CN1060344A - 接触式集成动密封件 - Google Patents

Abstract

接触式集成动密封件属柔性弹力密封结构，包括 圈体4联接部分和密封环等，由多环共同分担密封负 荷、挠性弹力联接，压力转移回授，浮动环10、阻流环 沟、弯扭类变形环、浮动补偿等措施显著改善密封性 能、降低选材要求，延长使用寿命、简化维修保养、集 当今接触式动密封之大成，制作容易，成本低廉、并可 与公知密封结构通用，适宜多种密封形式与负荷的使 用场合。

Description

本发明属柔性弹力机械密封结构，用于包容流体的结构中有相对运动部件间的密封。

机械结构中流体的密封是其必要组成部分，现有密封结构已较好地完成了密封防漏的要求，而且有多种规范化了的结构，被广泛地采用在各种设备部件之中;由于密封是这类结构工作的必要条件，涉及这部分的保养维修亦随之成为机械一项重要的日常工作。因此进一步提高各种密封结构的密封性能，延长其使用寿命，显然是一项有意义的工作。

本发明的目的是提出一种密封结构更趋合理，使用寿命更长、密封更加可靠的结构方案。

本发明的目的是这样实现的，接触式集成动密封件包括和参与包容所密封流体的运动副中一个部件的固定静密封配合、并兼起主要支承密封结构基本形状的密封圈体，与该运动副中另一部件有相对运动接触的密封环，和使密封环与圈体联接或实现挠性联接，可向其密封环接触表面施加密封压力的联接部分，以及辅助固定联接相关部分的联接固定部件，同时在本密封结构中包含两或多个密封环，各密封环由圈体相应部分，相应联接部分，和相应相对运动表面组成相应的密封空间，这些密封环及各自的密封空间依运动副配合面方向顺序排列，由各密封环处相对运动接触副中的泄漏、按密封要求的反方向沟通这些密封空间，并按沟通方向逐渐减小泄漏;由组成本密封结构的各环分别承担一部分泄漏压力的方式，最终实现流体在该运动副处的密封。这样，因本密封结构由多个密封环及其密封空间共同分担所密封运动副处的泄漏压力，就可以减轻每道密环处的密封负荷，为最后密封环实现密封创造有利的密封条件;而且有利于各密封环按各自密封空间的条件发挥密封环各自的特点与优势，从而为建立可靠密封、延长密封结构的使用寿命，避免密封强度在一个环的接触面过于集中、优化密封结构提供了广泛的取舍余地，也降低了该运动副在密封处单位面积的密封磨损、和对取材的选用条件。因此本发明目的得以实现。

为发挥各环的密封作用，本发明密封件承受流体压力表面的结构互不相同，使流体压力对各密封环接触压力的影响有所区别，具体结构参数随密封负荷而定。即对于流体压力大、或同时相应运动副间相对运动速度高的密封环，其密封空间内与密封环接触密封面相邻的密封空间承压面，在工作状态下与密封接触面保持垂直关系，在无流体压力非工作的装配状态下为略小于90°的较大锐角;此空间可将所受流体压力转移作用于该环密封接触面的密封件承压面的取向和大小，应使其承受流体压力的合力背离该杯的密封接触面，或起码不增加该接触面的接触压力。而对于流体压力低、相对速度低或尽管相对速度高但流体压力低处运动副的密封环，则在相应密封空间内与有相对运动接触密封面相邻的密封环流体承压面和该密封接触面保持＜90°的夹角关系;此空间内可将受力转移作用于该环密封接触面的密封件承压面的取向和大小，应使其所承受流体压力的合力取增加或起码不减小该接触密封面的密封压力。

若本密封件的第一密封空间，即欲密封流体所在空间属低压低速等密封负荷较低的情况，则密封件的第一密封环按承担部分密封负荷的原则设定。在此原则下其环密封接触面与在第一密封空间内和核接触面相邻承压面间可以取＜90°的布置，也可以维持在工作状态下相互垂直的取向;此空间内密封结构可将受力转移作用于该环密封接触面的承压面的取向、大小等亦按与密封面内侧缘角作用一致原则选用增加、不影响或减弱该面接触压力的形式;其余各环及空间按共同分担剩余压力确定。

