活塞密封結構的製作方法
2023-05-08 06:50:16 1
活塞密封結構的製作方法
【專利摘要】一種活塞密封結構，包括：缸體，具有空腔；活塞，收容於所述空腔內，所述活塞的外周面上設有沿所述活塞的周向延伸、並環繞一周的凹槽；第一彈性密封圈，套設於所述凹槽內；第二彈性密封圈，套設於第一彈性密封圈上，並且半包圍第一彈性密封圈，使第二彈性密封圈在活塞的軸向及徑向上與第一彈性密封圈抵接，從而受到第一彈性密封圈的軸向彈力及徑向彈力。由於聚四氟乙烯在低溫中收縮率較低，使得在低溫工作狀態下，第二彈性密封圈仍能緊貼缸體的空腔內壁，起到密封作用。因此，上述活塞密封結構的密封性較好。
【專利說明】活塞密封結構
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及一種密封結構，特別是涉及一種活塞密封結構。
【【背景技術】】
[0002]傳統的活塞密封結構的活塞密封圈常常由於與活塞上的凹槽側壁之間的間隙過大或與缸體的內壁間隙過大，而導緻密封性較差。
【
【發明內容】
】
[0003]鑑於上述狀況，有必要提供一種密封性較好的活塞密封結構。
[0004]一種活塞密封結構，包括:
[0005]缸體，具有空腔；
[0006]活塞，收容於所述空腔內，所述活塞的外周面上設有沿所述活塞的周向延伸、並環繞一周的凹槽；
[0007]第一彈性密封圈，套設於所述凹槽內；及
[0008]第二彈性密封圈，套設於所述第一彈性密封圈上，並且半包圍所述第一彈性密封圈，使所述第二彈性密封圈在所述活塞的軸向及徑向上與所述第一彈性密封圈抵接，從而受到所述第一彈性密封圈的軸向彈力及徑向彈力；
[0009]其中，所述第二彈性密封圈在所述第一彈性密封圈的軸向彈力作用下而填充所述凹槽，並在所述第一彈性密封圈的徑向彈力作用下而緊緊抵接所述空腔的內壁。
[0010]相較於傳統的活塞密封結構，上述活塞密封結構至少具有以下優點:
[0011](I)由於第二彈性密封圈在所述第一彈性密封圈的軸向彈力作用下而填充活塞的凹槽，使第一彈性密封圈及第二彈性密封圈與活塞的凹槽的側壁僅僅抵接，避免第一彈性密封圈及第二彈性密封圈與活塞的凹槽側壁之間的間隙過大；並且，由於第一彈性密封圈及第二彈性密封圈填充活塞的凹槽較為充實，使第一彈性密封圈及第二彈性密封圈在發生彈性形變時，其在活塞的徑向方向上的形變量較大，使第二彈性密封圈更加貼緊缸體的空腔側壁，從而提高密封性。
[0012](2)由於第一彈性密封圈及第二彈性密封圈在活塞的軸向也發生形變，使該第一彈性密封圈及第二彈性密封圈僅僅夾緊在活塞的凹槽內，使第一彈性密封圈及第二彈性密封圈在活塞滑動過程不易脫落，進一步提高該活塞密封結構的穩定性及密封性。
[0013](3)由於第二彈性密封圈半包圍第一彈性密封圈，使第二彈性密封圈與缸體的空腔內壁的接觸面積較大，從而進一步提高該活塞密封結構的密封性。
[0014]在其中一個實施例中，所述第一彈性密封圈為O形的實心密封圈，所述第一彈性密封圈在自然狀態下完全收容於所述凹槽內。
[0015]在其中一個實施例中，所述第一彈性密封圈為O形的空心密封圈，所述第一彈性密封圈在自然狀態下局部外露於所述凹槽外，在所述第二彈性密封圈與所述空腔的內壁抵接時而發生彈性形變。[0016]在其中一個實施例中，所述第二彈性密封圈包括環形的底部及從所述底部的外周緣彎折延伸、環形的外側壁，所述底部與所述外側壁共同形成V形凹槽，所述第一彈性密封圈收容於所述V形凹槽內，所述外側壁與所述空腔的內壁抵接。
[0017]在其中一個實施例中，所述凹槽的橫截面為矩形，所述第一彈性密封圈抵接在所述凹槽底部的其中一個頂角處，所述第二彈性密封圈的底部抵接在所述凹槽底部的另一個頂角處。
[0018]在其中一個實施例中，所述凹槽、第一彈性密封圈、第二彈性密封圈均對應設置為兩個，其中，所述兩個第二彈性密封圈的外側壁相對設置，所述兩個第一彈性密封圈相較於所述第二彈性密封圈的底部靠近設置。
[0019]在其中一個實施例中，所述第二彈性密封圈為徑向橫截面為C形的密封圈，並且所述第二彈性密封圈完全密封所述凹槽的開口，而將所述第一彈性密封圈完全包圍在所述凹槽內，所述第二彈性密封圈外凸的底部與所述空腔的內壁相抵接。
