本發(fā)明涉及一種密封領域，特別涉及一種往復動密封用仿生密封圈。

背景技術：

密封圈的密封性能好壞直接關系著整個系統(tǒng)結構的可靠性和安全性。常見的橡膠密封圈如o形圈、矩形圈、d形圈、x形圈等，由于其具有良好的自密封性能，被廣泛地應用于機械工程、儀器儀表、石油化工、交通工程、航空航天、核工業(yè)、海航工程等領域。其中，o形密封圈的應用范圍最廣，但是在往復動密封中o形密封圈易發(fā)生滾動和扭曲現(xiàn)象，特別是當密封圈上沿周向的摩擦力不均勻、溝槽同軸度較差時，這種扭曲現(xiàn)象更為明顯，這將極大地降低o形圈的使用壽命。矩形密封圈可用于靜密封中，但其動密封性能較差。x形密封圈在往復動密封中的觸角易發(fā)生疲勞失效?？梢?，常規(guī)密封圈的動密封性能較差。因而，設計一種適用于往復動密封的密封圈具有重要意義。

近年來，隨著仿生學的發(fā)展，其被廣泛地應用于機械結構設計中，特別是研究發(fā)現(xiàn)非光滑表面具有良好的耐磨性和減阻性能。比如穿山甲的甲殼外表、蚯蚓的節(jié)狀肢體等具有良好的耐磨性能和潤滑性能?；诂F(xiàn)有o形密封圈的良好自密封性、矩形密封圈的優(yōu)良靜密封性，結合仿生非光滑表面原理，設計了一種往復密封用仿生密封圈，其融合o形圈和矩形圈的結構特點，具有仿生非光滑表面，兼具良好的耐磨性、自密封、潤滑性。通過分析計算，證明該仿生密封圈無論是應用于靜密封還是往復動密封均具有良好的密封性能，極大地提高了密封系統(tǒng)的可靠性和安全性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：為了克服現(xiàn)有橡膠密封圈在往復動密封中易發(fā)生失效問題，特提供一種仿生密封圈，其具有優(yōu)良的靜密封和動密封性能，且更加耐磨、耐高溫、耐疲勞，極大地提高密封系統(tǒng)的可靠性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種往復動密封用仿生密封圈，是由密封圈本體構成，其特征在于：密封圈本體具有四個接觸表面，接觸表面的兩端為圓形觸頭，接觸表面中間分布有一個或兩個或三個圓形突起，圓形突起與圓形觸頭之間通過凹槽光滑連接，多個圓形突起之間也可以通過凹槽光滑連接；凹槽為v形或u形結構，凹槽底部為圓弧過渡；將密封圈本體安裝在密封槽中可實現(xiàn)靜密封和往復動密封。

作為進一步的技術方案，所述的密封圈本體的材料為橡膠、聚氨酯等非金屬密封材料。

本發(fā)明的有益效果是：(1)仿生密封圈表面的圓形觸頭和圓形突起采用o形圈結構，在流體壓力作用下可實現(xiàn)良好自密封，且各邊有3個以上凸起結構可實現(xiàn)多級密封；(2)仿生密封圈的表面為連續(xù)非光滑表面，在往復動密封中其具有良好的耐磨性；(3)仿生密封圈的表面凹槽可貯存潤滑油，在動密封中可保持密封表面的潤滑性能，同時可有助于降低密封圈與其他部件之間的摩擦生熱；(4)在往復動密封中，仿生密封圈不會發(fā)生側翻、扭曲等想象，各個觸頭部位的變形也相對較小，不易發(fā)生疲勞失效；(5)該仿生密封圈結構簡單、動密封性能穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種往復動密封用仿生密封圈的截面圖。

圖2是本發(fā)明仿生密封圈安裝后的密封結構截面圖。

圖中：1.密封圈本體，2.接觸表面，3.圓形觸頭，4.圓形突起，5.凹槽，6.密封槽。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的描述。

如圖1所示，一種往復動密封用仿生密封圈，是由密封圈本體1構成；密封圈本體1具有四個接觸表面2，接觸表面2的兩端為圓形觸頭3，接觸表面2中間分布有一個或兩個或三個圓形突起4，圓形突起4與圓形觸頭3之間通過凹槽5光滑連接，多個圓形突起4之間也可以通過凹槽5光滑連接；凹槽5為v形或u形結構，凹槽5底部為圓弧過渡。

如圖2所示，將密封圈本體1安裝在密封槽6中可實現(xiàn)靜密封和往復動密封；密封圈本體1的材料為橡膠、聚氨酯等非金屬密封材料。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明涉及一種往復動密封用仿生密封圈。它可用于靜密封結構和往復動密封結構，具有優(yōu)良的靜密封與動密封性能，以及耐磨性、耐熱性、耐疲勞，避免了在動密封中密封圈經常發(fā)生扭曲、反轉、磨損、疲勞失效等問題。其技術方案是：仿生密封圈本體為矩形結構，具有四個接觸表面，每個接觸表面的兩端為圓形觸頭，接觸表面中間分布有一個或兩個或三個圓形突起，圓形突起與圓形觸頭及多個圓形突起之間均通過凹槽光滑連接，凹槽為V形或U形結構，其底部為圓弧過渡；仿生密封圈材料可為橡膠、聚氨酯等非金屬密封材料。

技術研發(fā)人員：張杰;張瀚
受保護的技術使用者：西南石油大學
技術研發(fā)日：2017.08.27
技術公布日：2017.11.07