这样，高速、高压、或尽管压力不太高但相对运动速度却很高的条件下，密封环接触密封面初始参与密封的缘部，在工作状态呈90°角的形状，和承压面不增加接触压力的设计，将有利于仅由结构设计来控制该密封环在接触面处的密封压力，该压力实际上即是密封环装配过盈关系造成的压力或小于这一压力。前者为该密封空间内流体压力不增加接触压力的情况，后者为流体压力的合力背离接触面的情况，在这种条件下，该环不可能承担全部密封任务，即本结构有意造成该环的泄漏;在这种泄漏之后流体压力势必有一衰减，显然这种衰减会为下一道密封环的密封带来有利的影响;同时本道密封压力的限定又会降低该密封环的负荷，有利于延长其使用寿命。上述90°角的限定基本阻止了密封副初始处流体泄漏所引起泄漏挤入角，防止该挤入角在运行中强化泄漏的不良影响。对于邻面角＜90°的密封环缘部限定，可保证流体压力产生增加该环密封接触压力的作用，从而强化该处的密封效果。此处其它承压面的选取作用与上雷同。对于其它各密封环及其密封空间，由于密封件中各密封空间的压力是不同的，其参数的确定应沿密封反方向依次降低密封强度，故使各密封空间的形状结构互有差异。这种依密封条件改变相应采取的不同结构形式，正着眼于本密封件中诸密封环共同分担全部密封负荷、避免密封负荷仅集中于一处的发明主旨，是实施本发明的目的的具体内容。方案中在高密封负荷条件时，密封接触面与其邻面的非工作装配状态下，依工作压力环境和密封材料的力学性质予置相应的较大锐角，是因为在工作状态较高压力和泄漏的影响下，形成该角的两个表面可遂即呈现垂直关系。

本密封件中在低压、低速或虽相对运动速度不甚低但压力低等密封负荷不大的情况下，为加强密封效果，该密封环处的接触压力除来自流体压力和本身的装配过盈外，还可在密封环接触密封部位予置部分挠性弹力联接的结构，工作时依靠挠性联接的变形弹力增加接触密封压力。由于工作中装配变形包括有挠性结构的变形，可及时补偿位置变化对配合的影响，使本密封体能在接触密封面处位置精度不高的情况下，仍可建立密封所必须的压力接触条件，保证密封效果，其具体形式除包括前述公知各种形式挠性弹力联接结构外，还可在密封环接触面处设制主要由弹性弯扭类变形实现密封接触配合的结构，如各类唇状突缘，各种锥面环台等。这些都是具有较强自身补偿位置变化能力的结构，由于密封环的拉压变形量对运动部件的形位变化较弯扭类变形量更敏感，所以弯扭类变形的密封环更易于建立和保持密封所需的接触压力;由于密封负荷较小，对密封件耐磨、强度等要求不高，一般有较好弯扭弹力的柔性材料便可满足使用要求;而且密封接触压力的变化对泄漏影响也不大，容易建立密封条件，对于密封负荷稍高但不是较大密封负荷的情况，则可在弯扭类弹性结构的密封面处，加设与之固定密封相联、强度好耐磨损的刚性密封配合面，在与密封件相配合的运动部件上设立与之相配合的另一配合面，从而满足该处的密封要求。

为调节密封环的接触压力与泄漏变形，本发明对动密封接触面在密封件内径的情况设立密封环径向外围的密封空间，在相应密封环密封接触面处设压力沟通通道、或相邻配合面间的泄漏，与所设外围密封空间相通。对于动密封接触面在密封件外径的情况与此一致，只是密封空间设在径向内侧。这样通道可将泄漏压力引入密封空间，若该通道设在密封接触面轴向内侧一方，则可增加密封环的接触压力，同时平衡大部分造成该环密封处泄漏变形的压力;若设在其轴向外侧的一方，则可平衡该环大部分的泄漏压力。两者均可加强该密封空间内流体对密封环的作用，减少该环因泄漏引起的变形;前者可增加密封接触压力，称为增压室，后者可平衡泄漏压力，称为平衡室。由于增设外围密封空间后使泄漏通路总的截面前后变化较大，故对泄漏本身都有降压阻流的作用。

为有效降低泄漏压力，本发明在泄漏通道内设置使泄漏过流截面较前后部突然增大，其轴向尺寸相对较小的阻流环沟，和使泄漏过流截面在两道密封环间减小的过渡密封段;阻流环沟设在密封副或密封环与其联接部分的交界处，过渡密封段与圈体或相应密封环联成一体，与所配运动表面为较小的有隙配合。过流截面突变和较小的配合间隙都是降低泄流压力的有效措施，有利改进密封性能。

