壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本涉及一種適用于氣體或液體在高壓環(huán)境下的密封結(jié)構(gòu)，特指一種壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)，其由配合插接的插桿及閥體構(gòu)成，所述插桿上開(kāi)有密封槽，該密封槽內(nèi)設(shè)置有在高壓環(huán)境下使用的密封圈，所述插桿與閥體通過(guò)密封圈密封，其中，所述密封圈與密封槽間隙配合，密封圈的內(nèi)圈壁與密封槽底面的距離的為L(zhǎng)；當(dāng)插桿未與閥體插接時(shí)，密封圈的外圈壁與閥體安裝孔的內(nèi)壁之間的距離為L(zhǎng)1，且L1≤L。結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，安裝時(shí)非常輕松，加氣員在將加氣槍頭插入到閥座內(nèi)時(shí)，可感受到無(wú)明顯的阻力；密封效果好，通過(guò)氣壓或者液壓自身的壓力來(lái)提高密封效果，方式獨(dú)特；使用壽命長(zhǎng)，根據(jù)配置方式的不同可連續(xù)使用半年或一年，甚至達(dá)到一年半以上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本涉及一種適用于氣體或液體在高壓環(huán)境下的密封結(jié)構(gòu)，特指一種壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的天然氣加氣站中，加氣槍頭與閥體組件之間是依靠密封圈實(shí)現(xiàn)密封，而密封圈起到密封作用是靠擠壓變形成一個(gè)近似橢圓形后依靠其張力來(lái)實(shí)現(xiàn)密封，也就是密封圈的內(nèi)壁和外壁分別與密封槽的底面及閥體組件的安裝孔內(nèi)壁緊密的貼合，如圖6所示，當(dāng)加氣槍頭與閥體組件裝配好后，安裝在加氣槍頭的密封圈受到空間的限制而擠壓變形，其截面呈橢圓形。由于天然氣的加氣過(guò)程是一個(gè)高壓加氣的過(guò)程，而一般加氣站在為車(chē)輛加氣時(shí)的壓力在20?40Mpa，相當(dāng)于200?400KG的壓力，這樣就使得在工作狀態(tài)時(shí)的密封圈極易因高壓而發(fā)生二次變形，如圖7所示，在圖中可以明顯的看到，在加氣作業(yè)過(guò)程中，高壓天然氣迫使密封圈與閥體貼合的部分發(fā)生形變，而形變部分的密封圈受高壓被擠向密封槽口邊緣的棱條處，這樣就出現(xiàn)了擠壓切割的現(xiàn)象，破壞了密封圈的結(jié)構(gòu)，使密封圈的密封效果下降。
[0003]另外，在每一次進(jìn)行天然氣加氣作業(yè)時(shí)，加氣槍頭和閥體組件之間都需要進(jìn)行一次的插拔，而這種加氣作業(yè)平均每6?10分鐘就需要進(jìn)行一次，也就相當(dāng)于一個(gè)小時(shí)6?10次的插拔，而在這頻繁的插拔作業(yè)時(shí)，密封圈會(huì)在強(qiáng)烈的擠壓與切割的作用下而快速破損，其原因是，現(xiàn)有的密封圈安裝到密封槽后，密封圈的內(nèi)圈壁與密封槽的底面相貼合，而密封圈的外圈直徑是明顯大于閥體組件的安裝孔的直徑，也只有這樣，在加氣槍頭插入到閥體組件后，密封圈才能受擠壓變形，依靠其張力實(shí)現(xiàn)密封；如圖8所示，而在加氣槍頭插入或者拔出閥體組件時(shí)，由于密封圈的外徑大于閥體組件安裝孔的直徑，密封圈在加氣槍頭插拔的過(guò)程中會(huì)因擠壓而緊密的貼合在安裝孔的內(nèi)壁上，隨著加氣槍頭的插入或者拔出，導(dǎo)致密封圈與安裝孔內(nèi)壁貼合的部分發(fā)生摩擦變形，而變形的部分會(huì)被擠壓到密封槽口邊緣的棱條處，發(fā)生擠壓切割現(xiàn)象，導(dǎo)致密封圈的破損，使之密封失效，一旦出現(xiàn)密封圈破損失效，就需要立即更換。而密封圈失效的最主要原因就是在加氣作業(yè)時(shí)頻繁的插拔，導(dǎo)致密封圈快速破損。
