[发明专利]密封环

说明书

本发明涉及密封环，特别是一种适用于相互作往复运动的元件之间的密封环，该元件包括活塞和汽缸以及活塞杆、汽缸头等等。

有许多方面的问题与在相互作往复运动的元件之间，例如活塞和汽缸之间实现良好的密封有关;尤其是在一段较长时间内具有很好的耐磨性的密封就显得更为困难，特别是在干态情况下即在“无泄漏”情况下尤为如此。在许多高负荷的情况下，往往需要提供具有多个元件的复杂的密封。这种复杂密封装置的采用，就其性能和成本而言，即使对于单向密封来说也不是没有困难的，对于双向密封，这种困难就更为严重。

有一种已知的密封环是唇式密封，其中的密封元件具有一个轴向距离很小的接触面，它被径向地压缩，与被密封的运动表面相结合。这种类型密封的狭窄接触表面使之成为具有有效的高接触压力、低摩擦力的密封，但是这种密封对于混入的固体杂质来说是很容易被损坏的，这些杂质可以破坏密封唇并引起泄漏。

另一种已知的密封环是宽范围接触面型的，其断面形状可以是矩形的，具有一个较宽的环形表面，它被沿径向压缩、与被密封的运动表面相接合。由于其接触面较宽，这种类型的密封环不太容易被固体杂质破坏，但是其接触压力较低，由于接触表面和运动表面之间的流体作用会产生泄漏。

英国专利№.1438619号揭示了一种唇式密封，它包括一个聚四氟乙烯（PTFE）的密封元件，其中有一个密封唇，还有一个弹性增能元件，它被沿径向压在密封元件上，促使密封唇与被密封的运动表面相接触。

在密封的轴向面的高压端部有一个凹槽，并且在密封唇和密封的低压端部之间有一个楔形的间隙，以便改善密封性能并减少泄漏。密封元件和增能元件通过分离元件的形式表示出来，或者在一种情形下通过整体结构的形式表示出来。

本发明的目的是提供一种改进了的宽范围接触面型的密封环。

根据本发明，提供一种密封环，它包括一个密封元件，该密封元件具有一个与被密封的表面相接合的接触表面，并且至少占据了密封环轴向区间的50%，还包括一个弹性增能元件，它径向挤压接触表面以便使之与被密封的表面相接合，其特征在于该密封元件包括一种高分子材料，该材料在密封环的操作温度下具有很好的耐磨性并具有比增能元件更高的弹性模量，而且该密封元件在整个接触区域内都被粘接在增能元件上。

密封元件和增能元件之间的粘接情况是最基本的，最好在元件之间的全部接触面都进行粘接。实行粘接可以改变密封环体内的应力分布，这样在密封环的低压端，在密封元件和被密封的表面之间就产生了一个峰值接触压力。

密封元件和增能元件之间的粘接方法根据各元件材料的不同而变化。可以设想，这种粘接可以通过现有技术中的物理和/或化学方法来实现。

密封环的横断面形状可以根据实际需要而不同。其最简单最常用的形式是整个断面的形状为矩形或正方形的，最好密封元件和增能元件也都是矩形或正方形的，这样就提供了一个平坦的密封表面，使之与被密封体相接触，借助于粘接，使密封体与密封表面相平行。明确地说，在内密封的情况下内直径上的密封元件，和在外密封的情况下外直径上的密封元件，一般是与增能元件同轴安置的。

在这些情况下，密封元件和增能元件各自的径向厚度可以根据各种参数而变化。然而，最好是密封元件的径向厚度至少为增能元件的10%，但又不大于增能元件的70%，最好的情形是该数值不超过50%，例如可为20～35%。

考虑到对于任何特殊密封中密封元件及增能元件所用的材料的选择，其基本要求是在操作温度下，前者应具有良好的耐磨性能及比后者具有更高的弹性模量，最好二者的模量之差是显著的。

具体来说，明确限定出密封元件和增能元件之间的弹性差别是十分有益的，这种性能差别是通过模量来表示的，即在用密封元件/增能元件材料制成的标准圆柱形试样的二端施加负荷时，依据试样高度的减少来表示，这一点将在此后作进一步叙述。

此外，如同前面所述，密封元件良好的耐磨性也是十分重要的。除了确定良好的弹性模量，还需根据一种标准试验和与上述弹性模量接验的负载相同的方式确定抗磨性良好的密封元件材料。

一般来说，增能元件的材料最好是天然或合成橡胶，腈橡胶例如丁腈橡胶是特别适用的。适用于作密封元件的材料包括聚氨酯。

本发明将通过实例并参照有关附图作进一步说明，附图中：

图1是根据本发明的一个实施例所作的密封环的轴向断面示意图。

图2是根据本发明的第二个实施例所作的与图1所示密封环相似的断面图。

图3是根据本发明第3个实施例所作的与图1所示密封环相似的断面图。