一种模块化密封圈

技术领域

本发明涉及桥梁支座领域，具体涉及一种密封圈。

背景技术

桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成。桥梁支座是连接、约束桥梁上下部结构的重要构件，对于桥梁的承重来说是不可缺少的一部分。桥梁支座结构多种多样，其中盆式橡胶支座最为常见，具有优良的减震效果。盆式橡胶支座内的内密封圈及橡胶垫作为重要组成部分，其材料及结构的选取影响着橡胶支座的质量，进而影响着桥梁的使用寿命。

现有的盆式橡胶支座密封圈主要采用黄铜。盆式橡胶支座盆壁与密封环间有相对振动而产生的累积滑移，铜密封圈磨损里程不长，从而影响密封效果及使用寿命，不能良好的适用于有大转角、频繁位移等要求的支座。

现有的盆式橡胶支座密封圈由多个开口圆环组成，不同橡胶垫直径所用的铜密封圈直径、截面尺寸及个数均不同，并且截面尺寸较大的铜密封圈需采用开槽结构，目前盆式橡胶支座的设计范围已扩至100t～10000t，对应的橡胶垫直径在200mm～1500mm，这种尺寸的多样性，难以实现密封圈的批量生产，生产组织不方便，且加工精度难保证，生产成本较高，组装较为麻烦。

发明内容

本发明为了解决现有技术中现有的盆式橡胶支座密封圈不能良好的适用于有大转角、频繁位移等要求的支座，铜密封圈磨损里程不长的问题，提供了一种模块化密封体系，通过的密封圈模块化方式，解决了上述问题。

本发明提供了一种模块化密封圈，包括若干密封单元，各密封单元周向连接为环状结构，密封单元为弹性单元，各密封单元间的结合面为弧面或阶梯面或弧面与阶梯面的结合。

密封单元设置凹凸两变曲率接触面，保证密封体系联锁成型后，各密封单元间无缝隙，避免橡胶垫顶部边缘从缝隙中挤压变形而溢出盆环。

本发明所述的一种模块化密封圈，作为优选方式，密封单元包括周向密封部、径向密封部、轴向密封部和连接部，周向密封部的两相对面为在周向密封部表面形状相同、凹凸性相反且可相互配合的弧面，连接部设置于周向密封部一侧弧面上，轴向密封部和径向密封部相互垂直设置于周向密封部与两弧面相邻的两相邻面上。

径向密封部和轴向密封部用于密封单元轴向和径向安装，周向密封部首尾相连，并配合非平面的结合面形成密封。连接部用于连接相邻的两密封单元。

本发明所述的一种模块化密封圈，作为优选方式，周向密封部为六面体结构，周向密封部包括周向密封部本体、第一结合面和第二结合面，第一结合面和第二结合面相对设置于轴向密封部本体两侧，第一结合面和第二结合面均为变曲率曲面，第一结合面为凸曲面，第二结合面为凹曲面。

连接面为变曲率曲面(一凹一凸)，有利于体系弯曲成圆，且没有缝隙，周向分布与橡胶垫匹配。

本发明所述的一种模块化密封圈，作为优选方式，周向密封部还包括连接孔，连接孔为设置于第二结合面上的沉孔，连接孔与周向密封部共轴线。

本发明所述的一种模块化密封圈，作为优选方式，连接部为设置于第一结合面表面且与连接孔相互配合的楔形凸起。

密封单元在变曲率凹面开槽，变曲率凸面设置连接头，连接头端部为楔形。后一密封单元的连接头端部插入前一密封单元变曲率凹面所开槽内，两个密封单元5形成联锁，多个密封单元以该方式联锁成环，嵌于橡胶垫边缘，形成密封体系。

本发明所述的一种模块化密封圈，作为优选方式，周向密封部本体包括第一平面、第二平面、第三平面和第四平面，第一平面两相对边分别连接第二平面和第四平面，第二平面上与第一平面连接边相对的边连接第三平面，第三平面与第二平面连接边相对的边连接第四平面。

本发明所述的一种模块化密封圈，作为优选方式，径向密封部为板状结构，径向密封部一端垂直设置于第一平面上第一平面与第二平面连接的一侧，径向密封部上板面与第二平面同平面。

本发明所述的一种模块化密封圈，作为优选方式，轴向密封部为板状结构，轴向密封部一端垂直设置于第四平面上第四平面与第三平面连接的一侧，轴向密封部上板面与第三平面同平面。