[0004]據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有的密封圈最快失效是在一次加氣作業(yè)之后，S卩，在一次加氣作業(yè)之后，密封圈就出現(xiàn)破損需要更換；而使用壽命最好的也不超過(guò)5個(gè)小時(shí)，對(duì)于加氣站的加氣員來(lái)說(shuō)，每天最頻繁的工作就是更換密封圈，而在更換密封圈時(shí)，若不慎將新裝的密封圈以扭曲的形式進(jìn)行安裝，其密封圈將無(wú)法正常的密封，而對(duì)于高壓天然氣加氣站而言，存在著加氣時(shí)泄漏的情況，一旦天然發(fā)生泄漏，其后果不堪設(shè)想。
[0005]而如何提高密封圈的使用壽命，同時(shí)又能保證其具備良好的密封效果是困擾全世界高壓天然氣加氣作業(yè)的一個(gè)難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]一、要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問(wèn)題，特提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝非常輕松，使用壽命長(zhǎng)的壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)。
[0008]二、技術(shù)方案
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)，由配合插接的插桿及閥體構(gòu)成，所述插桿上開(kāi)有密封槽，該密封槽內(nèi)設(shè)置有在高壓環(huán)境下使用的密封圈，所述插桿與閥體通過(guò)密封圈密封，其中，所述密封圈與密封槽間隙配合，密封圈的內(nèi)圈壁與密封槽底面的距離的為L(zhǎng) ;當(dāng)插桿未與閥體插接時(shí)，密封圈的外圈壁與閥體安裝孔的內(nèi)壁之間的距離為L(zhǎng)I，且 LI ( L0
[0010]作為優(yōu)化，上述插桿與閥體為間隙配合。
[0011]作為優(yōu)化，同一個(gè)密封槽內(nèi)的密封圈個(gè)數(shù)為一個(gè)以上。
[0012]三、本發(fā)明的有益效果
[0013]結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，安裝時(shí)非常輕松，加氣員在將加氣槍頭插入到閥座內(nèi)時(shí)，可感受到無(wú)明顯的阻力；密封效果好，通過(guò)氣壓或者液壓自身的壓力來(lái)提高密封效果，方式獨(dú)特；使用壽命長(zhǎng)，根據(jù)配置方式的不同可連續(xù)使用半年或一年，甚至達(dá)到一年半以上。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的插桿未插入閥體的示意圖；
[0015]圖2是壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)在工作時(shí)的受力圖；
[0016]圖3是本發(fā)明壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用在高壓加氣設(shè)備中的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0017]圖4是本發(fā)明壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用在高壓加氣設(shè)備中的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
[0018]圖5是本發(fā)明壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用在高壓加氣設(shè)備中的結(jié)構(gòu)示意圖三；
[0019]圖6是現(xiàn)有加氣槍頭插入到閥體組件后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖7是現(xiàn)有安裝在加氣槍頭受:聞壓變形的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021]圖8是現(xiàn)有在閥體組件上插入加氣槍頭時(shí)密封圈變形的示意圖。
