所述活塞的外周面上设有沿所述活塞的周向延伸、并环绕一周的凹槽；第一弹性密封圈，套设于所述凹槽内；第二弹性密封圈，套设于第一弹性密封圈上，并且半包围第一弹性密封圈，使第二弹性密封圈在活塞的轴向及径向上与第一弹性密封圈抵接，从而受到第一弹性密封圈的轴向弹力及径向弹力。由于聚四氟乙烯在低温中收缩率较低，使得在低温工作状态下，第二弹性密封圈仍能紧贴缸体的空腔内壁，起到密封作用。因此，上述活塞密封结构的密封性较好。
【专利说明】活塞密封结构
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及一种密封结构，特别是涉及一种活塞密封结构。
【【背景技术】】
[0002]传统的活塞密封结构的活塞密封圈常常由于与活塞上的凹槽侧壁之间的间隙过大或与缸体的内壁间隙过大，而导致密封性较差。
【
【发明内容】
】
[0003]鉴于上述状况，有必要提供一种密封性较好的活塞密封结构。
[0004]一种活塞密封结构，包括:
[0005]缸体，具有空腔；
[0006]活塞，收容于所述空腔内，所述活塞的外周面上设有沿所述活塞的周向延伸、并环绕一周的凹槽；
[0007]第一弹性密封圈，套设于所述凹槽内；及
[0008]第二弹性密封圈，套设于所述第一弹性密封圈上，并且半包围所述第一弹性密封圈，使所述第二弹性密封圈在所述活塞的轴向及径向上与所述第一弹性密封圈抵接，从而受到所述第一弹性密封圈的轴向弹力及径向弹力；
[0009]其中，所述第二弹性密封圈在所述第一弹性密封圈的轴向弹力作用下而填充所述凹槽，并在所述第一弹性密封圈的径向弹力作用下而紧紧抵接所述空腔的内壁。
[0010]相较于传统的活塞密封结构，上述活塞密封结构至少具有以下优点:
[0011](I)由于第二弹性密封圈在所述第一弹性密封圈的轴向弹力作用下而填充活塞的凹槽，使第一弹性密封圈及第二弹性密封圈与活塞的凹槽的侧壁仅仅抵接，避免第一弹性密封圈及第二弹性密封圈与活塞的凹槽侧壁之间的间隙过大；并且，由于第一弹性密封圈及第二弹性密封圈填充活塞的凹槽较为充实，使第一弹性密封圈及第二弹性密封圈在发生弹性形变时，其在活塞的径向方向上的形变量较大，使第二弹性密封圈更加贴紧缸体的空腔侧壁，从而提高密封性。
[0012](2)由于第一弹性密封圈及第二弹性密封圈在活塞的轴向也发生形变，使该第一弹性密封圈及第二弹性密封圈仅仅夹紧在活塞的凹槽内，使第一弹性密封圈及第二弹性密封圈在活塞滑动过程不易脱落，进一步提高该活塞密封结构的稳定性及密封性。
[0013](3)由于第二弹性密封圈半包围第一弹性密封圈，使第二弹性密封圈与缸体的空腔内壁的接触面积较大，从而进一步提高该活塞密封结构的密封性。
[0014]在其中一个实施例中，所述第一弹性密封圈为O形的实心密封圈，所述第一弹性密封圈在自然状态下完全收容于所述凹槽内。
[0015]在其中一个实施例中，所述第一弹性密封圈为O形的空心密封圈，所述第一弹性密封圈在自然状态下局部外露于所述凹槽外，在所述第二弹性密封圈与所述空腔的内壁抵接时而发生弹性形变。[0016]在其中一个实施例中，所述第二弹性密封圈包括环形的底部及从所述底部的外周缘弯折延伸、环形的外侧壁，所述底部与所述外侧壁共同形成V形凹槽，所述第一弹性密封圈收容于所述V形凹槽内，所述外侧壁与所述空腔的内壁抵接。
[0017]在其中一个实施例中，所述凹槽的横截面为矩形，所述第一弹性密封圈抵接在所述凹槽底部的其中一个顶角处，所述第二弹性密封圈的底部抵接在所述凹槽底部的另一个顶角处。
[0018]在其中一个实施例中，所述凹槽、第一弹性密封圈、第二弹性密封圈均对应设置为两个，其中，所述两个第二弹性密封圈的外侧壁相对设置，所述两个第一弹性密封圈相较于所述第二弹性密封圈的底部靠近设置。
[0019]在其中一个实施例中，所述第二弹性密封圈为径向横截面为C形的密封圈，并且所述第二弹性密封圈完全密封所述凹槽的开口，而将所述第一弹性密封圈完全包围在所述凹槽内，所述第二弹性密封圈外凸的底部与所述空腔的内壁相抵接。