本发明所述的一种模块化密封圈，作为优选方式，密封单元为聚偏氟乙烯、PFA或聚甲醛材料制成。

采用聚偏氟乙烯、PFA、聚甲醛等具有良好的硬度、强度和刚度，具有很好的自润滑性、良好的耐疲劳性，并富于弹性的材料通过注塑成型制成，可有效进行橡胶垫顶部边缘的限位，避免橡胶垫顶部边缘挤压变形出盆环，成本低，可满足累积滑移量更高的要求。

本发明有益效果如下：

(1)密封圈采用模压成型或型材加工的方式整体成型，易于加工，且加工精度高、可控，密封效果更好；

(2)密封圈采用润滑聚四氟乙烯复合材料制成，具有良好的硬度、强度和刚度，且具有很好的自润滑性、良好的耐疲劳性，可有效进行橡胶垫顶部边缘的限位，避免橡胶垫顶部边缘挤压变形出盆环，可满足累积滑移量更高的要求。

(3)不同吨位的支座只需根据橡胶垫直径大小增减密封单元数量即可满足设计，密封单元可进行批量生产，大大降低支座的生产成本。

附图说明

图1为一种模块化密封圈示意图；

图2为一种模块化密封圈密封单元三视图；

图3为一种模块化密封圈周向密封部示意图；

图4为一种模块化密封圈周向密封部本体示意图。

附图标记：

1、密封单元；11、周向密封部；111、周向密封部本体；1111、第一平面；1112、第二平面；1113、第三平面；1114、第四平面；112、第一结合面；113、第二结合面；114、连接孔；12、径向密封部；13、轴向密封部；14、连接部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚.完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1所示，一种模块化密封圈，包括若干密封单元1，各密封单元1周向连接为环状结构，密封单元1为弹性单元，各密封单元1间的结合面为弧面。

如图2所示，密封单元1包括周向密封部11、径向密封部12、轴向密封部13和连接部14，周向密封部11的两相对面为在周向密封部11表面形状相同、凹凸性相反且可相互配合的弧面，连接部14设置于周向密封部11一侧弧面上，轴向密封部13和径向密封部12相互垂直设置于周向密封部11与两弧面相邻的两相邻面上。

如图3所示，周向密封部11为六面体结构，周向密封部11包括周向密封部本体111、第一结合面112、第二结合面113和连接孔114，第一结合面112和第二结合面113相对设置于轴向密封部13本体两侧，第一结合面112和第二结合面113均为变曲率曲面，第一结合面112为凸曲面，第二结合面113为凹曲面，连接孔114为设置于第二结合面113上的沉孔，连接孔114与周向密封部11共轴线。

连接部14为设置于第一结合面112表面且与连接孔114相互配合的楔形凸起。

如图4所示，周向密封部本体111包括第一平面1111、第二平面1112、第三平面1113和第四平面1114，第一平面1111两相对边分别连接第二平面1112和第四平面1114，第二平面1112上与第一平面1111连接边相对的边连接第三平面1113，第三平面1113与第二平面1112连接边相对的边连接第四平面1114。

径向密封部12为板状结构，径向密封部12一端垂直设置于第一平面1111上第一平面1111与第二平面1112连接的一侧，径向密封部12上板面与第二平面1112同平面。

轴向密封部13为板状结构，轴向密封部13一端垂直设置于第四平面1114上第四平面1114与第三平面1113连接的一侧，轴向密封部13上板面与第三平面1113同平面。

密封单元1为聚四氟乙烯制成。

既有铜密封圈与盆环内壁的累计相对滑动距离不小于1000m，新型密封圈与盆环内壁的累计相对滑动距离不小于2000m。

模块化密封圈2通过硫化工艺嵌在橡胶垫1中，形成一个整体。将橡胶原料加工，经过胶料配合、炼胶、成型裁片、胶料快检，然后将模块化密封圈2与橡胶垫1经加压组装成整体进行硫化、修整，克服了加工误差对装配质量的影响，质量更好保证，提高整体密封性，支座整体组装也更方便。

橡胶垫1通过硫化工艺能够可靠地紧密连接密封圈2。此外，密封圈2自身结构具有结构弹性，硫化工艺可以固定密封圈2形态，保证加工精度，便于组装。

实施例2

如图1所示，一种模块化密封圈，包括若干密封单元1，各密封单元1周向连接为环状结构，密封单元1为弹性单元，各密封单元1间的结合面为阶梯面。

如图2所示，密封单元1包括周向密封部11、径向密封部12、轴向密封部13和连接部14，周向密封部11的两相对面为在周向密封部11表面形状相同、凹凸性相反且可相互配合的阶梯面，连接部14设置于周向密封部11一侧阶梯面上，轴向密封部13和径向密封部12相互垂直设置于周向密封部11与两阶梯面相邻的两相邻面上。