[0022]圖中，I為插桿，2為閥體，3為密封槽，4為密封圈，5為閥體組件，6為加氣槍頭，7為出氣孔。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0024]實(shí)施方式一:如圖1所示，本發(fā)明壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)，由配合插接的插桿I及閥體2構(gòu)成，所述插桿I上開(kāi)有密封槽3，該密封槽3內(nèi)設(shè)置有在高壓環(huán)境下使用的密封圈4，述插桿I與閥體2通過(guò)密封圈4密封，其中，上述密封圈4與密封槽3是間隙配合，插桿I與閥體2也是間隙配合，密封圈4的內(nèi)圈壁與密封槽3底面的距離的為L(zhǎng) ;當(dāng)插桿I未與閥體2插接時(shí)，密封圈4的外圈壁與閥體2安裝孔的內(nèi)壁之間的距離為L(zhǎng)I，且LI < L。上述插桿I未插入閥體2前，設(shè)置在密封槽3內(nèi)的密封圈4是處于自然狀態(tài)，上述描述的L和LI都是密封圈4處于自然狀態(tài)下與密封槽3底面及安裝孔內(nèi)壁之間的距離。
[0025]在圖1中，當(dāng)插桿I向右移動(dòng)插入到閥體2的安裝孔內(nèi)時(shí)，設(shè)置在密封槽3內(nèi)的三個(gè)密封圈4受到安裝孔內(nèi)壁的擠壓而收縮，由于密封圈4與密封槽3是間隙配合的，而且LI ( L，所以，在組裝時(shí)，插桿I能夠很輕松的插入到安裝孔內(nèi)或從安裝孔拔出，在插拔過(guò)程中的密封圈4與安裝孔內(nèi)壁之間的摩擦非常小，根本不足以使密封圈4產(chǎn)生變形，這樣，就避免了密封圈4與密封槽3 口處的棱條之間的加壓切割，確保了密封圈4不會(huì)發(fā)生破損，從而使其使用壽命大幅提聞。
[0026]如圖2所示，當(dāng)插桿I安裝好后，在閥體2內(nèi)充入高壓(這里所說(shuō)的高壓可以是氣壓，也可以是液壓，可根據(jù)使用環(huán)境的不同而不同，但其密封效果都是相同的)，其高壓的數(shù)值范圍在10?50MPa(相當(dāng)于100?500KG的壓力)，圖中的箭頭表示密封圈4受到了徑向和軸向的壓力。在LI < L的情況下，當(dāng)通入壓力時(shí)，壓力會(huì)沿著插桿I與安裝孔之間的間隙進(jìn)入，遇到貼合在安裝孔內(nèi)壁上的密封圈4后改變方向，在改變方向的同時(shí)，以軸向的力推動(dòng)密封圈4，使密封圈4與密封圈4之間貼合的更加緊密，同時(shí)，最上方的密封圈4則與密封槽3緊密的密封貼合；當(dāng)壓力進(jìn)入到密封槽3內(nèi)后，由于密封圈4與密封槽3是間隙配合，壓力就會(huì)沿著此間隙進(jìn)入到密封圈4與密封槽3之間，由于密封圈4與密封槽3之間的間隙空間有限，壓力很快就會(huì)充滿，此時(shí)的壓力就會(huì)以徑向的方向擠壓密封圈4，使密封圈4的外圈壁與安裝孔的內(nèi)壁更加的緊密貼合，其貼合的緊密程度取決于壓力的大小；在LI = L的情況下，由于密封圈4本身張力的存在，密封圈4始終處于向外擴(kuò)張的趨勢(shì)，而在此時(shí)通入壓力時(shí)，壓力會(huì)優(yōu)先選擇順著密封圈4的張力方向施加壓力，這樣，通入的壓力會(huì)優(yōu)先選擇進(jìn)入到密封圈4與密封槽3之間，這樣，密封圈4在進(jìn)行密封時(shí)的情況就與LI < L時(shí)相同。
[0027]實(shí)施方式二至四:圖3?5均是本發(fā)明壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用在天然氣加氣設(shè)備中的應(yīng)用，而與密封圈4使用相關(guān)的部件主要由閥體組件5和加氣槍頭6構(gòu)成(圖中的加氣槍頭6相當(dāng)于實(shí)施方式一種的插桿I)，圖中加氣槍頭6內(nèi)的箭頭所指的是天然氣充入時(shí)的路線，而加氣槍頭6與閥體組件5之間的密封全靠出氣孔7兩側(cè)的密封圈4來(lái)實(shí)現(xiàn)密封；在這三個(gè)附圖中，密封圈4同時(shí)受到軸向和徑向的壓力，其中，同一附圖中密封圈4受到壓力的大小是用箭頭的長(zhǎng)短來(lái)表示。
[0028]在圖3中，同一個(gè)密封槽3內(nèi)設(shè)置有一個(gè)密封圈4，該密封圈4受到的軸向壓力與徑向壓力相同，而進(jìn)行加氣作業(yè)時(shí)，密封圈4被壓力擠壓到密封槽3的一側(cè)，受到擠壓后會(huì)發(fā)生一定程度的切割，而這種切割會(huì)使密封圈4的使用壽命的受到一定的影響，但總體而言，其使用壽命還能達(dá)到半年以上，其原因是:在加氣槍頭6插拔的過(guò)程中，密封圈4是不會(huì)受到擠壓切割的，具體內(nèi)容如實(shí)施方式一所述，在此不重復(fù)贅述。