[0020]在其中一个实施例中，所述凹槽的横截面为半椭圆形或半圆形，所述第一弹性密封圈抵接在所述凹槽的底部，所述第二弹性密封圈的相对两侧分别与所述凹槽的两相对侧壁抵接。
[0021]在其中一个实施例中，所述第一弹性密封圈为实心的硅橡胶密封圈。
[0022]在其中一个实施例中，所述第二弹性密封圈为聚四氯乙烯密封圈。
[0023]另外，第二弹性密封圈采用聚四氟乙烯制成，聚四氟乙烯材料具有如下特点:(I)耐高低温性，其对温度的影响变化不大，温域范围广，可使用温度-19(T260°C ；(2)自润滑性，其在塑料中最小的摩擦系数，是理想的无油润滑材料；(3)表面不粘性，已知的固体材料都不能粘附在表面上，是一种表面能最小的固体材料。由于聚四氟乙烯在低温中收缩率较低，使得在低温工作状态下，第二弹性密封圈仍能紧贴缸体的空腔内壁，起到密封作用。因此，上述活塞密封结构在低温环境下仍然可以保持密封性。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0024]图1为本发明的一实施方式的活塞密封结构的分解图；
[0025]图2为图1所示活塞密封结构的剖面图；
[0026]图3为图2中的A部分的放大图；
[0027]图4为图1所示活塞密封结构的活塞的立体图；
[0028]图5为图1所示塞密封结构的第二弹性密封圈的剖面图。
【【具体实施方式】】
[0029]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0030]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0031]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的【技术领域】的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0032]请参阅图1，本发明的一实施方式的活塞密封结构100，包括缸体110、活塞120、第一弹性密封圈130及第二弹性密封圈140。活塞120在缸体110内可做往复运动。第二弹性密封圈140用于密封活塞120与缸体110之间的空隙。第一弹性密封圈130主要用于提供一弹性抵接力于第二弹性密封圈140。
[0033]请参阅图2及图3，缸体110具有空腔111。具体在图示的实施方式中，缸体110为圆筒形，空腔111为圆柱形。当然，在本发明中，缸体110也可为其他形状，例如，棱柱形、椭圆柱形等，空腔111也可为其他形状，例如，正多边形、椭圆形等。
[0034]请一并参阅图4，活塞120收容于缸体110的空腔111内。活塞120的外周面上设有环形的凹槽121，凹槽121沿活塞120的周向延伸，并环绕活塞120的外周面一周。具体在图示的实施方式中，活塞120为与缸体110的空腔111相对应的圆柱形；凹槽121设于活塞120的外周面的一端。当然，在发明中，活塞120不限于圆柱形，也可为其他形状，只需与缸体110的空腔111相配合即可。凹槽121也可设于活塞120的外周面的中部。
[0035]第一弹性密封圈130套设于活塞120的凹槽121内。第一弹性密封圈130可以为实心的硅橡胶密封圈，或者，空心的硅橡胶密封圈，或者，其他复合材料制成的密封圈。具体在图示的实施方式中，第一弹性密封圈130为O形的实心密封圈，第一弹性密封圈130在自然状态下完全收容于活塞120的凹槽121内。由于第一弹性密封圈130完全收容于活塞120的凹槽121内，使活塞120与缸体110之间的空隙完全依靠第二弹性密封圈140来密封，并且，使第二弹性密封圈140更加稳定地嵌入活塞120的凹槽121内。
