CN107735605A - 轴密封组件 - Google Patents

Abstract

轴密封组件包括被构造成与壳体接合的定子和被定位在定子内的转子。定子可以包括主体、从定子主体径向向内延伸的定子向内径向突起以及与定子向内径向突起相邻的收集槽。转子可以包括转子主体和从转子主体延伸的转子轴向突起。转子轴向突起可以被定位成与定子向内径向突起的远端相邻。

Description

轴密封组件

对相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2015年4月21日提交的临时美国专利申请No.62/150,633以及于2015年8月26日提交的临时美国专利申请No.62/210,066的优先权，这两个申请通过引用被整体并入本文。

技术领域

本发明涉及具有多个实施例的轴密封组件和/或轴承隔离器。在某些实施例中，轴密封组件可以用作产品容器与其中的轴之间的产品密封件。

背景技术

多年来，当由于轴耗尽而导致的可旋转轴角度未对准时，进行了许多尝试和想法来提供令人满意的密封。通常，提出的解决方案不能在允许操作期间可接受的轴未对准量的同时提供足够的密封。该问题在其中轴与孔未对准的可能性被最大化的产品密封上尤其突出。现有技术中的典型解决方案是增加旋转轴和密封构件之间的操作间隙以产生″松散″间隙或操作条件。但是，用于调整或响应于操作条件，尤其是轴相对于定子或静止构件的未对准的″松散″运行通常会减少或降低密封构件的效率和功效。

例如，迷宫式密封件许多年来已被广泛用于密封可旋转轴的应用。迷宫式密封件优于接触式密封件的一些优点是提高了耐磨性、延长了操作寿命并且减少了使用期间的功耗。但是，迷宫式密封件也取决于与可旋转轴的紧密和限定间隙以实现正确的功能。轴的未对准也是与″接触式″密封件一样的问题，因为密封件与未对准的轴之间的接触通常导致更大的磨损。产品的磨损性也影响接触式密封件的磨损模式和使用寿命。

结合诸如迷宫式密封件或接触式密封件的密封件构件使用流体压力(或者蒸汽或者液体)来密封液体和固体材料两者的先前尝试并不是完全令人满意的，这是因为在密封件与密封件另一侧上的产品之间产生需要的压差所需的″紧密″或低间隙(即，密封件越紧密，针对材料的外部压力维持密封件所需的流体的量越小)。现有技术中的另一个弱点是许多产品密封件将产品密封件的可移动相互啮合的密封面或表面暴露于产品，从而导致严重的磨损和差的可靠性。此外，对于某些应用，由于产品暴露于密封表或表面，因此产品密封件可能需要从轴密封组件完全移除以进行清洁。

于是，现有技术未能提供这样一种解决方案，该解决方案既允许在密封构件与固定构件之间用于有效密封的″紧密″运行间隙，又允许用于调整或响应操作条件(尤其是可旋转轴相对于定子或静止构件的未对准)的″松散″运行间隙。

附图说明

结合在本说明书的一部分中并构成本说明书的一部分的附图图示了实施例并且与本描述一起用于解释鞋套的原理。

图1是轴密封组件的说明性实施例的透视外部视图。

图2是具有对准的轴元件的如图1所示的轴密封组件的实施例的外部端视图。

图3是如图2所示并且安装到壳体的轴密封组件的第一实施例的横截面图。

图3A提供了在角度和径向轴对准期间轴密封组件的第一实施例的顶部的详细视图。

图3B提供了在角度和径向轴对准期间轴密封组件的第一实施例的底部的详细视图。

图4是具有未对准轴的轴密封组件的第一说明性实施例的外部端视图。

图5是如图3所示的轴密封组件的第一实施例在轴的角度和径向两者都未对准期间的横截面图。

图5A提供了在角度和径向轴未对准期间轴密封组件的第一实施例的顶部的详细视图。

图5B提供了在角度和径向轴未对准期间轴密封组件的第一实施例的顶部的详细视图。

图6是轴密封组件的第二实施例的横截面图。

图7是轴密封组件的第三实施例的横截面图。

图8是与容器壁接合的轴密封组件的第四实施例的透视图。

图9是轴密封组件的另一个实施例的横截面图，其中轴相对于壳体对准。

图9A提供了图9所示的轴密封组件的实施例的顶部的详细视图。

图9B提供了图9所示的轴密封组件的实施例的底部的详细视图。

图10是轴密封组件的另一个实施例的横截面图，其中轴相对于壳体对准。

图10A提供了图10所示的轴密封组件的实施例的顶部的详细视图。

图10B提供了图10所示的轴密封组件的实施例的底部的详细视图。

图11是图11所示的实施例的横截面图，其中轴相对于壳体未对准。

图12是图9所示的实施例的横截面图，其中轴相对于壳体未对准。

图13是图9所示的实施例的横截面图，其中轴相对于壳体未对准。

图14是轴密封组件的第三实施例的横截面图。

图15是多轴密封组件的第一实施例的透视图。

图16是轴密封组件的另一个实施例的平面垂直视图。

图17是图16的实施例中所示的轴密封组件的轴向横截面图。

图18是轴密封组件的另一个实施例的轴向横截面图。

图18A是图18所示的轴密封组件的实施例的顶部的轴向横截面图。

图19是多轴密封组件的第一实施例的透视图。

图19A是图19所示的多轴密封组件的实施例的透视图，其中为了清楚起见，第二密封件被移除。

图19B是图19所示的多轴密封组件的实施例的后部透视图。

图20是图19所示的实施例的平面垂直视图。

图21是图19所示的实施例的轴向横截面图。

图22A是轴密封组件的另一个实施例的透视图。

图22B是图22A所示的轴密封组件的实施例的轴向横截面图。

图22C是图22A所示的轴密封组件的实施例的轴向分解横截面图。

图22D是图22A-22C所示的轴密封组件的实施例的详细横截面图，其中轴是竖直定向的。

图23是多孔介质轴密封组件的另一个实施例的轴向横截面图。

图24是多孔介质轴密封组件的另一个实施例的轴向横截面图。

图25是多孔介质轴密封组件的另一个实施例的轴向横截面图。

图26是多孔介质轴密封组件的另一个实施例的轴向横截面图。

图27A是多孔介质轴密封组件的另一个实施例的轴向横截面图。

图27B是如图27A所示的多孔介质轴密封组件的实施例的一部分的轴向横截面图。

图27C是与图27A所示类似的多孔介质轴密封组件的一部分的另一个实施例的轴向横截面图。

图28A是示出轴密封组件的其它方面的轴向横截面图。

图28B是图28A所示的轴密封组件的顶部的轴向横截面图。

图28C是图28A所示的轴密封组件的底部的轴向横截面图。

图28D是图28A-28C所示的轴密封组件的透视横截面图。

图28E是图28A-28D所示的轴密封组件的横截面图，其中定子和转子已经彼此分离。

图29是示出轴密封组件的替代方面的轴向横截面图。

具体实施方式-元件列表(图1-12)

具体实施方式

在详细解释本发明的各种实施例之前，应当理解的是，本发明的应用不限于在以下描述中阐述或者在附图中图示的部件的构造和布置的细节。本发明能够具有其它实施例并且能够以各种方式进行实践或执行。而且，应该理解的是，本文使用的关于设备或元件朝向(诸如，例如，像″前面″、″后面″、″上面″、″下面″、″顶部″、″底部″等术语)的短语和术语仅仅用于简化本发明的描述，而不是单独指示或暗示所提到的设备或元件必须具有特定朝向。此外，为了描述的目的，本文和所附权利要求中使用了诸如″第一″、″第二″和″第三″之类的术语，其并不旨在指示或暗示相对重要性或显著性。此外，本文所列举或者说出的任何维度仅用于示例性的目的，并不意味着以任何方式限制本发明的范围，除非在权利要求中如此列举。

图1-5提供了允许密封轴承壳体30内的各种润滑液的轴密封组件25的第一实施例的视图。图6和图7提供了其中使用密封流体的轴密封组件25的替代实施例。本文申请人将密封流体定义为包括液体和蒸气两者。申请人认为为本文公开的任何和所有实施例提供加压流体屏障的空气、氮气、水和水蒸汽以及可以与所提出的轴密封组件一起工作的任何其它流体都在本公开的范围内。所选择的气体或流体是基于与待密封的产品的工艺适应性。

图1是轴密封组件25的透视外部视图，轴密封组件25被布置成具有通过轴密封组件25的固定定子2插入的轴1并与其接合。图2是轴密封组件的外部端视图，其中轴1在轴密封组件25内对准。

图3是图2所示的轴密封组件25的第一实施例的横截面图，其图示了轴密封组件25作为用于将润滑液保持在壳体30的轴承腔32内的迷宫式密封件。图3中示出的轴1是在旋转期间可以相对于固定定子元件2或固定定子2的一部分经历径向、角向或轴向移动的类型。轴密封组件25的固定定子部分可以法兰安装或者压装或者通过其它方式附接到壳体30。本发明也将与旋转壳体和固定轴一起工作。(未示出)根据特定应用的需要，轴1被允许相对于轴密封组件25在轴向上自由移动。