[0029]在圖4中，同一個(gè)密封槽3內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)密封圈4，這兩個(gè)密封圈4受到的徑向壓力是相同的，但是軸向壓力不同；如圖所示，最先受壓的密封圈4受到的軸向壓力最大，而后一個(gè)密封圈4所受到的壓力會(huì)大幅的降低，這樣，后一個(gè)密封圈4被擠壓變形的程度小，其受到密封槽3 口處棱條的切割就大幅降低，進(jìn)一步提高密封圈4的使用壽命，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)計(jì)算，在密封槽3內(nèi)設(shè)置兩個(gè)密封圈4，其使用壽命可達(dá)一年以上；而在加氣槍頭6的插拔過(guò)程中，密封圈4是不會(huì)受到擠壓切割的，具體原因如上所述。
[0030]在圖5中，同一個(gè)密封槽3內(nèi)設(shè)置有三個(gè)密封圈4，在三個(gè)密封圈4受到的徑向壓力相同，而軸向壓力遞減，具體的說(shuō)，最先受壓的密封圈4承受的壓力最大，中間的密封圈4受到的壓力小于前一個(gè)密封圈4所受到的壓力，第三個(gè)密封圈4受到的壓力最??；在加氣作業(yè)時(shí)，第三個(gè)密封圈4無(wú)明顯變形，也就說(shuō)，第三個(gè)密封圈4會(huì)不因擠壓切割而影響其使用壽命，因此，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)計(jì)算，在密封槽3內(nèi)設(shè)置三個(gè)密封圈4，其使用壽命可達(dá)一年半以上；而在加氣槍頭6的插拔過(guò)程中，密封圈4是不會(huì)受到擠壓切割的，具體原因如上所述。
[0031]綜上所述，當(dāng)密封槽3內(nèi)設(shè)置兩個(gè)以上的密封圈4時(shí)，氣壓會(huì)以密封圈4排列的方向遞減，與密封槽3側(cè)壁相貼合的密封圈4收到的壓力會(huì)大大降低，從而保證其具有良好的使用壽命；當(dāng)設(shè)置三個(gè)密封圈4時(shí)，其密封效果和使用壽命達(dá)到峰值，以此為最佳，若設(shè)置四個(gè)以上，其效果與設(shè)置三個(gè)密封圈4的效果相同，如若繼續(xù)增加密封圈4的個(gè)數(shù)，只會(huì)令其成本增加，而無(wú)其他增益效果。
[0032]當(dāng)然，本實(shí)施例只是列舉了本發(fā)明壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)在加氣設(shè)備中的使用，除此之外，還可運(yùn)用在其他高壓環(huán)境下氣體或者液體的密封，具體的使用環(huán)境，根據(jù)使用需求的不同而改變。
[0033]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)，由配合插接的插桿及閥體構(gòu)成，所述插桿上開(kāi)有密封槽，該密封槽內(nèi)設(shè)置有在高壓環(huán)境下使用的密封圈，所述插桿與閥體通過(guò)密封圈密封，其特征在于:所述密封圈與密封槽間隙配合，密封圈的內(nèi)圈壁與密封槽底面的距離的為L(zhǎng) ;當(dāng)插桿未與閥體插接時(shí)，密封圈的外圈壁與閥體安裝孔的內(nèi)壁之間的距離為L(zhǎng)I，且LI ( L0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述插桿與閥體為間隙配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力驅(qū)動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:同一個(gè)密封槽內(nèi)的密封圈個(gè)數(shù)為一個(gè)以上。
【文檔編號(hào)】F16K27/02GK104075010SQ201410346145
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】朱小章, 黃郁嵐, 黃海虹, 成小珍, 夏正操 申請(qǐng)人:余姚凱登機(jī)電數(shù)控有限公司