一種氣動密封結構的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型一種氣動密封結構屬于氣動密封技術領域。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)氣體密封用活塞環(huán)主要分為非金屬材料密封、不銹鋼材料密封、不銹鋼與非金屬材料組合密封。通常非金屬材料密封需要串聯(lián)2?3道活塞環(huán)才能形成可靠密封，不銹鋼材料密封耐磨性及耐溫性不可靠，不銹鋼與非金屬材料組合密封在耐溫性、自潤滑、成型工藝等方面存在很大的缺陷。目前，國內市場尚無針對防喘控制活門開發(fā)的專用密封材料和成熟的活塞環(huán)產品。目前國內市場常見的用于氣體密封的高分子活塞環(huán)主要是由碳纖維、二硫化鉬增強的聚四氟乙烯復合材料制造而成，但是該材料強度和硬度不足，其產品在高壓時會發(fā)生形變導致氣體泄漏。另外，聚四氟乙烯材料抗蠕變性能不佳，長期使用時會由于冷流發(fā)生宏觀尺寸變化，從而導致密封失效。目前國內生產單位在開發(fā)防喘控制活門用活塞環(huán)產品過程中，主要存在下述問題:1.無法通過300°C高溫考核；2.材料韌性差，在裝配、拆卸過程中易折斷；3.密封結構的設計不盡合理，產品加工精度不高，兩種綜合作用的結果是，產品的密封效果不佳;4.在長期考核過程中，產品發(fā)生較明顯磨損，其長期可靠性無法滿足使役要求。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的為實現(xiàn)飛機、發(fā)動機氣動控制系統(tǒng)閥類及其它需要封嚴位置的密封，提高產品的耐受溫度，并且具有自潤滑功能，長壽命，滿足飛機或發(fā)動機更高性能的要求。
[0004]本實用新型的技術方案:一種氣動密封結構，所述氣動密封結構包括圓環(huán)狀的活塞環(huán)一 1、活塞環(huán)二 2和活塞環(huán)三3，活塞環(huán)二 2的直徑大于活塞環(huán)三3的直徑，活塞環(huán)二 2的直徑小于活塞環(huán)一 I的直徑；
[0005]活塞環(huán)三3為高溫彈性合金材料的活塞環(huán)，活塞環(huán)三3上開設有與活塞環(huán)三3軸向平行的一字型開口；
[0006]活塞環(huán)二2為高分子材料的非金屬活塞環(huán)，活塞環(huán)二 2上開設有與其軸向平行的一字型開口，活塞環(huán)二2的內孔中間位置垂直于其軸向開設有與活塞環(huán)三3的外形尺寸相匹配的環(huán)槽，用于安裝件活塞環(huán)三3;
[0007]活塞環(huán)一I為高分子材料的非金屬活塞環(huán)，在活塞環(huán)一I上開設有一個直角“Z”形的開口，且“Z”形開口的兩個平行端均與活塞環(huán)一I的軸向平行；
[0008]活塞環(huán)一 1、活塞環(huán)二 2、活塞環(huán)三3同軸安裝，且活塞環(huán)三3安裝于活塞環(huán)二 2內部環(huán)槽上，活塞環(huán)一I安裝在活塞環(huán)二2外部，且能夠與活塞環(huán)二2緊密配合，三個零件組合后安裝于活塞上用于對氣體的泄漏通路形成有效密封。
[0009]本實用新型的優(yōu)點:
[0010]I)國內市場尚無針對飛機、發(fā)動機開發(fā)的專用密封材料和成熟的氣動密封結構產品，本密封結構能夠填補國內這一密封領域的空白。
[0011]2)耐溫性能:本密封結構使用的非金屬材料具有很高的耐熱溫度，能在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作。
[0012]3)力學性能:本密封結構具有良好的耐磨性和抗蠕變性能，保證活塞環(huán)在長期使用過程中，不會因為產品磨損或蠕變而失效;其次，本密封結構具有低摩擦系數(shù)，保證活塞環(huán)在實現(xiàn)密封的同時，活塞在工作狀態(tài)下可以靈活運動;再次，本密封結構要具有良好的韌性，以保證活塞環(huán)在安裝、拆卸過程中不會發(fā)生斷裂。
[0013]4)尺寸穩(wěn)定性:本密封結構具有低的熱膨脹系數(shù)，以保證活塞環(huán)在工作溫度發(fā)生顯著變化時，不會由于材料發(fā)生熱膨脹而抱死。
[0014]5)摩擦力小;本密封結構使用的材料能夠有效的降低摩擦力，減少運動阻力。
【附圖說明】
[0015]圖1為組件圖
[0016]圖2為活塞環(huán)一結構圖
[0017]圖3為活塞環(huán)二結構圖
[0018]圖4為活塞環(huán)三結構圖
[0019]圖5為活塞環(huán)一的“Z”形開口示意圖
【具體實施方式】
[0020]本技術主要應用于飛機、發(fā)動機等氣動控制系統(tǒng)閥類等產品本產品最高壓力不大于3.5MPa，最高耐溫540°C。該密封結構能對氣缸內氣體形成密封的原理是:在高壓氣體作用下，該密封結構中的活塞環(huán)的徑向尺寸會發(fā)生膨脹，從而使活塞環(huán)外回轉面貼合于缸體內壁。同時，氣缸內高壓氣體會使活塞環(huán)在安裝溝槽內發(fā)生軸向位移，并使活塞環(huán)上表面與溝槽上表面相貼合。由此，可對氣體的泄漏通路形成有效密封。
