一种密封结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种密封结构，用于第一密封面及第二密封面之间的密封。该密封结构包括密封圈，密封圈设于第一密封面的圆形凹槽内，密封圈的内侧设有衬垫，衬垫的外沿与圆形凹槽内壁形成容置密封圈的限位槽，密封圈在限位槽内被衬垫限位以将相对的第二密封面与第一密封面密封。该密封结构由于存在密封圈的限位结构——衬垫，衬垫的限位可以确保初始密封可靠。衬垫与两个密封面之间形成上下两个压力通道，在密封结构受压时将密封圈向密封面方向挤压，使得压力越大，密封圈与两个密封面接触越紧密，衬垫与凹槽配合形成的限位槽截面积比密封圈截面积大,两密封面之间的间隙(E)理论上可达到0，可用于超高压的可靠密封。
【专利说明】
一种密封结构
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及密封技术领域，特别涉及一种密封结构。
【背景技术】
[0002]O型圈密封是目前使用非常广泛的一种密封部件，一般通过将O型圈置于密封槽内以用于各行各业的机械部件或设备的密封。如图1A所示，O型圈一般为圆形，如图1B所示，其截面可以为圆型，也有截面为方形的，如图1C所示。依靠O型圈的弹性挤压在两个密封面上即可形成密封。如图2A所示，目前主要的密封方式之一(以下称为密封方式a)为在密封面2上的端面上放置密封圈3，而密封面I与密封面2相对将密封圈压紧实现密封，另一种密封方式(以下称为密封方式b)如图2B所示，这种方式下密封圈设置在密封面2端面上的凹槽内，然后密封面I与密封面2相对将密封圈压紧实现密封。密封方式a及密封方式b均为通过两个密封面对密封圈的压缩，使密封圈紧密的贴住密封面I和密封面2，从而形成密封。
[0003]参见图3A，其中，FA是密封圈的预应力，建立密封面的初始密封，FB是被密封流体的力，FB越大，挤压密封圈的力越大，FA也越大，从而与密封面贴合的越紧。密封方式a的受力情况可知，该密封方式存在以下缺陷:1.本密封方式的关键在于初始密封的建立;而初始密封的建立主要依赖于密封圈的回弹力。2.若初始密封建立失败，比如因为密封圈老化导致回弹力降低引起，后面的密封将生产下图所描述的现象。参见图3B、3C，其中，C处为初始密封点，该情况下密封方式a还存在以下缺陷:由于FA初始弹力减弱，密封面不是绝对光滑的平面，因此在C处导致密封失效；只要C处密封失效，流体便会形成压力通道，最终使Fe的合力大于FB的合力，导致FA力的方向从向密封面挤压变为相反，从而使密封完全失效;如果加大对密封圈的压缩量，短期内密封圈初始密封力增强，但长期密封圈变形更严重，回弹力更小;而且若A>B时，那么必然FOFB，则密封立刻失效。
[0004]参见图4A，密封方式bl为密封槽面积大于密封圈截面积，其为密封方式b的一种类型，这种情况下:由于有密封槽的限位，密封圈对密封面的预应力得到保障，初始密封(C处)更加可靠;流体压力越高，FB越大，由于有密封面D处的存在，FB力的方向是使密封圈变得更扁，再又有密封槽面积大于密封圈截面积，因此大压力时，密封圈可能完全被压入密封槽，密封将失效，此时如图4B所示。
[0005]参见图4C，密封方式b2为密封槽面积小于密封圈截面积，其为密封方式b的另一种类型，这种情况下:由于密封槽面积小于密封圈截面积，因此在上图第2种情况时，密封圈无处可走，密封不再失效;但是由于密封圈截面积大于密封槽面积，带来了以下问题:由于加工公差的问题，密封间隙E须设计得较大;若设计很小，会对加工精度要求很高；由于E较大，在密封预紧时预应力须有严格的要求，否则可能压坏密封圈；由于E较大，不能用于高压。压力越高须要求E越小。
