CN113757370A - 双作用孔用u型低阻尼密封圈 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双作用孔用U型低阻尼密封圈，包括密封圈本体，密封圈本体上设置有凹槽，凹槽的两侧分别设置有一个环状的槽肩，槽肩上设置有自其外侧边沿向其内侧边沿倾斜延伸的斜面，槽肩内侧边沿的外径大于孔的内径；槽肩外侧边沿的外径小于或等于孔的内径；使用时，液压油从槽肩外侧边沿与孔配合面之间的小缝隙施加压力，使得槽肩的外周面发生变形并与孔配合面之间形成小缝隙通道，液压油进入到凹槽内，液压油通过凹槽的内弧面对密封圈本体施加压力，使其产生变形且其两个侧面和外周面压紧在密封圈安装槽的内壁上，另一侧的槽肩处由于内侧压力大于外侧压力，其内侧边沿被压紧在孔的内壁上，所以液压油无法从该侧流出，实现密封。

Description

双作用孔用U型低阻尼密封圈
技术领域
本发明涉及一种密封圈，尤其涉及一种双作用孔用U型低阻尼密封圈。
背景技术
液压用密封圈广泛应用于管道、压力容器等场合，传统的密封圈在密封贴合面接触面积较大，高速移动时产生很大的阻力，容易出现扭曲和翻转，容易造成泄漏，较大的摩擦力会使密封圈工作时造成很大磨损，减少使用寿命。而接触面积小的密封圈虽然摩擦阻力小，但密封效果差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种密封效果好、阻尼面积小、阻尼力小、且有微变形补偿作用、在高速运动过程中不会扭曲和翻转的双作用孔用U型低阻尼密封圈。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：双作用孔用U型低阻尼密封圈，包括安装在被密封孔内的环状密封圈本体，所述密封圈本体的外周面上设置有环状的凹槽，所述凹槽的两侧分别设置有一个环状的槽肩，所述槽肩上设置有自其外侧边沿向其内侧边沿倾斜延伸的斜面，所述槽肩内侧边沿的外径大于所述孔的内径；所述槽肩外侧边沿的外径小于或等于所述孔的内径。
作为一种优选的技术方案，所述凹槽的内表面为圆弧状表面。
作为一种优选的技术方案，所述凹槽的内表面为多个连续折面组成的类圆弧状表面。
作为一种优选的技术方案，未安装状态下，所述槽肩的环状外表面与所述孔的内表面之间形成5°～20°的夹角。
安装状态下，所述槽肩的环状外表面与所述孔的内表面压靠在一起，且两者的压靠接触面外沿具有狭小缝隙，所述狭小缝隙的长度为所述压靠接触面长度的5％～20％。
作为一种优选的技术方案，所述凹槽设置在所述密封圈本体外周面的中央。
作为一种优选的技术方案，所述密封圈本体一侧或两侧的安装槽内安装有用于消除间隙的环状挡圈。
由于采用了上述技术方案，双作用孔用U型低阻尼密封圈，包括安装在被密封孔内的环状密封圈本体，所述密封圈本体的外周面上设置有环状的凹槽，所述凹槽的两侧分别设置有一个环状的槽肩，所述槽肩上设置有自其外侧边沿向其内侧边沿倾斜延伸的斜面，所述槽肩内侧边沿的外径大于所述孔的内径；所述槽肩外侧边沿的外径小于或等于所述孔的内径；使用时，液压油从槽肩外侧边沿与孔配合面之间的小缝隙施加压力，使得槽肩的外周面发生变形并与孔配合面之间形成小缝隙通道，液压油通过小缝隙通道进入到凹槽内，液压油储满凹槽并通过凹槽的内弧面对密封圈本体施加压力，使得密封圈本体产生变形且其两个侧面和外周面压紧在密封圈安装槽的内壁上，另一侧的槽肩处由于内侧压力大于外侧压力，其内侧边沿被压紧在孔的内壁上，所以液压油无法从该侧流出，实现密封；当另一侧过来液压油时，密封原理相同。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明实施例凹槽的内表面为圆弧面的结构示意图；