本发明用于往复运动密封时，为增加密封件对位置变化的适应能力，在圈体径向与座孔（或轴槽）即圈体静密封配合处增设密封空间，及截断该空间向外泄漏的通道、含挠性弹力结构的联接部分、或含由弯扭类变形形成对配合面接触密封压力的静密封副，并辅以密封圈体与座孔轴向过渡或其部分之间的紧配合，以及沟通泄漏通道与该空间间的通道。由于往复运动密封体工作中不增加垂直往复运动的力，故圈体径向外围密封空间不会影响密封体的轴向固定;轴向的配合或联接部分的挠性可在径向有限固定圈体，所设通道则可沟通密封配合面与圈体静配合处密封空间，使密封体在径向呈浮动状态，有利于增强密封副对配合位置、精度、及磨损变形的适应能力，维持适当的密封接触压力，从而减轻密封件的磨损，延长其使用寿命;在与座孔静配合的各种挠性结构静密封副，可以阻止向外部泄漏的通道，与动配合密封副一道实现整体密封。

为改善密封副处的润滑条件，本发明还在密封环接触面上设有凹坑或由接触面通向圈体的通道，并在座孔相应处设与外界联通的空间。这样，凹坑可借泄漏液体作运转时的润滑;通道及空间可注入压力润滑剂实现强制润滑，均可改善密封副中润滑条件，减少运行磨损。

本发明为配合相应的密封体结构，增设与密封体或密封环保持接触配合的刚性浮动环，该环与密封副中相对运动部件为有隙配合，与密封件、圈体或座孔（槽）径向为较大间隙的有隙配合，与轴向相邻部件为紧或过渡配合。所设浮动环除可增加泄流阻力外，还可因其与相邻部件间的配合增加密封件的结构强度，环本身与座孔处的较大间隙可提供浮动余地，增加对位置变化的适应能力。本密封件还可增设与前述弯扭类弹性结构中密封面配合的刚性密封配合面，该密封面固定在与密封体有动密封配合部件的相应位置。所设刚性密封配合面与密封体相应部分配合，增加密封作用，而且有较长的使用寿命。

本发明密封件可兼有上述多种结构内容，具备多种功能，以多种组合结构适应不同的密封要求。

本发明利用公知的密封技术加以优化组合，以多级密封的结构形式参与工作，分散了密封结构局部的负荷，降低了密封磨损，提高了密封的整体工作能力，改善了密封效果，延长了密封件的使用寿命，减轻了密封结构维护保养的工作量、对密封副处的加工装配精度和使用状态的适应性较强，设计精巧、结构合理、构思巧妙，工作可靠，成本低廉，可与现有密封实现互换，并保留原相关结构，有广泛的适用范围。集当今接触式动密封技术之大成，新颖独到，而且制造、选材、使用均很方便。

附图给出本发明实施例的示意。

图1为旋转轴用中高压型密封件示图;

图2为旋转转轴用低压型密封件示图;

图3为图2接触密封面展开图;

图4为往复运动杆密封件自由状态图;

图5为往复运动孔密封件装配状态图;

图6为往复运动孔密封件自由状态图;

图7为一般往复运动杆用密封件;

图8为阀门用密封件图;

图9为洗衣机用水封结构图;

图10为旋转用油封结构图;

图11为高速油封结构图;（＜0.5Kg/cm²）

图中中心线两侧图示分别为自由状态与装配装态下的不同形位表示。图中标号的具体内容是：

1渣杂密封、2平衡腔、3骨架、4密封圈体、5缩口橡胶弹簧、6润滑槽、7轴（旋转、往复）、8联接部、9平衡式缩环密封、10浮动环密封、11增压式缩环密封、12胀口密封、13静密封、14阻流环沟、15平衡腔、16浮动腔、17流道孔、18增压腔、19箱体、20端面密封静环、21端面密封动环、22平衡式端面密封腔、23缩口密封、24过渡密封、25缩环密封、26非平衡端面密封、27平衡增压端面密封腔、28减压盖板、29油腔、30支承隔离环、31平衡密封圈体、32增压密封圈体、33压盖、34边沿密封、35口密封、36缸筒、37活塞、38增压腔、39增压缩口密封

P为被密封空间流体压力

密封过盈量设计及取值原则：

（1）橡胶材料硬度高时取小值，耐磨性高时取小值;

硬度低时取大值，耐磨性低时取大值;