[0021]產品設計成三層結構，最內層為高溫彈性合金材料的薄壁漲圈；中間層為高分子材料的非金屬活塞環(huán)，并且設計有溝槽可以將最內層的薄壁漲圈鑲嵌在內部;最外層為高分子材料的非金屬活塞環(huán)，切口設計成“Z”形開口的搭口形式。
[0022]下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明:
[0023]本實用新型的技術方案:一種氣動密封結構，所述氣動密封結構包括圓環(huán)狀的活塞環(huán)一 1、活塞環(huán)二 2和活塞環(huán)三3，活塞環(huán)二 2的直徑大于活塞環(huán)三3的直徑，活塞環(huán)二 2的直徑小于活塞環(huán)一 I的直徑；
[0024]活塞環(huán)三3為高溫彈性合金材料的活塞環(huán)，活塞環(huán)三3上開設有與活塞環(huán)三3軸向平行的一字型開口；
[0025]活塞環(huán)二2為高分子材料的非金屬活塞環(huán)，活塞環(huán)二 2上開設有與其軸向平行的一字型開口，活塞環(huán)二2的內孔中間位置垂直于其軸向開設有與活塞環(huán)三3的外形尺寸相匹配的環(huán)槽，用于安裝件活塞環(huán)三3;
[0026]活塞環(huán)一I為高分子材料的非金屬活塞環(huán)，在活塞環(huán)一I上開設有一個直角“Z”形的開口，且“Z”形開口的兩個平行端均與活塞環(huán)一I的軸向平行；
[0027]活塞環(huán)一 1、活塞環(huán)二 2、活塞環(huán)三3同軸安裝，且活塞環(huán)三3安裝于活塞環(huán)二 2內部環(huán)槽上，活塞環(huán)一I安裝在活塞環(huán)二2外部，且能夠與活塞環(huán)二2緊密配合，三個零件組合后安裝于活塞上用于對氣體的泄漏通路形成有效密封。
[0028]實施例一
[0029]通過數(shù)控車削的加工方法，分別加工出外徑為Φ 61_、壁厚為2.3_、高度為3.2mm的活塞環(huán)一I外層活塞環(huán)和外徑為Φ 56mm、壁厚為1.47mm、內槽寬度I.7mm、內槽深度0.6mm的活塞環(huán)二 2中間層活塞環(huán)。通過鋸切和銼削的方法，形成活塞環(huán)一 I搭口和活塞環(huán)二 2直口，并采用研磨的方法，將活塞環(huán)一I及活塞環(huán)二2的高度磨削至3.18mm?；钊h(huán)三3內層脹圈采用高溫合金材料，加工成截面尺寸為1.5_X0.5mm并開直口。采用退火的熱處理方法對活塞環(huán)一 I及活塞環(huán)二 2進行尺寸微調和定型。
【主權項】
1.一種氣動密封結構，其特征在于，所述氣動密封結構包括圓環(huán)狀的活塞環(huán)一(I)、活塞環(huán)二(2)和活塞環(huán)三(3)，活塞環(huán)二(2)的直徑大于活塞環(huán)三(3)的直徑，活塞環(huán)二(2)的直徑小于活塞環(huán)一(I)的直徑； 活塞環(huán)三(3)為高溫彈性合金材料的活塞環(huán)，活塞環(huán)三(3)上開設有與活塞環(huán)三(3)軸向平行的一字型開口； 活塞環(huán)二 (2)為高分子材料的非金屬活塞環(huán)，活塞環(huán)二 (2)上開設有與其軸向平行的一字型開口，活塞環(huán)二(2)的內孔中間位置垂直于其軸向開設有與活塞環(huán)三(3)的外形尺寸相匹配的環(huán)槽，用于安裝件活塞環(huán)三(3); 活塞環(huán)一(I)為高分子材料的非金屬活塞環(huán)，在活塞環(huán)一(I)上開設有一個直角“Z”形的開口，且“Z”形開口的兩個平行端均與活塞環(huán)一(I)的軸向平行； 活塞環(huán)一(I)、活塞環(huán)二(2)、活塞環(huán)三(3)同軸安裝，且活塞環(huán)三(3)安裝于活塞環(huán)二(2)內部環(huán)槽上，活塞環(huán)一(I)安裝在活塞環(huán)二(2)外部，且能夠與活塞環(huán)二(2)緊密配合，三個零件組合后安裝于活塞上用于對氣體的泄漏通路形成有效密封。
【專利摘要】本實用新型一種氣動密封結構屬于氣動密封技術領域。本實用新型技術方案為氣動密封結構包括圓環(huán)狀的活塞環(huán)一(1)、活塞環(huán)二(2)和活塞環(huán)三(3)，活塞環(huán)二(2)的直徑大于活塞環(huán)三(3)的直徑，活塞環(huán)二(2)的直徑小于活塞環(huán)一(1)的直徑，活塞環(huán)一(1)、活塞環(huán)二(2)、活塞環(huán)三(3)同軸安裝，且活塞環(huán)三(3)安裝于活塞環(huán)二(2)內部環(huán)槽上，活塞環(huán)一(1)安裝在活塞環(huán)二(2)外部，3個零件組合后安裝于活塞上用于氣缸內部密封。本實用新型的優(yōu)點為具有良好的耐高溫性能、力學性能及尺寸穩(wěn)定性、摩擦力小，填補了國內這一密封領域的空白。
【IPC分類】F16J9/26, F16J9/00
【公開號】CN205244366
【申請?zhí)枴緾N201521031949
【發(fā)明人】趙陽, 肖強, 吳桂玲
【申請人】長春航空液壓控制有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月11日