專利名稱：一種軸向真空動密封圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸向動密封用密封圈，尤其適用于管道粗糙表面的真空軸向動密封。
背景技術(shù)：
目前可應(yīng)用于軸向動密封的密封方式有多種，按其工作原理可分為非接觸式動密 封與接觸式動密封。 縫隙密封是非接觸式動密封的一種典型形式，是通過密封介質(zhì)的粘性在通過縫隙 時產(chǎn)生阻力達到密封目的，該種密封方式適用于密封容器內(nèi)外壓差不大的密封場合，應(yīng)用 于真空容器的動密封難于實現(xiàn)。
接觸式軸向動密封是依靠溝槽對密封件的預(yù)壓力，使密封件在密封表面上產(chǎn)生較 大的壓力，再結(jié)合密封容器的內(nèi)外壓差而達到密封目的，可使密封容器達到真空狀態(tài)。適用 于軸向動密封的接觸式密封有液體潤滑與自潤滑兩種方式。液體潤滑方式中，潤滑物質(zhì)一 方面減少軸表面與密封件間的摩擦，另一方面可填充接觸區(qū)內(nèi)微觀凹凸不平的溝槽，防止 大氣泄露至真空腔中，密封圈可采用0型、J型或J0組合，該種密封方式要求密封件與軸表 面間在相對滑動時產(chǎn)生油膜，因此要求軸表面的粗糙度值不高于Ra3. 2 ;自潤滑是借助具 有自潤滑性能的材料如氟塑料作為密封件的材料，工作時密封件壓緊在密封表面上達到密 封的目的，要求密封軸表面的粗糙度值不高于RaO. 8。 對未加工粗糙表面或粗糙度值高于Ra3. 2的軸表面與真空容器間的軸向動密封， 上述幾種密封方式中，因密封表面與密封件間是相對滑動的，會對密封件產(chǎn)生劇烈磨損，故 均不適用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于管道粗糙表面的真空軸向動密封的一種軸向 真空動密封圈。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 由通過彈簧芯5串聯(lián)起來的若干個密封滾子組成，所述的密封滾子由橡膠套1、滾 子外套2、軸承3、滾子內(nèi)套4和彈簧芯5組成，橡膠套1包裹在滾子外套2外面，兩個軸承 3裝在滾子外套2和滾子內(nèi)套4之間。 本發(fā)明為解決工業(yè)生產(chǎn)中粗糙表面的軸向真空動密封問題，提供了一種彈性骨架 (彈簧芯)軸向動密封圈，該密封圈在工作時，與密封粗糙表面間產(chǎn)生純滾動，與密封溝槽 光滑側(cè)壁間產(chǎn)生相對滑動，所以稱其為"滾滑式動密封圈"。 工作時將密封圈套在需密封的管道外表面上，在彈簧芯5的預(yù)緊力和大氣壓的作 用下密封圈緊貼在真空腔壁和管道壁上使真空腔與外界空氣隔離。真空腔壁與密封圈接觸 處(密封溝槽側(cè)壁)可加工成光滑表面，當管道運動時管道粗糙表面與密封圈之間存在較 大的摩擦力，而真空腔壁與密封圈之間的摩擦力很小，密封圈隨著管道的前進而發(fā)生翻滾，由于大氣壓的作用，密封圈發(fā)生滾動的同時緊貼在真空腔壁和管道壁上使空氣無法進入真 空腔，實現(xiàn)運動過程的密封。在動密封過程中，每個密封滾子的運動都是相互獨立的，當管 道出現(xiàn)凹凸不平，而使各個滾子需要不同的翻滾速度時，可通過密封滾子之間的相對滑動 來保證密封圈不發(fā)生扭曲。彈簧芯5使密封滾子之間產(chǎn)生軸向力，互相壓緊使橡膠套1產(chǎn) 生的軸向預(yù)變形，在所密封管道外徑發(fā)生公差內(nèi)的變化時，依靠該預(yù)變形彌補密封圈在圓 周上的增長，而不至于相鄰滾子間出現(xiàn)間隙發(fā)生泄露。橡膠套1緊緊的包裹在密封滾子外 圍，它與真空腔壁，管道壁以及密封滾子之間相互接觸隔絕空氣。彈簧芯5兩頭做成掛鉤， 可采用若干個彈簧芯5，通過掛鉤使其首尾相連如圖4所示，構(gòu)成封閉圓形。
本發(fā)明的優(yōu)點為實現(xiàn)了粗糙表面的軸向真空動密封；密封圈采用若干個串聯(lián)的 密封滾子組成，相鄰滾子間可相對轉(zhuǎn)動，可防止出現(xiàn)整體式密封圈在管道表面滾動時產(chǎn)生 的扭曲現(xiàn)象；當某個密封滾子失效時，只更換失效的滾子即可，降低使用成本；由于采用了 彈簧芯的結(jié)構(gòu)，該密封圈可適用于密封表面直徑在較大公差范圍內(nèi)的變化；密封圈與粗糙 表面間產(chǎn)生純滾動，避免了對密封圈的較大磨損；將彈簧芯由拉簧改為壓簧，該密封圈也可 用于管道內(nèi)表面的軸向真空動密封。