（2）流体压力高时取大值，压力低时取小值;

（3）线速度高时取小值，低时取大值;

（4）流体温度高时取小值，温度低时取大值;

（5）流体介质润滑性高时取大值，润滑性低时取小值;

（6）设备精度高时取小值，精度低时取大值;

（7）有外加润滑设备时取大值，无外加润滑设备时取大值;

（8）轴径大时取大值，轴径小时取小值。

过盈量参数范围：

a、b＝0.5-3.5mm

c＝0.2-1.5mm

e＝2-8mm

f＝1-2.5mm

g＝1-1.5mm

h＝2-7mm

n＝0.5-1.5mm

第一实施例为旋转轴用中高压型密封件，如图1、3。该件圈体4与壳体19的座孔紧密配合，轴7由其中心穿出。圈体内设骨架3为其支承框架。位于壳腔内侧的圈体端部内径与旋转轴为有隙配合，作为本例的一个联接部分8。由联接部分8向壳内延伸成唇形突出1，其唇缘部在径向向内收缩，与轴7表面为小过盈配合，形成本例的渣杂密封1。

该联接部分8轴向外侧在径向向内收缩，与轴7表面为过盈配合，为本例第一密封环9。沿该环密封接触面均布设1-3个凹坑6;在该环的背面设有环状空腔15，作为第一环的平衡腔。该腔轴向内侧一直伸入到与第一环相邻的联接部分8，其位置与大小应保证圈体4，联接部分8和第一环本身的强度，又使联接部分与圈体保持挠性联接;第一密封环9内侧环台端面与该环密封接触面成略小于90°的夹角。

在第一密封环9轴向外侧的圈体4留有一圆柱状空间，空间两侧端面皆为垂直轴线的平面。在此空间装有外径小于空间径向尺寸的浮动密封环10，与相应圈体内表面形成围绕浮动环的环状空间，作为本例的浮动腔16。密封环内径与轴7表面有很小间隙，浮动密封环10与所在圆柱状空间的轴向尺寸为过渡配合;在浮动环两端面上、自其内孔始、止于平衡腔15相应位置处，设有1-2个小截面的径向盲沟17。

在轴向外侧与浮动环10端面配合的为第三道密封环11。第三道环及其联接部分的结构与第一道环相仿，但呈对称布置;第三环联接部分轴向外侧从与轴和圈体相邻处的两个环带部分、沿轴向向外延伸成彼此靠拢的突出环体12、15，与轴相邻的内环体12轴向尺寸较短，与圈体相邻的外环体5较长，外环5端部为与轴平行的环柱。在两环体12、5轴向外侧设第四道密封环20。

第四道密封环20为台阶环柱体，其轴向内侧部分的径向厚度较小，可有过盈地嵌入两环体12、5间的楔状间隙，嵌入部分与该空间轴向底部留有空隙;环台柱体外端部的内侧端面、径向尺寸较小的内环与内环体12外端面留有间隙。内环体12与轴7间留有环状空隙22。本台阶环柱体的外侧端面为垂直轴线的平面。在所密封轴7的相应位置设置与轴固定密封配合的密封环21，该环与轴配合面处设有密封圈13，环21轴向内侧端面与环20外侧端面形成端面密封副。环21轴向安装位置应保证夹持环20的两环体12、5，在装配状态下有轴向压缩变形。至此完成本例的结构组成。

本例工作时圈体4按常规装于壳体19的密封座孔内，有唇形突出1的一侧装于壳体内侧、即装有欲密封液体的空间，该空间的工作环境为中高压。

密封件内孔有轴7穿出，该轴工作状态为绕轴线的旋转运动。因渣杂密封1缘部与轴7的接触配合，可防止壳内液体中的颗粒杂质侵入密封体与轴7间的孔隙，唇形突出1因本身适中的变形弹力可维持必要的接触压力，又不致造成过量的磨损，且本身的弹力对磨损又可以自动补偿、维持一定范围的接触压力。第一道密封环9在液体较高压力和受阻泄流的作用下，使其内侧略小于90°的缘角变形加大，成为内侧端面与轴7表面垂直的状态。这种状态可防止高中压液体沿轴7表面向外进入第一环接触密封面时形成不利密封的挤入角。