具有内表面的迷宫式密封件3与轴1接合。在所述迷宫式密封件3的内表面和轴1之间存在限定间隙6。与所述迷宫式密封件3的内表面相对的是所述迷宫式密封件的圆角表面3a。迷宫式密封件3的圆角表面3a和浮动定子4的内部形成球形界面11。O形环通道15和O形环7布置成与所述迷宫式密封件3的所述圆角表面3a协作以密封(或抑制)流体迁移通过接合的迷宫式密封件3和浮动定子4、在接合的迷宫式密封件3和浮动定子4之间迁移以及沿着迷宫式密封件3和浮动定子4迁移，同时维持允许在迷宫式密封件3和浮动定子4之间有限的相对旋转移动(衔接)的球形界面11。如图所示，O形环通道15被机加工到浮动定子4中并定位在具有迷宫式密封件3的球形界面11处。O形环通道15相对于迷宫式密封件3是环形的并且是连续的。O环形通道15和O形环7也可以放置在与球形界面11相邻的迷宫式密封件3中。O形环7应该由与要被密封的产品以及所选择的优选密封流体两者都兼容的材料制成。O形环通道15和O形环7是可以在如权利要求中所述的轴密封组件25内使用的密封装置的一种可能的组合。插入到防旋转沟槽10中的策略性放置的(一个或多个)防旋转销12限制迷宫式密封件3和浮动定子4之间的相对旋转移动。多个防旋转沟槽10和销12可以围绕轴1的半径放置。如果轴密封组件25与密封流体组合使用，则策略防旋转销12可以被移除，从而允许对应的防旋转沟槽10用作通过通气口9和润滑剂回路5的流体通道。(参见图7)。此外，防旋转销12和防旋转沟槽10的直径的关系可以被选择，以允许轴1或多或少的角度未对准。与大直径防旋转沟槽10一起使用的小直径防旋转销12将允许响应于轴1的角度未对准，迷宫式密封件3相对于浮动定子4的更大的相对移动。迷宫式密封件3是可以在如权利要求所述的轴密封组件25内与轴1相邻使用的密封装置的一种可能的实施例。

连续的环形通道在固定定子2内形成并由间隙20和21限定，如在所述浮动定子4的外部与轴密封组件25的所述固定定子2的所述内部之间所允许的。固定定子2的环形通道在图2中被突出显示为A-A′。固定定子的环形通道具有基本上垂直于所述轴1的内表面。基本上被包围在固定定子2的环形通道内的浮动定子4的外表面与固定定子2的第一内部垂直面和第二内部垂直面协作接合。内部环形界面由与固定定子4的第一(舱内侧)垂直面接合的固定定子2的第一(轴密封组件舱内侧)垂直环形通道表面形成。外部环形界面由与浮动定子4的第二(舱外侧)垂直面接合的固定定子2的第二(轴密封组件舱外侧)垂直环形内部通道表面形成。布置在其中的O形环通道19和O形环13与相对于轴1垂直的浮动定子4的表面协作，以密封(或抑制)流体在接合的浮动定子4之间和沿着接合的浮动定子4迁移，同时允许浮动定子4与固定定子2之间的有限相对旋转移动。浮动定子4和固定定子2是可以与在如权利要求所述的轴密封组件25内的迷宫式密封件3组合使用的协作接合的密封装置的一种可能的实施例。

O形环通道19是环形的并且相对于轴1是连续的。O形环通道19和O形环13可以放置在浮动定子4而不是固定定子2(未示出)的主体中，但是必须以类似的接近关系放置。O形环13应该由与要密封的产品以及所选择的优选密封流体两者都兼容的材料制成。O形环通道19和O形环13是可以在如权利要求所述的轴密封组件25内使用的密封装置的一种可能的组合。

插入到防旋转沟槽16中的策略性放置的(一个或多个)防旋转销8限制浮动定子4和固定定子2的内侧之间的相对径向和旋转移动。多个防旋转沟槽16和销8可以放置在轴1的半径周围。防旋转销8和防旋转沟槽16的直径的关系也可以被选择，以允许轴或多或少的角度未对准。小直径防旋转销8和大直径固定定子防旋转沟槽允许响应于轴1的角度未对准，迷宫式密封件3更大的相对移动。

迷宫式密封沟槽14可以通过经一个或多个通风口9排气而被压力平衡。如果期望的话，可以向通风口供应加压密封流体以对迷宫区域14和轴密封间隙6过度加压，以增加轴密封组件25的功效。迷宫式密封件3和浮动定子4之间的球形界面11允许轴1和固定定子2之间的角度未对准。O形环通道19与轴1是环形的，并且如图所示，被机加工成固定定子2并且定位在固定定子2和浮动定子4之间的界面处。O形环通道19也可以放置在浮动定子4中以便与固定定子2密封接触。

图3A图示了在角度和径向轴对准期间的密封轴完整性。该视图突出显示了迷宫式密封件3的轴向面17与浮动定子4的轴向面18的对准。特别地，焦点集中于在浮动定子4与迷宫3之间的球形界面11处的轴向面17和18的对准。图3B图示了在与图3A中所示相反的表面处的角度和径向轴对准期间的轴密封完整性。该视图分别突出显示了如图3A所示的轴密封组件25的相对部分的迷宫式密封件3和浮动定子4的轴向面17和18的对准。本领域技术人员将认识到，由于轴1和轴密封组件25具有圆形形状和性质，因此表面被示出为围绕轴1360度。再次，特别地，焦点集中于在迷宫式密封件3和浮动定子4之间的球形界面11处的轴向面17和18的对准。图3A和图3B还图示了在浮动定子4和固定定子2之间的第一限定间隙20以及在浮动定子4和固定定子2之间并与第一限定间隙20相对的第二限定间隙21。

在图2、3、3A和3B中，轴1没有经历径向、角向或轴向移动，并且基本上相等的限定间隙20和21的宽度指示浮动定子4上很少的移动或未对准。

图4是轴密封组件25的外部端视图，其中可旋转轴1未对准。图5是如图3所示的轴密封组件25的第一实施例的横截面图，其中应用了轴1的角向和径向未对准两者。如图5所示的轴1也是可以相对于轴密封组件25的固定定子2部分经历径向、角向或轴向移动的类型。

如图5处所示，即使轴未对准的角度31已改变，迷宫式密封件3与轴1的限定径向间隙6也被维持。即使轴未对准31的角度已改变，轴1仍然被允许在轴向方向自由移动。轴密封组件25的布置允许在引入所述轴1的径向移动时迷宫式密封件3与浮动定子4一起移动。迷宫式密封件3和浮动定子4通过一个或多个压缩的O形环7固定在一起。迷宫式密封件3在浮动定子4内的旋转通过防旋转装置来防止，该防旋转装置可以包括螺钉、销或类似设备12以阻止旋转。通过防旋转销8防止了迷宫式密封件3和浮动定子4组件在固定定子2内的旋转。如图3、3A、3B、5、6和7所示的销是防止迷宫式密封件3和浮动定子4的旋转的一种装置，如权利要求中所述。由迷宫式密封件3密封的润滑剂或其它介质可以通过一系列的一个或多个可选排放口或润滑剂返回路径5被收集和排放。迷宫式密封件3可以通过经一个或多个排气口9排气而被压力平衡。如果如此期望的话，可以向通风口9供应加压空气或其它气体或流体介质以对迷宫式密封件3过度加压，以增加密封功效。轴密封组件25的协作接合的机械部分与加压密封流体之间的紧密公差的组合抑制了产品并污染了与轴密封组件25的内部的接触。迷宫式密封件3和浮动定子4之间的球形界面11允许轴1和固定定子2之间的角度未对准。布置在其中的O形环通道19和O形环13与基本上与轴1垂直关系的浮动定子4的相对面协作，以密封(或抑制)流体在接合的浮动定子4之间和沿着接合的浮动定子4迁移，同时允许定子4和固定定子2之间的有限相对径向(竖直)移动。

图5A图示了在角度和径向轴未对准期间，由轴密封组件25允许的密封轴完整性。该视图突出显示了迷宫式密封件的轴向面17相对于轴密封组件25的第一部分的浮动定子4的轴向面18的偏移或衔接。特别地，焦点集中于在迷宫式密封件3与浮动定子4之间的球形界面11处的轴向面17和18的偏移。

图5B图示了在角度和径向轴未对准期间与图5A所示的第一表面相对的第二表面的密封轴完整性。该视图突出显示了在轴1的未对准期间，迷宫式密封件3和浮动定子4的轴向面17和18分别未对准，但是改为相对于彼此移动(衔接)。响应于轴未对准，到密封间隙6的轴被维持，并且由于在轴未对准期间维持了浮动定子4到固定定子2和浮动定子4到迷宫式密封件3的密封完整性，因此整体密封完整性没有受到损害。本领域技术人员将认识到，由于轴1和轴密封组件25具有圆形形状和性质，因此表面被示出为围绕轴1360度。

图5A和图5B还图示了浮动定子4与固定定子2之间的第一间隙或空隙20以及浮动定子4与固定定子2之间并且与第一间隙或空隙20相对的第二间隙或空隙21。

在图4、5、5A和5B中，轴1在轴1的旋转期间经历径向、角向或轴向移动，并且空隙或间隙20和21的宽度已响应于所述径向、角向或轴向移动而改变(与图3、3A和3B比较)。间隙20和21的宽度变化指示浮动定子4已响应于轴1的移动或角度未对准而移动。轴密封组件25允许轴向面1718之间的衔接、维持球形界面11和分别在第一间隙和第二间隙20和21处径向移动，同时维持轴密封间隙6。

