发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自补气膨胀式密封圈，可以通过在对密封圈本体进行单元化隔离，并在密封圈本体上设置渗水感知组件，在发生弹性减弱导致的渗水现象时，将水分输送至内部的补气套内，并触发补气球的溶解动作，其一开始溶解发生化学反应，释放出大量的气体和热量，热量迫使支撑密封圈本体的补位支架发生软化动作，随后通过补气的方式迫使密封圈本体向外侧膨胀以弥补弹性不足，并在补气结束后触发物理溶解动作，并吸收大量的热量，迫使软化伸长后的补位支架硬化，对膨胀后的密封圈本体进行高强度的支撑，从而实现对渗水区域的定点膨胀，可以在短时间内响应渗水现象，完成对密封圈本体的补气防渗。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种自补气膨胀式密封圈，包括密封圈本体，所述密封圈本体内开设有环形空腔，所述密封圈本体外端镶嵌连接有多块环形阵列分布的单元隔片，相邻的一对所述单元隔片之间连接有吸水纤维环，且吸水纤维环镶嵌于密封圈本体外表面，所述环形空腔内连接有补料环，且补料环与密封圈本体内端连接，所述补料环内设有多个补气球，所述补料环与密封圈本体外侧内壁之间连接有补气套，所述吸水纤维环靠近补料环一端连接有引水纤维丝，且引水纤维丝贯穿密封圈本体并延伸至补气套内，所述补气套与密封圈本体外侧内壁之间连接有多个补位支架。

进一步的，所述补气套包括覆盖外套、延伸管和磁吸罩，所述覆盖外套与密封圈本体外侧内壁连接，所述延伸管与密封圈本体内侧内壁连接，且延伸管与覆盖外套之间相连通，所述磁吸罩连接于覆盖外套内端靠近补料环的一侧，覆盖外套配合单元隔片用来对密封圈本体进行单元化分隔，既可以保证渗水区域不会蔓延，同时在补气膨胀时效果更好精度更高，不会干扰到相邻的区域，磁吸罩用来主动吸附补气球进行配合。

进一步的，所述补位支架包括相变支柱和多个辅助支杆，且辅助支杆均匀连接于密封圈本体外侧内壁与相变支柱之间，相变支柱可以跟随温度变化来发生软化和硬化，辅助支杆起到辅助支撑相变支柱的作用，并且密封圈本体的补气膨胀程度越剧烈，其支撑角度也逐渐变小接近垂直，可以很好的抵消因相变支柱拉伸和密封圈本体过度膨胀引起的弹力反作用。

进一步的，所述相变支柱包括导热半柱和补位半柱，所述导热半柱与补气套连接，且辅助支杆与导热半柱连接，所述补位半柱与密封圈本体外侧内壁连接，所述导热半柱一端连接有导热杆，且导热杆延伸至补位半柱内，导热半柱用来向辅助支杆提供稳定的支点进行支撑，补位半柱则可以在软化后跟随密封圈本体的膨胀进行拉伸，并在硬化后始终保持对其的高强度支撑，导热杆不仅起到在补位半柱内快速传导热量的作用，同时为硬化后的补位半柱起到辅助加强作用。

进一步的，所述导热半柱采用硬质导热材料制成，所述补位半柱采用弹性材料制成，且补位半柱内填充有热熔性材料，热熔性材料在加热状态下会熔化成为液相，进而实现补位半柱的软化动作，在冷却后会重新固化，具有一定的强度对膨胀后的密封圈本体进行支撑。

进一步的，所述辅助支杆内填充有多个导热石墨颗粒和多个均匀分布的摩擦珠，所述摩擦珠上连接有传动丝，且传动丝贯穿辅助支杆并延伸至外侧，在补气球溶解反应释放气体的时候，通过气体的吹拂带动传动丝进行抖动，进而迫使摩擦珠在导热石墨颗粒内进行反复摩擦生成热量，同时生成的热量可以通过导热石墨颗粒和辅助支杆向导热半柱处传导，加速补位半柱的软化，从而可以在短时间内实现防渗。

进一步的，所述辅助支杆采用弹性导热材料制成，所述摩擦珠采用高摩擦系数材料制成，摩擦珠在与导热石墨颗粒摩擦时会产生大量的热量，然后传导至导热半柱上，可以在极短的时间内使得补位半柱内的热熔性材料迅速达到熔点。

进一步的，所述补气球包括消解主球和溶解辅球，且溶解辅球镶嵌于消解主球的一端，所述溶解辅球外端连接有多根助解体丝，且助解体丝分散延伸至消解主球内，消解主球在初始时用来反应提供气体和热量，在密封圈本体补气膨胀实现防渗后，溶解辅球开始溶解吸收热量，在短时间内迫使补位半柱硬化对密封圈本体提供支撑，避免出现因水压问题导致密封圈本体回缩的现象发生，助解体丝起到加速消解主球解体的作用，从而在短时间内加速反应释放出更多的气体，对密封圈本体进行补气膨胀。

进一步的，所述消解主球采用泡腾崩解剂与磁性氧化铁粉末混合制成，且混合质量比为1:1，泡腾崩解剂在接触到水后发生化学反应，释放出大量的二氧化碳气体和热量，磁性氧化铁粉末用来向消解主球提供磁性，进而可以被磁吸罩所吸引。