第一密封环9与轴7表面的接触压力主要由环本身，和环与圈体4联接部分8的变形弹力共同形成;环9背面的环状空腔15和联接部分8的挠性结构，有利于该环在泄漏压力作用下的变形，使其不致因变形过大、接触弹性压力增长过快，造成密封面的严重磨损;同时泄漏液体的压力在通过第一环9后也进入了该环背面的环状空腔15，这一压力又回授给第一密封环，从而限制了较大泄漏压力使第一环9与轴间形成过大的泄漏间隙。即在较大泄漏压力作用下，因泄漏本身流速不大，环状空腔内的液压可以与此泄漏压力平衡，使环接触密封压力仍能维持由环结构-本身变形与联接部分的挠性弹力变形-的弹力造成的接触压力，同时，维持必要的限定泄漏间隙，从而也降低了对环及其联接部分本身强度的要求。因此环9背面的环状空间可谓压力平衡腔。同时因与第一道环相联的联接部分变形较大，故在第一道环轴向内侧端面外缘部的联接部分向圈体径向凹入，与轴表面形成较大间隙。这一部分泄漏液体的存在可形成一液体阻流环14，对液体进入第一密封环接触面的泄漏，也可起到阻尼阻流的作用，缓解液体挤入第一密封环接触面的压力。

与第一环9相邻的浮动密封圈10因与轴7表面留有很小间隙，可进一步降低泄漏压力，但仍允许泄漏流体通过，同时与第一环间的盲沟17沟通了泄流与第一环背面的平衡腔15，完成上述平衡作用。第一、三道密封环9、11与浮动环10端面的配合既维持了浮动环10的装配定位，同时又允许浮动环适应轴装配位置变化或磨损变形;浮动环背部与圈体的环状空间16为浮动提供了可能。

第三道密封环11接触密封面同时承受两种作用，其一是泄漏压力对接触面的挤入泄漏作用，第二是因盲沟17使泄漏压力在该环背部环腔18形成对环的径向压力。因环腔18中的压力是在本密封环泄漏前沟通的，故可以起到增加第三环11接触密封压力的作用，故环腔18可称为增压腔。经第一环9、浮动环10减压之后，这种增加接触压力的结构是合理的。

第四环20的台阶嵌入第三环11外侧两环体12、5所形成的空间，作为装配时第四环的径向定位，在轴7上固定的环21内侧端面决定了第四环密封面的轴向位置。环体12、5轴向变形的弹力作为该密封面的接触压力，维持密封。由第三环11泄漏的流体将充满第四环20、环体12与轴7间的空间22。该空间的泄漏压力作用于环体12内孔，有利于环12收缩，增强与环20内孔表面的密封配合;同时空间22的压力作用在环20台阶环柱内端面内环上，亦可增加环20与环21的密封接触压力，并与环体5轴向变形力一道，补偿该端面密封副的磨损，从而实现最终密封。空间22亦可称为增压腔。因此时流体经前几道密封环的减压作用，压力已大为降低，端面密封可以完成最终密封的任务。在工作中第一、三密封环9、11密封接触面上的凹坑6中可贮存泄漏液体，供接触部分的润滑，从而减轻工作磨损。

第二实施例为旋转轴用低压型密封件，其结构与第一例基本相同如图2、3，具体叙述如下：

圈体4中不设骨架，在圈体内侧端面处在加装盖板29，盖板的座孔与圈体座孔同心，孔径略大，由台阶端面限定盖板的轴向位置，使圈体4在其座孔密封固定;盖板28与第一道密封环23轴向为过渡配合;由第一道密封环23、第一道密封环的联接部分8，圈体4和盖板28在第一道密封环的背部形成一个环状空间18。第一道密封环23与轴表面为较小过盈的密封配合。第二道密封环24与第一道密封环的联接部分间留有径向向圈体径向凹入的环状空间14作为阻流环沟。

第二道24环与轴7表面为过渡配合。第三道密封环25与轴7为紧配合，配合面上设有润滑用凹坑6，环背部亦有环状空间27。

第四道密封环26是由圈体4外侧部分的内表面，向轴线外侧方向斜向向心延伸的环带;同样在轴7的相应部分设置与之固定密封配合的密封环21，该环内侧端面的装配位置与圈体外侧端面一致。并使环带26向内侧变形，与该环带外侧面实现动密封配合。