图6是如图2所示的、用替代的迷宫式密封图案沟槽14过度加压的轴密封组件25的第二实施例的横截面图。在该图中，迷宫式密封图案沟槽14由减摩物质组成，诸如与轴1形成紧密间隙的聚四氟乙烯(PTFE)。PTFE有时也被称为由Dupont制造和销售的聚四氟乙烯具有高耐化学性、低温和高温能力、耐风化、低摩擦、电绝缘和绝热并且″滑溜″的塑料。材料的″滑溜″也可以被定义为光滑的或向材料增加了光滑型的品质。碳或其它材料可以替代PTFE以向迷宫式密封图案沟槽14提供必要的密封质量和润滑质量。

如图6所示，供应加压的密封流体以过度加压光滑的迷宫式图案26。加压的密封流体通过一个或多个入口进入到节流阀26的环形沟槽23中。节流阀26也被本领域技术人员称为″对准滑板″。节流阀26允许迷宫式密封件3对由轴1的未对准引起的轴的移动作出响应。加压的密封流体通过在具有节流阀26的轴1和迷宫式密封件3之间形成的密封间隙而逸出。节流阀26与轴1的紧密接近性也对轴1上方的密封流体流动产生阻力，并使压力在环形沟槽23内积聚。与环形沟槽23协作和连接的浮动环形构成27也提供出口，用于过度密封流体从轴密封组件25中″抽出″以进行压力平衡，或者在操作期间在轴密封组件25上维持连续的流体吹扫。由轴密封组件25的这个方面提供的优点是其在优选或需要″就地清洁″产品密封净化过程的应用。示例将包括食品等级应用。

图7图示了轴密封组件25，其中防旋转销12被去除以提高入口的可视性。入口通常将存在，但不限于围绕轴密封组件25的周边的一系列端口、入口或通道。图7还示出了迷宫式密封件3的形状和图案可以变化。除了圆形26之外，节流阀26的形状也可以如节流槽22处所示的正方形轮廓所示地变化。还要注意的是，在不期望与轴1直接接触的情况下，可以使用轴密封组件25与单独的套筒24组合，该单独的套筒24将通过各种方式附接到轴1。

图8示出了本公开的另一个实施例，其中轴密封组件25已经被固定到容器壁34。轴密封组件25可以通过诸如安装螺栓33的固定装置固定到容器壁34，以确保其中轴1经受角度未对准的改进的密封。如权利要求中所述，通过轴密封组件25外部安装螺栓33和槽(未编号)是安装轴密封组件25的一种方式。

在某些应用中，尤其是其中轴密封组件25的处理侧(通常如图3-3B和5-7所示的轴密封组件25的左侧区域)处于增加的压力的那些应用中，期望轴密封组件25被构造成平衡轴密封组件25在轴向方向上经历的压力。在图9-12中示出了平衡产品施加到迷宫式密封件内部面42和浮动定子内部面44的压力(在轴向方向上)的压力平衡的轴密封组件40。

在如图9-10B所示的压力平衡的轴密封组件的第一实施例中，轴密封构件(即，与浮动定子4组合的迷宫式密封件3)包括压力平衡环形通道46。除了压力平衡环形通道46之外，压力平衡轴密封组件40以与如图1-8所示和以上详细描述的轴密封组件25相同的方式操作。即，浮动定子4被定位在固定定子环形沟槽48中。在本文图示的实施例中在浮动定子径向外表面45与环形沟槽径内表面48a(在图9A和9B中示出)之间的浮动定子/固定定子20之间的第一间隙至少考虑轴1的径向扰动。浮动定子4与迷宫式密封件3之间的球形界面11至少考虑轴1的角度扰动。

压力平衡环形通道46在浮动定子4与固定定子2之间与第一径向界面47a邻近的浮动定子4中形成，如用于第一实施例的图9-10所示。如本文示出的各种实施例中所示，浮动定子4与固定定子2之间的第一径向界面47a与具有用于防旋转设备16的空腔形式的固定定子2的部分相邻。即，浮动定子4的径向面定位在固定定子2内并离压力平衡轴密封组件40的处理侧最远。在浮动定子4和固定定子2之间、基本上平行于第一径向界面47a的第二径向界面47b与第一径向界面47a相比，被定位在更靠近压力平衡轴密封组件40的处理侧。

在许多应用中，压力平衡环形通道46的最佳径向维度将基本上类似于浮动定子内部面44的径向维度，使得产品作用于浮动定子4上的区域与密封流体作用于浮动定子4上的区域具有相同的表面积。在这样的构造中，如果产品和密封流体被加压到大约相同的值，则轴向力将平衡。因此，压力平衡环形通道46的最佳径向维度将取决于整个系统的设计特性，并且无论是大于还是小于浮动定子内表面44的径向维度，压力平衡环形通道46的径向维度都可以是用于特定应用的任何合适的量。压力平衡环形通道46的轴向维度也将取决于整个系统的设计特性而变化，包括但不限于所使用的特定密封流体、产品压力和密封流体的压力。在一些应用中，压力平衡环形通道46的最佳轴向维度将为0.005英寸，但是在其它实施例中可以更大，而在还有的其它实施例中可以更小。

压力平衡环形通道46允许引入到浮动定子/固定定子20之间的第一间隙(从中密封流体可以进入压力平衡环形通道46)中的密封流体在轴向方向上作用于浮动定子。典型地，压力平衡轴密封组件40的处理侧(通常如图9-12所示的压力平衡轴密封组件40的左侧区域)经历来自作用于迷宫式密封件内部面42和浮动定子内部面44上的处理流体的力。这些力通常是由于与轴1耦合的旋转装备产生的压力。例如，如果轴1耦合到产生每平方英寸七十磅(psi)的头压力的流体泵，则压力平衡轴密封组件40的处理侧将被加压到大约七十psi。该加压流体将作用于迷宫式密封内部面42和浮动定子内部面44上，并且因此促使迷宫式密封件3和浮动定子4在轴向方向上远离压力平衡轴密封组件40的处理侧(即，大体上如图9-12所绘出的图的右侧)。相反，取决于密封流体系统的设计，位于压力平衡环形通道46中的密封流体将在轴向方向上促使迷宫式密封件3和浮动定子4朝向压力平衡轴密封组件40的处理侧，这可以基本上消除产品施加在压力平衡轴密封组件40上的轴向力。

图11和12示出了压力平衡轴密封组件40的第二实施例和第三实施例。压力平衡轴密封组件40的第二实施例和第三实施例大体上对应于如图7和图8所示并且在以上详细描述的轴密封组件25的第二实施例和第三实施例。但是，如同图9-10B所示的压力平衡轴密封组件40的第一实施例一样，第二实施例和第三实施例包括压力平衡环形通道46。

本文示出和描述的压力平衡轴密封组件40的各种实施例形成有由两个不同部分组成的固定定子2和浮动定子4。这些实施例便于压力平衡轴密封组件40的组装，因为在本文所示的实施例中，大部分浮动定子4定位在固定定子2内。当根据第一实施例安装压力平衡轴密封组件40时(如图9-10B所示)，固定定子2的第一部分(即，与压力平衡轴密封组件40的处理侧相邻的部分)将被固定到壳体30。接下来，浮动定子4和迷宫式密封件3可以被定位为在轴1和固定定子2的第一部分之间的一个组装件(其中形成球形界面11的部件已经被预先组装)。浮动定子4和迷宫式密封件3在固定定子3内的放置形成固定定子2和浮动定子4之间的第二轴向界面47b。最后，固定定子2的第二部分(即，离压力平衡轴密封组件40的处理侧最远的部分)可以被定位成与固定定子2的第一部分邻近并固定到其。固定定子2的第二部分的定位随后形成固定定子2与浮动定子4之间的第一径向界面47a。

替代地，浮动定子4和迷宫式密封件3可以分开地定位在固定定子环形沟槽48内。例如，在固定定子2的第一部分已经被固定到壳体30之后，浮动定子4的第一部分可以被定位在固定定子环形沟槽48内。浮动定子4的第一部分在固定定子环形沟槽48内的放置形成固定定子2与浮动定子4之间的第二轴向界面47b。接下来，迷宫式密封件3可以被定位成与轴3相邻，其布置形成浮动定子4与迷宫式密封件3之间的球形界面11的一部分。接下来，浮动定子4的第二部分可以被定位成与浮动定子4的第一部分相邻并用多个防旋转销8固定在其，这完成了浮动定子4与迷宫式密封件3之间的球形界面11。最后，固定定子2的第二部分用多个螺栓或铆钉固定到固定定子2的第一部分，其布置形成浮动定子4与固定定子2之间的第一轴向界面47a。可以使用本领域技术人员公知的任何合适的固定构件将浮动定子4的第一部分和第二部分彼此固定，或者将固定定子2的第一部分和第二部分彼此固定。

虽然本文所示的实施例针对其中固定定子2和浮动定子4由两个分开的部分组成的压力平衡轴密封组件40，但是在本文未示出的其它实施例中，固定定子2和/或浮动定子4由一个整体构件形成。

元件列表(图13-22D)

图13示出了安装在轴10上的轴承隔离器18的另一个实施例。轴10延伸穿过轴承隔离器18和壳体19。可以包括水或润滑剂的气体或流体源100也可以经由管道99与轴承隔离器18连通。转子20通过可构造成一个或多个O形环的摩擦密封件60固定到轴10。由于密封件60的摩擦接合，转子20跟随轴10的旋转移动。通道40和40a如图所示，但将不在此详细描述，因为这种描述已经被本领域技术人员所理解。

