一种金属丝编织物密封圈的制作方法

1.本实用新型涉及密封技术领域，尤其涉及汽车发动机分段式排气歧管的密封系统。


背景技术：

2.排气歧管是柴油机上重要的零部件，一般由蠕墨铸铁或球墨铸铁铸造而成。其主要功能是将排气道废气导入到排气歧管，包容废气同时将废气导入增压器。排气歧管还要承担固定支撑增压器、隔热板及egr冷却器等零部件的作用。由于排气歧管内流通发动机废气，其工作温度温差极大，在-60℃～750℃。随着排放法规和油耗法规的提升，这个温差还要进一步加大。在此条件下发动机一次冷热交替排气歧管要承受800℃以上的热冲击。当发动机由冷到热的工作过程中，排气歧管逐渐伸长，在紧固螺栓约束力下排气歧管受到压应力，在发动机冷却过程中排气歧管缩短，在紧固螺栓约束力下排气歧管受到拉应力。在发动机冷热交替冲击下排气歧管容易产生低周疲劳断裂。目前，解决排气歧管断裂的普遍技术方案是排气歧管分段加弹性环密封环径向密封技术，此方案缺点是在发动机运行初期就产生漏气现象，而且随着时间的加长密封环因高温结碳卡滞失效更加严重。另一种技术方案是采用波纹管加卡箍和密封圈的密封结构，这种结构密封性能较好，对排气歧管和气缸盖的加工精度要求也不高，但是波纹管处在高温下容易发生晶间腐蚀疲劳裂纹从而在波纹管处漏气，同时对卡箍的稳定性和可靠性要求极高，而且成本较高，再者国内的波纹管供应商实力不强，做出来的产品可靠性很低，从而影响排气歧管寿命。同时对于国内ⅵ大排量柴油机，其排气侧空间尤其紧凑，拆换排气歧管工序复杂，耗时长。因此，针对密封环的结构改进将变得极为重要。
3.为了克服背景技术中所述的汽车发动机分段式排气歧管密封系统存在密封性能较差，容易出现漏气现象，加工精度高，使用范围受限的问题。本实用新型的目的针对上述现有技术的不足之处，提供一种密封性能可靠，使用寿命长,尤其能够适用于高温高压流体介质密封系统的金属丝编织物密封圈。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种密封性能可靠，使用寿命长,尤其能够适用于高温高压流体介质密封系统的金属丝编织物密封圈，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种金属丝编织物密封圈，其特征在于，包括环状密封圈本体，所述环状密封圈本体为中间制有通孔，通孔体周围包箍至少一层卷制成的圆形金属丝编织物，卷制成的圆形金属丝编织物在轴向和径向相互压制而成的圆形环形、宽幅扁平环形或碗形环形的环状弹性体。所述金属线编织物是用金属丝通过纬编编织而成ω形交叉绕固的网圈筒状结构体。
7.优选地，所述环状密封圈本体为通孔体周围包箍多层卷制成的圆形金属丝编织物
时金属丝编织物为一个整体结构件。
8.优选地，所述ω形交叉绕固的网圈包括圈柱(10)、针偏弧(9)和沉降弧(11)，所述圈柱(10)设置有两个，两个所述圈柱(10)的上端分别连接在针偏弧(9)两端下侧，所述沉降弧(11)一端连接在两个所述圈柱(10)其中一个的下端，若干个所述ω形网圈依次首尾相接形成一行ω形网圈，所述金属丝编织物由若干行ω形网圈构成且相邻行ω形网圈之间的所述ω形网圈均进行交叉绕固。
9.优选地，所述圈柱(10)的垂直高度为ω形网圈的圈高b，所述ω形网圈左右两个针偏弧(9)中心点之间的距离为ω形网圈的圈距a,所述圈高b小于圈距a。
10.优选地，所述金属丝的材质为310s耐热不锈钢、6j20热膨胀合金或lnconel600合金因科镍丝石墨线，所述的金属丝是圆丝且直径为0.1毫米至1毫米。
