一种提高流体封严制造技术

一种提高流体封严

【技术实现步骤摘要】
一种提高流体封严C型密封圈形变弹性的方法


[0001]本专利技术属于机械密封件
，具体涉及一种提高流体封严
C
型密封圈形变弹性的方法
。

技术介绍

[0002]传统常规机械密封圈是采用如橡胶
、
石棉
、
聚四氟乙烯等制备实心非金属密封圈，具有较高的弹性变形量，需要的预紧力较小，能够实现良好的密封效果；但其在高温
、
高压，高冲击及工作环境波动频繁的条件下使用时，体现出耐高温差
、
强度低
、
已损坏
、
密封性逐渐减弱
、
使用寿命短的缺陷
。
因此，开发出金属材质的密封圈，但金属密封圈弹性变形量小，需要的预紧力就较大，如果不满足预紧力，其密封严密性很差达不到良好的密封效果，也几乎无自动调节热膨胀和收缩的能力，因此，金属密封圈也受到工作环境的限制，特别是在航空发动机
、
高温
、
高压密封系统中应用受限 。
进而又将金属密封圈改进为
C
型密封圈，以提高金属
C
型结构的弹性变形，在压缩过程中，
C
型圈轴向弹性压缩，使得
C
型密封圈和密封面以线密封方式紧密结合，金属材质决定了密封件的压缩载荷，即决定了塑性形变压力
。
[0003]目前，
C
型金属密封圈的形变弹性还是较差，例如航空发动机在工作过程中，气流道中的气体温度会升高，影响气流道尺寸产生热膨胀，进一步压缩
C
型金属密封圈，会将
C
型金属密封圈的部分弹性形变转化为塑性形变，在航空发动机不工作时，气流道尺寸产生降温收缩，塑性形变难以回弹密封；长此以往，会大幅降低
C
型金属密封圈的弹性变形能力，使
C
型金属密封圈需要的密封接触压力值变大，当气流道降温对密封圈的压紧力变小，就会导致泄漏，使用寿命短，甚至发生安全事故
。
即当密封接触压力大于被密封介质的压力时，保持密封效果；当密封接触压力小于被密封介质压力时，
C
型圈被推开，发生大量介质泄漏
。 对此，
CN102537350B
公开了一种密封圈及具有该密封圈的航空发动机，将密封圈的“C
形”替换为“W
形”，以提高密封圈的弹性变形性能，提高回弹密封效果
。
但该“W”型结构的成型制备难度非常大，造价高，成品率很低，经济实用性差；尤其是在高精度的密封圈领域，精度要求非常高，结构复杂意味着精度难以保证，连
C
型圈的制备技术在国内被攻克，实现国内自主生产
。