一对对应的球形表面50和51可以用于在使用之前、期间和之后在转子20和定子30之间创建自对准的径向间隙52。即使在使用期间轴10变得未对准，该间隙52也可以维持恒定的值。轴10的中心线与壳体19之间的各种未对准量和方向在图15-17中示出。定子30和固定定子31之间的环形凹槽102允许轴承隔离器18容纳预定量的径向轴位移。

在本文所示的实施例中，球形表面50、51具有分别与转子和定子20、30的轴向面相同的中心点。但是，球形表面50、51可以是径向的，和/或如图所示，被垂直间隔开。这些球形表面50、51可以响应于轴承隔离器18的其它部件的径向定位和/或与轴承隔离器18的其它部件的径向定位结合和/或与轴承隔离器18的其它部件的径向定位一致地径向移动。通常，如果轴10相对于壳体19变得未对准，则转子20将因此相对于其变得未对准，并且然后在固定定子31的环形凹槽内径向移动的球形表面50、51和/或定子30可以对未对准进行补偿。

图15和17图示了在轴承隔离器18的一个实施例中，当轴10通过球形表面50、51之间的相互作用相对于壳体19未对准时，转子20可以相对于定子30、31移动，以便确保转子20和定子30的中心点与壳体19上的固定点之间的距离恒定。

在图14和图15所示的轴承隔离器18的实施例中，球形表面50、51可以被定位在固定定子31和定子31a上，而不是在转子20和定子30上。仍然参考图14和图15，这种设计允许转子20和定子31a相对于固定定子31、法兰单元61a和壳体19移动。转子20、定子31a和固定定子31可以相对于法兰单元61a(并且因此相对于壳体19)径向移动，如图15中最佳示出的。在轴承隔离器18的这个实施例中，在球形表面50、51之间存在非常小量的相对旋转。

图14和图15所示的轴承隔离器18的实施例可以提供固定定子31、定子31a和转子20相对于法兰单元61a的受控径向移动，该法兰单元61a可以牢固地安装到壳体19。固定定子30相对于法兰单元61a的旋转移动可以通过防旋转销101防止。固定定子31可以使用摩擦密封件61摩擦地固定到法兰单元61a，其中摩擦密封件61可以由具有足够弹性和摩擦特性的任何材料制成，以将固定定子31相对于法兰单元61a保持在固定径向位置中，但是当轴10未对准时仍然响应于径向力。固定定子31、定子31a和转子20的径向位置及其结果位置(以及固定定子31和定子31a之间的界面的结果位置)的变化直到径向力被完全容纳或直到达到轴承隔离器18的最大径向位移时才发生。

在操作中，当轴10相对于壳体19未对准时，转子20可以径向移动。定子31a和固定定子之间的球形表面50、51的径向移动可以由该压力产生。图3示出了当轴10未对准时中心点80的结果径向移动。在正常操作期间，轴10通常相对于图3所示的朝向水平。如线A所表示的。当轴10以线B表示的方式变得未对准时，中心点80可以移动到沿着线A″的点。当轴10以线B′表示的方式变得未对准时，中心点80可以移动到沿着线A′的点。但是，在其它轴10未对准中，转子20、定子30和/或固定定子31的径向位置可以是恒定的，并且球形表面50、51可以对轴未对准进行补偿。从前面的描述中可以明显看出，轴承隔离器18在轴10周围提供了恒定的密封，因为不管轴10未对准是正常或设计性质，球面50、51之间的距离都维持不变。

取决于轴承隔离器的具体应用，球形表面50和51的物理维度可以在线性值和离中心点80的距离上变化。这些变化将被用来容纳不同大小的轴和密封件以及不同量的未对准。

轴向位移轴密封组件

轴密封组件200的另一个实施例在图18和图18A中示出。这个实施例与上述并且如图13、16和17所示的轴承隔离器18的实施例类似。如图所示，轴密封组件200可以包括固定定子210、浮动定子220和转子230。在示出的实施例中，转子230通常与轴10一起旋转，而固定定子210和定子220则不。因此，浮动定子220的凹表面228与转子230的凸表面238之间可以存在旋转界面。在本文中未示出、但是这些实施例是图14和图15所示的轴承隔离器18的实施例的必然结果的轴密封组件200的其它实施例中，浮动定子220可以被构造成具有对应于固定定子的凹表面的凸表面。在这样的实施例中，旋转界面可以位于除了凹表面和凸表面之间的界面之外的位置。

图18和图18A中所示的轴密封组件200的实施例包括固定定子210，该固定定子210可以以任何合适的方法和/或结构牢固地安装到壳体(图18和图18A中未示出)。固定定子210可以包括可以彼此固定的主体211和面板212。可以设想的是，形成有主体211和面板212的固定定子210可以便于在某些应用中轴密封组件200的安装。在这样的应用中，主体211可以固定到壳体，转子230和浮动定子220可以被适当地定位，并且然后面板212可以固定到主体211。

固定定子210可以形成有浮动定子220和/或转子230的一部分可以定位在其中的环形凹槽216。浮动定子220的径向外表面222与环形凹槽216的内表面之间的预定间隙可以被选择以允许固定定子210与浮动定子220之间的相对径向移动。至少一个销224可以固定到浮动定子220，并且销224的一部分可以延伸到在面板212中形成的销凹槽212a中，以便防止浮动定子220与转子230一起旋转。浮动定子220和固定定子210之间的轴向界面可以用密封构件218密封，该密封构件可以被构造成O形环。

浮动定子220也可以在其径向内部部分中形成有凹表面228。该凹表面228可以形成半球形界面，其中对应的凸表面238在转子230的径向外部部分中形成。因此，图18和图18A中所示的轴密封组件200以与先前针对轴承隔离器18所描述的方式相同和/或相似的方式容纳轴10未对准和径向移动。

轴密封组件200可以被构造成容纳轴10的轴向移动。在示出的实施例中，这通过在与轴10相邻的转子230中形成至少一个滚筒腔232来实现。说明性实施例包括由其两端的腔壁233界定的两个滚筒腔232。至少一个滚筒234可以被定位在每个滚筒腔232中。轴10的轴向移动可以通过沿着轴10的表面和在滚筒腔232内滚动的滚筒234来容纳。说明性实施例包括两个滚筒腔232，其中在每个滚筒腔232中具有一个滚筒234，但是轴密封组件200决不以任何方式受与其相关联的滚筒腔232和/或滚筒234的数量的限制。(一个或多个)滚筒234可以由用于轴密封组件200的具体应用的任何合适的材料构成。可以设想，弹性体材料(例如，橡胶、硅橡胶、其它聚合物)将尤其适于许多应用。

轴密封组件200的说明性实施例还包括用于将密封流体施加到轴密封组件200的各种流体管道。固定定子210形成有用于将密封流体引入到轴密封组件200的入口214。入口214可以与浮动定子220中的一个或多个第一径向通道226流体连通，该第一径向通道226又可以与转子230中的一个或多个第二径向通道236流体连通。(一个或多个)滚筒234、(一个或多个)滚筒腔232和腔壁233可以被构造成使得引入到入口214的密封流体对于给定的一组操作参数(例如，密封流体粘度和压力、轴10rpm等)以预定的速率从转子230和轴10之间的区域离开轴密封组件200。轴密封组件200的说明性实施例可以形成有在浮动定子220中形成的八个第一径向通道226，其对应于在转子230中形成的八个第二径向通道236，并且第一径向通道226和第二径向通道236可以围绕轴密封组件200的周边均匀地间隔开。但是，在不脱离如本文所公开和要求的轴密封组件200的精神和范围的情况下，在其它实施例中，可以使用不同数量、间隔和/或构造的第一径向通道226和/或第二径向通道236。

在本文未示出的轴密封组件200的实施例中，但是该实施例是图14和图15中所示的实施例的必然结果。鉴于本公开，将显而易见的是，在这样的实施例中，转子20将包括与轴10相邻的至少一个滚筒腔，至少一个滚筒被定位在其中而不是摩擦密封件60。与本文描述的轴密封组件200的前述实施例一样，(一个或多个)滚筒可以被构造成将转子20与轴10可旋转地耦合。转子腔和/或滚筒也可以被构造成允许轴10相对于轴密封组件200轴向地移动。

多轴密封组件

图19提供了多轴密封组件202的第一实施例的透视图。可以设想的是，多轴密封组件202在其中两个轴10彼此相对非常靠近地定位的应用中可以尤其有用，如针对本文所示的说明性实施例所示出的。本文所示的轴10也被定向成使得其纵向轴线相对于彼此平行。但是，多轴密封组件202不限于此，并且存在其其它实施例用于与和本文所示的轴10不同朝向的轴10一起使用。

