CN103453025A - 密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种密封装置(1)，该密封装置(1)包括密封环形件(3)、内环(2)和外环(4)，两个环中的一个能够相对于轴线旋转，环形件(3)被布置在两个环(2、4)之间且包括被布置在垂直于旋转轴线的凹槽(20)中的两个环形唇形部(300、301)，顶部唇形部(300)和基本上垂直于顶部唇形部(300)的底部唇形部(301)，所述底部唇形部(301)具有朝向内部的曲率半径，凹槽(20)被设置在内环(2)的外部面(21)上且第三环形唇形部(302)压靠在内环(2)的外部面(21)上，且部件(32)被固定在形成于外环(4)中的孔口(41)中。

Description

密封装置
本发明涉及特别用于包括滚动轴承的冠状环(crown ring)上的环形密封装置，比如，滚动轴承例如为风轮机叶片的那些滚动轴承。
这些装置通常包括通常由橡胶制成的两个环形密封件、内环及与第一个环同心的外环。密封件被对称地固定，第一个密封件在顶部且压靠在其中一个环上，第二个密封件在下方且压靠在另一个环上并设置在两个环之间。它们包括被定位成相对于它们各自的固定部压靠在可移动环的外部面上的唇形部。
对于每一个滚动轴线承，有两个密封件，底部密封件和顶部密封件，底部密封件固定在压靠在固定支撑件上的环的表面上，顶部密封件固定在通常还接触可移动支撑件的表面上的另一个环上。
然而，这些装置并非充分可靠，因为滚动轴承内部的润滑产品的压力可造成唇形部被逐出，因此不再提供密封，这产生朝向外部的泄漏。仅出于生态学和美学的原因，流动到风轮机的叶片或毂上的润滑油带来污染的影响和现实，这破坏清洁风能的形象。这在所有之中是较为关键的，这是由于这些装置具有大的尺寸且涉及的润滑剂的量可能是相当大的。例如，具有几米直径、目前为2-6m且在不久的将来必定具有更大直径的几百万瓦特的风轮机叶片的冠状环。
本发明致力于采用下述密封装置来解决这个问题，该密封装置包括密封环形件、内环和外环，两个环中的一个能够相对于轴线旋转，环形件被布置在两个环之间且包括布置在垂直于旋转轴线的凹槽中的两个环形唇形部，顶部唇形部和基本上垂直于顶部唇形部的底部唇形部，所述底部唇形部具有朝向内部的曲率半径，凹槽被设置在其中一个环的面上且第三环形唇形部压靠在内环的所述面上，固定轮廓被固定在形成于另一个环中的孔口中。最初的两个唇形部在凹槽中被预加应力。在负荷的作用下，当可移动环轴向偏移或倾斜时，两个唇形部跟随这种运动，一个被另一个推动，不论运动的方向。可移动环的径向位移对两个唇形部的效用没有影响，顶部唇形部能够完全自由地在凹槽中径向地滑动，凹槽的侧部基本上垂直于冠状环的旋转轴线。第三唇形部起到普通密封件的作用，以保护滚动轴承免受来自外部的灰尘或外来物体的进入。第三唇形部的基部具有连接部，该连接部带有固定密封件的部分，连接部足够柔韧，以跟随可移动环偏移，而没有在一个方向上压力过多的增加或在另一个方向上失去接触，因此避免了可能污染润滑油和滚道的外来物体的进入。在润滑油的压力作用下，位于内部的底部唇形部朝着凹槽的底部行进，其曲率半径增加，凭借其正交定位，这增加了顶部唇形部的接触压力。位于凹槽中的两个唇形部在该凹槽的侧部上的压力增加，且由此有效地密封。因此，唇形部的压力适应于压力在滚动轴承内部占优势，当润滑油的压力低时，唇形部在凹槽的面上存在低的接触压力，且相反地，如果压力增加，唇形部的压力增加。
根据特别的特征，第三唇形部被设置在另外两个唇形部的上方。因此，唇形部防止任何污染物进入凹槽。第三唇形部是这样一种防尘罩，其防止两个前述接触件被污染，且建立润滑油(添加到组件上的润滑油)的储存，保证中间唇形部的润滑。
根据另一个特征，凹槽具有两个平行的侧部。因此，凹槽较易制造。
根据特别的规定，固定轮廓是杉树轮廓。
根据另一个特征，第一唇形部压靠在凹槽的顶部侧部上。
根据另一个特征，第二唇形部压靠在凹槽的底部侧部上。通过在第二唇形部(也称为底部唇形部)上推动，润滑油的压力增加了顶部唇形部上的压力，因此压力性能较好。
根据另外的特征，密封环形件包括压靠在环的面上的跟部。该唇形部使得将部件保持在所述环上的适当位置中成为可能。
根据另一个特征，环具有与跟部相配合的外周隆起物(peripheralbump)。外周隆起物被设置在环的面上且保证跟部被完全固定在所述环上。
根据特别的特征，密封环形件在下述区域中具有限制部，所述区域将两个唇形部连接到第三唇形部，第三唇形部使得跟随可移动环的轴向振动的运动的松弛成为可能。
本发明还涉及安装有具有一个或多个前述特征的密封装置的风轮机叶片的冠状环。
在阅读出于纯粹阐述性的目的而提供的通过附图阐述的以下实例时，对本领域的技术人员来说，其它益处还将变得明显。
-图1显示根据本发明的密封装置的剖视图；
-图2显示在横截面中的滚动轴承。
在下面的描述中，将假定顶部位于图的上面且底部位于下面，外侧位于图的右边且内侧位于左边。
根据本发明的密封装置1包括内环2和外环4，且在两个环之间布置密封环形件3或密封件。环的轴线是共同的(未显示)且位于图的右手部分。将假定环的轴线构成密封装置的中心且润滑剂被设置在两个密封环形件3之间。
内环2在其外部面21上具有环形凹槽20。凹槽20具有两个侧翼(flank)：顶部侧部200和底部侧部201。两个侧部200和201是平行的且垂直于环的轴线。它们可以被倾斜，而不偏离本发明的框架。
类似地，如可在图2中看到的，外环4在其内部面42上具有环形凹槽44。由于凹槽44与凹槽20对称，因此凹槽44将不再进一步描述。凹槽44包括相应于侧部200的侧部440和相应于侧部201的侧部441。
密封件3在其内部部分30上具有两个环形唇形部300和301。顶部唇形部300压靠在凹槽20的顶部侧部200上，且底部唇形部301压靠在凹槽20的底部侧部201上。两个唇形部相互垂直。顶部唇形部300基本上平行于顶部侧部200，而底部唇形部301基本上垂直于底部侧部201且具有朝内的曲率半径。在润滑产品的压力作用下，唇形部301具有展开的倾向，但环形凹槽41的宽度使得完全展开是不可能的。这种压力还产生有利于驱动唇形部300和301朝着凹槽的底部的径向力，与所述唇形部在压力下的挤出相反。
第二密封件3以相同的方式被设置在凹槽44中。
第三唇形部302位于另外两个唇形部300和301的上方。所述唇形部302压靠在内环2的外部面21和外环4的内部面42上。
两个唇形部300和301通过区域34连接到环形件3的主体，区域34是较窄的，以促进所述唇形部300和301的运动。
密封件3在其外部部分31中具有在图中向下定向以与凹槽41相配合的轮廓32，轮廓32被向上定向以用于孔口24。轮廓32是杉树轮廓。
密封件3还具有位于所述件3的中心部分33中的边缘330。该边缘330朝着面21或面42定向，且与环2或4的侧部21或42相配合。侧部21或42具有外周隆起物23或43，边缘330压靠在外周隆起物23或43上，且外周隆起物23或43具有抵抗轮廓32从凹槽41中挤出的限制作用。
隆起物23或43具有基本上平行于跟部330的边缘230或430。
如之前所示的，本发明覆盖不同的变型，不论密封件是固定在可移动环上，还是同样地固定在固定的环上，或不论唇形部朝着冠状环的中心定向，还是朝着冠状环的外侧定向。