11.本实用新型的有益效果在于：
12.本实用新型一种金属丝编织物密封圈，环状密封圈本体为中间制有通孔，通孔体周围包箍至少一层卷制成的圆形金属丝编织物，卷制成的圆形金属丝编织物在轴向和径向相互压制而成的圆形环形、宽幅扁平环形或碗形环形的环状弹性体。金属丝编织物是由金属丝通过纬编编织而成ω形交叉绕固的网圈筒状结构体，这样就使环状弹性体内部结构形成蜂窝状，流体介质要泄露必然要从这些蜂窝状缝隙中出来，流体介质通过这些蜂窝状的缝隙时要多次改变流动方向，通过时能量逐渐损失(压力、速度)，所以越往后流体介质能量越低就很难“逃逸”了，这些蜂窝状结构也称“迷宫式密封结构”，通过减小压力差来减少流体介质泄漏损失从而递级降低流体介质压力，最终达到迷宫式密封和减震消能的效果。由于通孔体周围包箍至少一层卷制成的圆形金属丝编织物在轴向和径向相互压制而成的圆形环形、宽幅扁平环形或碗形环形的环状弹性体，并且在通孔体周围包箍多层卷制成的圆形金属丝编织物时金属丝编织物也为一个整体结构件，这样进一步提高了环状密封圈本体耐久性；同时解决了传统密封圈密封性能差，使用寿命短，耐高温抗腐蚀性能差的缺点。本实用新型设计巧妙、结构简单紧凑、密封性能可靠、使用寿命长，尤其能够适用于高温高压流体介质密封系统的密封。
附图说明
13.图1为本实用新型为圆形的环状弹性体结构示意图；
14.图2为本实用新型为宽幅扁平的环状弹性体结构示意图；
15.图3为本实用新型碗状的环状弹性体结构示意图；
16.图4为本实用新型实施例示意图；
17.图5为本实用新型实施例的金属线编织物纵向示意图；
18.图6为图5的俯视示意图；
19.图7为图5的部分放大示意图。
20.其中，1、密封圈本体；2、上排气歧管件；3、下排气歧管件；4、第一自紧式v形金属密封圈；5、第二自紧式v形金属密封圈；6、第一台阶部；7、第二台阶部；8、第三台阶部；9、针偏弧；10、圈柱；11、沉降弧。
具体实施方式
21.结合附图1-7，对本实用新型的具体实施方式作如下说明：
22.本实用新型实施例中需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”、“中”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.此外，本实用新型实施例中还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
24.如图1-7所示，一种金属丝编织物密封圈，包括环状密封圈本体(1)为中间制有通孔，通孔体周围包箍至少一层卷制成的圆形金属丝编织物，卷制成的圆形金属丝编织物在轴向和径向相互压制而成的圆形环形(图1)、宽幅扁平环形(图2)或碗形环形(图3)的环状弹性体。所述金属丝编织物(图5)是用金属丝通过纬编编织而成ω形交叉绕固的网圈(图7)筒状结构体(图6)。在压制驱动组件驱动压制头下降时，通过压制头将位于绕线柱外壁上的ω形交叉绕固的网圈筒状结构体的金属丝编织物从绕线柱上褪下，再通过压制模具和压制头配合，将卷制成的圆形金属丝编织物压制成环状弹性体的毛坯，再通过压制成型空间压制成型，从而实现金属丝编织物密封圈的成型；压制头和压制模具均能够从设备中便捷的拆装，从而可以根据产品所需形状更改压制成型的形状，使得卷制成的圆形金属丝编织物能够压制成圆形环形或者宽幅扁平环形或碗形环形的环状弹性体，增大了金属丝编织物密封圈产品适用范围。所述金属丝纬编编织是金属丝沿纬向喂入圆筒状或圆盘状的纬编机的工作舌针，顺序地弯曲成圈并相互穿套而形成金属丝编织物的一种工艺。