[0020]在其中一個實施例中，所述凹槽的橫截面為半橢圓形或半圓形，所述第一彈性密封圈抵接在所述凹槽的底部，所述第二彈性密封圈的相對兩側分別與所述凹槽的兩相對側壁抵接。
[0021]在其中一個實施例中，所述第一彈性密封圈為實心的矽橡膠密封圈。
[0022]在其中一個實施例中，所述第二彈性密封圈為聚四氯乙烯密封圈。
[0023]另外，第二彈性密封圈採用聚四氟乙烯製成，聚四氟乙烯材料具有如下特點:(I)耐高低溫性，其對溫度的影響變化不大，溫域範圍廣，可使用溫度-19(T260°C ；(2)自潤滑性，其在塑料中最小的摩擦係數，是理想的無油潤滑材料；(3)表面不粘性，已知的固體材料都不能粘附在表面上，是一種表面能最小的固體材料。由於聚四氟乙烯在低溫中收縮率較低，使得在低溫工作狀態下，第二彈性密封圈仍能緊貼缸體的空腔內壁，起到密封作用。因此，上述活塞密封結構在低溫環境下仍然可以保持密封性。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0024]圖1為本發明的一實施方式的活塞密封結構的分解圖；
[0025]圖2為圖1所示活塞密封結構的剖面圖；
[0026]圖3為圖2中的A部分的放大圖；
[0027]圖4為圖1所示活塞密封結構的活塞的立體圖；
[0028]圖5為圖1所示塞密封結構的第二彈性密封圈的剖面圖。
【【具體實施方式】】
[0029]為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳的實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。
[0030]需要說明的是，當元件被稱為「固定於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語「垂直的」、「水平的」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0031]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的【技術領域】的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語「及/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0032]請參閱圖1，本發明的一實施方式的活塞密封結構100，包括缸體110、活塞120、第一彈性密封圈130及第二彈性密封圈140。活塞120在缸體110內可做往復運動。第二彈性密封圈140用於密封活塞120與缸體110之間的空隙。第一彈性密封圈130主要用於提供一彈性抵接力於第二彈性密封圈140。
[0033]請參閱圖2及圖3，缸體110具有空腔111。具體在圖示的實施方式中，缸體110為圓筒形，空腔111為圓柱形。當然，在本發明中，缸體110也可為其他形狀，例如，稜柱形、橢圓柱形等，空腔111也可為其他形狀，例如，正多邊形、橢圓形等。
[0034]請一併參閱圖4，活塞120收容於缸體110的空腔111內。活塞120的外周面上設有環形的凹槽121，凹槽121沿活塞120的周向延伸，並環繞活塞120的外周面一周。具體在圖示的實施方式中，活塞120為與缸體110的空腔111相對應的圓柱形；凹槽121設於活塞120的外周面的一端。當然，在發明中，活塞120不限於圓柱形，也可為其他形狀，只需與缸體110的空腔111相配合即可。凹槽121也可設於活塞120的外周面的中部。
[0035]第一彈性密封圈130套設於活塞120的凹槽121內。第一彈性密封圈130可以為實心的矽橡膠密封圈，或者，空心的矽橡膠密封圈，或者，其他複合材料製成的密封圈。具體在圖示的實施方式中，第一彈性密封圈130為O形的實心密封圈，第一彈性密封圈130在自然狀態下完全收容於活塞120的凹槽121內。由於第一彈性密封圈130完全收容於活塞120的凹槽121內，使活塞120與缸體110之間的空隙完全依靠第二彈性密封圈140來密封，並且，使第二彈性密封圈140更加穩定地嵌入活塞120的凹槽121內。