图2是本发明实施例凹槽的内表面为多个连续折面的结构示意图；
图3是图1中的I处放大图；
图4是本发明实施例的组装示意图；
图5是本发明实施例的安装状态示意图，第二槽肩的内环斜面压紧在轴的配合面上；
图6是本发明实施例密封状态液压油流动状态示意图；
图7是本发明实施例过油状态液压油流动状态示意图；
图8是本发明实施例环状凹槽的内表面为多个连续折面的结构示意图；
图9是本发明实施例应用到液压缸活塞处的结构示意图；
图中：1-封圈本体；2-凹槽；3-槽肩；4-挡圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1和图3所示，双作用孔用U型低阻尼密封圈，包括安装在被密封孔内的环状密封圈本体1，所述密封圈本体1的外周面上设置有环状的凹槽2，所述凹槽2的两侧分别设置有一个环状的槽肩3，所述槽肩3上设置有自其外侧边沿向其内侧边沿倾斜延伸的斜面，所述槽肩3内侧边沿的外径大于所述孔的内径；所述槽肩3外侧边沿的外径小于或等于所述孔的内径。所述凹槽2设置在所述密封圈本体1外周面的中央。
所述凹槽2的内表面为圆弧状表面。
如图3和图4所示，未安装状态下，所述槽肩3的环状外表面与所述孔的内表面之间形成5°～20°的夹角β，在图4中，所述槽肩3未被压缩变形的话，会存在一部分结构与装配部件产生干涉，图4中采用虚线表示干涉部分，此处这样处理只是为了展示所述槽肩3组装前后的形态对比，图5示出了安装状态下的结构形态。
如图5所示，安装状态下，所述槽肩3的环状外表面与所述孔的内表面压靠在一起，且两者的压靠接触面外沿具有狭小缝隙，所述狭小缝隙的长度为所述压靠接触面长度的5％～20％。
所述密封圈本体1一侧或两侧的安装槽内安装有用于消除间隙的环状挡圈4，如图9所示。
如图2和8所示，所述凹槽2的内表面为多个连续折面组成的类圆弧状表面。密封圈材料使用中软聚四氟乙烯或中硬丁晴橡胶。
本双作用孔用U型低阻尼密封圈的结构特点：
1.双作用孔用U型低阻尼密封圈是双向密封结构。如图6和图7所示，密封圈两侧压力油均可以进入密封圈凹槽2，但凹槽2内压力油无法从进油另一侧流出，凹槽2内油压可以实现密封圈所有连接面的可靠压紧。
在图6和图7中，密封圈两侧的装配面画有较宽的间隙，此处是为了清楚表达液压流向而做的放大处理，实物中，密封圈两侧的装配面间隙非常小。
2.密封圈外侧油压足够时，双作用孔用U型低阻尼密封圈可以实现压力油进入密封圈凹槽2。密封圈两侧槽肩3的外周面呈倾斜角度设计，可以实现压力油从密封圈外侧进入内侧凹槽2。凹槽2的设计可以存储压力油，保证稳定密封。
3.密封圈外侧槽肩3的一定角度斜面设计，可以保证压力油顺利从外侧进入凹槽2内，但无法从凹槽2内流出。外侧压力油在斜面外侧边沿处施加压力，使密封圈接触面产生缝隙通道，液压油进入凹槽2内。凹槽2内油压确保压紧以后，凹槽2内侧的贴合力大于外侧贴合力，实现可靠密封。
4.凹槽2和槽肩3外周面的斜面设计组成稳定密封。凹槽2内的压力使整个凹槽2沿曲面方向变形，变形力一方面使凹槽2压紧密封圈本体1两个侧面和内周面，同时变形力产生的微变形使密封圈的两个倾斜侧面压紧，压紧力产生的微变形使密合面产生一定的压力，使得密封圈与所有接触面均产生压紧力。
5.双作用孔用U型低阻尼密封圈的密封贴合面宽度较小，运动时阻力小，同时产生的贴合力比其他常用密封圈小。
