專利名稱：一種金屬密封圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體質(zhì)量流量控制器上用于各種氣體和液體密封的密封圈，具體 地說，涉及一種金屬密封圈。
背景技術(shù)：
氣體質(zhì)量流量控制器主要用于對(duì)氣體的質(zhì)量流量進(jìn)行精密測(cè)量和控制，在半導(dǎo)體 微電子工業(yè)、特種材料研制、化學(xué)工業(yè)、石油工業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保和真空等多種領(lǐng)域的科研和生 產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。在氣體質(zhì)量流量控制器上，為防止氣體和液體外泄常通過密封圈進(jìn) 行密封，常見的密封圈如橡膠密封圈、塑料密封圈。
橡膠密封圈即傳統(tǒng)的密封圈，其只有密封的功能，不能兼顧固定或支撐零件的作 用。橡膠密封圈由于材料本身很軟，所以只要受到擠壓力就會(huì)變形。如果變形量過大，橡膠 密封圈的材料將會(huì)失去彈性，時(shí)間長(zhǎng)了將會(huì)失去密封的作用，并且橡膠的耐腐蝕性差。
塑料密封圈，如聚四氟乙烯密封圈等，由于材料本身較軟，且容易產(chǎn)生塑性變形。 因此，塑料密封圈也不能實(shí)現(xiàn)既有密封的功能，同時(shí)又起到固定或支撐零件的作用。
目前，氣體質(zhì)量流量控制器中采用的金屬密封圈，其結(jié)構(gòu)為空心圓柱形狀，圈體 兩端處具有密封唇。相對(duì)于橡膠密封圈和塑料密封圈，金屬密封圈的密封性較好，耐腐蝕性 好，且長(zhǎng)期使用不易老化。此外，金屬密封圈還可以起到固定或支撐零件的作用。
但是，金屬密封圈對(duì)所密封零件的密封表面的質(zhì)量要求很高，導(dǎo)致成本較高；并且 金屬密封圈的可塑性較差，不允許有較大的壓縮變形量，金屬密封圈需要施加很大壓緊力， 才能實(shí)現(xiàn)密封。因此，現(xiàn)有金屬密封圈存在成本較高及可塑性較差，不允許有較大的壓縮變 形量導(dǎo)致的密封不嚴(yán)等問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的為，針對(duì)上述問題，提出一種金屬密封圈，具有密封效果好，不 易老化；允許有較大壓縮的變形量，可以有效的降低密封結(jié)構(gòu)的尺寸精度的要求，大大地降 低了制造成本。此外,其耐腐蝕性強(qiáng),可用于各種腐蝕強(qiáng)的氣體,液體等密封。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種金屬密封圈，該金屬密封圈包括圈體和位于所 述圈體兩端端口處的一圈第一密封唇，其特征在于，所述圈體呈空心柱體狀，所述圈體的外 表面上至少有一個(gè)向圈體內(nèi)表面凹陷的凹槽。
優(yōu)選地，所述圈體外表面上向所述圈體內(nèi)表面凹陷的凹槽有多個(gè)，且均勻分布在 所述圈體兩端端口之間。
優(yōu)選地，所述圈體外表面上向所述圈體內(nèi)表面凹陷的凹槽，沿徑向向外方向的截 面形狀為多邊形、U型、圓弧、或其中任意一種或多種圖形的組合。
優(yōu)選地,所述圈體外表面上向所述圈體內(nèi)表面凹陷的凹槽的圓弧截面為半圓弧 形，所述多邊形為三角形、矩形或梯形。
優(yōu)選地，所述金屬密封圈還包括位于圈體凹槽突出表面上的第二密封唇，其中，所述第二密封唇的徑向厚度大于所述第一密封唇的徑向厚度。。
優(yōu)選地，所述第一密封唇和/或第二密封唇的截面為多邊形、圓弧、U型、或其中任 意一種或多種圖形的組合。
優(yōu)選地，所述第一密封唇和/或第二密封唇的圓弧截面為半圓弧形，所述多邊形 為三角形、矩形、或梯形。
優(yōu)選地，所述金屬密封圈的圈體、第一密封唇和第二密封唇為一體結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，所述金屬密封圈的材料為不銹鋼。
本發(fā)明還提供一種氣體質(zhì)量流量控制器，包括通道、閥口、閥芯、閥體和金屬密封 圈，所述的金屬密封圈安裝在通道和閥口之間，其中，所述金屬密封圈的軸線與閥口的軸線 相重合。