多轴密封组件202的说明性实施例包括第一密封件240。第一密封件240的密封部分环绕一个轴10并且可以被构造成以与本文公开的或其它方式公开的其它轴承隔离件18和/或轴密封组件25、200基本上类似的方式操作。第二密封件250的密封部分环绕另一个轴10，并且也可以被构造成以与本文公开的或其它方式公开的其它轴承隔离器18和/或轴密封组件25、200基本上类似的方式操作。例如，图21提供了多轴密封组件202的第一实施例的轴向横截面图，其中第一密封件240和第二密封件250两者都被构造成以与图13-17中所示的轴承隔离器18基本上类似的方式操作。但是，在多轴密封组件202的其它实施例中，第一密封件240或第二密封件250可以被不同地构造。例如，第一密封件240和第二密封件250可以如图18和图18A中所示的轴密封组件200的实施例那样构造。此外，在多轴密封件202的其它实施例中，第一密封件240和第二密封件250可以彼此不同地构造。例如，第一密封件240可以被构造成以与图13-17中所示的轴承隔离器18基本上类似的方式操作。第二密封件250可以被构造成以与图18和图18A所示的轴密封组件200基本上类似的方式操作。因此，第一密封件240或第二密封件250的特定内部构造决不以任何方式限制如本文所公开的多轴密封组件202的范围。

如图21所示，每个密封件240、250都可以被构造成包括固定定子210、浮动定子220、面板212和转子220，所有这些都在图21中示出为被构造成以与如前面提到的图13-17中所示的轴承隔离器18的实施例基本上类似的方式操作。转子230可以固定到轴10，使得转子230耦合到其并且以任何合适的方式与其一起旋转(其中的几个方式在以上针对轴承隔离器18和/或轴密封组件25、200的其它实施例进行了描述)。固定定子210可以以任何合适的方式固定到壳体19(其中的几个方式在以上针对轴承隔离器18和/或轴密封组件25、200的其它实施例进行了描述，并且包括但不限于机械紧固件204、化学粘合剂、焊接、过盈配合和/或其组合)。一种这样的合适的方式包括如图19、20和22所示的紧固件204和对应的孔206。浮动定子220可以被定位在固定定子10中形成的环形凹槽216的一部分内，其中环形凹槽216的外部轴向边界可以由面板212的内表面限定，面板212可以与固定定子210接合，如前面针对轴承隔离器18和轴密封组件25、200的其它实施例描述的。

固定定子210、浮动定子220、转子230和/或面板212可以协作以形成迷宫式密封件。固定定子210、浮动定子220和/或转子230可以以两件式的方式构造。如所提到的，在说明性实施例中，固定定子210可以被构造成经由多个紧固件204接合面板212，紧固件204可以不同于用于将固定定子210与壳体19接合的紧固件204。可以使用将面板212与固定定子210接合的其它方法和/或结构而没有限制。此外，转子230的两个部分、固定定子210的两个部分、固定定子210和浮动定子220、转子230和浮动定子220、和/或转子230和固定定子210之间的界面可以是半球形的，如针对图21所示的实施例的转子230和浮动定子220之间的界面所示。此外，密封件240、250可以在其中形成有入口214，如前面针对本文公开的轴承隔离器18和轴密封组件25、200的其它实施例所描述的，以向多个轴密封组件202内的各种通道提供密封流体。

为了容纳相对紧密接近的两个轴10，多轴密封组件202的说明性实施例采用其中第一密封件240和第二密封件250以堆叠布置(参见图20和21)进行构造的构造。即，第一密封件240可以位于与其中第二密封件250所位于的平面不同的径向平面中。在说明性实施例中，平面相对于彼此平行。但是，在本文未示出的多轴密封组件202的其它实施例中，这些平面可以具有其它朝向，该朝向可以至少部分地取决于轴10和/或壳体19的朝向。

轴环241可以固定到壳体19和/或第一密封件240，以为第一密封件和第二密封件240、250的堆叠布置提供正确的轴向间隔。在说明性实施例中，轴环241可以独立于第一密封件240或壳体19形成，并且随后固定到第一密封件240和/或壳体19。如图19B清楚地示出，其提供了多轴密封组件202的说明性实施例的后侧透视图，轴环241可以在其中形成有轴环切口242以容纳第二密封件250的一部分。如图所示，轴环切口242可以被构造成具有与第一密封件240的外表面接口的成角度的部分。

在大多数应用中，图19B中突出显示的表面在使用多轴密封组件202期间与壳体19相邻。因此，与壳体19相邻的轴环241和/或第一密封件240的表面可以在其中形成有O形环通道，以容纳O形环。如此定位的O形环可以用作防止空气和/或其它流体在轴环241与壳体19之间和/或第一密封件240与壳体19之间的外出/进出。轴环切口242的具体形状、维度和/或构造将从双轴密封组件202的一个实施例与下一个实施例而变化，并且可以至少取决于轴10的间距和/或第一密封件240和第二密封件250的构造，并且因此决不是以任何方式限制多轴密封组件202的范围。如示例性实施例所示，轴环241可以经由一个或多个紧固件204和对应的孔206固定到壳体19。但是，在本文所示的多轴密封组件202的其它实施例中，轴环241可以与第一密封件240的一部分一体地形成。在本文未示出的多轴密封组件202还有的其它实施例中，轴环241可以与壳体19一体地形成。在本文未示出的多轴密封组件202的另一个实施例中，轴环241可以与第二密封件250一体地形成。因此，多轴密封组件202不受第一轴环241相对于壳体19、第一密封件240和/或第二密封件250的特定构造的限制。

轴环241可以用作装备壳体和第二密封件250之间的轴向间隔件，如图20和图21中清楚地示出的。在该实施例中，轴环241的轴向维度大约等于第一密封件240和第二密封件250的轴向维度。但是，轴环240可以与第二密封件250的一部分可以坐落其中的轴环唇241a一起形成，如图21所示。因此，在第一密封件240和/或第二密封件250的径向维度太大而由于两个相邻轴10的间隔不能安装在同一径向平面中的应用中，第一密封件240和第二密封件250可以以轴向偏移的构造应用到轴10。

多轴密封组件202还可以包括形成在第二密封件250的一部分中的切口251。可能需要切口251容纳相邻轴10的某些构造，其中轴10彼此相对紧密接近。如图20和图22最好地示出的，多轴密封组件202的说明性实施例中的轴10的构造彼此相对紧密接近，使得第二密封件250必须形成有切口251以容纳与对应于第一密封件240的轴10的充分间隙。但是，在相邻轴10的其它构造中，多轴密封组件202可以不需要切口251。因此，多轴密封组件202决不以任何方式限制切口的存在、不存在和/或构造。通常，切口251可以减小固定定子210和/或面板212的径向维度，如图21所示。但是，在其它构造中，切口251可以替代地或附加地减小浮动定子220和/或转子230的径向维度。

虽然多轴密封组件202的说明性实施例被构造成容纳两个轴10，但是本文未示出的其它实施例被构造成容纳多于两个的轴10。因此，多轴密封组件202不受与其相关联的轴10和/或密封件240、250的数量的限制。

轴密封组件的附加实施例

轴密封组件200的另一个实施例在图22中以透视图示出。图22A中示出的说明性实施例包括可相对于彼此旋转的定子310和转子320。定子310可以与壳体19接合并且环绕相对于壳体19可旋转并且从壳体19延伸的轴10。在说明性实施例中，定位在定子310中形成的O形环通道302中的O形环303可以用于使定子310与壳体19适当地接合。但是，在不脱离本文公开的精神和范围的情况下，用于使定子310与壳体19充分接合的任何其它合适的方法和/或结构可以与轴密封组件300一起使用。

转子320也可以环绕轴10，并且它也可以与轴10接合以便与其一起旋转。在说明性实施例中，定位在转子320中形成的O形环通道302中的O形环303可以用于使转子320与轴10正确地接合。但是，在不偏离本文公开的精神和范围的情况下，用于使转子320与轴10充分接合的任何其它合适的方法和/结构可以与轴密封组件300一起使用。可以设想的是，该实施例可以尤其适于其中轴10和/或壳体19被定向成大致竖直布置并相对于壳体19向上延伸的应用，但是轴密封组件300的应用决不以任何方式限制其范围。此外，轴密封组件25、200、202的任何实施例可以被构造成具有本文公开的、关于图22A-22D所示的轴密封组件300的实施例的有利特征，而没有单独的或组合的限制。

定子310可以形成有具有一个或多个轴向突起314和/或从其延伸的径向突起315的定子体311。此外，轴向突起314可以从径向突起315延伸，反之亦然。图22A的轴密封组件300的实施例在图22C中示出具有彼此分开的定子310和转子320。如图所示，可以在定子体311中形成肩部312以提供与壳体19的界面。O形环通道302可以在肩部312中形成以容纳O形环303以便于定子310和壳体19的正确接合，如前面所描述的。另一个O形环通道302可以在与轴10相邻的定子体311的内表面上形成。滑环305可以被定位在该O形环通道302中，以减轻润滑剂经由轴10与定子310之间的空间从壳体19流出和污染物进入到壳体19。定子体311也可以形成有一个或多个径向孔313以便于可选的密封流体(例如，空气、水等)以进一步减轻上述的流入和/或流出。

转子320可以形成有具有从其延伸的一个或多个转子轴向突起324和/或转子径向突起325的转子体321。此外，转子轴向突起324可以从转子径向突起325延伸，反之亦然。成组环304可以部分地位于定子310中形成的成组环形通道318内并且部分地位于转子成组环形通道328内，并且用于仅允许定子310与转子320之间预定量的相对轴向运动。从图22B和图22C的比较来看，对于本领域普通技术人员将显而易见的是，在定子310中形成的各种轴向突起314、径向突起315、轴向通道316和/或径向通道317可以与各种转子轴向突起324、转子径向突出325、转子轴向通道326和/或转子径向通道327协作，以形成具有用于润滑剂从壳体19流出和/或污染物进入壳体19的一个或多个轴向通道316和/或一个或多个径向通道317的光滑和/或迂回路径的迷宫式密封件。无限数量的在定子310中形成的各种轴向突起314、径向突起315、轴向通道316和/或径向通道317的构造可以与存在的各种转子轴向突起324、转子径向突起325、转子轴向通道326和/或转子径向通道327协作，并且因此，其构造的具体数量、存在性和/或配置决不以任何方式限制本文所公开和要求保护的轴密封组件300的范围。