Claims (10)

1.一种密封装置(1)，包括至少一个密封环形件(3)、内环(2)和外环(4)，两个环中的一个能够相对于轴线旋转，所述环形件(3)被布置在两个环(2、4)之间，其特征在于，所述环形件(3)包括被布置在凹槽(20、44)中的两个环形唇形部(300、301)，即，顶部唇形部(300)和基本上垂直于所述顶部唇形部(300)的底部唇形部(301)，其中所述凹槽(20、44)垂直于所述旋转轴线、设置在所述环(2、4)的一个中的面(21、42)上，所述底部唇形部(301)具有朝向内部的曲率半径且第三环形唇形部(302)压靠在所述环(2、4)的所述面(21、42)上，且固定轮廓(32)被固定在形成于另一个外环(4、2)中的凹槽(41、24)中。
2.根据前述权利要求所述的密封装置，其特征在于，所述第三唇形部(302)被设置在另外两个唇形部(300、301)的上方。
3.根据前述权利要求中的一项所述的密封装置，其特征在于，所述凹槽(20、44)具有两个平行的侧翼(200和201、440和441)。
4.根据前述权利要求中的一项所述的密封装置，其特征在于，所述固定轮廓(32)为杉树轮廓。
5.根据前述权利要求中的一项所述的密封装置，其特征在于，第一唇形部(300)压靠在所述凹槽(20、44)的侧部(200、441)上。
6.根据前一权利要求所述的密封装置，其特征在于，第二唇形部(301)压靠在所述凹槽(20、40)的侧部(201、440)上。
7.根据前述权利要求中的一项所述的密封装置，其特征在于，所述密封环形件(3)包括压靠在所述环(2、4)的内部面(21、42)上的边缘(330)。
8.根据前一权利要求所述的密封装置，其特征在于，所述环(2、4)具有与所述边缘(330)相配合的外周隆起物(23、43)。
9.根据前述权利要求中的一项所述的密封装置，其特征在于，所述密封环形件(3)在将两个唇形部(300、301)连接到所述第三唇形部(302)的区域(34)中具有限制部。
10.一种风轮机叶片的冠状环，其特征在于，所述风轮机叶片的冠状环安装有根据前述权利要求中的一项所述的密封装置。
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