工作时，盖板28与第一道密封环23端面的配合可限制欲密封液体顺利地进入第一环背部的空间，从而降低液体压力由环背面所产生增加该环密封接触压力的作用，减小工作中轴转动的阻力和磨损;同时与盖板28的过渡配合又不会硬性限定该环的径向位置，使环本身和结构的变形弹力可以在补偿该环形接触面工作磨损时发挥作用，盖28与环23端面的配合还有限度地允许欲密封液体向环背部空间的泄漏，这种泄漏亦有利于环结构对工作磨损的自身补偿，环23与轴7间有限的过盈，亦为适度密封、减小工作阻力和磨损创造条件。

第二环24对于由第一环泄漏的液体亦能起到一定的阻碍作用，待工作磨损后亦可形成对泄漏的阻挡间隙。在第二环轴向两端因装配后的变形，形成径向向圈体凹入的环状空间14，可缓冲降低泄漏压力。

第三道密封环25密封接触面内缘略小于90°的夹角，既可增加泄漏液体形成挤入角的难度，同时由于轴向内侧阻流环状空间14的存在，尚可将该空间的压力部分转为本环的密封接触压力，增加该环初始泄漏的阻力。

第四道密封环26在装配中，已由斜面突出环带的外侧表面、与装在轴上的密封环21内侧端面形成端面密封，该接触压力除由环形结构26的变形弹力形成外，该环内侧空间27中的压力也会作用到第四环的内侧表面，从而增加其密封接触压力，完成最终的密封任务。因对第三环有平衡作用的空间27可称为平衡增压腔。

由于本圈体内不设骨架，故本密封件将有更大的挠性能力，从而适应装配与磨损带来的位置偏差。对于低压的待密封环境，本密封件可省去内侧所设盖板28，这样待密封腔内的压力可借第一环背部的环腔18，在允许工作阻力与磨损条件下，增加第一环的密封效果。

本例第一、二道环密封接触面上同样设有润滑用的凹坑6，以减轻磨损。

第三实施例为往复运动的杆密封件，如图4。本密封件为由基本单元组成的组合密封，其中每个单元体包括轴向一侧端部为径向尺寸加大的环台筒体31、32，筒体内孔与轴7为过盈配合，配合面上均布有数个环槽14，每个环槽的轴向外侧表面为垂直轴线的平面，装配状态下筒体外径与密封件座孔为有隙配合。筒端环台的外侧端面外缘向外侧倾斜，其座孔与该倾斜端面配合的表面为垂直轴线的平面。在每个筒体轴向内侧加装与筒端面接触配合的刚性浮动密封环10，该环为外径大于筒端柱状圆环，其内孔与轴7为小间隙配合，外径与座孔为有隙配合，其轴向与座孔亦为有隙配合。在浮动环10中部有径向通孔17将环内外径向空间沟通;在座孔19上有通道29，用来沟通浮动环外径配合间隙与外加润滑注油空间。本例的联接部分与圈体和密封环合为一体。

组装时，依密封方向浮动环10位于轴向内侧，与一个筒状密封31组成一组;每组中筒端环台与浮动环轴向总尺寸和其相应座孔保持过盈配合。第二组以后的浮动环座孔上不再设置注油通道;第二组刚性浮动环体上还设有沟通其中部通道所沟通空间、与第一组筒体外径所留装配环状空间的通道17，该通道也可设在座孔的壳体之内;最后一组的筒体32的环台置于筒体的外侧端部，由压盖33压紧固定，其环台与座孔上相应的环槽为轴向过盈配合，组合密封体的总体尺寸与座孔轴向，以及两组相邻端面间为过渡或有隙配合。

使用时，欲密封流体首先被刚性浮动环阻挡，部分流体经环内孔配合间隙向外泄漏，部分由浮动环10内侧端面泄漏。至环外径与座孔的配合空间，环内孔泄漏由环中部通道与外径配合空间的泄漏亦相沟通。这种沟通和环外间隙形成了浮动环的浮动状态，从而保证浮动密封的实现，可适应轴孔装配制造中的误差和磨损。这部分泄漏除由环内孔沿轴向外侧泄漏外，由环外侧端面亦可泄漏至筒体31环台的外径环状间隙，但被该环台外侧倾斜端面外缘处34与座孔的紧密配合所阻断。筒体环台外缘处的接触密封压力除运盈装配产生集中在外缘处的压力保证外，还会因浮动环所受流体的轴向压力而加强，因此可实现对浮动环外泄漏通道的完全阻断。同时因使用前在座孔润滑油空间29充以高压滑润剂，可用来润滑浮动环内孔处的配合。

