本发明涉及超低温工作环境的密封技术领域，尤其涉及一种密封圈。
背景技术：
密封圈作为一种常用机械零件广泛应用于各行各业中，常应用于轴与孔之间的静态密封，主要起到防液体或气体泄漏的作用。现有技术生产的密封圈绝大多数都是由弹性体本体进行密封，密封力主要是由系统本身及密封圈唇体自身弹性提供的。随着密封圈的广泛使用，不同的应用领域对密封圈的要求也不同。
现有技术中密封圈一般利用弹性体本体如橡胶进行密封，即靠橡胶材料加工成的密封圈本身的弹性提供密封力。然而单纯采用橡胶材质制成的密封圈会因为外界环境如压力、温度的变化或长时间的磨损及材料老化等原因造成密封圈的弹性降低或消失，进而导致密封性变差。在零下200℃的超低温环境中，橡胶完全失去弹性，呈现“玻璃化”的脆裂。当然，在上述超低温环境下，鉴于金属自身的弹性受温度影响较小，可以采用金属密封法，利用金属材料对密封系统的弹性收缩量提供足够的补偿力。但采用金属密封法，在设备中金属与金属之间的摩擦会使密封面划伤，降低设备的密封性。因此，超低温环境对密封圈提出了更多苛刻条件。
实验研究表明：非金属部件的收缩率是金属部件的十倍左右，所以金属弹簧能够提供足够的补偿力成为关键。现有技术提供了一种在非金属密圈夹套中设置单层螺旋弹簧的方式制成的密封圈，利用内置的螺旋弹簧为密封圈提供弹性补偿力。
由于密封圈夹套材料（一般选用聚四氟乙烯，ptfe）在低温环境下收缩量与金属不一致（密封圈夹套材料收缩量明显大于金属材料），密封圈整体向内收缩，会产生向心挤压力，严重时可能会对密封圈造成损伤。而对于变截面密封圈，如果采用一种弹簧，将会引起弹力作用力不配问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种密封圈，解决了由于低温环境密封圈整体收缩而产生向心挤压力损坏密封圈的问题。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种密封圈，包括密封圈本体，所述密封圈本体包括直线段密封圈、过渡段密封圈和圆弧段密封圈，所述圆弧段密封圈位于所述直线段密封圈与所述圆弧段密封圈之间，所述直线段密封圈包括直线段夹套和设于所述直线段夹套内的v型弹簧组，所述v型弹簧组包括1个或多个v型弹簧，所述圆弧段密封圈包括圆弧段夹套和设于所述圆弧段夹套内的h型螺旋弹簧，所述过渡段密封圈包括过渡段夹套和设于所述过渡段夹套内的渐变式弹簧，所述渐变式弹簧包括依次交替设置的v型弹簧组和h型螺旋弹簧，所述渐变式弹簧靠近直线段密封圈一端的v型弹簧组中的v型弹簧数量大于靠近圆弧段密封圈一端的v型弹簧组中的v型弹簧数量，所述渐变式弹簧靠近直线段密封圈一端的h型螺旋弹簧的螺旋圈数小于靠近圆弧段密封圈一端的h型螺旋弹簧的螺旋圈数。
通过采用上述技术方案，直线段密封圈采用v型弹簧，圆弧段密封圈采用h型螺旋弹簧，过渡段密封圈采用渐变式弹簧，使密封圈本体在超低温的的环境下，其不同部位能够得到相应的弹力，避免密封圈本体收缩而产生向心应力损坏密封圈本体的问题。
进一步的，所述渐变式弹簧中相邻的v型弹簧组的v型弹簧数量从靠近直线段密封圈一端的至靠近圆弧段密封圈一端依次减少一个，直至减少至零个。
通过采用上述技术方案，v型弹簧组的弹力从靠近直线段密封圈一端的至靠近圆弧段密封圈一端逐渐减小。
进一步的，所述渐变式弹簧中相邻的h型螺旋弹簧的螺旋圈数从靠近圆弧段密封圈一端的至靠近直线段密封圈一端依次减少一个，直至减少至零个。
通过采用上述技术方案，h型螺旋弹簧的弹力从靠近圆弧段密封圈一端的至靠近直线段密封圈一端依次减小。