6.采用凹槽2设计密封圈，在凹槽2内对密封圈本体1的两个侧面和内周面均可以压紧，这种方式使密封圈在高度移动时不会扭曲或翻转，同时密封圈两侧槽肩3设计为上窄下宽结构，也保证了密封圈不会扭曲或翻转。
7.凹槽2设计可以为圆弧状、多个连续折面组成的类圆弧状表面，均能达到良好的密封效果。
8.密封圈两侧槽肩3梯形设计，可以有效支撑贴合面紧密贴合，实现可靠密封。
9.密封圈内侧深凹槽2密封设计，保证压力油将密封圈接触面压紧，可以达到很好的密封效果，实现稳定密封。压力油从一侧进入凹槽2内，凹槽2内保持一定的压力，油压可靠地将密封圈进油另一侧紧紧贴在接触面，实现稳定密封，密封原理与常规不同
10.密封圈的两侧与其安装槽之间的轴向缝隙为小间隙配合的状态，如果间隙较大时，使用与配合面无间隙的聚四氟乙烯挡圈4，防止高压油将密封圈挤进配合间隙内，降低密封圈密封效果或损坏密封圈。
11.与常规密封圈使用时的区别：斜面槽肩3一侧增加无间隙挡圈4以保证密封圈两外侧面无压力油，使凹槽2内压力油达到很好的密封效果，常规密封圈必须保证外侧油压压紧。
工作原理：
以本密封圈安装到活塞上为例进行说明，如图9所示，轴向左移动，低阻尼密封圈左侧倾斜面部分与上部接触面积较小，液压油在压力作用下压下槽肩3的倾斜面，产生小的缝隙通道，使油进入密封圈凹槽2，凹槽2内液压油体积不变，由于密封圈右侧槽肩3也为斜面设计，进入凹槽2内具有一定压力的液压油将所有密封圈接触面压紧，液压油无法从右侧流出；同理，轴向右移动，低阻尼密封圈右侧倾斜面部分与上部接触面积较小，液压油在压力作用下压下槽肩3倾斜面，产生小的缝隙，使油进入密封圈凹槽2，凹槽2内液压油体积不变，由于密封圈左侧槽肩3也为斜面设计，进入凹槽2内具有一定压力的液压油将所有密封圈接触面压紧，液压油无法从右侧流出。这样，密封圈两侧均能实现稳态密封。
在图9中，密封圈两侧均安装有用于消除缝隙的挡圈4。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.双作用孔用U型低阻尼密封圈，其特征在于：包括安装在被密封孔内的环状密封圈本体，所述密封圈本体的外周面上设置有环状的凹槽，所述凹槽的两侧分别设置有一个环状的槽肩，所述槽肩上设置有自其外侧边沿向其内侧边沿倾斜延伸的斜面，所述槽肩内侧边沿的外径大于所述孔的内径；所述槽肩外侧边沿的外径小于或等于所述孔的内径。
2.如权利要求1所述的双作用孔用U型低阻尼密封圈，其特征在于：所述凹槽的内表面为圆弧状表面。
3.如权利要求1所述的双作用孔用U型低阻尼密封圈，其特征在于：所述凹槽的内表面为多个连续折面组成的类圆弧状表面。
4.如权利要求1所述的双作用孔用U型低阻尼密封圈，其特征在于：未安装状态下，所述槽肩的环状外表面与所述孔的内表面之间形成5°～20°的夹角。
5.如权利要求1所述的双作用孔用U型低阻尼密封圈，其特征在于：安装状态下，所述槽肩的环状外表面与所述孔的内表面压靠在一起，且两者的压靠接触面外沿具有狭小缝隙，所述狭小缝隙的长度为所述压靠接触面长度的5％～20％。
6.如权利要求1所述的双作用孔用U型低阻尼密封圈，其特征在于：所述凹槽设置在所述密封圈本体外周面的中央。
7.如权利要求1至6任一权利要求所述的双作用孔用U型低阻尼密封圈，其特征在于：所述密封圈本体一侧或两侧的安装槽内安装有用于消除间隙的环状挡圈。
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