在筒体31内孔处与轴的过盈配合是主要的密封结构，配合面上的环槽14作用如前，可强化密封作用。在筒体31后部外端面处可允许泄漏，此时筒体外径处环状空间的泄漏压力，可平衡筒体内孔的泄漏压力。如前这种结构可在保持适度配合力的情况下，维持较好的筒体密封结构和对工作磨损、位置偏差的自身补偿能力。中间组的情况除无强制润滑外与此相同。

最后一组筒体32环台位于轴向外侧，其内侧端面处的泄漏，有利于增加筒体内孔及外侧端面处密封的接触压力，实现最终完全密封。

本例刚性浮动密封环除起密封作用外，还起到增强整体结构强度的作用，该环可选用聚四氟乙烯，如此以普通选材便可以解决高压流体的密封问题，不仅延长了使用寿命，还降低了这一部分的结构成本。

第四实施例为往复运动孔的密封件。见图5、6。本件安装在与孔19有往复运动的轴7上。这种密封件为两部分组合式，其圈体在轴上的安装部分制成凹入轴公称表面，其中部径向尺寸较大的台阶轴形状。密封件两部分的圈体，按上述台阶轴段长度平分后分别制作。轴向装配维持过渡或有隙配合。其中，与台阶轴两端径向尺寸较小环槽配合的部分制成有台阶的环台34，该环台内孔径较大的部分设在组合圈体的外端，这部分环台的轴向总尺寸大于轴上环槽的轴向尺寸。装配状态时整个圈体中部内孔与台阶轴为径向有隙配合。

本例接触密封面制成与相对运动孔内表面为过盈配合的柱面，在柱面中部制有周向环槽14，两件端部配合处沿圆周设有1-2个小截面径向通道17。本例的联接部分与圈体和密封环合为一体。

本例圈体内孔两端有台阶的环体34因内缘部轴向尺寸较小，有利于压入，装进轴上台阶凹部两端的环槽后，即可将带有密封件的轴压入轴孔19内。

工作时密封件外柱面与轴孔的配合可阻止沿轴孔配合面的泄漏，柱面上的周向环槽14可干挠泄漏流体的泄漏运动，起到阻流作用，同时可减轻工作磨损。经向通道17可将泄漏压力引入圈体中部内孔与轴间的空隙，从而平衡部分泄漏压力。在组合圈体两端内缘部与轴上环槽配合的环台34，因轴向的过盈配合可严密阻止由密封件内侧端面泄漏和圈体中部通道17处泄漏流体向外侧的泄漏。由于轴向过盈配合仅发生在两端的内缘台环处，故本结构基本是在浮动状态下工作的，有很强的适应和自身补偿能力。

第五实施例为普通往复运动杆用密封件，见图7。是选用同第三例同一选材的浮动环10与筒状密封体31、32间隔组合组成组件，可适应一般压力环境的工作要求。

第六例为阀门杆部的密封件，见图8。其结构较为简单，联接部分和环状空间可增加密封环对工作位置变化的适应能力、增加接触密封的工作压力和对工作磨损的自身补偿能力。

第七实施例为油封，见图10。本结构在有限轴向位置增加了多道密封环25、23、24，在降低磨损的同时，提高了密封和对磨损的自身补偿能力。

第八实施例为洗衣机用水封，见图9。为增加密封能力还加设了最终的端面密封副26、21。

第九实施例为高速低压密封件，见图11。可用于摩托车发动机曲轴7端密封，亦为两部分组合式。在第一道密封环23外侧圈体内孔处，加装与第一圈体固定密封配合的第二道密封环39的圈体。密封环39的联接部分8制成弯环与圈体挠性弹力相联。在密封环39内孔及其轴向内侧端面，与一台阶环21紧配合，环21刚性密封固定于曲轴7上，其装配位置应保证环21内侧端面迫使第一密封环23的联接部分有向内侧的变形，使环23轴向外侧端面与环21内侧端面紧配合。为保证圈体及组合强度，在第二圈体与第一圈体的组合配合面处，设有第二圈体的骨架3。工作时第二密封环39背部环腔18的泄漏压力，可增强环39与环21间的接触压力，有利实现充分密封。

在第五-九例中基本结构与前例相应部分一致，通过不同结构形式的变换，提供了本发明的多种实施方案。

Claims (10)