圖1 :是密封圈外觀圖； 圖2 :是密封圈中的一個密封滾子結(jié)構(gòu)圖； 圖3 :是密封滾子被串聯(lián)在彈簧芯上的剖視圖； 圖4 :是串聯(lián)密封滾子后的封閉彈簧芯接口圖； 圖5 :是本發(fā)明的一個密封應(yīng)用結(jié)構(gòu)簡圖，其中I、 II、 III分別為三個密封滾子； 圖6 :是圖5的A-A截面圖，其中11為密封滾子、12為管道壁、13為真空腔壁。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述 結(jié)合圖1和圖2.本發(fā)明主要由橡膠套1、滾子外套2、軸承3、滾子內(nèi)套4、彈簧芯 5組成。橡膠套1包裹在滾子外套2外面起密封作用。滾子外套2和滾子內(nèi)套4之間裝有 兩個軸承3。由橡膠套1、滾子外套2、兩個軸承3和滾子內(nèi)套4組成一個基本運動單元—— 密封滾子。通過彈簧芯5把若干個密封滾子串聯(lián)起來組成密封圈。 將密封滾子用彈簧芯串聯(lián)起來，并使密封滾子產(chǎn)生軸向預(yù)變形，如圖3所示。彈簧 芯可采用若干個兩端帶掛鉤的拉簧組成，相鄰拉簧間通過掛鉤聯(lián)接，如圖4所示。根據(jù)所需 密封表面的直徑，確定所需密封滾子的數(shù)目和彈簧芯的長度，彈簧芯封閉后形成的密封圈 如圖l所示。將裝配好的密封圈套在管道上，如圖5所示，彈簧芯具有很大的彈性將密封滾 子軸向擠壓在一起，實現(xiàn)密封滾子之間的密封，同時在彈簧芯的作用下，密封滾子壓緊管道 表面產(chǎn)生變形，同時與真空壁接觸，如圖6所示。當真空腔空氣被排出形成真空時，在大氣 壓的作用下密封圈與管道壁接觸處進一步變形，同時和真空腔壁接觸處也產(chǎn)生變形，實現(xiàn) 真空腔和外界的密封。
當管道運動時的密封 如圖6所示，當管道向右側(cè)運動時，粗糙管道壁對密封滾子施加向右側(cè)的摩擦力，光滑真空壁對密封滾子接觸處產(chǎn)生的摩擦阻力很小，此時密封滾子在摩擦力的作用下逆時
針翻滾，產(chǎn)生與管道壁間的純滾動和與真空腔壁間的滑動，從而實現(xiàn)了管道壁和真空腔的
軸向真空動密封，當需要相鄰密封滾子的轉(zhuǎn)速不同時，在彈簧芯的預(yù)緊力作用下，密封滾子
之間實現(xiàn)相對滑動，保持密封功能，從而實現(xiàn)了整個運動過程的完全動密封。
當管道向左運動時，在摩擦力的作用下，密封滾子和真空壁之間產(chǎn)生滑動，和管道
壁之間產(chǎn)生純滾動。大氣壓把密封滾子壓緊在真空腔壁和管道壁上，順時針翻滾，密封滾子
之間存在彈簧芯的預(yù)緊力作用，從而實現(xiàn)了動密封。
權(quán)利要求
一種軸向真空動密封圈，由通過彈簧芯(5)串聯(lián)起來的若干個密封滾子組成，其特征是所述的密封滾子由橡膠套(1)、滾子外套(2)、軸承(3)、滾子內(nèi)套(4)和彈簧芯(5)組成，橡膠套(1)包裹在滾子外套(2)外面，兩個軸承(3)裝在滾子外套(2)和滾子內(nèi)套(4)之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸向真空動密封圈，其特征是所述的彈簧芯(5)是拉簧。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸向真空動密封圈，其特征是所述的彈簧芯(5)是壓簧。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種軸向真空動密封圈。由通過彈簧芯(5)串聯(lián)起來的若干個密封滾子組成，所述的密封滾子由橡膠套(1)、滾子外套(2)、軸承(3)、滾子內(nèi)套(4)和彈簧芯(5)組成，橡膠套(1)包裹在滾子外套(2)外面，兩個軸承(3)裝在滾子外套(2)和滾子內(nèi)套(4)之間。本發(fā)明實現(xiàn)了粗糙表面的軸向真空動密封；可防止出現(xiàn)整體式密封圈在管道表面滾動時產(chǎn)生的扭曲現(xiàn)象；當某個密封滾子失效時，只更換失效的滾子即可，降低使用成本；該密封圈可適用于密封表面直徑在較大公差范圍內(nèi)的變化；密封圈與粗糙表面間產(chǎn)生純滾動，避免了對密封圈的較大磨損。
文檔編號F16J15/16GK101737496SQ201010032419
公開日2010年6月16日 申請日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月6日
發(fā)明者劉剛, 劉少剛, 呂建偉, 周杰, 安進華, 徐建偉, 汪溢, 王士成, 鄧波, 郝廣平 申請人:哈爾濱工程大學