[0036]在其他实施方式中，第一弹性密封圈130为O形的空心密封圈，第一弹性密封圈130在自然状态下局部外露于凹槽121外，在第二弹性密封圈140与空腔111的内壁抵接时而发生弹性形变。由于第一弹性密封圈130在自然状态下局部外露于凹槽121外，以增大第一弹性密封圈130给予第二弹性密封圈140的弹性抵接力，提高第二弹性密封圈140的密封性。
[0037]第二弹性密封圈140套设于第一弹性密封圈130上，并且半包围第一弹性密封圈130，使第二弹性密封圈140在活塞120的轴向及径向上与第一弹性密封圈130抵接，从而受到第一弹性密封圈130的轴向弹力及径向弹力。其中，第二弹性密封圈140在第一弹性密封圈130的轴向弹力作用下而填充活塞120的凹槽121，并在第一弹性密封圈130的径向弹力作用下而紧紧抵接111空腔的内壁。
[0038]请一并参阅图5，具体在图示的实施方式中，第二弹性密封圈140包括环形的底部141及从底部141的外周缘弯折延伸、环形的外侧壁143，底部141与外侧壁143共同形成V形凹槽121，V形凹槽121的夹角大于90度。第一弹性密封圈130收容于V形凹槽121内，外侧壁143与空腔111的内壁抵接。活塞120的凹槽121的横截面为矩形，第一弹性密封圈130抵接在凹槽121底部141的其中一个顶角处，第二弹性密封圈140的底部141抵接在凹槽121底部141的另一个顶角处。由于第一弹性密封圈130同时抵接第二弹性密封圈140的底部141，使第二弹性密封圈140牢固地套设在活塞120的凹槽121，进而使活塞120在缸体110的空腔111内滑动时也不易脱落。
[0039]进一步地，凹槽121、第一弹性密封圈130、第二弹性密封圈140均对应设置为两个，其中，两个第二弹性密封圈140的外侧壁143相对设置,两个第一弹性密封圈130相较于第二弹性密封圈140的底部141靠近设置。由于两个第二弹性密封圈140的外侧壁143相对设置，即使在活塞120滑动过程中，其中一个第二弹性密封圈140的外侧壁143因逆向滑动而反转，但另外一个第二弹性密封圈140的外侧壁143因顺向滑动而保持正常密封，因此，两个第二弹性密封圈140的外侧壁143相对设置，可提高活塞120密封结构100的密封性。
[0040]在其他实施方式中，第二弹性密封圈140为径向横截面为C形的密封圈。并且第二弹性密封圈140完全密封凹槽121的开口，而将第一弹性密封圈130完全包围在凹槽121内，第二弹性密封圈140外凸的底部与空腔111的内壁相抵接。凹槽121的横截面可以为半椭圆形或半圆形，第一弹性密封圈130抵接在凹槽121的底部141，第二弹性密封圈140的相对两侧分别与凹槽121的两相对侧壁抵接。由于径向横截面为C形的密封圈的底部141外侧与缸体110的空腔111的内壁抵接，使得第二弹性密封圈140在保持密封性的前提下，减小与缸体110的空腔111的内壁的摩擦力。
[0041]相较于传统的活塞密封结构，上述活塞密封结构至少具有以下优点:
[0042](I)由于第二弹性密封圈140在第一弹性密封圈130的轴向弹力作用下而填充活塞120的凹槽121，使第一弹性密封圈130及第二弹性密封圈140与活塞120的凹槽121的侧壁仅仅抵接，避免第一弹性密封圈130及第二弹性密封圈140与活塞120的凹槽121侧壁之间的间隙过大；并且，由于第一弹性密封圈130及第二弹性密封圈140填充活塞120的凹槽121较为充实，使第一弹性密封圈130及第二弹性密封圈140在发生弹性形变时，其在活塞120的径向方向上的形变量较大，使第二弹性密封圈140更加贴紧缸体的空腔侧壁，从而提高密封性。
[0043](2)由于第一弹性密封圈130及第二弹性密封圈140在活塞120的轴向也发生形变，使该第一弹性密封圈130及第二弹性密封圈140仅仅夹紧在活塞120的凹槽121内，使第一弹性密封圈130及第二弹性密封圈140在活塞120滑动过程不易脱落，进一步提高该活塞密封结构的稳定性及密封性。
