弹性密封结构

本申请涉及密封，尤其涉及一种弹性密封结构。

背景技术：

1、弹簧蓄能密封圈是一种性能优异的弹性密封结构，在超高温、超低温、腐蚀介质工况及超高压工况具有广泛的应用前景。

2、弹簧蓄能密封圈主要包括由开口的柔性密封套和装在开口内的周向弹簧组成，其中柔性密封套采用对温度敏感的聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，简称ptfe)材料制作。该柔性密封套在高温下显著软化，刚度大幅下降，会导致密封力显著下降；而在低温下显著硬化，刚度大幅上升，密封力显著提高，导致柔性密封套磨损严重。

3、因此，利用上述弹簧蓄能密封圈进行密封时，其密封性能受温度影响较大，在极端高、低温下，弹簧蓄能密封圈存在失效的风险，限制了弹簧蓄能密封圈在宽域高低温工况下的应用。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请实施例提供一种弹性密封结构，其能够降低在极端高、低温下，柔性密封套的密封失效风险，提升弹簧蓄能密封圈在宽域高低温工况下的应用范围。

2、为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：

3、本申请实施例提供了一种弹性密封结构，包括柔性密封套及弹性组件；所述柔性密封套包括呈环状的本体，所述本体沿其周向设置有容置槽，并形成相对设置的第一密封边和第二密封边；所述弹性组件至少包括层叠且结合在一起的第一弹片和第二弹片，所述第一弹片和所述第二弹片的热膨胀系数不同；所述弹性组件配置为封闭的空心环状结构，沿所述本体的周向，所述弹性组件嵌设在所述容置槽内；所述弹性组件与部分所述第一密封边和部分所述第二密封边接触，并调整所述第一密封边、第二密封边与被密封体之间的密封力。

4、在一种可选的实施例中，所述第一弹片的热膨胀系数小于所述第二弹片的热膨胀系数；所述第一弹片设置于所述第二弹片的一侧，且所述容置槽的内壁部分贴合。

5、在一种可选的实施例中，所述第一弹片和所述第二弹片分别配置为板状结构；所述第一弹片和所述第二弹片层叠设置并卷绕成一螺旋体，所述螺旋体的首尾相连并形成所述封闭的空心环状结构。

6、在一种可选的实施例中，所述第一弹片和所述第二弹片分别配置为板状结构；所述第一弹片和所述第二弹片层叠设置并卷绕成一筒体，且所述筒体的首尾相连并形成所述封闭的空心环状结构。

7、在一种可选的实施例中，所述第二弹片在所述第一弹片上的投影，与所述第一弹片重合。

8、在一种可选的实施例中，所述本体还包括根部；所述第一密封边和所述第二密封边相对设置于所述本体上，并围成所述容置槽，所述容置槽的槽口与所述根部相对；所述容置槽及其所述槽口与所述弹性组件配合设置，且使所述弹性组件嵌设至所述容置槽内。

9、在一种可选的实施例中，所述容置槽的截面整体呈u型状；沿所述容置槽的槽深方向，所述容置槽的槽径由所述根部至所述槽口的方向，先变大后变小。

10、在一种可选的实施例中，沿所述容置槽的槽深方向，所述第一密封边、所述第二密封边的中间部分与被密封体接触，并形成密封面。

11、在一种可选的实施例中，所述第一密封边、所述第二密封边的靠近所述槽口的位置向内侧聚拢，且与所述被密封体不接触。

12、在一种可选的实施例中，所述第一弹片和所述第二弹片分别配置为热膨胀系数不同的条状金属片。

13、与相关技术相比，本申请实施例提供的弹性密封结构，具有以下优点：

14、本申请实施例提供的弹性密封结构，其柔性密封套内设置有弹性组件，且弹性组件至少与部分第一密封边和部分第二密封边接触。弹性组件至少包括层叠且结合在一起的第一弹片和第二弹片，由于第一弹片和第二弹片的热膨胀系数不同，当弹性组件的温度变化时，两者之间变形量不同，导致弹性组件外扩或者收缩，从而调整第一密封边、第二密封边与被密封体之间的密封力。