[0036]在其他實施方式中，第一彈性密封圈130為O形的空心密封圈，第一彈性密封圈130在自然狀態下局部外露於凹槽121外，在第二彈性密封圈140與空腔111的內壁抵接時而發生彈性形變。由於第一彈性密封圈130在自然狀態下局部外露於凹槽121外，以增大第一彈性密封圈130給予第二彈性密封圈140的彈性抵接力，提高第二彈性密封圈140的密封性。
[0037]第二彈性密封圈140套設於第一彈性密封圈130上，並且半包圍第一彈性密封圈130，使第二彈性密封圈140在活塞120的軸向及徑向上與第一彈性密封圈130抵接，從而受到第一彈性密封圈130的軸向彈力及徑向彈力。其中，第二彈性密封圈140在第一彈性密封圈130的軸向彈力作用下而填充活塞120的凹槽121，並在第一彈性密封圈130的徑向彈力作用下而緊緊抵接111空腔的內壁。
[0038]請一併參閱圖5，具體在圖示的實施方式中，第二彈性密封圈140包括環形的底部141及從底部141的外周緣彎折延伸、環形的外側壁143，底部141與外側壁143共同形成V形凹槽121，V形凹槽121的夾角大於90度。第一彈性密封圈130收容於V形凹槽121內，外側壁143與空腔111的內壁抵接。活塞120的凹槽121的橫截面為矩形，第一彈性密封圈130抵接在凹槽121底部141的其中一個頂角處，第二彈性密封圈140的底部141抵接在凹槽121底部141的另一個頂角處。由於第一彈性密封圈130同時抵接第二彈性密封圈140的底部141，使第二彈性密封圈140牢固地套設在活塞120的凹槽121，進而使活塞120在缸體110的空腔111內滑動時也不易脫落。
[0039]進一步地，凹槽121、第一彈性密封圈130、第二彈性密封圈140均對應設置為兩個，其中，兩個第二彈性密封圈140的外側壁143相對設置,兩個第一彈性密封圈130相較於第二彈性密封圈140的底部141靠近設置。由於兩個第二彈性密封圈140的外側壁143相對設置，即使在活塞120滑動過程中，其中一個第二彈性密封圈140的外側壁143因逆向滑動而反轉，但另外一個第二彈性密封圈140的外側壁143因順向滑動而保持正常密封，因此，兩個第二彈性密封圈140的外側壁143相對設置，可提高活塞120密封結構100的密封性。
[0040]在其他實施方式中，第二彈性密封圈140為徑向橫截面為C形的密封圈。並且第二彈性密封圈140完全密封凹槽121的開口，而將第一彈性密封圈130完全包圍在凹槽121內，第二彈性密封圈140外凸的底部與空腔111的內壁相抵接。凹槽121的橫截面可以為半橢圓形或半圓形，第一彈性密封圈130抵接在凹槽121的底部141，第二彈性密封圈140的相對兩側分別與凹槽121的兩相對側壁抵接。由於徑向橫截面為C形的密封圈的底部141外側與缸體110的空腔111的內壁抵接，使得第二彈性密封圈140在保持密封性的前提下，減小與缸體110的空腔111的內壁的摩擦力。
[0041]相較於傳統的活塞密封結構，上述活塞密封結構至少具有以下優點:
[0042](I)由於第二彈性密封圈140在第一彈性密封圈130的軸向彈力作用下而填充活塞120的凹槽121，使第一彈性密封圈130及第二彈性密封圈140與活塞120的凹槽121的側壁僅僅抵接，避免第一彈性密封圈130及第二彈性密封圈140與活塞120的凹槽121側壁之間的間隙過大；並且，由於第一彈性密封圈130及第二彈性密封圈140填充活塞120的凹槽121較為充實，使第一彈性密封圈130及第二彈性密封圈140在發生彈性形變時，其在活塞120的徑向方向上的形變量較大，使第二彈性密封圈140更加貼緊缸體的空腔側壁，從而提高密封性。
[0043](2)由於第一彈性密封圈130及第二彈性密封圈140在活塞120的軸向也發生形變，使該第一彈性密封圈130及第二彈性密封圈140僅僅夾緊在活塞120的凹槽121內，使第一彈性密封圈130及第二彈性密封圈140在活塞120滑動過程不易脫落，進一步提高該活塞密封結構的穩定性及密封性。
