[实用新型]一种气动密封结构

说明书

技术领域

本实用新型一种气动密封结构属于气动密封技术领域。

背景技术

传统气体密封用活塞环主要分为非金属材料密封、不锈钢材料密封、不锈钢与非金属材 料组合密封。通常非金属材料密封需要串联2～3道活塞环才能形成可靠密封，不锈钢材料密 封耐磨性及耐温性不可靠，不锈钢与非金属材料组合密封在耐温性、自润滑、成型工艺等方 面存在很大的缺陷。目前，国内市场尚无针对防喘控制活门开发的专用密封材料和成熟的活 塞环产品。目前国内市场常见的用于气体密封的高分子活塞环主要是由碳纤维、二硫化钼增 强的聚四氟乙烯复合材料制造而成，但是该材料强度和硬度不足，其产品在高压时会发生形 变导致气体泄漏。另外，聚四氟乙烯材料抗蠕变性能不佳，长期使用时会由于冷流发生宏观 尺寸变化，从而导致密封失效。目前国内生产单位在开发防喘控制活门用活塞环产品过程中， 主要存在下述问题：1.无法通过300℃高温考核；2.材料韧性差，在装配、拆卸过程中易折 断；3.密封结构的设计不尽合理，产品加工精度不高，两种综合作用的结果是，产品的密封 效果不佳；4.在长期考核过程中，产品发生较明显磨损，其长期可靠性无法满足使役要求。

实用新型内容

本实用新型的目的为实现飞机、发动机气动控制系统阀类及其它需要封严位置的密封， 提高产品的耐受温度，并且具有自润滑功能，长寿命，满足飞机或发动机更高性能的要求。

本实用新型的技术方案：一种气动密封结构，所述气动密封结构包括圆环状的活塞环一 1、活塞环二2和活塞环三3，活塞环二2的直径大于活塞环三3的直径，活塞环二2的直径 小于活塞环一1的直径；

活塞环三3为高温弹性合金材料的活塞环，活塞环三3上开设有与活塞环三3轴向平行 的一字型开口；

活塞环二2为高分子材料的非金属活塞环，活塞环二2上开设有与其轴向平行的一字型 开口，活塞环二2的内孔中间位置垂直于其轴向开设有与活塞环三3的外形尺寸相匹配的环 槽，用于安装件活塞环三3；

活塞环一1为高分子材料的非金属活塞环，在活塞环一1上开设有一个直角“Z”形的 开口，且“Z”形开口的两个平行端均与活塞环一1的轴向平行；

活塞环一1、活塞环二2、活塞环三3同轴安装，且活塞环三3安装于活塞环二2内部 环槽上，活塞环一1安装在活塞环二2外部,且能够与活塞环二2紧密配合，三个零件组合后 安装于活塞上用于对气体的泄漏通路形成有效密封。

本实用新型的优点：

1)国内市场尚无针对飞机、发动机开发的专用密封材料和成熟的气动密封结构产品，本 密封结构能够填补国内这一密封领域的空白。

2)耐温性能：本密封结构使用的非金属材料具有很高的耐热温度，能在高温环境下稳定 工作。

3)力学性能：本密封结构具有良好的耐磨性和抗蠕变性能，保证活塞环在长期使用过程 中，不会因为产品磨损或蠕变而失效；其次，本密封结构具有低摩擦系数，保证活塞环在实 现密封的同时，活塞在工作状态下可以灵活运动；再次，本密封结构要具有良好的韧性，以 保证活塞环在安装、拆卸过程中不会发生断裂。

4)尺寸稳定性：本密封结构具有低的热膨胀系数，以保证活塞环在工作温度发生显著变 化时，不会由于材料发生热膨胀而抱死。

5)摩擦力小；本密封结构使用的材料能够有效的降低摩擦力，减少运动阻力。

附图说明

图1为组件图

图2为活塞环一结构图

图3为活塞环二结构图

图4为活塞环三结构图

图5为活塞环一的“Z”形开口示意图

具体实施方式

本技术主要应用于飞机、发动机等气动控制系统阀类等产品本产品最高压力不大于 3.5MPa，最高耐温540℃。该密封结构能对气缸内气体形成密封的原理是：在高压气体作用 下，该密封结构中的活塞环的径向尺寸会发生膨胀，从而使活塞环外回转面贴合于缸体内壁。 同时，气缸内高压气体会使活塞环在安装沟槽内发生轴向位移，并使活塞环上表面与沟槽上 表面相贴合。由此，可对气体的泄漏通路形成有效密封。

产品设计成三层结构，最内层为高温弹性合金材料的薄壁涨圈；中间层为高分子材料的 非金属活塞环，并且设计有沟槽可以将最内层的薄壁涨圈镶嵌在内部；最外层为高分子材料 的非金属活塞环，切口设计成“Z”形开口的搭口形式。