在本文所示的轴密封组件300的说明性实施例中，在定子310中形成的轴向突起314、径向突起315、轴向通道316和/或径向通道317可以与各种转子轴向突起324、转子径向突起325、转子轴向通道326和/或转子径向通道327协作，可以被构造成形成第一协作腔306a、第二协作腔306b和用于污染物的第一潜在进入点的轴向通道307。参考图22D，其中示出了与从壳体19向上突出的大体竖直定向的轴10接合的轴密封组件300的说明性实施例，污染物必须横穿以通过轴密封组件300的说明性实施例的路径是非常曲折的。唯一的进入点是轴向通道307的向下定向的终点，进入该终点需要克服重力。在径向通道308之后，污染物面对另一个需要再次克服重力的轴向通道307。该轴向通道307通向第一协作腔306a。保留在第一协作腔306a中的污染物可以通过重力简单地从中向下排出。第一协作腔306a顶部的轴向通道307需要污染物完全填充第一协作腔306a并且然后克服重力以经由顶部轴向通道307离开第一协作腔306a。

径向通道308可以将第一协作腔306a的顶部的轴向通路307流体连接到第二协作腔306b。在说明性实施例中，第二协作腔306b的三个侧面可以经由转子320形成，转子320在使用期间一般与轴10一起旋转。因此，由于经由转子320的旋转施加到污染物的离心力，到达第二协作腔306b的污染物可以被径向向外抛出。如果第二协作腔306b内的污染物通过第二协作腔306b底部的轴向通道307通过重力排出，那么这些污染物必须在遇到相对长径向通道308之前横穿径向通道308，其中相对长径向通道308通向与在定子310中形成的轴向突起314的远端相邻的另一个轴向通道307。另一个相对长径向通道308可以与在定子310中形成的轴向突起314的远端相邻的轴向通道307流体连通，通过其的路径径向通道308可以通过占据在定子310中形成的成组环形通道318的一部分和转子成组环形通道328的一部分的成组环304中断。如果污染物横穿该径向通道308，那么那些污染物还必须在与轴10接触之前横穿与径向通道308流体连通的轴向通道307。为了进入壳体19，定位在定子310和转子320之间的轴19上的污染物必须横穿滑环305，在轴密封组件300的说明性实施例中，滑环305可以被定位在与轴10相邻的定子310中的O形环通道302中。

在本文示出的轴密封组件300的说明性实施例中，轴向通道307和径向通道308之间的各种转折都可以被构造成直角。此外，所有的轴向通道307可以彼此平行并且垂直于所有径向通道308。但是，在其它实施例中，轴向通道307和/或径向通道308可以具有不同的朝向而没有限制。例如，在本文未示出的实施例中，轴向通道307可以相对于轴10的旋转轴线成45度角。

多孔介质轴密封组件

元件列表(图23-27)

图23中示出了多孔介质轴密封组件100的第一说明性实施例的透视图。除非另外指出，否则所有图23和25-27的朝向都放置成多孔介质轴密封组件100的流体侧朝绘图的左侧，并且舱外侧朝绘图的右侧。通常，图23所示的多孔介质轴密封组件100的实施例以与图1-7或9-12所示的轴密封组件25的实施例类似的方式工作。

通常，多孔介质轴密封组件100可以使用与前面针对图1-7或图9-12所示的轴密封组件25解释的大体相同的原理来容纳轴10的角度未对准及其轴向和径向移动。因此，定子20可以包括定子主体21以及定位在由定子主体21和定子帽23形成的腔体内的浮动定子第一部分和第二部分22a、22b。密封件30可以与浮动定子第一部分和/或第二部分22a、22b绕球形或半球形界面接合，如前面针对轴密封组件25所描述的。

如与图1-7或9-12所示的轴密封组件25的实施例一样，密封流体(其通常可以被加压，并且其可以是气体、液体、蒸气和/或其组合)可以经由可在定子20中形成的端口21a被引入到多孔介质轴密封组件100中。密封流体可以通过定子20(例如，经由在浮动定子第一部分22a和/或第二部分22b中形成的通道21b)连通到密封件30。可以设想的是，在一个实施例中，可以在浮动定子第二部分22b中形成多个径向定向的通道21b，并且其可以用作将密封流体从定子主体21与密封件30之间的区域连通。这些相同的通道21b可以对应于在密封件30中形成的一个或多个密封通道34，密封通道34也可以是径向定向的。在多孔介质轴密封组件100中，多孔介质层14可以与密封件30面向轴10的表面接合，如图23所示。多孔介质14可以包括一个或多个密封表面14a和一个或多个开放表面14b。

密封表面14a可以被构造成对于期望的流体和/或流体组(其可以包括密封流体)是不可渗透的。相应地，(一个或多个)开放表面14b可以被构造成对于期望的流体和/或流体组(其可以包括密封流体)是可渗透的。以这种方式，密封流体可以被引入到多孔介质14并且仅在可以构成多孔介质轴密封组件100的活性表面的(一个或多个)开放表面14b处离开多孔介质14。在多孔空气轴承行业使用了特殊化合物以提供这种密封能力。对于图23所示的实施例，可以设想的是，多孔介质14的轴向面可以包括密封表面14a以及并定位成与密封件30相邻的多孔介质14的表面。该构造可以用作保持内部密封流体压力，但是密封表面14a和开放表面14b的其它构造可以与多孔介质轴密封组件100一起使用而没有限制。还可以设想的是，多孔介质14的内部周边(或其一部分)可以被构造成开放表面14b，使得密封流体可以沿着轴10离开多孔介质轴密封组件100。

多孔介质轴密封组件100的第二说明性实施例的透视图在图24中示出。通常，多孔介质轴密封组件100的这个实施例以与轴承隔离器18和/或轴密封组件200的实施例(其各种实施例在图13-18A中示出并且在以上详细描述)类似的方式工作。但是，在多孔介质轴密封组件100中，多孔介质层14可以与浮动定子第一部分22a和转子40之间的界面相邻的转子40的表面接合(其可以被构造成半球形界面)。可替代地，多孔介质层14可以与浮动定子第一部分22a和转子40之间的界面相邻的浮动定子第一部分22a的表面接合。如与图23所示的实施例一样，该实施例中的多孔介质14可以包括一个或多个密封表面14a和一个或多个开放表面14b。

如与图23所示的多孔介质轴密封组件100的实施例一样，密封流体可以经由可在定子20中形成的端口21a被引入到多孔介质轴密封组件100中。密封流体可以被连通到浮动定子第一部分22a和转子40之间的界面(例如，经由在浮动定子第一部分22a中形成的通道21b)。对于图24所示的实施例，可以设想的是，对于大多数应用来说，将多孔介质14构造成在浮动定子第一部分22a的内部上使得多孔介质14不旋转并且与定子20固定是有利的。在一个实施例中，可以在浮动定子第一部分22a中形成多个径向定向的通道21b，并且其可以用作将密封流体从定子沟槽20a连通到浮动定子第一部分22a与转子40之间的界面。这些相同的通道21b可以对应于在与浮动定子第一部分22a邻近的多孔介质14的表面上的多孔介质中的一个或多个开放表面14b。还可以设想的是，多孔介质14的轴向面可以包括密封表面14a以及定位成与浮动定子第一部分22a相邻的多孔介质14表面的至少一部分(例如，该表面的任何部分不与通道21b对准)。这种构造可以用作保持内部密封流体压力。

还可以设想的是，多孔介质14的内部周边(或其一部分)可以被构造成开放表面14b，使得密封流体可以沿着浮动定子第一部分22a和转子40之间的界面离开多孔介质轴密封组件100。但是，密封表面14a和开放表面14b的其它构造可以与多孔介质轴密封组件100一起使用而没有限制。此外，在多孔介质轴密封组件100的任何实施例中，可以使用一个或多个O形环(具有或不具有对应的沟槽)来提供各种表面之间的密封。

在本文未示出但类似于图24所示的多孔介质轴密封组件100的另一个实施例中，转子40可以被包括到彼此偏离(并且因此朝定子20)的两个单独部分。偏置构件可以是磁场、弹簧或用于使相关部分彼此偏离的任何其它合适的方法和/或装置。密封流体可以用作将两个部分推向彼此。因此，偏置构件可以与转子40和定子20(和/或浮动定子第一部分22a和/或第二部分22b)协作，以在加压流体流失到多孔介质轴密封组件100的情况下将壳体12与外部环境物理密封。

多孔介质轴密封组件100的另一个实施例的顶部在图25中以横截面示出。在这个实施例中，转子40可以包括转子轴环42和接口构件44。转子轴环42可以与轴10接合，使得转子轴环42在轴10上的轴向位置可以被固定。这种接合可以经由转子连接器46来完成，转子连接器46可以是如示例性实施例中所示的设定螺钉。但是，可以使用任何合适的结构和/或方法来使转子轴环42与轴10充分接合，并且多孔介质轴密封组件100的范围决不以任何方式受用于其的结构和/或方法的限制。接口构件44可以被构造成可沿着轴10的一部分在轴向维度上移动。O形环16可以被定位在与轴10相邻的接口构件44中的沟槽中，并且被构造成允许接口构件44以相对于轴10在轴向维度上施加到接口构件44的预定量的力相对于轴10在轴向维度上移动。