[0044](3)由於第二彈性密封圈140半包圍第一彈性密封圈130，使第二彈性密封圈140與缸體的空腔內壁的接觸面積較大，從而進一步提高該活塞密封結構的密封性。
[0045](4)第二彈性密封圈140採用聚四氟乙烯製成，聚四氟乙烯材料具有如下特點:(I)耐高低溫性，其對溫度的影響變化不大，溫域範圍廣，可使用溫度-19(T260°C; (2)自潤滑性，其在塑料中最小的摩擦係數，是理想的無油潤滑材料；(3)表面不粘性，已知的固體材料都不能粘附在表面上，是一種表面能最小的固體材料。由於聚四氟乙烯在低溫中收縮率較低，使得在低溫工作狀態下，第二彈性密封圈140仍能緊貼缸體110的空腔111內壁，起到密封作用。因此，上述活塞密封結構100在低溫環境下仍然可以保持密封性。
[0046]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種活塞密封結構，其特徵在於，包括: 缸體，具有空腔； 活塞，收容於所述空腔內，所述活塞的外周面上設有沿所述活塞的周向延伸、並環繞一周的凹槽； 第一彈性密封圈，套設於所述凹槽內；及 第二彈性密封圈，套設於所述第一彈性密封圈上，並且半包圍所述第一彈性密封圈，使所述第二彈性密封圈在所述活塞的軸向及徑向上與所述第一彈性密封圈抵接，從而受到所述第一彈性密封圈的軸向彈力及徑向彈力； 其中，所述第二彈性密封圈在所述第一彈性密封圈的軸向彈力作用下而填充所述凹槽，並在所述第一彈性密封圈的徑向彈力作用下而緊緊抵接所述空腔的內壁。
2.如權利要求1所述的活塞密封結構，其特徵在於，所述第一彈性密封圈為O形的實心密封圈，所述第一彈性密封圈在自然狀態下完全收容於所述凹槽內。
3.如權利要求1所述的活塞密封結構，其特徵在於，所述第一彈性密封圈為O形的空心密封圈，所述第一彈性密封圈在自然狀態下局部外露於所述凹槽外，在所述第二彈性密封圈與所述空腔的內壁抵接時而發生彈性形變。
4.如權利要求1所述的活塞密封結構，其特徵在於，所述第二彈性密封圈包括環形的底部及從所述底部的外周緣彎折延伸、環形的外側壁，所述底部與所述外側壁共同形成V形凹槽，並且所述V形凹槽的夾角大於90度，所述第一彈性密封圈收容於所述V形凹槽內，所述外側壁與所述空腔的內壁抵接。
5.如權利要求4所述的活塞密封結構，其特徵在於，所述凹槽的橫截面為矩形，所述第一彈性密封圈抵接在所述凹槽底部的其中一個頂角處，所述第二彈性密封圈的底部抵接在所述凹槽底部的另一個頂角處。
6.如權利要求5所述的活塞密封結構，其特徵在於，所述凹槽、第一彈性密封圈、第二彈性密封圈均對應設置為兩個，其中，所述兩個第二彈性密封圈的外側壁相對設置，所述兩個第一彈性密封圈相較於所述第二彈性密封圈的底部靠近設置。
7.如權利要求1所述的活塞密封結構，其特徵在於，所述第二彈性密封圈為徑向橫截面為C形的密封圈，並且所述第二彈性密封圈完全密封所述凹槽的開口，而將所述第一彈性密封圈完全包圍在所述凹槽內，所述第二彈性密封圈外凸的底部與所述空腔的內壁相抵接。
8.如權利要求7所述的活塞密封結構，其特徵在於，所述凹槽的橫截面為半橢圓形或半圓形，所述第一彈性密封圈抵接在所述凹槽的底部，所述第二彈性密封圈的相對兩側分別與所述凹槽的兩相對側壁抵接。
9.如權利要求1所述的活塞密封結構，其特徵在於，所述第一彈性密封圈為實心的矽橡膠密封圈。
10.如權利要求1所述的活塞密封結構，其特徵在於，所述第二彈性密封圈為聚四氯乙烯密封圈。
【文檔編號】F16J15/18GK103697168SQ201210367338
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月27日 優先權日:2012年9月27日
【發明者】周明傑, 潘俊 申請人:深圳市海洋王照明工程有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司