在纬编金属丝编织物中，纬编金属丝编织物的形成一般采用舌针编织而形成，当舌针沿三角轨迹作上下运动时，由于舌针的开闭而形成的ω形网圈。如7图所示，ω形网圈是三度弯曲的空间曲线，一个完整ω形网圈是由圈干(a-b-c-d-e)和延展线(e-f-g)组成，圈干的直线段(a-b与d-e)成为圈柱10，弧线部段(b-c-d)成为针编弧9，延展线(e-f-g)又称之为沉降弧11，由它来链接相邻的两个ω形网圈，所述圈柱10的垂直高度为ω形网圈的圈高b，所述ω形网圈左右两个针偏弧9中心点之间的距离为ω形网圈的圈距a。所述金属丝通过纬编编织而成ω形交叉绕固的网圈筒状结构体是使用针床为圆筒状或圆盘状的纬编机将舌针插在针筒或针盘上进行编织，单面纬编圆机只有一个针筒或针盘，由一组舌针编织单面纬编金属丝编织物，圆纬编机编织的为连续的筒状金属线编织物，针筒直径的大小决定了筒状金属丝编织物的筒状周径(幅宽)。在针筒周围配置的成圈系统数俗称路效，它影响机器的生产效率，常用每英寸筒径所具有的成圈系统数来表示成圈系统的稀密程度。在金属丝编织过程中，通过调整导线座升降速度和绕线柱的旋转速度进而控制金属丝织网的紧密程度以及网孔大小，从而能够根据需求生产不同型号的金属丝编织物密封圈产品。在拉线驱动机构拉出金属丝速度一致时，第一旋转驱动器的旋转速度越快，则金属丝的并线越密集，所制成的金属丝编织物具有更大的重量体积比和更小空隙率，使得金属丝编织物密封圈可以根据需求加工出不同的性能参数，增大金属丝编织物密封圈产品适用范围。
25.在图4所示实施例中，系统所承受的压力为轴向压力时，采用环状密封圈本体1和端面轴向开口的自紧式v形金属密封圈4和5进行配合径向密封。该密封的系统由上排气歧管2和下排气歧管3组成，现将下排气歧管3的一端插入上排气歧管2中与上排气歧管2相连接，其中上排气歧管2与下排气歧管3的接合端采用止口连接，上排气歧管2的内壁设有第一台阶部6和第二台阶部7，上排气歧管2的管口的前端内孔设有导向斜面，下排气歧管3的外壁设有第三台阶部8，在第二台阶部7与第三台阶部8之间形成密封环槽。密封环槽中间位置设有环状密封圈本体1，环状密封圈本体1与上排气歧管2的内壁表面和下排气歧管3的外侧表面间均为间隙配合，环状密封圈本体1的外圈表面紧贴上排气歧管2的内壁表面，环状密封圈本体1的内圈表面紧贴下排气歧管3的外侧表面，环状密封圈本体1的内外圈表面的面积较大而且耐高温，具有很强的弹性和密封性能的特点，当密封环槽内环状密封圈本体1在高温高压气流的作用下会迅速膨胀，使环状密封圈本体1两端面挤进自紧式v形金属密封圈4和5金属腔壳内，增强了自紧式v形金属密封圈4和5的弹性，减小了自紧式v形金属密封圈4和5安装后的塑性变形。更进一步由于环状密封圈本体1的环状弹性体的内部呈蜂窝状结构，流体介质要泄漏必然要从这些蜂窝状缝隙中出来，流体介质要通过这些蜂窝状缝隙时要多次改变流动方向，通过时能量逐渐损失(压力、速度)，所以越往后流体介质能量越低就很难“逃逸”了。这些蜂窝状结构也称“迷宫式密封结构”，通过减小压力差来减少流体介质泄漏损失从而递级降低流体介质压力，最终达到迷宫式密封和减震消能的效果。再者，环状密封圈本体1的一端面与上排气歧管2内壁上第二台阶部7之间设有第一自紧式v形金属密封圈5，环状密封圈本体1的另一端面与下排气歧管3外壁上第三台阶部8之间设有第二自紧式v形金属密封圈4，第一自紧式v形金属密封圈4和第二自紧式v形金属密封圈5均为自紧式v形金属密封圈且自紧式v形金属密封圈的开口是轴向端面开口，与上排气歧管2内壁和下排气歧管3外壁间均为过盈配合。