进一步的，所述溶解辅球采用硝石制成，且溶解辅球的密度大于消解主球，硝石在溶解于水时会吸收大量的热量，进而在短时间内使得环境温度降低，加速补位半柱的冷却硬化动作，且由于溶解辅球的密度比消解主球大，会使得靠近溶解辅球一侧重量较大，在被磁吸罩所吸引时可以保证是消解主球与磁吸罩接触，确保在接触到水分的初始阶段发生补气膨胀动作。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以通过在对密封圈本体进行单元化隔离，并在密封圈本体上设置渗水感知组件，在发生弹性减弱导致的渗水现象时，将水分输送至内部的补气套内，并触发补气球的溶解动作，其一开始溶解发生化学反应，释放出大量的气体和热量，热量迫使支撑密封圈本体的补位支架发生软化动作，随后通过补气的方式迫使密封圈本体向外侧膨胀以弥补弹性不足，并在补气结束后触发物理溶解动作，并吸收大量的热量，迫使软化伸长后的补位支架硬化，对膨胀后的密封圈本体进行高强度的支撑，从而实现对渗水区域的定点膨胀，可以在短时间内响应渗水现象，完成对密封圈本体的补气防渗。

(2)补气套包括覆盖外套、延伸管和磁吸罩，覆盖外套与密封圈本体外侧内壁连接，延伸管与密封圈本体内侧内壁连接，且延伸管与覆盖外套之间相连通，磁吸罩连接于覆盖外套内端靠近补料环的一侧，覆盖外套配合单元隔片用来对密封圈本体进行单元化分隔，既可以保证渗水区域不会蔓延，同时在补气膨胀时效果更好精度更高，不会干扰到相邻的区域，磁吸罩用来主动吸附补气球进行配合。

(3)补位支架包括相变支柱和多个辅助支杆，且辅助支杆均匀连接于密封圈本体外侧内壁与相变支柱之间，相变支柱可以跟随温度变化来发生软化和硬化，辅助支杆起到辅助支撑相变支柱的作用，并且密封圈本体的补气膨胀程度越剧烈，其支撑角度也逐渐变小接近垂直，可以很好的抵消因相变支柱拉伸和密封圈本体过度膨胀引起的弹力反作用。

(4)相变支柱包括导热半柱和补位半柱，导热半柱与补气套连接，且辅助支杆与导热半柱连接，补位半柱与密封圈本体外侧内壁连接，导热半柱一端连接有导热杆，且导热杆延伸至补位半柱内，导热半柱用来向辅助支杆提供稳定的支点进行支撑，补位半柱则可以在软化后跟随密封圈本体的膨胀进行拉伸，并在硬化后始终保持对其的高强度支撑，导热杆不仅起到在补位半柱内快速传导热量的作用，同时为硬化后的补位半柱起到辅助加强作用。

(5)导热半柱采用硬质导热材料制成，补位半柱采用弹性材料制成，且补位半柱内填充有热熔性材料，热熔性材料在加热状态下会熔化成为液相，进而实现补位半柱的软化动作，在冷却后会重新固化，具有一定的强度对膨胀后的密封圈本体进行支撑。

(6)辅助支杆内填充有多个导热石墨颗粒和多个均匀分布的摩擦珠，摩擦珠上连接有传动丝，且传动丝贯穿辅助支杆并延伸至外侧，在补气球溶解反应释放气体的时候，通过气体的吹拂带动传动丝进行抖动，进而迫使摩擦珠在导热石墨颗粒内进行反复摩擦生成热量，同时生成的热量可以通过导热石墨颗粒和辅助支杆向导热半柱处传导，加速补位半柱的软化，从而可以在短时间内实现防渗。

(7)辅助支杆采用弹性导热材料制成，摩擦珠采用高摩擦系数材料制成，摩擦珠在与导热石墨颗粒摩擦时会产生大量的热量，然后传导至导热半柱上，可以在极短的时间内使得补位半柱内的热熔性材料迅速达到熔点。

(8)补气球包括消解主球和溶解辅球，且溶解辅球镶嵌于消解主球的一端，溶解辅球外端连接有多根助解体丝，且助解体丝分散延伸至消解主球内，消解主球在初始时用来反应提供气体和热量，在密封圈本体补气膨胀实现防渗后，溶解辅球开始溶解吸收热量，在短时间内迫使补位半柱硬化对密封圈本体提供支撑，避免出现因水压问题导致密封圈本体回缩的现象发生，助解体丝起到加速消解主球解体的作用，从而在短时间内加速反应释放出更多的气体，对密封圈本体进行补气膨胀。

(9)消解主球采用泡腾崩解剂与磁性氧化铁粉末混合制成，且混合质量比为1:1，泡腾崩解剂在接触到水后发生化学反应，释放出大量的二氧化碳气体和热量，磁性氧化铁粉末用来向消解主球提供磁性，进而可以被磁吸罩所吸引。

(10)溶解辅球采用硝石制成，且溶解辅球的密度大于消解主球，硝石在溶解于水时会吸收大量的热量，进而在短时间内使得环境温度降低，加速补位半柱的冷却硬化动作，且由于溶解辅球的密度比消解主球大，会使得靠近溶解辅球一侧重量较大，在被磁吸罩所吸引时可以保证是消解主球与磁吸罩接触，确保在接触到水分的初始阶段发生补气膨胀动作。