进一步的，所述直线段夹套一侧开设有横截面呈梯形的第一容纳槽，该第一容纳槽的梯形横截面长边为开口处，所述第一容纳槽的开口处两边相对设置有挡边，所述v型弹簧组设于所述第一容纳槽内，所述v型弹簧组的弯折端与所述第一容纳槽的底部相抵触，所述v型弹簧组的两端分别于两个所述挡边相抵触。
通过采用上述技术方案，v型弹簧组通过第一容容纳槽卡接在直线段夹套内，并通过挡边与v型弹簧的两端抵触，使v型弹簧卡接稳定。
进一步的，所述直线段夹套位于开口处的两侧外壁设有第一凸缘。
通过采用上述技术方案，直线段夹套的第一凸缘与压盖平面抵触，使直线段夹套与压盖压紧，提高密封性。
进一步的，所述圆弧段夹套一侧开设有横截面呈腰形的第二容纳槽，该第二容纳槽的两侧壁呈弧面，所述h型螺旋弹簧设于所述第二容纳槽内。
通过采用上述技术方案，h型螺旋弹簧的表面与第二容纳槽的弧面接触面较大，使h型螺旋弹簧的受力更加均匀。
进一步的，所述过渡段夹套侧面的宽度从靠近直线段密封圈一端至靠近圆弧段密封圈一端逐渐增大。
通过采用上述技术方案，由于过渡段夹套与直线段夹套连接的一端内卡接v型弹簧，而与圆弧段夹套连接的一端内卡接h型螺旋弹簧，v型弹簧与h型螺旋弹簧使过渡段夹套向外凸起的位置有所不同，为了保证过渡段密封圈密封位置的一致性，因此过渡段夹套的宽度从靠近直线段密封圈一端至靠近圆弧段密封圈一端逐渐增大。
进一步的，所述过渡段夹套位于开口处的两侧外壁设有第二凸缘。
通过采用上述技术方案，第二凸缘与压盖抵触，过渡段密封圈与压盖贴合紧密。
进一步的，所述密封圈本体呈圆角矩形。
通过采用上述技术方案，圆角矩形的密封圈本体为一种变截面密封圈，其包含了直线段密封圈、过渡段密封圈和圆弧密封圈。
综上所述，本发明具有以下有益效果：其为变截面的密封圈本体中直线段和圆角段提供了不同的弹力，并在直边段到圆弧段的过渡段提供了渐变式的弹力，解决了由于低温环境密封圈本体收缩而产生向心应力损坏密封圈本体的问题。
附图说明
图1是圆弧段密封圈和直线段密封圈的密封结构图；
图2是呈圆角矩形的密封圈本体的结构示意图；
图3是直线段夹套的结构示意图；
图4是v型弹簧组的结构示意图；
图5是直线段密封的结构示意图；
图6是圆弧段夹套的结构示意图；
图7是h型螺旋弹簧的结构示意图；
图8是圆弧段密封圈的结构示意图；
图9是渐变式弹簧的结构示意图；
图10是过渡段夹套的结构示意图；
图11是过渡段密封圈的结构示意图；
附图标记：1、密封圈本体；11、直线段密封圈；111、直线段夹套；1111、第一容纳槽；1112、挡边；1113、第一凸缘；112、v型弹簧组；1121、v型弹簧；12、圆弧段密封圈；121、圆弧段夹套；1211、第二容纳槽；122、h型螺旋弹簧；13、过渡段密封圈；131、过渡段夹套；1311、第二凸缘；132、渐变式弹簧。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例的技术方案进行描述。
如图1所示，是现有的圆弧段密封圈12和直线段密封圈11的密封结构示意图。本发明是针对变截面的密封圈本体1提出的设计。在本实施例中，如图2所示，密封圈本体1呈圆角矩形。而在其他可实施的实施例中，密封圈本体1也可以是其他具有圆角的多边形或该密封圈本体1由直线段、圆弧段和过渡段组成均可采用本发明所采用的结构。
结合图3至图5，是直线段密封圈11及其直线段夹套111和v型弹簧1121组112的结构示意图。