环状密封圈本体1的两端面紧贴第一自紧式v形金属密封圈4和第二自紧式v形金属密封圈5的轴向端面开口端，这样就有效地将第一自紧式v形金属密封圈4和第二自紧式v形金属密封圈5有效固定在最佳的工作位置，从而避免自紧式v形金属密封圈4和5在排气歧管密封环槽内由于高温高压气流经过弹体表面上产生一个局部高压区，由此形成一个翻转力矩，从而导致自紧式v形金属密封圈4和5受到的翻转力作用而偏离垂直轴向位置，正是由于环状密封圈本体1固定了自紧式v形金属密封圈4和5最佳的工作位置，保证了自紧式v形金属密封圈4和5的密封性能和排气系统的密封结构可靠性。
26.同时，由于金属丝编织物卷制成的圆形层数与环状弹性体的空隙率有关联；包箍的金属丝编织物卷制成的圆形为多层数时金属丝编织物为一个整体结构件时，在轴向和径向相互压制而成的圆形环形、宽幅扁平环形或碗形环形的环状弹性体后，提高了环状弹性体牢固性和耐久性；金属丝通过纬编编织而成ω形交叉绕固的网圈筒状结构体的筒状周径(幅宽)的大小与环状弾性体的轴向高度有关联。金属丝通过纬编编织而成ω形交叉绕固的网圈的圈高b小于圈距a时网圈结构最牢固。再者所选择金属丝的不同材质，由金属丝编织物密封圈所密封的流体介质温度决定的，温度750℃以下采用310s耐热不锈钢，温度750℃以上采用6j20热膨胀合金或者采用lnconel600合金因科镍丝石墨线。所述的金属丝是圆线且直径为0.1毫米至1毫米，金属丝形状和丝径大小的选择取决于金属丝编织物密封圈所需的预紧力。
27.本实用新型一种金属丝编织物密封圈，包括环状密封圈本体1，环状密封圈本体1
为中间制有通孔，通孔体周围包箍至少一层卷制成的圆形金属丝编织物，卷制成的圆形金属丝编织物在轴向和径向相互压制而成的圆形环形、宽幅扁平环形或碗形环形的环状弹性体。金属丝编织物是由金属丝通过纬编编织而成ω形交叉绕固的网圈筒状结构体，这样就使环状弹性体内部结构形成蜂窝状，流体介质要泄露必然要从这些蜂窝状缝隙中出来，流体介质通过这些蜂窝状的缝隙时要多次改变流动方向，通过时能量逐渐损失(压力、速度)，所以越往后流体介质能量越低就很难“逃逸”了，这些蜂窝状结构也称“迷宫式密封结构”，通过减小压力差来减少流体介质泄漏损失从而递级降低流体介质压力，最终达到迷宫式密封和减震消能的效果，由于通孔体周围包箍至少一层卷制成的圆形金属丝编织物在轴向和径向相互压制而成的圆形环形、宽幅扁平环形或碗形环形的环状弹性体，并且在通孔体周围包箍多层卷制成的圆形金属丝编织物时金属丝编织物也为一个整体结构件，这样进一步提高了环状密封圈本体1耐久性；同时解决了传统密封圈密封性能差，使用寿命短，耐高温抗腐蚀性能差的缺点。通过控制金属丝编织物ω形交叉网圈的紧密程度以及ω形交叉网圈圈孔大小，从而增大金属丝编织物密封圈的适用范围。金属丝编织物的金属丝材质是根据金属丝编织物密封圈所密封的不同的流体介质温度分别采用不同镍基的高温合金材料，提高了金属丝编织物密封圈在高温高压工况下的密封性能和抗腐蚀性，具有较好的环保性。金属丝编织物密封圈是采用卷制成的圆形金属丝编织物在轴向和径向相互压制的制作方式，提高了金属丝编织物密封圈的制作效率和金属丝编织物密封圈本体的冷热冲击性能，使金属丝编织物密封圈具有较好的回弹性和防震性能，同时有着较强适用性，能有效地保证排气系统的可靠性。
28.上述结合附图对实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围之内。