[0044](3)由于第二弹性密封圈140半包围第一弹性密封圈130，使第二弹性密封圈140与缸体的空腔内壁的接触面积较大，从而进一步提高该活塞密封结构的密封性。
[0045](4)第二弹性密封圈140采用聚四氟乙烯制成，聚四氟乙烯材料具有如下特点:(I)耐高低温性，其对温度的影响变化不大，温域范围广，可使用温度-19(T260°C; (2)自润滑性，其在塑料中最小的摩擦系数，是理想的无油润滑材料；(3)表面不粘性，已知的固体材料都不能粘附在表面上，是一种表面能最小的固体材料。由于聚四氟乙烯在低温中收缩率较低，使得在低温工作状态下，第二弹性密封圈140仍能紧贴缸体110的空腔111内壁，起到密封作用。因此，上述活塞密封结构100在低温环境下仍然可以保持密封性。
[0046]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种活塞密封结构，其特征在于，包括: 缸体，具有空腔； 活塞，收容于所述空腔内，所述活塞的外周面上设有沿所述活塞的周向延伸、并环绕一周的凹槽； 第一弹性密封圈，套设于所述凹槽内；及 第二弹性密封圈，套设于所述第一弹性密封圈上，并且半包围所述第一弹性密封圈，使所述第二弹性密封圈在所述活塞的轴向及径向上与所述第一弹性密封圈抵接，从而受到所述第一弹性密封圈的轴向弹力及径向弹力； 其中，所述第二弹性密封圈在所述第一弹性密封圈的轴向弹力作用下而填充所述凹槽，并在所述第一弹性密封圈的径向弹力作用下而紧紧抵接所述空腔的内壁。
2.如权利要求1所述的活塞密封结构，其特征在于，所述第一弹性密封圈为O形的实心密封圈，所述第一弹性密封圈在自然状态下完全收容于所述凹槽内。
3.如权利要求1所述的活塞密封结构，其特征在于，所述第一弹性密封圈为O形的空心密封圈，所述第一弹性密封圈在自然状态下局部外露于所述凹槽外，在所述第二弹性密封圈与所述空腔的内壁抵接时而发生弹性形变。
4.如权利要求1所述的活塞密封结构，其特征在于，所述第二弹性密封圈包括环形的底部及从所述底部的外周缘弯折延伸、环形的外侧壁，所述底部与所述外侧壁共同形成V形凹槽，并且所述V形凹槽的夹角大于90度，所述第一弹性密封圈收容于所述V形凹槽内，所述外侧壁与所述空腔的内壁抵接。
5.如权利要求4所述的活塞密封结构，其特征在于，所述凹槽的横截面为矩形，所述第一弹性密封圈抵接在所述凹槽底部的其中一个顶角处，所述第二弹性密封圈的底部抵接在所述凹槽底部的另一个顶角处。
6.如权利要求5所述的活塞密封结构，其特征在于，所述凹槽、第一弹性密封圈、第二弹性密封圈均对应设置为两个，其中，所述两个第二弹性密封圈的外侧壁相对设置，所述两个第一弹性密封圈相较于所述第二弹性密封圈的底部靠近设置。
7.如权利要求1所述的活塞密封结构，其特征在于，所述第二弹性密封圈为径向横截面为C形的密封圈，并且所述第二弹性密封圈完全密封所述凹槽的开口，而将所述第一弹性密封圈完全包围在所述凹槽内，所述第二弹性密封圈外凸的底部与所述空腔的内壁相抵接。
8.如权利要求7所述的活塞密封结构，其特征在于，所述凹槽的横截面为半椭圆形或半圆形，所述第一弹性密封圈抵接在所述凹槽的底部，所述第二弹性密封圈的相对两侧分别与所述凹槽的两相对侧壁抵接。
9.如权利要求1所述的活塞密封结构，其特征在于，所述第一弹性密封圈为实心的硅橡胶密封圈。
10.如权利要求1所述的活塞密封结构，其特征在于，所述第二弹性密封圈为聚四氯乙烯密封圈。
【文档编号】F16J15/18GK103697168SQ201210367338
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年9月27日 优先权日:2012年9月27日
【发明者】周明杰, 潘俊 申请人:深圳市海洋王照明工程有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司