[0006]综上可知，现有的密封圈的各种密封方式均会导致密封性不可靠的情况的发生，较不利于需要密封的产品的性能发挥。【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的在于提供一种密封结构，以解决现有的密封圈在密封时所造成的密封性不可靠的问题。
[0008]为实现上述目的，本实用新型提供了一种密封结构，用于第一密封面及第二密封面之间的密封，该密封结构包括密封圈，所述密封圈设于所述第一密封面的圆形凹槽内，所述密封圈的内侧设有衬垫，所述衬垫的外沿与所述圆形凹槽内壁形成容置所述密封圈的限位槽，所述密封圈在所述限位槽内被所述衬垫限位以将相对的所述第二密封面与所述第一密封面密封。
[0009]较佳地，所述限位槽的槽宽小于所述密封圈未被限位时的截面最大宽度。
[0010]较佳地，所述限位槽的截面面积大于所述密封圈的截面面积。
[0011]较佳地，所述衬垫的厚度小于所述圆形凹槽的深度，以形成上下两个压力通道。
[0012]较佳地，所述衬垫浮动于所述圆形凹槽内且与所述密封圈内侧相抵接，用于对密封圈的压缩变扁进行限位。
[0013]较佳地，所述密封圈为O型密封圈，所述O型密封圈的截面形状为圆形或方形。
[0014]本密封结构的具有如下有益效果:
[0015]1.相对于图2A所示的密封方式a来说，由于存在密封圈的限位结构一一衬垫，衬垫的限位可以确保初始密封可靠；
[0016]2.相对于图4A所示的密封方式bl来说，压力越大，密封圈不会被压扁，衬垫与凹槽配合形成的限位槽以及上下两个压力通道，可使得密封圈与两个密封面挤压的更紧；
[0017]3.相对于图4B所示的密封方式b2来说，衬垫与凹槽配合形成的限位槽截面积比密封圈截面积大，因此E(两个密封面间的距离)在理论上可以做到0，从而可以用于超高压的可靠密封。
【附图说明】
[0018]图1A为现有的O型密封圈正面结构图；
[0019]图1B为现有的一种O型密封圈的截面不意图；
[0020]图1C为现有的另一种0型密、封圈的截面不意图；
[0021 ]图2A为现有的基于O型密封圈的密封方式a的示意图；
[0022]图2B为现有的基于O型密封圈的密封方式b的示意图；
[0023]图3A为现有的密封方式a的密封圈整体受力分析图；
[0024]图3B为现有的密封方式a的密封圈局部受力分析图；
[0025]图3C为现有的密封方式a的密封圈加大受力时的局部受力分析图；
[0026]图4A为现有的密封方式bl的密封圈受力分析图；
[0027]图4B为现有的密封方式bl的密封圈失效分析图；
[0028]图4C为现有的密封方式b2的密封圈受力分析图；
[0029]图5为本实用新型优选实施例提供的密封结构示意图；
[0030]图6为本实用新型优选实施例提供的密封圈受力示意图。
【具体实施方式】
[0031]为更好地说明本实用新型，兹以一优选实施例，并配合附图对本实用新型作详细说明，具体如下:
[0032]如图5所示，本实施例提供的密封结构用于密封面I及密封面2之间的密封，该密封结构包括:密封圈51及衬垫52，其中，密封圈51设置于密封面2内的圆形凹槽21内。本实施例中的密封圈51为O型密封圈，其中，衬垫52为与密封圈51的内圈壁相配合的圆形片状结构，该结构的衬垫52与圆形凹槽21配合形成容置密封圈51的限位槽，密封圈51在限位槽内被衬垫52限位以将相对的密封面I与密封面2密封。此时，图中的密封圈51及两个密封面使得密封面2及衬垫52的中心孔处形成密封介质压力通道53，其中，X为密封时密封圈的横截面的宽度(也即限位槽的宽度)，Y为密封时密封圈的横截面的高度(也即本实施例中限位槽的高度)。
[0033]本实施例中，限位槽的截面面积大于密封圈的截面面积。
[0034]如图6所示，该密封结构的密封原理如下:
