1.本发明涉及了一种组合式密封件，该密封应用不同材料满足对不同介质的密封，特种氟橡胶材料密封油脂，聚酰亚氨复合材料密封高压空气，该密封产品可以适应高温、高速、干磨等苛刻的工况，特别适用于密封轴随机跳动的恶劣环境等对密封要求较高的情况。
背景技术：
2.在生产过程中人们发现聚酰亚氨材料具有“记忆功能”。目前，聚酰亚氨密封是依靠这个原理起到密封作用的。但是这种密封的静密封情况不佳，这是由于当旋转轴停止转动后，密封唇口的温度降低，材料的“记忆功能”变弱，这样密封的径向力就会降低到不足以密封的程度。另外，由于聚酰亚氨材料蠕变大，造成密封的尺寸随时间的推移会产生变形。此外，聚酰亚氨材料弹性差，也造成了很多亟待解决的密封问题。
3.汪建的发明zl00220382.0公开了一种解决类似问题的油封结构，它由金属骨架、压圈、橡胶外壳和聚四氟乙烯内圈等组成，其主要特征为聚四氟乙烯内圈上设有凸筋，主密封唇背部设有弹簧圈。由于聚四氟乙烯材料蠕变大，若使用弹簧来减小聚四氟乙烯材料的蠕变，由于弹簧的受力面积小，会造成弹簧所在位置应力过于集中，造成局部磨损，使油封早期密封失效。
技术实现要素：
4.技术方案：
5.为了解决上述类似问题，本发明采取一种新的设计方案。本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种组合式密封。组合中的其中一部分，通过提出一种聚酰亚氨复合材料制成的弹性结构的密封来解决现有类似密封静态密封性能不佳的问题，并且可以克服聚酰亚氨复合材料的蠕变和弹性差的问题。
6.密封环(6)是由聚酰亚氨复合材料制成。此种复合材料是由聚酰亚氨粉末和补强填料烧结而成的。这里要注重材料的选择。聚酰亚氨复合材料的优点有化学稳定性好、热稳定性好、摩擦系数小、自润滑性好，这些都是聚酰亚氨材料作为密封的得天独厚的优点。该材料的缺点是蠕变性和弹性差。所以选择聚酰亚氨复合材料的基本要求是蠕变小、耐介质、高耐磨，当然也要根据密封实际的工作工况来确定聚酰亚氨复合材料的类型。一般情况下可以选用玻璃纤维、碳纤维、铜粉、石墨、二硫化钼、芳纶酯、聚苯酯中的一种或几种作为填料来改善聚酰亚氨材料的这些性能。
7.密封环(6)是通过机加的方式加工而成的，这种工艺提高了密封环(6)的尺寸精度，提高了密封唇口和旋转轴的同心度，进而提高了其密封性能。
8.更为重要的是，本发明从结构上规避了聚酰亚氨材料的蠕变和弹性差的缺点。本发明中涉及的密封结构中，弹簧片(7)以机械的方式压在密封环(6)上面，无需进行粘合。弹簧片(7)是由弹簧不锈钢带或其它有良好弹性的钢片以普通五金工艺方法制作而成的。本发明涉及的弹簧片(7)利用金属材料应力-应变没有滞后的特性弥补由于高分子材料滞后
性产生的“形变积累”效应，并使密封环(6)的弹性恢复力得到增加，进而提供稳定的密封径向力。由于弹簧片(7)和密封环(6)接触面积大，可给予密封圈(6)较均匀的压力，这样就可以避免应力集中的情况出现。密封的径向力是决定其密封性能的重要参数之一。本发明提高了密封产品的密封性能，延长了密封的使用寿命，降低了更换密封的频率，提高了设备使用效率，降低了生产成本。
9.另外，当本发明涉及的密封应用于高速工况时，可将密封环(6) 加工成圆弧密封，提高密封面积，从而提高其动态密封性能；当本发明涉及的密封应用于高压工况时，可在密封环(6)处增加金属支撑，提高抗压能力，从而提高其动态密封性能。
10.以下结合附图对本发明做进一步的说明。
附图说明
11.图1：聚酰亚氨复合材料-橡胶材料组合式密封
12.图2：增加金属支撑的聚酰亚氨复合材料-橡胶材料组合式密封
13.其中：
14.图1中：1、金属外骨架；2、金属内骨架；3、金属骨架压圈； 4、氟橡胶密封环；5、碳钢弹簧；6、聚酰亚氨复合材料制成的密封环；7、弹簧片。
15.图2中：1、金属外骨架；2、金属内骨架；3、金属骨架压圈； 4、氟橡胶密封环；5、碳钢弹簧；6聚酰亚氨复合材料制成的密封环；7、弹簧片；8、金属支撑。
具体实施方式
16.实施例：
17.密封骨架(1,2,3)的设计参考标准gb/t9877.3-1988(《旋转轴唇形密封圈结构尺寸系列第三部分：装配式旋转轴唇形密封圈》)。
18.密封骨架(1,2,3)的加工工艺：
