一种密封圈和密封结构的制作方法

文档序号:15585552发布日期:2018-10-02 18:20阅读:1503来源:国知局

本实用新型涉及密封结构,具体涉及一种密封圈和密封结构。



背景技术:

由于发动机热端部件具有运行环境温度高的特点,橡胶材料无法满足其密封要求,因此发动机热端部件大多利用金属密封垫来实现密封。现有的金属密封垫一般采用2-6层金属板材叠置而成,现有技术中常用发动机热端部件的密封结构如图1所示,包括第一密封法兰101、第二密封法兰102和金属密封垫103,如图2和图3所示,金属密封垫103由三层金属板材106叠置而成,金属密封垫103的中部设有供气流通过的过气孔,金属密封垫103上设有半波或全波的密封筋104,密封筋104环绕在过气孔的外围,金属密封垫103上还分布有螺栓孔105,在使用时将金属密封垫103放置在需要密封的第一密封法兰101和第二密封法兰102之间,然后用螺栓连接紧固第一密封法兰101和第二密封法兰102,使得金属密封垫103被夹持在第一密封法兰101和第二密封法兰102之间,金属密封垫103利用密封筋104的回弹力在第一密封法兰101和第二密封法兰102之间形成密封。这种金属密封垫具有成本低,加工工艺简单,装配方便的特点,但是这种金属密封存在以下缺陷:1、金属密封垫采用多层金属板材叠置而成,重量较大;2、金属密封垫上的密封筋的压缩回弹力会随着温度的升高而衰减,当温度达到850摄氏度左右时,密封筋的压缩回弹力趋近于0,金属密封垫在长期使用后,密封筋几乎被压平,因此金属密封垫在高温条件下密封性能较差;3、在高温环境中,如果第一密封法兰的密封面和第二密封法兰的密封面的变形量太大,也会导致密封失效。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提出一种密封圈,该密封圈能够在高温条件下保持良好的密封性能。

本实用新型所述的一种密封圈,包括由金属制成的壳体,所述壳体为空心的环状体,所述壳体内限定出密闭的环状空腔,所述环状空腔内填充有能够耐高温的膨胀材料。

进一步,所述壳体为薄壁件。

进一步,所述壳体为空心的圆环体。

进一步,所述壳体的断面呈六边形框状。

进一步,所述壳体由内侧壁、外侧壁、顶壁和底壁所围成,所述外侧壁环绕在所述内侧壁的外围,所述顶壁的内边缘与所述内侧壁的上边缘相连,所述顶壁的外边缘与所述外侧壁的上边缘相连,所述底壁的内边缘与所述内侧壁的下边缘相连,所述底壁的外边缘与所述外侧壁的下边缘相连,所述顶壁的断面呈倒“V”字形,所述底壁的断面呈“V”字形。

进一步,所述内侧壁的断面呈向内凸出的弧线形,所述外侧壁的断面呈向外凸起的弧线形。

本实用新型还提出了一种密封结构,包括固定连接在一起的第一部件和第二部件,所述第一部件和所述第二部件之间设有上述的密封圈,所述第一部件上具有第一密封面和第一通道,所述第二部件上具有面向所述第一密封面的第二密封面,所述密封件上设有与所述第一通道相连通的第二通道,所述第一通道和所述第二通道构成一个总通道;所述第一密封面上还设有环形槽,所述环形槽环绕在所述第一通道的外围,所述密封圈安装在所述环形槽内,所述密封圈与所述第二密封面弹性接触,所述密封圈与所述环形槽的底壁弹性接触,所述密封圈环绕在所述总通道外围。

进一步,所述第一密封面与所述第二密封面贴合。

进一步,所述第一部件和所述第二部件均为法兰。

进一步,所述密封圈通过间隙配合的方式安装在所述环形槽内。

本实用新型的密封圈具有重量轻,在高温条件下,密封圈内的膨胀材料受热膨胀,能够使得密封圈实现回弹力自补偿,使得密封圈在高温条件下也有良好的回弹力,能够保持良好的密封性能,并且在密封面发生变形时,密封圈能够通过自身的回弹力来保证密封面之间的密封性能。本实用新型还提出了一种密封结构, 该密封结构中的环形槽能够对密封圈进行定位,同时能够保证密封圈在受热时不会向内外方向过多的膨胀,保证了密封圈在上下方向上的回弹力。

附图说明

图1为现有技术中常用发动机热端部件的密封结构的结构示意图;

图2为图1中金属密封垫的结构示意图;

图3为图2中A-A断面图;

图4为本实用新型所述的密封圈的结构示意图;

图5为图4中B-B断面图;

图6为本实用新型所述的密封结构的结构示意图;