從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的一種金屬密封圈，該金屬密封圈包括圈體和 位于所述圈體兩端端口處的一圈第一密封唇，其中，所述圈體的外表面上至少有一個(gè)向圈 體內(nèi)表面凹陷的凹槽。通過對(duì)金屬密封圈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使得金屬密封圈不僅密封效果 好，不易老化；耐腐蝕性強(qiáng)，可用于各種腐蝕強(qiáng)的氣體，液體等密封，還允許有較大壓縮的變 形量，可以有效的降低密封結(jié)構(gòu)的尺寸精度的要求，大大地降低了制造成本。


圖1為本發(fā)明金屬密封圈結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖2為本發(fā)明金屬密封圈的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明金屬密封圈的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)局部示意圖；圖4為本發(fā)明金屬密封圈的正視圖；圖5為沿圖4中的1-1線刨開的本發(fā)明的金屬密封圈的剖面圖；圖6為圖5中A處的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的 是本發(fā)明能夠在不同的示例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明 及圖示在本質(zhì)上當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
上述及其它技術(shù)特征和有益效果，將結(jié)合實(shí)施例及附圖1-5對(duì)本發(fā)明的金屬密封 圈進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明的下述實(shí)施例中，通過金屬密封圈的本身結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使得其外表面上 具有均勻分布的向其內(nèi)表面凹陷的凹槽，以使所述金屬密封圈就有更好的可塑性，能允許 較大的壓縮變形量，并使金屬密封圈外表面具有密封和固定作用；此外，位于所述圈體兩端 端口處的一圈第一密封唇，其在金屬密封圈受壓形變時(shí)能實(shí)現(xiàn)通道和閥口的密封。由此可 見，金屬密封圈不僅密封效果好，不易老化；允許有較大壓縮的變形量，可以有效的降低密 封結(jié)構(gòu)的尺寸精度的要求，大大地降低了制造成本；此外，金屬密封圈的耐腐蝕性強(qiáng)，可用 于各種腐蝕強(qiáng)的氣體，液體等密封。
如圖1所示，為本發(fā)明金屬密封圈結(jié)構(gòu)的立體示意圖，本實(shí)施例中，金屬密封圈 100包括圈體101、凹槽102、第一密封唇103以及第二密封唇104。
圈體101，其形狀為空心柱體狀，進(jìn)一步地，圈體101為空心圓柱體狀；圈體101的 材質(zhì)為不銹鋼，在本實(shí)施例中，該圈體101的材質(zhì)可以是316L不銹鋼。
凹槽102是位于圈體101外表面上向圈體101內(nèi)表面凹陷的凹槽，圈體101的外 表面上至少有一個(gè)向圈體101內(nèi)表面凹陷的凹槽102。進(jìn)一步地，圈體101外表面上向圈體 101內(nèi)表面凹陷的凹槽102有多個(gè)，且均勻分布在圈體101兩端端口之間，圈體101外表面 上向圈體101內(nèi)表面凹陷的凹槽102，沿徑向向外方向的截面形狀為多邊形、U型、圓弧、或 其中任意一種或多種圖形的組合，其中，圈體101外表面上向所述圈體101內(nèi)表面凹陷的凹 槽102的圓弧截面為半圓弧形，多邊形為三角形、矩形或梯形。在本實(shí)施例中，該凹槽102 的截面形狀為U型，其中，U型截面形狀是由半圓弧及其兩端點(diǎn)的切線所組成的，進(jìn)一步地， U型截面形狀中半圓弧的半徑與圈體101端處第一密封唇103的圓弧半徑相等。在本實(shí)施 例中，當(dāng)金屬密封圈100受壓時(shí)，因其邊緣中的凹槽102的存在，使得金屬密封圈100的結(jié) 構(gòu)具有更好的可塑性，以使得金屬密封圈100具有更大的壓縮變形量。
