本實(shí)用新型公開了一種H型油封件，其核心結(jié)構(gòu)由PTFE材質(zhì)的油封本體、V型彈簧及O型圈組成。通過在油封本體端面設(shè)置彈簧槽形成油封臂，并配合V型彈簧的彈性作用，實(shí)現(xiàn)了對旋轉(zhuǎn)軸的動(dòng)態(tài)密封。該設(shè)計(jì)不僅解決了傳統(tǒng)油封件在高壓、高腐蝕性環(huán)境下的性能瓶頸，還通過材料創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，顯著提升了密封圈的耐摩擦強(qiáng)度與自潤滑性能，尤其適用于海水等嚴(yán)苛工況。

一、技術(shù)背景與現(xiàn)有技術(shù)缺陷

在油封件技術(shù)領(lǐng)域，傳統(tǒng)彈性體材料的旋轉(zhuǎn)軸唇形油封存在顯著性能局限：其承受壓力通常≤0.05MPa，無法滿足深海等高壓場景需求（如海面50米深處壓力約0.5MPa）。此外，傳統(tǒng)丁腈橡膠材質(zhì)自潤滑效果差，導(dǎo)致與旋轉(zhuǎn)軸摩擦大，且耐腐蝕性不足，在海水中使用壽命短，難以適應(yīng)復(fù)雜工況要求。

二、技術(shù)方案核心結(jié)構(gòu)

2.1、主體材料與基本構(gòu)型

2.1.1、油封本體：采用PTFE（聚四氟乙烯）加工成環(huán)形結(jié)構(gòu)，利用其優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、高潤滑不粘性及抗老化耐力，從材料層面提升密封圈性能。PTFE摩擦系數(shù)低，可降低與旋轉(zhuǎn)軸的摩擦力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

2.1.2、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)置：端面上設(shè)環(huán)形彈簧槽，內(nèi)壁形成油封臂；外壁側(cè)槽套設(shè)O型圈，增強(qiáng)外側(cè)密封；內(nèi)壁邊緣設(shè)內(nèi)倒角，防止受壓擠出并減輕重量；外壁邊緣設(shè)外倒角，便于安裝。

彈性密封系統(tǒng)

2.1.3、V型彈簧設(shè)計(jì)：采用SS316不銹鋼制成，內(nèi)端與外端向上折彎形成V型，末端抵壓彈簧槽內(nèi)壁臺(tái)階，防止滑出。彈簧開口方向與槽口一致，內(nèi)、外端間隔錯(cuò)開設(shè)置開孔，形成V形彈片，增強(qiáng)彈性形變能力。

2.1.4、彈性作用機(jī)制：油封件安裝時(shí)內(nèi)徑與軸的過盈量使V型彈簧開口處受壓，產(chǎn)生向外彈力，形成油封唇口激活前的預(yù)緊力。當(dāng)介質(zhì)壓力增大時(shí)，彈簧槽內(nèi)高壓介質(zhì)將油封內(nèi)壁推向軸，增強(qiáng)密封效果。

2.2、密封唇口優(yōu)化

2.2.1、油封臂結(jié)構(gòu)：內(nèi)壁向內(nèi)傾斜形成油封唇口，直徑為油封孔最小直徑。該設(shè)計(jì)使唇口兼具強(qiáng)度與柔軟度，既能耐受壓力，又能適應(yīng)軸跳動(dòng)。傾斜設(shè)置減少與軸的接觸面積，降低摩擦并優(yōu)化密封效果。

2.2.2、壓力自適應(yīng)機(jī)制：介質(zhì)壓力小時(shí)，唇口靠自身過盈與彈簧預(yù)緊力貼緊軸，摩擦力?。粔毫Υ髸r(shí)，唇口被高度激活，介質(zhì)壓力輔助推壓，抵御高壓介質(zhì)泄漏。

創(chuàng)新技術(shù)優(yōu)勢

三、具體實(shí)施方式與結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)

3.1、三維結(jié)構(gòu)解析

3.1.1、立體結(jié)構(gòu)：如圖1所示，油封本體呈環(huán)形，中心為油封孔，頂端面彈簧槽與本體同軸設(shè)置，外壁側(cè)槽套O型圈，V型彈簧卡接于彈簧槽內(nèi)，形成H型截面特征。

3.1.2、剖面構(gòu)造：如圖2所示，彈簧槽下端側(cè)壁傾斜，上端內(nèi)壁設(shè)臺(tái)階，V型彈簧末端抵壓臺(tái)階；油封臂內(nèi)壁傾斜形成唇口，與軸之間采用間隙配合，減少接觸面積。

3.2、關(guān)鍵部件細(xì)節(jié)

3.2.1、V型彈簧細(xì)節(jié)：如圖5所示，內(nèi)端設(shè)第二開孔，外端設(shè)第一開孔，開孔間隔錯(cuò)開形成彈片，增強(qiáng)彈性形變能力與抗疲勞強(qiáng)度。SS316不銹鋼材質(zhì)抵御海水侵蝕。

3.2.2、油封本體細(xì)節(jié)：如圖3-4所示，油封孔上下端邊緣設(shè)內(nèi)倒角，外壁設(shè)外倒角，側(cè)槽與彈簧槽位置精準(zhǔn)匹配，確保O型圈與V型彈簧安裝到位??1-65。

四、工程應(yīng)用場景與價(jià)值

該H型油封件憑借耐高壓、強(qiáng)耐腐蝕及自潤滑特性，主要適用于以下場景：

4.1、海洋工程：深海探測設(shè)備、海水泵軸密封等，可在高腐蝕性海水環(huán)境中穩(wěn)定工作。

4.2、高壓工業(yè)設(shè)備：化工反應(yīng)釜、高壓液壓系統(tǒng)等，解決傳統(tǒng)密封圈耐壓不足問題。

4.3、水下機(jī)械：水下機(jī)器人、潛艇推進(jìn)軸等，滿足長期水下運(yùn)行的密封需求。

通過材料創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，該設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)油封件的性能邊界，為苛刻工況下的旋轉(zhuǎn)軸密封提供了高效解決方案，具有顯著的工程應(yīng)用價(jià)值與市場推廣潛力。

胡燕林,胡嘉豪,聶磊,彭超.一種H型油封件[P].中國實(shí)用新型專利:CN221097453U,2024-06-07.