如图3所示，直线段夹套111的一侧开设有横截面呈梯形的第一容纳槽1111，该第一容纳槽1111的梯形横截面长边为开口处，第一容纳槽1111的开口处两边一体成型有相对挡边1112。开口处的两侧外壁一体成型有第一凸缘1113，通过第一凸缘1113使直线段夹套111两侧能够与压盖压紧。
如图4所示，v型弹簧1121组112由一个或多个v型弹簧1121连接而成，多个v型弹簧1121的两侧面分别在同一平面上。
如图5所示，v型弹簧1121组112卡接在直线段夹套111的第一容纳槽1111上，v型弹簧1121组112的弯折端与所述第一容纳槽1111的底部相抵触，v型弹簧1121组112的两端分别于两个挡边1112相抵触。从而使v型弹簧1121组112稳定的卡接在第一容槽内。
结合图6至图8，是圆弧段密封圈12及其圆弧段夹套121和h型螺旋弹簧122的结构示意图。
如图6所示，圆弧段夹套121的一侧开设有横截面呈腰形的第二容纳槽1211，该第二容纳槽1211的两侧壁呈弧面。
如图7所示是h型螺旋弹簧122。
如图8所示，h型螺旋弹簧122卡接在第二容纳槽1211内，h型螺旋弹簧122的外壁与第二容纳槽1211呈弧面的两侧壁大面积贴合，从而使h型螺旋弹簧122受力更加均匀，提高h型弹簧的抗压能力。
结合图9至图11是过渡段密封圈13及其过渡段夹套131和渐变式弹簧132的结构示意图。过渡段密封圈13连接于直线段密封圈11和圆弧段密封圈12之间，在过渡段夹套131收缩产生渐变的向心力时，渐变式弹簧132为过渡段夹套131提供渐变的弹力。
如图9所示，是渐变式弹簧132的结构示意图，在本实施例中，以v型弹簧1121组112中v型弹簧1121的最大数量为4个和h型螺旋弹簧122的最大圈数为4个为例。v型弹簧1121组112与h型螺旋弹簧122依次交替连接，且从一端开始v型弹簧1121组112中的v型弹簧1121数量从4个逐渐减少1个至只剩1个，而h型螺旋弹簧122的圈数从1个逐渐增加1个至4个。在其他实施例中，v型弹簧1121的最大数量及h型螺旋弹簧122的最大圈数可以更多或更少，并且它们递减或递增的数量可以大于1个。
如图10所示，由于过渡段夹套131与直线段夹套111连接的一端内卡接v型弹簧1121，而与圆弧段夹套121连接的一端内卡接h型螺旋弹簧122，v型弹簧1121与h型螺旋弹簧122使过渡段夹套131向外凸起的位置有所不同，为了保证过渡段密封圈13密封位置的一致性或者说密封位置衔接更加连贯，因此过渡段夹套131的宽度从靠近直线段密封圈11一端至靠近圆弧段密封圈12一端逐渐增大。过渡段夹套131位于开口处的两侧外壁设有第二凸缘1311，以使过渡段夹套131与两侧压盖抵紧。
如图11所示，渐变式弹簧132卡接在过渡段夹套131内形成过渡段密封圈13。过渡段密封圈13中，v型弹簧1121组112的v型弹簧1121数量多的一端或者说h型螺旋弹簧122数量少的一端，与直线段密封圈11连接。v型弹簧1121组112的v型弹簧1121数量少的一端或者说h型螺旋弹簧122数量多的一端，与圆弧段密封圈12连接。
工作原理：由于密封圈本体1是圆角矩形的，当它在低温环境下时，直线段夹套111、过渡段夹套131、和圆弧端夹套会产生不同大小的向心挤压力。而v型弹簧1121、渐变式弹簧132和h型螺旋弹簧122刚好提供了不同的弹力作用力来抵消向心挤压力，并且渐变式弹簧132提供的弹力从靠近直线段密封圈11的一端至靠近圆弧段密封圈12的一端是逐渐变大的，从而能够有效避免密封圈本体1的损伤。