第一密封唇103為位于圈體101兩端端口處的一圈第一密封唇103,第一密封唇 104的截面為多邊形、圓弧、U型、或其中任意一種或多種圖形的組合，其中，第一密封唇103 的圓弧截面為半圓弧形，多邊形為三角形、矩形、或梯形。在本實(shí)施例中，第一密封唇103通 過其小圓弧型的外表面與金屬密封圈100的外側(cè)面相連接，在金屬密封圈100受壓發(fā)生形 變時(shí)過盈配合進(jìn)閥口 120內(nèi)，并因第一密封唇103上小圓弧型的外表面可以形成完全的密 封。
第二密封唇104位于圈體101外表面上，通過均勻分布的第二密封唇104能逐級(jí) 的對(duì)金屬密封圈100的外側(cè)面進(jìn)行密封，此外金屬密封圈100通過第二密封唇104過盈配 合嵌入進(jìn)閥口 120內(nèi)，能起到固定金屬密封圈100和補(bǔ)充密封的作用。
此外，第一密封唇103、第二密封唇104和圈體101為一體結(jié)構(gòu)，該金屬密封圈100 的材質(zhì)為不銹鋼，在本實(shí)施例中，其材質(zhì)是316L不銹鋼。
具體地，本實(shí)施例中所述金屬密封圈的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，其局部 示意圖如圖3所示，其中，所述圖2和圖3是金屬密封圈100在氣體質(zhì)量流量控制器上的使 用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖及局部示意圖。金屬密封圈100，安裝在通道110和閥口 120之間，起到 密封和固定閥口 120的作用。閥體140與通道110之間用螺栓連接固定。擰緊螺栓，閥體 140將向下運(yùn)動(dòng)，閥體140接觸到閥芯130的簧片，緊接著接觸到閥口 120。然后，閥口 120 向下移動(dòng)，擠壓金屬密封圈100，金屬密封圈100由于受到壓力，產(chǎn)生壓縮變形。金屬密封 圈100的變形量，一方面，能夠使閥體140與通道110之間緊密接觸；另一方面，金屬密封圈 100、閥口 120、閥芯130的簧片等零件均被擠壓固定。此外，金屬密封圈100還起到了通道 110和閥口 120之間的密封作用。
本發(fā)明的金屬密封圈100可以采用不脫離本發(fā)明的精神和范圍的多種不同結(jié)構(gòu)。 參考圖4、5和6，下面提供一種特別適用于氣體質(zhì)量流量控制器中的金屬密封圈及其尺寸。
在本實(shí)施例中，請(qǐng)參閱圖4，圖4為本發(fā)明金屬密封圈的正視圖，所述金屬密封圈 100兩端端口具有一圈小圓弧面截面的第一密封唇103，以及金屬密封圈100兩端之間具有 圓弧截面的中間密封圈102，其中，所述的第二密封唇104具有相同的徑向高度，圈體101端 處的第一密封唇103的徑向高度小于其外側(cè)面第二密封唇104的徑向高度。
請(qǐng)參閱圖5，圖5為圖4中的沿1-1線刨開的本發(fā)明的金屬密封圈的剖面圖。在本實(shí)施例中，金屬密封圈100具有兩個(gè)U型凹槽102和三個(gè)第二密封唇104以及兩端各有一 個(gè)第一密封唇103，進(jìn)一步地所述金屬密封圈100的材料為316L不銹鋼。其中，金屬密封圈 100的軸向長(zhǎng)度為2. 70cm ;其圈體101的內(nèi)徑為4. 95cm ;其外側(cè)面第二密封唇104的內(nèi)徑 為7cm ;其外側(cè)面U型凹槽102的深度和寬帶分別為O. 48cm和O. 30cm，其中底部的半圓的 半徑為O. 15cm。
請(qǐng)參閱圖6，圖6為圖5中A處的局部結(jié)構(gòu)示意圖，所述圈體101端口處的第一密 封唇103的弧度角為a，且所述U型凹槽102底部和圈體101的內(nèi)側(cè)面間有一定間距。在本 實(shí)施例中，a為90度，進(jìn)一步地，圈體101端口處的第一密封唇103的的半徑與所述U型凹 槽的底部半圓的半徑相同為O. 15cm，所述U型凹槽102底部和圈體101的內(nèi)側(cè)面間的間距 為 O. 55cm。
