一种密封结构和密封系统技术方案

本申请公开一种密封结构和密封系统，所述密封结构包括环状部，所述环状部具有位于轴向两端的环状密封端和位于两端所述环状密封端之间的环状中部段，所述环状中部段具有环状内周部和环状外周部，所述环状内周部和所述环状外周部均为凸脊结构；所述环状部还包括多个沿所述凸脊结构间隔分布的凸起，凸起沿径向突出于所述凸脊结构。设置凸脊结构在挤压过程中允许轴向上更大的变形量，且不易于充满整个凹槽而出现局部失效，凸脊结构在环向上可形成连续的环线密封。此外，凸起对环状部的压入起到导向的作用，保证环状部沿轴向压入到凹槽内后，环状部在整个周向区域安装的一致性，并起到支撑环状部的作用，使得环状部不以扭曲变形，提高密封的可靠性。高密封的可靠性。高密封的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种密封结构和密封系统


[0001]本专利技术涉及密封
，具体涉及一种密封结构和密封系统。

技术介绍

[0002]目前用于对结构件进行密封的部件主要是O形密封圈，具有较好的变形功能，从而满足密封性能要求。但是对于一些极易发生泄漏的流体，比如氢气，O形密封圈并不能达到较好的密封效果。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种密封结构，所述密封结构包括环状部，所述环状部具有位于轴向两端的环状密封端和位于两端所述环状密封端之间的环状中部段，所述环状中部段具有环状内周部和环状外周部，所述环状内周部和所述环状外周部均为凸脊结构；所述环状部还包括多个沿所述凸脊结构间隔分布的凸起，所述凸起沿径向突出于所述凸脊结构。
[0004]在一种具体实施方式中，所述密封结构容纳于凹槽内；所述环状部在相邻所述凸起之间部分的横截面为第一横截面，在所述凸起位置的横截面为第二横截面，所述第一横截面和所述第二横截面的长度相等，且长度大于所述凹槽的槽深，所述第一横截面的宽度小于所述凹槽的宽度，所述第二横截面的宽度为所述环状内周部的所述凸起和所述环状外周部的凸起之间的间距，所述第二横截面的宽度大于所述凹槽的宽度。
[0005]在一种具体实施方式中，所述第一横截面和所述第二横截面的长度，与所述凹槽的槽深的比值范围为1.2～1.5；所述第一横截面的宽度与所述凹槽的宽度的比值范围为0.8～0.9；所述第二横截面的宽度与所述凹槽的宽度比值范围为1.05～1.1。
[0006]在一种具体实施方式中，所述环状部在相邻所述凸起之间部分的横截面为第一横截面，所述第一横截面的长度大于所述第一横截面的宽度，所述第一横截面的长度方向平行于轴向。
[0007]在一种具体实施方式中，所述第一横截面长度和所述第一横截面宽度的比值范围为2.0～2.5。
[0008]在一种具体实施方式中，所述凸脊结构的夹角范围为145
°
～155
°
。
[0009]在一种具体实施方式中，所述环状密封端的横截面的外轮廓为圆弧。
[0010]在一种具体实施方式中，所述环状部在相邻所述凸起之间部分的横截面为第一横截面，所述圆弧的半径与所述第一横截面的宽度比值范围为0.2～0.3。
[0011]在一种具体实施方式中，所述凸脊结构与所述环状密封端平缓过渡。
[0012]在一种具体实施方式中，所述密封结构包括至少两个所述环状部，相邻两个所述环状部部分重叠以相接为一体。
[0013]在一种具体实施方式中，所述环状外周部的多个所述凸起沿周向的总长度为所述环状外周部总长度的10％～15％；所述环状内周部的多个所述凸起沿周向的总长度为所述环状内周部总长度的10％～15％。
[0014]本申请还提供一种密封系统，所述密封系统包括第一结构件、第二结构件，所述第一结构件和所述第二结构件分别包括对接的第一孔和第二孔，以及对接并分别环绕所述第一孔、所述第二孔的第一密封端面和第二密封端面，所述第一密封端面和所述第二密封端面中至少一者设有凹槽，以容纳所述密封结构，所述密封结构为权利要求1
‑
11任一项所述的密封结构。
[0015]在一种具体实施方式中，所述密封系统还包括设于所述第一结构件和/或所述第二结构件的通道，所述通道连通所述凹槽与所述第一孔或所述第二孔。
[0016]在一种具体实施方式中，所述凹槽设于所述第一密封端面，所述凹槽划分所述第一密封端面为靠近所述第一孔的内密封端面和远离所述第一孔的外密封端面，所述外密封端面与所述第二密封端面贴合，所述内密封端面与所述第二密封端面之间具有环状间隙，所述环状间隙形成所述通道。
[0017]在一种具体实施方式中，所述环状间隙沿轴向的长度与所述凹槽的槽深的比例范围为0.08～0.12。
[0018]在一种具体实施方式中，所述第一结构件和所述第二结构件设有多组相对应的所述第一孔、所述第二孔，所述密封结构包括对应数量的所述环状部，每个所述环状部对应密封一组所述第一孔、所述第二孔，相邻所述环状部的部分重叠以相接为一体。
[0019]在一种具体实施方式中，所述密封系统为质子交换膜燃料电池系统，所述密封系统包括三组所述第一孔、所述第二孔，所述密封结构包括三个对应的所述环状部，三组所述第一孔、所述第二孔，分别对应流通冷却液、空气、氢气。