如图3所示，周向密封部11为六面体结构，周向密封部11包括周向密封部本体111、第一结合面112、第二结合面113和连接孔114，第一结合面112和第二结合面113相对设置于轴向密封部13本体两侧，第一结合面112和第二结合面113均为三阶梯面，第一结合面112为凸阶梯面，第二结合面113为凹阶梯面，连接孔114为设置于第二结合面113上的沉孔，连接孔114与周向密封部11共轴线。

连接部14为设置于第一结合面112表面且与连接孔114相互配合的楔形凸起。

如图4所示，周向密封部本体111包括第一平面1111、第二平面1112、第三平面1113和第四平面1114，第一平面1111两相对边分别连接第二平面1112和第四平面1114，第二平面1112上与第一平面1111连接边相对的边连接第三平面1113，第三平面1113与第二平面1112连接边相对的边连接第四平面1114。

径向密封部12为板状结构，径向密封部12一端垂直设置于第一平面1111上第一平面1111与第二平面1112连接的一侧，径向密封部12上板面与第二平面1112同平面。

轴向密封部13为板状结构，轴向密封部13一端垂直设置于第四平面1114上第四平面1114与第三平面1113连接的一侧，轴向密封部13上板面与第三平面1113同平面。

密封单元1为聚四氟乙烯制成。

既有铜密封圈与盆环内壁的累计相对滑动距离不小于1000m，新型密封圈与盆环内壁的累计相对滑动距离不小于2000m。

模块化密封圈2通过硫化工艺嵌在橡胶垫1中，形成一个整体。将橡胶原料加工，经过胶料配合、炼胶、成型裁片、胶料快检，然后将模块化密封圈2与橡胶垫1经加压组装成整体进行硫化、修整，克服了加工误差对装配质量的影响，质量更好保证，提高整体密封性，支座整体组装也更方便。

橡胶垫1通过硫化工艺能够可靠地紧密连接密封圈2。此外，密封圈2自身结构具有结构弹性，硫化工艺可以固定密封圈2形态，保证加工精度，便于组装。

实施例3

如图1所示，一种模块化密封圈，包括若干密封单元1，各密封单元1周向连接为环状结构，密封单元1为弹性单元，各密封单元1间的结合面为弧形阶梯面。

如图2所示，密封单元1包括周向密封部11、径向密封部12、轴向密封部13和连接部14，周向密封部11的两相对面为在周向密封部11表面形状相同、凹凸性相反且可相互配合的弧面与阶梯面的结合，连接部14设置于周向密封部11一侧弧面与阶梯面的结合上，轴向密封部13和径向密封部12相互垂直设置于周向密封部11与两弧面与阶梯面的结合相邻的两相邻面上。

如图3所示，周向密封部11为六面体结构，周向密封部11包括周向密封部本体111、第一结合面112、第二结合面113和连接孔114，第一结合面112和第二结合面113相对设置于轴向密封部13本体两侧，第一结合面112和第二结合面113均为弧形三阶梯面，第一结合面112为凸弧形阶梯面，第二结合面113为凹弧形阶梯面，连接孔114为设置于第二结合面113上的沉孔，连接孔114与周向密封部11共轴线。

连接部14为设置于第一结合面112表面且与连接孔114相互配合的楔形凸起。

如图4所示，周向密封部本体111包括第一平面1111、第二平面1112、第三平面1113和第四平面1114，第一平面1111两相对边分别连接第二平面1112和第四平面1114，第二平面1112上与第一平面1111连接边相对的边连接第三平面1113，第三平面1113与第二平面1112连接边相对的边连接第四平面1114。

径向密封部12为板状结构，径向密封部12一端垂直设置于第一平面1111上第一平面1111与第二平面1112连接的一侧，径向密封部12上板面与第二平面1112同平面。

轴向密封部13为板状结构，轴向密封部13一端垂直设置于第四平面1114上第四平面1114与第三平面1113连接的一侧，轴向密封部13上板面与第三平面1113同平面。

密封单元1为聚四氟乙烯制成。

既有铜密封圈与盆环内壁的累计相对滑动距离不小于1000m，新型密封圈与盆环内壁的累计相对滑动距离不小于2000m。

模块化密封圈2通过硫化工艺嵌在橡胶垫1中，形成一个整体。将橡胶原料加工，经过胶料配合、炼胶、成型裁片、胶料快检，然后将模块化密封圈2与橡胶垫1经加压组装成整体进行硫化、修整，克服了加工误差对装配质量的影响，质量更好保证，提高整体密封性，支座整体组装也更方便。

橡胶垫1通过硫化工艺能够可靠地紧密连接密封圈2。此外，密封圈2自身结构具有结构弹性，硫化工艺可以固定密封圈2形态，保证加工精度，便于组装。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。