定子20可以与壳体12接合。这种接合可以经由用于多孔介质轴密封组件100的特定应用的任何合适的结构和/或方法来实现，包括但不限于机械紧固件、压装接合、化学粘合剂和/或其组合。可以采用偏置构件50将转子40的接口构件44推向定子20的一部分。因此，接口构件44在轴10上的轴向位置可以以如前所述的方式变化。如前面所述的实施例一样，多孔介质层14可以被定位在多孔介质轴密封组件100的固定部分和旋转部分之间。多孔介质14可以包括一个或多个密封表面14a和一个或多个开放表面14b。

密封流体可以经由可在定子20中形成的端口21a被引入到多孔介质轴密封组件100中。密封流体可以经由在定子20中形成的一个或多个通道21b连通到多孔介质14。在图25所示的实施例中，可以设想的是，接口构件44可以相对于定子20旋转，使得多孔介质层14可以被定位在定子20上。在图25所示的实施例中，偏置构件50可以包括装配在轴10的外径上方的单个弹簧。但是，可以使用其它类型的偏置构件50而没有限制。在转子轴环42和/或接口构件44中形成的肩部和/或对应的凹槽可以用于将偏置构件50充分地保持在多孔介质轴密封件100内。

密封流体可以以定子20周围的阵列形式连通到多孔介质14。多孔介质14可以被构造成使得只有与定子20中的通道21b相邻的(一个或多个)表面和与转子40的接口构件44相邻的多孔介质14的表面是开放表面14b，并且多孔介质的其余表面可以被构造成密封表面14a。在这种构造中，密封流体可以退出与转子40的接口构件44相邻的定子20(在图25中的箭头所示的方向上)，以在其之间形成空气屏障(其可以被构造成任何空气轴承)。因此，可以操纵密封流体的流动特性，使得在正常操作条件下，密封流体抵抗偏置构件50并促使接口构件44远离多孔介质14。如果密封流体的流动特性以预定方式(例如，压降)偏离，那么偏置构件50的力可以克服密封流体的力并使接口构件44与多孔介质14接触，从而关闭多孔介质轴密封组件100并将其内部与其外部隔离。但是，可以使用密封和开放表面14a、14b的其它构造而没有限制。

多孔介质轴密封组件100的另一个实施例的轴向横截面图在图26中示出。该实施例与图25所示的实施例类似并且可以被构造成以与图25中所示类似的方式工作。转子轴环42和接口构件44可以与轴10接合，并且定子20可以以前面针对图25所示的实施例描述的任何方式与壳体12接合，并且用于其的结构和/或方法决不以任何方式限制多孔介质轴密封组件100的范围。

图26所示的实施例可以在转子轴环42和接口构件44之间采用多个偏置构件50。因此，在图25所示的实施例中，一个或多个偏置构件可以以阵列或其它布置被定位在轴10的周边。可以设想的是，图25所示的实施例和图26所示的实施例两者都可以被构造成直接安装到壳体12上，其中壳体12具有从壳体12突出的旋转轴10，或者任一实施例可以被构造成与填料箱结合使用，其中多孔介质轴密封组件100可以作为封装材料附加或替代使用。

在图27A所示的多孔介质轴密封组件100的实施例中示出了锥形密封结构60。在该实施例中，取决于具体应用，锥形密封结构60可以在内部或外部安装到壳体12，如下面进一步详细描述的。锥形密封结构60可以包括第一端部62和第二端部64。在图27B中详细示出的说明性实施例中，第一端部62可以为轴10提供接合区域，并且第二端部64可以提供与转子40的接合区域。第一端部62可以经由接合第一端部62的一部分的紧固件66与轴10接合。第二端部64可以经由接合第二端部64的一部分的紧固件66与转子40接合。两个紧固件都可以被构造成弹性构件，其中用于第一端部62的紧固件包括弹性带并且用于第二端部64的紧固件包括弹性环。每个紧固件66可以被构造成允许第一端部62相对于第二端部64的一定量的移动。但是，可以使用任何合适的紧固件66而没有限制，包括但不限于，化学粘合剂、其它机械紧固件和/或其组合。O形环16可以被定位在转子40的底表面和轴10之间，并且被构造成允许转子40以相对于轴10在轴向维度上施加到接口构件44的预定量的力相对于轴10在轴向维度上的移动。

如前面本文所述的实施例，偏置构件50可以用于将锥形密封结构60的一部分朝第二表面或远离第二表面偏置，该第二表面可以是安装到其的壳体12或定子20的一部分。在图27A所示的说明性实施例中，定子20可以与壳体12接合，这种接合可以经由如本文前面针对多孔介质轴密封组件100的其它实施例公开的任何合适的结构和/或方法来实现，而没有限制。偏置构件50的力可以通过流过多孔介质轴密封组件100的一部分的加压流体来抵抗。偏置构件50的力可以通过以基本上平行于偏置构件50作用于锥形密封结构60上的方向的方向作用于锥形密封结构60上的容器内的流体来补充。附加地或替代地，锥形密封结构60可以在第一端部和第二端部62、64之间具有集成的偏置构件。

通常，可以预期的是，多孔介质14可以最有利地应用到和/或与多孔介质轴密封组件100的非旋转部分接合，以限制向多孔介质提供密封流体的复杂性。对于图27A-27C所示的实施例，锥形密封结构60可以经由第一端部62与轴10之间的接合与轴10一起旋转，这可以因此导致第二端部64和转子40旋转。因此，可以设想的是，对于这些实施例，多孔介质14可以最有利地应用到和/或与面对转子40的定子20的表面接合。但是，在其它实施例中，将多孔介质14应用到其不同的元件和/或表面可能是有利的。例如，在本文未示出的实施例中，锥形密封结构60可以与第二端部64相邻的壳体12接合，使得锥形密封结构60不与轴10一起旋转。转子40可以与轴10接合，使得它与其一起旋转，并且使得转子40的一部分被定位成与锥形密封结构60的第一端部相邻。多孔介质14可以或者直接经由锥形密封结构的第一端部62或者经由与锥形密封结构60接合的定子20与第一端部62接合。

在任一构造(静止的或旋转的锥体密封结构60)中，密封流体可以经由一个或多个端口21a和/或通道21b连通到多孔介质轴密封组件100的多孔介质14，如前面针对多孔介质轴密封组件100的其它实施例描述的。多孔介质14可以被构造成具有密封表面14a和开放表面14b以保持内部密封流体压力，如前面针对多孔介质轴密封组件100的其它实施例描述的。也如前面针对其它实施例描述的，可以控制密封流体的流动特性，使得在正常操作条件下，密封流体抵抗偏置构件50并促使转子40远离多孔介质14。如果密封流体的流动特性以预定方式(例如，压降)偏离，那么偏置构件50的力可以克服密封流体的力并使转子40与多孔介质14接触，从而关闭多孔介质轴密封组件100并将其内部与其外部隔离。但是，可以使用密封和开放表面14a、14b的其它构造而没有限制。

在图27C中详细示出了使用锥形密封结构60的多孔介质轴密封组件100的另一个实施例。该实施例可以以与图27B所示的实施例基本上相同的方式工作。但是，多孔介质14可以被构造成嵌入在定子20中的环。多孔介质14可以包括密封表面14a和开放表面14b，如前面针对多孔介质轴密封组件100的其它实施例描述的。多孔介质14可以经由任何合适的方法和/或结构固定到定子20，包括但不限于，机械干涉、机械紧固件、化学粘合剂和/或其组合。

可以设想的是，图27A-27C所示的实施例可以被定位在泵或其它壳体的填料箱中。锥形密封结构60可以用来代替填料箱中通常采用的封装。可替代地，图27A-27C所示的实施例可以安装在壳体12的外部而不是安装在填料箱内。

在图25-27所示的各种实施例中，克服偏置构件50的力并将多孔介质14与相对面分离所需的密封流体流动特性(压力、流速、密封流体流作用于的表面的构造)在多孔介质14和相对面之间产生加压流体屏障。但是，与现有技术中的机械密封不同，多孔介质轴密封100对多孔介质14与相对面之间的间隙不敏感-只要存在间隙，密封流体压力就可以作用，以防止产品从多孔介质轴密封组件100流出和污染物进入到多孔介质轴密封组件100。此外，在图25-27所示的实施例中，容器(或壳体12)内的产品的流体压力可以促使多孔介质14和相对面在一起，以关闭其之间的任何间隙。

多孔介质14可以由碳石墨或任何其它合适的天然或合成材料构成。可以设想的是，多孔介质14可以具有允许流体压力均匀分布在整个多孔介质14上的特性。此外，可以设想的是，多孔介质14的某些表面可以被构造成密封表面14a，使得多孔介质14内的流体可以不经由那些密封表面14a离开多孔介质14。用于防止密封流体离开多孔介质14的密封剂可以是用于多孔介质轴密封组件100的特定应用的任何合适的密封剂，并且在一些应用中可以包括环氧材料。多孔介质14可以使用任何合适的方法和/或结构与期望的元件接合和/或固定到期望的元件，包括但不限于，机械紧固件、压装固定件、O形环16、化学粘合剂和/或其组合，而没有限制。