[0020]本申请中密封结构的环状部的环状内周部和环状外周部都是凸脊结构，这样在挤压过程中，一方面允许轴向上更大的变形量，实现主要的密封，另一方面，该结构不易于充满整个凹槽而出现局部失效，从而可以保证凸脊结构在环向上也形成连续的环线密封，进一步确保密封效果。此外，本申请中环状部还设有凸起，在压入凹槽内后，凸起会被挤压，凸起对环状部的压入起到导向的作用，保证环状部沿轴向压入到凹槽内后，环状部在整个周向区域安装的一致性，同时，凸起还起到支撑环状部的作用，使得环状部在高温、高压环境中长时间服役仍然能够保持结构上的稳定性，不会发生扭曲和变形，提高了密封的可靠性。由于本申请中密封结构在轴向和垂直于轴向的方向上都可以获得较大的压缩率，且不会充满凹槽，又有凸起的支撑、导向作用，密封结构允许采用邵氏硬度更低的橡胶材料制成，比如邵氏硬度40
‑
50的橡胶材料，相较于常规邵氏硬度在70
‑
80的O形密封圈而言，本申请由于可采用更软的材料，密封效果也就更好。
附图说明
[0021]图1为本申请所提供密封系统一种具体实施例的结构示意图；
[0022]图2为图1中密封结构的示意图；
[0023]图3为图2中密封结构其中一个环状部的示意图；
[0024]图4为图3中N
‑
N向的剖视图；
[0025]图5为图3中M
‑
M向的剖视图；
[0026]图6为图2中密封结构位于第一结构件和第二结构件之间，尚未安装到凹槽内，且在轴向剖视视角下的局部示意图，剖视位置对应于密封结构的凸起；
[0027]图7为图2中密封结构位于第一结构件和第二结构件之间，尚未安装到凹槽内，且在轴向剖视视角下的局部示意图，剖视位置对应于密封结构相邻两个凸起之间的位置；
[0028]图8为图6中密封结构安装到位后的示意图；
[0029]图9为图7中密封结构安装到位后的示意图。
[0030]图1
‑
9中附图标记说明如下：
[0031]1‑
第一结构件；11
‑
第一孔；12
‑
第一密封端面；121
‑
外密封端面；122
‑
内密封端面；13
‑
凹槽；
[0032]2‑
第二结构件；21
‑
第二孔；22
‑
第二密封端面；
[0033]3‑
密封结构；31
‑
环状部；311
‑
凸起；312...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种密封结构，其特征在于，所述密封结构包括环状部，所述环状部具有位于轴向两端的环状密封端和位于两端所述环状密封端之间的环状中部段，所述环状中部段具有环状内周部和环状外周部，所述环状内周部和所述环状外周部均为凸脊结构；所述环状部还包括多个沿所述凸脊结构间隔分布的凸起，所述凸起沿径向突出于所述凸脊结构。2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述密封结构容纳于凹槽内；所述环状部在相邻所述凸起之间部分的横截面为第一横截面，在所述凸起位置的横截面为第二横截面，所述第一横截面和所述第二横截面的长度相等，且长度大于所述凹槽的槽深，所述第一横截面的宽度小于所述凹槽的宽度，所述第二横截面的宽度为所述环状内周部的所述凸起和所述环状外周部的凸起之间的间距，所述第二横截面的宽度大于所述凹槽的宽度。3.根据权利要求2所述的密封结构，其特征在于，所述第一横截面和所述第二横截面的长度，与所述凹槽的槽深的比值范围为1.2～1.5；所述第一横截面的宽度与所述凹槽的宽度的比值范围为0.8～0.9；所述第二横截面的宽度与所述凹槽的宽度比值范围为1.05～1.1。4.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述环状部在相邻所述凸起之间部分的横截面为第一横截面，所述第一横截面的长度大于所述第一横截面的宽度，所述第一横截面的长度方向平行于轴向。5.根据权利要求4所述的密封结构，其特征在于，所述第一横截面长度和所述第一横截面宽度的比值范围为2.0～2.5。6.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述凸脊结构的夹角范围为145
°
～155
°
。7.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述环状密封端的横截面的外轮廓为圆弧。8.根据权利要求7所述的密封结构，其特征在于，所述环状部在相邻所述凸起之间部分的横截面为第一横截面，所述圆弧的半径与所述第一横截面的宽度比值范围为0.2～0.3。9.根据权利要求1
‑
7任一项所述的密封结构，其特征在于，所述凸脊结构与所述环状密封端平缓过渡。10.根据权利要求1
‑
7任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：郗富强，朱晓春，解凌云，陈康，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：