以上所述的僅為本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范 圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā) 明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種金屬密封圈，所述金屬密封圈包括圈體和位于所述圈體兩端端口處的一圈第一密封唇，其特征在于，所述圈體呈空心柱體狀，所述圈體的外表面上至少有一個(gè)向圈體內(nèi)表面凹陷的凹槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬密封圈，其特征在于，所述圈體外表面上向所述圈體內(nèi)表面凹陷的凹槽有多個(gè)，且均勻分布在所述圈體兩端端口之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬密封圈，其特征在于，所述圈體外表面上向所述圈體內(nèi)表面凹陷的凹槽，沿徑向向外方向的截面形狀為多邊形、U型、圓弧、或其中任意一種或多種圖形的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬密封圈，其特征在于，所述圈體外表面上向所述圈體內(nèi)表面凹陷的凹槽的圓弧截面為半圓弧形，所述多邊形為三角形、矩形或梯形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬密封圈，其特征在于，所述金屬密封圈還包括位于圈體凹槽突出表面上的第二密封唇，其中，所述第二密封唇的徑向厚度大于所述第一密封唇的徑向厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的金屬密封圈，其特征在于，所述第一密封唇和/或第二密封唇的截面為多邊形、圓弧、U型、或其中任意一種或多種圖形的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬密封圈，其特征在于，所述第一密封唇和/或第二密封唇的圓弧截面為半圓弧形，所述多邊形為三角形、矩形、或梯形。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬密封圈，其特征在于，所述金屬密封圈的圈體、第一密封唇和第二密封唇為一體結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬密封圈，其特征在于，所述金屬密封圈的材料為不銹鋼。
10.一種氣體質(zhì)量流量控制器，包括通道、閥口、閥芯和閥體，其特征在于，還包括權(quán)利要求1-9任意一個(gè)所述的金屬密封圈，所述的金屬密封圈安裝在通道和閥口之間，其中， 所述金屬密封圈的軸線與閥口的軸線相重合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬密封圈，該金屬密封圈包括圈體和位于所述圈體兩端端口處的一圈第一密封唇，其中，所述圈體呈空心柱體狀，所述圈體的外表面上至少有一個(gè)向圈體內(nèi)表面凹陷的凹槽。通過對(duì)金屬密封圈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使得其外表面上具有均勻分布的向其內(nèi)表面凹陷的凹槽，以使所述金屬密封圈就有更好的可塑性，能允許較大的壓縮變形量；此外，通過位于所述圈體兩端端口處的一圈密封唇，在金屬密封圈受壓形變時(shí)能實(shí)現(xiàn)通道和閥口的密封。因此，本發(fā)明的金屬密封圈不僅密封效果好，不易老化；耐腐蝕性強(qiáng)，可用于各種腐蝕強(qiáng)的氣體，液體等密封，還允許有較大壓縮的變形量，可以有效的降低密封結(jié)構(gòu)的尺寸精度的要求，大大地降低了制造成本。
文檔編號(hào)F16K51/00GK102996792SQ20121056697
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者蘇乾益, 杜井慶, 宋志輝, 李甲 申請(qǐng)人:北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司