[0035]密封圈51内圈侧的衬垫可以对密封状态下密封圈的压缩变扁进行限位，即限制密封圈于限位槽内，而不会出现如图2A所示的密封圈被无限制压扁的情况。由于FB(介质压力)从衬垫上下方向同时导入并施加在密封圈的内圈侧，因此FB上下方向的力被抵消，最终合力是将密封圈向左推，使密封圈(特别是上下两处与密封圈相接触处)对密封面越贴越紧。本实施例的限位槽的截面面积(即图5中的X*Y)比密封圈截面积大，因此密封间隙E可以做得很小甚至为0，通过限位槽的挤压依然可以实现密封圈与两个密封面的紧密接触，可以用于高压密封，密封效果较好。
[0036]当然，在其他优选实施例中，限位槽的截面面积也可设为比密封圈截面积小，例如，将限位槽的槽宽设为小于密封圈51未被限位时压缩到限位槽高度(Y)后的截面最大宽度。而凹槽深度也小于密封圈未压缩(或限位)状态下的高度，此时，密封圈在限位槽内受挤压程度更高，两个密封面间的密封性能更好。
[0037]在本实用新型的一个优选实施例中，衬垫的厚度小于上述的圆形凹槽的深度，以形成上下两个压力通道。即当衬垫厚度小于凹槽深度时，恰好使得衬垫可悬浮于凹槽内，其上部及下部分别与密封面I和密封面2相分离而不接触，但却与密封圈的内圈相抵。
[0038]在本实用新型的一个优选实施例中，所述衬垫浮动于所述圆形凹槽内且与所述密封圈内侧相抵接，用于对密封圈的压缩变扁进行限位。也即浮动的密封衬垫与第一密封面和第二密封密封面之间并未形成密封，而是要处于非密封状态使得密封圈的上下两个密封通道能够形成。
[0039]在本实用新型的一个优选实施例中，所述密封圈为O型密封圈，所述O型密封圈的截面形状为圆形或方形。
[0040]在本实用新型的衬垫材料也可以设为任何材料，只要能够满足对密封圈进行限位，和与被密封的介质兼容不被腐蚀以及兼容密封介质的温度，防止密封圈被无限制地压扁即可。
[0041]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，对本实用新型所做的变形或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种密封结构，用于第一密封面及第二密封面之间的密封，其特征在于，该密封结构包括密封圈，所述密封圈设于所述第一密封面的圆形凹槽内，所述密封圈的内侧设有衬垫，所述衬垫的外沿与所述圆形凹槽内壁形成容置所述密封圈的限位槽，所述密封圈在所述限位槽内被所述衬垫限位以将相对的所述第二密封面与所述第一密封面密封。2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述限位槽的槽宽小于所述密封圈未被限位时的截面最大宽度。3.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述限位槽的截面面积大于所述密封圈的截面面积。4.根据权利要求1至3任意一项所述的密封结构，其特征在于，所述衬垫的厚度小于所述圆形凹槽的深度，以形成上下两个压力通道。5.根据权利要求1至3任意一项所述的密封结构，其特征在于，所述衬垫浮动于所述圆形凹槽内且与所述密封圈内侧相抵接，用于对密封圈的压缩变扁进行限位。6.根据权利要求1至3任意一项所述的密封结构，其特征在于，所述密封圈为O型密封圈，所述O型密封圈的截面形状为圆形或方形。
【文档编号】F16J15/06GK205689755SQ201620447797
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年5月17日 公开号201620447797.4, CN 201620447797, CN 205689755 U, CN 205689755U, CN-U-205689755, CN201620447797, CN201620447797.4, CN205689755 U, CN205689755U
【发明人】胡鹏
【申请人】上海奇正信息电子科技有限公司