1、接触式集成动密封件属柔性弹力密封结构，包括与所密封运动副中一个部件有固定静密封配合、主要支承密封结构基本形状的密封圈体10与运动副中另一部件配合表面接触并有相对运动的密封环，和使密封环与圈体4实现联接或挠性联接的联接部分8，以及辅助固定联接相关部分的联接固定部件，其特征在于含有两或多个密封环9、11，由各密封环圈体4相应部分，相应联接部分8、和相应相对运动表面组成各自的密封空间15、18，这些密封环和各自的密封空间依运动副配合面方向顺序排列，以接触动密封面间的泄漏按密封要求的反方向沟通，共同承担全部泄漏压力。

2、如权利要求1所述密封件，其特征是在高压或高速相对运动时，密封环9接触密封面，与该环密封空间内和密封面相邻的承压面间，在工作状态下保持垂直关系，在无流体压力的装配状态下为较大锐角;其密封空间内密封体承压面的方向和大小，应按承压面本身所受流体压力的合力背离该密封面，或起码不增加该面的接触压力的原则决定;

当密封负荷小时，则上述邻面间夹角＜90°，所在密封空间密封件承压面方向和大小应使其所受合力增加或起码不减少密封面的接触压力。

即使不同密封环工作环境属同一类型9、11或23、25，但其与邻面夹角和各密封空间的结构参数，亦因各自空间密封负荷的参数互不相同而有所差异，其参数确定原则是充分发挥各密封的作用，共同分担全部泄漏压力。

3、如权利要求1或2所述密封件，其特征在于当密封空间为低压、低速等密封负荷较小的情况时，在其相应密封环处设置还靠本身弹性弯扭类变形形成部分密封接触压力的部分23、26，或将联接部分制成弹力挠性联接结构8，或兼有两者。

4、如权利要求1或2所述密封件，其特征在于设置密封环径向外围的密封空间15、18、27，在相应密封环处设制沟通该密封空间与相应泄漏流体通道间的通道17，或由配合面间的有限泄漏沟通。

5、如权利要求1或2所述密封件，其特征是在泄漏通道内增设阻流环沟14或过渡密封段24，或二者兼设;阻流环沟位于圈体聚合与联接部分相邻或密封环配合面处，其过流截面较相邻段突然增大，但环沟的轴向长度相对较小;过渡密封段为与密封配合部件表面有较小间隙的密封型式。

6、如权利要求3所述密封件，其特征是在泄漏通道内增设阻流环沟14或过渡密封段24，或二者兼设，阻流环沟位于圈体与联接部分相邻或密封环配合面处，其过流截面较相邻段突然增大，但环沟的轴向长度相对较小;过渡密封段为与密封配合部件表面有较小间隙的密封型式。

7、如权利要求4所述密封件，其特征是在泄漏通道内增设阻流环沟14或过渡密封段24，或二者兼设，阻流环沟位于圈体与联接部分相邻或密封环配合面处，其过流截面较相邻段突然增大，但环沟的轴向长度相对较小;过渡密封段为与密封配合部件表面有较小间隙的密封型式。

8、如权利要求1、2、6或7所述密封件，其特征是在用于往复运动密封副的圈体4静密封配合处设密封空间38，和截断该空间泄漏通道、含挠性弹力联接部分或由弯扭类变形形成对配合面接触密封压力的静密封副34，并辅以密封圈体与其固定孔槽轴向的过渡配合或其部分之间的紧配合，以及沟通泄漏通道与该空间38间的通道17或其端面配合间的有限泄漏。

9、如权利要求3所述密封件，其特征是用于往复运动密封副的圈体4静密封配合处设密封空间38，和截断该空间泄漏通道、含挠性弹力联接部分或由弯扭类变形形成对配合面接触密封压力的静密封副34，并辅以密封圈体与其固定孔槽轴向的过渡配合或其部分之间的紧配合，以及沟通泄漏通道与该空间38间的通道17或其端面配合间的有限泄漏。

10、如权利要求1、2、6、7或9所述密封件，其特征在于还设有与圈体或密封环4、9、11、31、32轴向保持接触配合的刚性浮动环10，或在与密封体有动配合的部件7或19上设与密封环26、39动密封配合的密封部件21，或在联接部分5、12处设与之固定密封联接、并与设在运动副另一部件上的部件21组成刚性接触密封副的部件20;或在动密封副处设凹坑6;与外界相通的润滑通道29，或为上述各组合形式，其中浮动环由外径向皆为有隙配合，只是以动配合为主的间隙很小，并有沟通两间隙间的通道17或其端面配合间的有限泄漏。

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