19.切屑钢板得到环形件
→
将环形件滚压成型
→
机加工
→
外骨架 (1)；
20.切屑钢板得到环形件
→
将环形件滚压成型
→
内骨架(2)；
21.切屑钢板得到环形件
→
将环形件滚压成型
→
金属骨架压圈 (3)；
22.氟橡胶密封环(4)的加工工艺：内骨架(2)喷砂、涂胶、烘烤处理
→
混炼橡胶与内骨架(2)一段硫化
→
二次硫化
→
修边检验
→
装配碳钢弹簧(5)
23.密封环(6)的加工工艺：聚酰亚氨烯粉、填料
→
烧结
→
聚酰亚氨复合材料的筒材或棒材
→
机加工
→
密封环(6)。
24.弹簧片(7)的加工工艺：打孔工装
→
线切割预成型
→
冲压成型。当然也可以采用冲切成型等其他常用的五金件加工工艺加工。另外，也可以采用其它类似的弹簧片结构来起到类似的效果来为油封提供径向力。
25.金属支撑(8)的加工工艺：金属环形件
→
机加工
→
金属支撑 (8)
26.密封(图1)的加工工艺：
27.金属内外骨架(1,2)金属骨架压圈(3)、氟橡胶密封环(4) 碳钢弹簧(5)、聚酰亚氨密封环(6)、弹簧片(7)
→
组装成密封半成品
→
机加工使密封外径尺寸达到设计要求
→
密封成品。
28.密封(图2)的加工工艺：
29.金属内外骨架(1,2)金属骨架压圈(3)、氟橡胶密封环(4) 碳钢弹簧(5)、聚酰亚氨密封环(6)、弹簧片(7)、金属支撑(8)
→
组装成密封半成品
→
机加工使密封外径尺寸达到设计要求
→
密封成品。
30.当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种聚酰亚氨复合材料-氟橡胶材料组合式密封，它由金属外骨架(1)、金属内骨架(2)、金属骨架压圈(3)、氟橡胶密封环(4)、碳钢弹簧(5)、聚酰亚氨密封环(6)、弹簧片(7)组成。2.根据权利要求1所述的密封，其特征在于，氟橡胶密封环(4)由特种氟橡胶材料模压制成，这种工艺保证氟橡胶密封环(4)密封唇的一致性，进而提高其密封性能。3.根据权利要求1所述的密封，其特征在于，密封环(6)由聚酰亚氨复合材料制成。此种聚酰亚氨复合材料是由聚酰亚氨粉末和补强填料烧结而成的。4.根据权利要求1所述的密封，其特征在于，密封环(6)是通过机加的方式加工而成的，这种工艺提高了密封环(6)的尺寸精度，提高了密封唇口和旋转轴的同心度，进而提高了其密封性能。5.根据权利要求1所述的密封，其特征在于，碳钢弹簧(5)镶嵌在氟橡胶密封环(4)的弹簧槽内，无需进行粘合。碳钢弹簧(5)是由碳钢钢丝缠绕而成的。6.根据权利要求1所述的密封，其特征在于，弹簧片(7)以机械的方式压紧在聚酰亚氨密封环(6)上，无需进行粘合。弹簧片(7)是由弹簧不锈钢带或其它有良好弹性的钢片以普通五金工艺方法制作而成的。7.根据权利要求1所述的密封，其特征在于，当本发明涉及的密封应用于高速工况时，可将密封环(6)加工成圆弧密封，提高密封面积，从而提高其动态密封性能；当本发明涉及的密封应用于高压工况时，可在密封环(6)处增加金属支撑，提高抗压能力，从而提高其动态密封性能。
技术总结
本发明公开了一种聚酰亚氨复合材料-氟橡胶材料组合式密封，它由金属外骨架(1)、金属内骨架(2)、金属骨架压圈(3)、氟橡胶密封环(4)、碳钢弹簧(5)、聚酰亚氨密封环(6)、弹簧片(7)组成。其主要特征为，氟橡胶密封环(4)和碳钢弹簧(5)组合封油，碳钢弹簧(5)为氟橡胶密封环(4)提供相应抱紧力，聚酰亚氨密封环(6)是通过机加工工艺而制成，与弹簧片(7)组合封气，弹簧片(7)提高聚酰亚氨密封环(6)跟随性能。本发明通过不同材料、不同结构密封的组合，使密封产品可以同时密封油脂和高压空气，密封性能长时间维持在一个合理的水平。本发明工况稳定，密封性能可靠，使用寿命长，安装方便，通用性、互换性好，可以适应高温、高速、干磨等工况，特别适用于密封轴随机跳动的恶劣环境等对密封要求较苛刻的情况。较苛刻的情况。较苛刻的情况。
技术研发人员：刘冬亮 丁攀攀 白骏烈
受保护的技术使用者：北京橡胶工业研究设计院有限公司
技术研发日：2021.01.04
技术公布日：2022/7/8
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