图7为本实用新型所述的密封结构的剖视图。

图中:1—密封圈;2—壳体;3—膨胀材料;4—内上侧壁;5—外上侧壁;6—内侧壁;7—外侧壁;8—内下侧壁;9—外下侧壁;10—上密封筋;11—下密封筋;12—第一部件;13—第一通道;14—第二部件;15—第二通道;16—环形槽;101—第一密封法兰;102—第二密封法兰;103—金属密封垫;104—密封筋;105—螺栓孔;106—金属板材。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图4和图5所示的一种密封圈1,包括由金属制成的壳体2,壳体2为空心的环状体,壳体2内限定出密闭的环状空腔,环状空腔内填充有能够耐高温的膨胀材料3。该密封圈1处于高温条件时,环状空腔内的膨胀材料会受热膨胀,膨胀后的膨胀材料能够向外撑起壳体2,达到回弹力自补偿的目的,解决了现有金属密封垫在高温环境下密封筋回弹力衰减的问题,使得密封圈1能够在高温条件下保持密封性能。

作为一种优选,壳体2为薄壁件,相对于现有多层金属密封垫来说,具有重量轻的优点。

作为一种优选,壳体2为空心的圆环体,该结构的壳体2构成圆环形的密封圈1,能够适用于现有技术中的发动机热端部件的大部分密封需求。

作为一种优选,壳体2的断面呈六边形框状。在一种具体实施方式中,壳体2由内侧壁6、外侧壁7、顶壁和底壁所围成,外侧壁7环绕在内侧壁6的外围,顶壁的内边缘与内侧壁6的上边缘相连,顶壁的外边缘与外侧壁7的上边缘相连,底壁的内边缘与内侧壁6的下边缘相连,底壁的外边缘与外侧壁7的下边缘相连,顶壁的断面呈倒“V”字形,以形成上密封筋10,底壁的断面呈“V”字形,以形成下密封筋11。上密封筋10和下密封筋11能够保证良好的密封性能。具体的,顶壁由内上侧壁4和外上侧壁5构成,内上侧壁4的直径从下至上逐渐增大,外上侧壁5的直径从下至上逐渐变小,内上侧壁4的下边缘即为顶壁的内边缘,外上侧壁5的下边缘即为顶壁的外边缘,内上侧壁4的上边缘与外上侧壁5的上边缘相连以形成顶壁。底壁由内下侧壁8和外下侧壁9,内下侧壁8直径从上至下逐渐增大,外下侧壁9的直径从上至下逐渐减小,内下侧壁8的上边缘即为底壁的内边缘,外下侧壁9的上边缘即为底壁的外边缘,内下侧壁8的下边缘与外下侧壁9的下边缘相连以形成顶壁。上述壳体2在制作时可以采用一体成型的管材,将管材弯折并首位对接而成。为了提升制造工艺的可靠性及防止应力集中,壳体2上相邻两个侧壁之间的连接处均为弧形过渡。

作为一种优选,内侧壁6的断面呈向内凸出的弧线形,外侧壁7的断面呈向外凸起的弧线形,在使用时,内侧壁6和外侧壁7与密封圈1的安装槽的侧壁接触,以提升回弹力和密封性能。

上述的壳体2由金属制成,例如不锈钢。适用于本实用新型的膨胀材料3的特性是在高温条件上能够保持膨胀特性,膨胀材料3可以为固体、液体或气体,例如耐火材料氧化锆,高温条件是指发动机工作时发动机热端部件的温度,而发动机热端部件的运行时的温度一般在800摄氏度至1000摄氏度。

本实用新型还提出了一种密封结构,这种密封结构能够广泛运用在发动机热端部件中,例如增压器处、排气管处,如图6和图7所示,该密封结构包括固定连接在一起的第一部件12和第二部件14,第一部件12和第二部件14之间设有上述的密封圈1,第一部件12上具有第一密封面和第一通道13,第二部件14上具有面向第一密封面的第二密封面,密封件上设有与第一通道13相连通的第二通道15,第一通道13和第二通道15构成一个总通道;第一密封面上还设有环形槽16,环形槽16环绕在第一通道13的外围,密封圈1安装在环形槽16内,密封圈1与第二密封面弹性接触,密封圈1与环形槽16的底壁弹性接触,密封圈1环绕在总通道外围,密封圈1在第一密封面和第二密封面之间形成密封,保证了总通道的密封,环形槽16能够对密封圈1进行定位,同时能够保证密封圈1在受热时不会向内外方向过多的膨胀,保证了密封圈1在上下方向上的回弹力。在第一密封面和第二密封面发生变形的情况下,密封圈1也能够通过膨胀来保证密封性能。

在一种实施方式中,第一密封面与第二密封面贴合。

在一种实施方式中,第一部件12和第二部件14均为法兰,法兰结构为发动机热端部件常用的连接结构,两个法兰通过螺栓固定连接在一起。

作为一种优选,密封圈1通过间隙配合的方式安装在环形槽16内,能够保证密封圈1在受热时不会向内外方向过多的膨胀。

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