15、当柔性密封套处于高温环境时，第一弹片和第二弹片的变形量(膨胀量)不同，会使弹性组件发生扩张，以增大第一密封边、第二密封边与被密封体之间的密封力，以弥补由于柔性密封套因高温软化导致的接触压力下降的问题。

16、反之，当柔性密封套处于低温环境时，第一弹片和第二弹片的变形量不同，会使弹性组件发生收缩，以减小第一密封边、第二密封边与被密封体之间的密封力，以改善由于柔性密封套因低温硬化而导致的接触压力变大的问题，以缓解因密封力过大而柔性密封套的摩擦力变大所导致磨损的问题。

17、相关技术中弹簧蓄能密封圈的柔性密封套在高温下显著软化，材料刚度大幅下降，会导致密封力显著下降，以及在低温下显著硬化，刚度大幅上升，密封力显著提高，导致柔性密封套的磨损严重。因此，在极端高、低温下，弹簧蓄能密封圈存在失效的风险。

18、然而，本申请实施例提供的弹性密封结构，其在柔性密封套内设置弹性组件，弹性组件能够随着温度变化，自适应调整其变形，进而对柔性密封套与被密封体之间的密封力进行调整，以使柔性密封套的密封能力保持稳定，能够降低在极端高、低温环境下，柔性密封套的密封失效风险，提升弹簧蓄能密封圈在宽域高低温工况下的应用范围。

19、除了上面所描述的本公开实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本公开实施例提供的弹性密封结构所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种弹性密封结构，其特征在于，包括柔性密封套及弹性组件；

2.根据权利要求1所述的弹性密封结构，其特征在于，所述第一弹片的热膨胀系数小于所述第二弹片的热膨胀系数；

3.根据权利要求2所述的弹性密封结构，其特征在于，所述第一弹片和所述第二弹片分别配置为板状结构；

4.根据权利要求2所述的弹性密封结构，其特征在于，所述第一弹片和所述第二弹片分别配置为板状结构；

5.根据权利要求1所述的弹性密封结构，其特征在于，所述第二弹片在所述第一弹片上的投影，与所述第一弹片重合。

6.根据权利要求1所述的弹性密封结构，其特征在于，所述本体还包括根部；

7.根据权利要求6所述的弹性密封结构，其特征在于，所述容置槽的截面整体呈u型状；

8.根据权利要求7所述的弹性密封结构，其特征在于，沿所述容置槽的槽深方向，所述第一密封边、所述第二密封边的中间部分与被密封体接触，并形成密封面。

9.根据权利要求8所述的弹性密封结构，其特征在于，所述第一密封边、所述第二密封边的靠近所述槽口的位置向内侧聚拢，且与所述被密封体不接触。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的弹性密封结构，其特征在于，所述第一弹片和所述第二弹片分别配置为热膨胀系数不同的条状金属片。

技术总结
本申请提供一种弹性密封结构，涉及密封技术领域，用于解决在极端高、低温下，弹簧蓄能密封圈存在失效风险的技术问题，该弹性密封结构包括柔性密封套及弹性组件；柔性密封套包括呈环状的本体，本体沿其周向设置有容置槽，并形成相对设置的第一密封边和第二密封边；弹性组件至少包括层叠且结合在一起的第一弹片和第二弹片，第一弹片和第二弹片的热膨胀系数不同；弹性组件配置为封闭的空心环状结构，沿本体的周向，弹性组件嵌设在容置槽内；弹性组件与部分第一密封边和部分第二密封边接触，并调整第一密封边、第二密封边与被密封体之间的密封力。本申请提供弹性密封结构用于对转动轴及密封座进行密封。

技术研发人员：郭飞,张帆,陈升山,王鹏兵,唐铖,贾晓红
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21