技术实现思路

[0004]针对目前
C
型金属密封圈的弹性变形性能差，易发生塑性形变，且塑性形变后难以恢复复位密封，以及异形金属密封圈的制备精度难度高，成品率低，造价高的问题
。
本专利技术提供一种提高流体封严
C
型密封圈形变弹性的方法，设计厚度为渐变的椭圆形截面的
C
型密封圈，在不大范围改变
C
型密封圈结构的同时，能够提高
C
型金属密封圈的压缩负载，金属密封圈腔内附加充气式弹性囊圈能够补偿回弹压力，提高塑变回弹量，辅助复位，延长使用寿命
。
其具体技术方案如下：一种提高流体封严
C
型密封圈形变弹性的方法：采用变厚度轧制制备金属片材，采用模具束型辊压金属片材制备
C
型金属密封圈，
C
型金属密封圈的截面为一侧开口的椭圆
形；开口位于椭圆形的其中一个长轴弧面，即圈的内侧面或外侧面；当密封时，椭圆形长轴两端接触被密封介质；
C
型金属密封圈的内腔设置有充气式弹性囊圈，充气式弹性囊圈内充有气体
。
[0005]上述技术方案中，椭圆形的长短轴的长度比例参数为，长轴
:
短轴
=1:
（
0.5
～
0.9
）
。
[0006]上述技术方案中，开口的中心线与椭圆形的短轴线重合；开口的宽度为长轴长度的（5～8）
/10。
[0007]上述技术方案中，
C
型金属密封圈的截面厚度为渐变厚度，厚度由椭圆形短轴端点处逐渐向长轴端点处递减，椭圆形短轴端点处厚度为
0.20mm
～
0.35mm
，椭圆形长轴端点处厚度为
0.10mm
～
0.15mm。
[0008]上述技术方案中，
C
型金属密封圈的材质为镍铬钼钨合金
、
镍铬钼合金
、
镍铬钨合金或沉淀强化镍基高温合金
。
[0009]上述技术方案中，充气式弹性囊圈在充气后以“车内胎”形式紧密嵌附在
C
型金属密封圈内腔，且受到
C
型金属密封圈内腔的限位，呈椭圆形截面气囊
。
[0010]上述技术方案中，充气式弹性囊圈内的气体为氮气
、
二氧化碳或惰性气体
。
[0011]上述技术方案中，充气式弹性囊圈的壁厚为
0.15mm
以上
。
[0012]上述技术方案中，充气式弹性囊圈的材质为耐高温弹性材质
。
[0013]上述技术方案中，充气式弹性囊圈的材质为含有
3%
～
8%
质量百分数柔性石墨的全氟醚橡胶
。
[0014]上述技术方案中，充气式弹性囊圈的椭圆形长轴端部与
C
型金属密封圈内腔之间留有缝隙，缝隙宽度为小于
C
型金属密封圈长轴长度的
1/5。
[0015]上述技术方案中，
C
型金属密封圈用于具有温差变化热胀冷缩的机械设备的流体密封，也用于恒温机械设备的流体密封
。
[0016]本专利技术一种提高流体封严
C
型密封圈形变弹性的方法，与现有技术相比，有益效果为：一
、
本专利技术方法设计
C
型金属密封圈的截面为椭圆形，且设计短轴端点处厚度加厚，能够增大压缩载荷，渐变加厚保证椭圆形形变复位，长轴端点厚度较薄能够更加容易的挤压形成直线密封面，密封面面积更大，密封性更好
。
[0017]二
、
本专利技术方法设计
C
型金属密封圈的内腔设置有紧密贴合的充气式弹性囊圈，能够辅助提高密封圈的压缩负载，以及能够补充回弹力，尤其是当
C
型金属密封圈发生塑性形变时，为金属密封圈提供弹性补偿力，达到较好的复位量
。
并且密封圈全面贴合金属圈内壁，不会产生应力失衡，保证本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种提高流体封严
C
型密封圈形变弹性的方法，其特征在于，采用变厚度轧制制备金属片材，采用模具束型辊压金属片材制备
C
型金属密封圈，
C
型金属密封圈的截面为一侧开口的椭圆形；所述开口位于椭圆形的其中一个长轴弧面，即圈的内侧面或外侧面；当密封时，椭圆形长轴两端接触被密封介质；所述
C
型金属密封圈的内腔设置有充气式弹性囊圈，所述充气式弹性囊圈内充有气体
。2.
根据权利要求1所述的一种提高流体封严
C
型密封圈形变弹性的方法，其特征在于，所述椭圆形的长短轴的长度比例参数为，长轴
:
短轴
=1:
（
0.5
～
0.9
）；所述开口的中心线与椭圆形的短轴线重合；所述开口的宽度为长轴长度的（5～8）
/10。3.
根据权利要求1所述的一种提高流体封严
C
型密封圈形变弹性的方法，其特征在于，所述
C
型金属密封圈的截面厚度为渐变厚度，厚度由椭圆形短轴端点处逐渐向长轴端点处递减，椭圆形短轴端点处厚度为
0.20mm
～
0.35mm
，椭圆形长轴端点处厚度为
0.10mm
～
0.15mm。4.
根据权利要求1或3所述的一种提高流体封严
C
型密封圈形变弹性的方法，其特征在于，所述
C
型金属密封圈的材质为镍铬钼钨合金
、
镍铬钼合金
、

【专利技术属性】
技术研发人员：王卓，赵宏科，
申请(专利权)人：沈阳精航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：