典型地，在操作期间，多孔介质14可以通过经端口21a引入的密封流体变得饱和(该密封流体可以经由定子20中的一个或多个通道21b和/或密封件30中的密封通道34连通到多孔介质14)，并且因此以通常可预测和预定的速率通过任何开放表面14a流出多孔介质14。因此，无论多孔介质14的开放表面14a与相邻部件(例如，图23中的轴10)之间的间隙如何，多孔介质14都可以向密封流体流提供节流。这导致密封流体的消耗由多孔介质14的特性决定，而不是多孔介质14与另一个相关结构之间的间隙。因此，在这样的构造中，该间隙可以指示壳体12和/或多孔介质轴密封组件100可以有效密封的其它结构内的产品的压力。如果使用空气作为密封流体，则空气可以充当多孔介质14与相邻部件之间的润滑剂。与现有技术中的产品密封件相比，这种构造可以允许更低的空气消耗量及其更可预测的速率。

轴密封组件的附加方面

元件列表(图28-29)

在一个方面中，诸如本文图28和图29所示的轴密封组件10可以被专门设计为提供对工业标准IP-66级别的保护级别，如由保护代码(IEC标准60529)的国际电工技术委员会(IEC)IP级别所定义的。在图28A-28D所示的轴密封组件10的一个方面中，轴密封组件10可以在比先前可能的短得多的轴向长度(在一个方面中，0.375英寸；9.5mm，但不限于此，除非在以下权利要求中如此指出)实现这种级别的性能。在较小的轴密封组件10中提供这种保护级别允许将IP-66的保护级别应用到比现有技术中可能的更小尺寸的旋转装备。

在一个方面中，图28和图29所示的轴封组件10可以包括定子20和转子30。通常，定子20和转子30可以协作以便防止污染物进入具有从其突出的轴14的壳体12，同时防止润滑剂从壳体12流出。轴密封组件10的定子20可以包括定子主体20a，并且可以安装到相对静止的壳体14(其可以是其中具有电动机的壳体14，但是除非在以下权利要求中如此指示，否则该壳体14不限于此)。

转子30可以包括转子主体30a，并且可以安装到从壳体12突出的可旋转轴14，使得转子30与轴14一起旋转。在一个方面中，转子30可以经由驱动环16与轴14接合。驱动环16可以由弹性材料构成，并且可以被构造成密封轴16和转子30之间的轴径向空隙15。驱动环16还可以被构造成使转子20与轴16一起旋转。定子20可以经由O形环18与壳体12接合，该O形环18可以与定子20的外表面与定子20的内表面之间的过盈配合结合采用。在一个方面中，定子20的外部部分可以被构造成具有O形环18可以被定位在其中的阶梯环形通道中。环形通道的阶梯特征可以被定位在环形通道的舱内侧，使得环形通道的舱外侧比环形通道的舱内侧更深(即，在径向维度上更大)。可以设想的是，环形通道的这种构造可以容易地将轴密封组件10安装到壳体12中，同时至少部分地经由O形环18在定子20与壳体12之间提供足够的密封。O形环18可以由弹性材料构成并且可以被构造成密封壳体12与定子20之间的壳体径向空隙17。但是，定子20可以与壳体12接合和/或固定到壳体12，并且转子30可以使用任何合适的结构和/或方法(其中几个结构和/或方法已经针对轴承隔离器18和/或轴密封组件25、200的其它实施例进行了描述并且其包括但不限于机械紧固件、化学粘合剂、焊接、过盈配合和/或其组合)与轴14接合和/或固定到轴14，而没有限制，除非在以下权利要求中如此指示。

在如图28和图29所示的轴密封组件10的方面中，整个转子30可以被定位在定子20的一部分内，使得转子30可以被定子20有效地封装。即，轴密封组件10可以被构造成使得直接暴露于外部环境的其表面可以是定子20的表面而不是转子30的一个或多个表面，使得整个转子30被定位在相对于定子20的至少一个表面的舱内。可以设想的是，与现有技术相比，这样的构造可以在较小的轴向维度上提供优异的密封属性。

轴密封组件10可以被构造成有效地密封以免污染物进入壳体12(和/或减轻污染物进入壳体12)。在一个方面中，外部定子向内径向突起22可以在外部定子向内径向突起22的远端与轴14之间形成定子/轴间隙21。结果得到的定子/轴间隙21可以被构造成外部定子向内径向突起22与轴14之间的紧密空隙密封间隙。该紧密空隙密封间隙可以由于对这些污染物可用的小空间而用作防止和/或减轻污染物的进入。确实通过定子/轴间隙21进入轴密封组件10的任何污染物可以随后遇到第一径向定子/转子间隙22。在一个方面中，第一径向定子/转子间隙22可以在大致径向定向的定子20和转子30的对应表面之间形成。

第一径向定子/转子间隙23可以与轴向定子/转子间隙25连通和/或通向轴向定子/转子间隙25。如图所示，第一径向定子/转子间隙23可以垂直于轴向定子/转子间隙25，但是除非在以下权利要求中如此指示，否则可以使用它们之间的其它朝向(例如，小于九十度、大于九十度)而没有限制轴密封组件10的范围。

轴向定子/转子间隙23可以与第二径向定子/转子间隙25连通和/或通向第二径向定子/转子间隙25。如图所示，第二径向定子/转子间隙23可以垂直于轴向定子/转子间隙25，但是除非在以下权利要求中如此指示，否则可以使用它们之间的其它朝向(例如，小于九十度、大于九十度)而没有限制轴密封组件10的范围。通常，可以设想的是，在轴密封组件10的方面中，(一个或多个)径向定子/转子间隙23和/或(一个或多个)轴向定子/转子间隙25可以被构造成阻止污染物进入轴密封组件10中。

穿过(一个或多个)径向定子/转子间隙23和/或(一个或多个)轴向定子/转子间隙25的污染物会遇到收集槽26，该收集槽26可以在定子20中形成，并且与会遇到收集槽26的(一个或多个)径向定子/转子间隙23和/或(一个或多个)轴向定子/转子间隙25相比，其尺寸可以相对较大。例如，在一个方面中，收集槽25的轴向长度可以比轴向定子/转子间隙25大十倍以上，并且收集槽25的径向深度可以比(一个或多个)径向定子/转子间隙23大十倍以上。

现在专门参考图28C，对收集槽26的舱内径向定向表面的限制(其中″舱内″通常是朝图28C的左侧的方向并且″舱外″通常是朝图28C的右侧的方向)可以形成为舱内壁28a。收集槽26的舱外径向定向表面可以形成为舱外壁28b。舱内壁28a和舱外壁28b一起可以用作限定收集槽26的宽度(其中″宽度″用于表示收集槽26的轴向维度)。在轴密封组件10的一个方面中，舱内壁28a的高度(即，径向维度)可以足够大以容纳收集槽26内的预定体积的污染物，而不会升高到会导致污染物流过舱内壁28a的远端的程度。

在操作期间，可以设想的是，转子30可以对穿过(一个或多个)径向定子/转子间隙23和/或(一个或多个)轴向定子/转子间隙25并遇到收集槽26的污染物施加离心力。该离心力会使污染物径向向外移动到收集槽26的轴向定向的表面，该表面在本文被称为底板28c。再次参考图28B和图28C，与底板28c、舱内壁28a和/或舱外壁28b接触的污染物可以通过重力朝收集槽26的下部排出，并且通过与收集槽26连通的排放口26a离开轴密封组件，通常，排放口26a可以在外部沟槽24a的一部分中形成(该外部构槽24将在下面进一步详细讨论)，以提供从收集槽26到外部构槽24a的流体通道。

在一个方面中，将排放口26a定位在收集槽26的最低点以帮助污染物从轴密封组件10排出会是有利的。在附加的方面，将屏障24定位成与排放口26a相邻和在其舱外侧是有利的。仍然参考图28C，屏障24可以被构造成环形的径向延伸的壁。可以设想的是，这样的屏障24可以防止污染物直接进入到轴密封组件10和/或收集槽26中。在轴密封组件10的方面中，屏障24的远端边缘可以是圆角的和/或光滑。如图28B和28C所示，屏障24的远端的拐角可以是弯曲的或以其它方式构造成使得其上不存在直角。可以设想的是，这样的构造可以至少防止意外捕获和/或钩住定子20上的外来物体，这可以增加在轴密封组件10附近的操作员的安全性。

此外，如图28和图29所示的环形屏障24可以促进外部沟槽24a，外部沟槽24a可以在定子20的轴向定向外表面上形成为环形通道。环形屏障24可以与环形肩部24b协作以形成外部沟槽24a的两个径向定向壁。可以设想的是，外部沟槽24a可以用作引导壳体12的开口(轴密封组件10的一部分可以定位在其中)周围的壳体12的舱外面上的污染物，从而减少污染物经由定子/轴间隙21进入轴密封组件10的可能性和/或减少定子/轴间隙21暴露于壳体12的舱外面上的污染物。

转子30可以形成有转子轴向突起32。在轴密封组件10的方面中，可以设想的是，转子轴向突起32可以与在定子向内径向突起22中形成的环形凹槽22a协作以形成一个或多个径向定子/转子间隙23和/或一个或多个轴向定子/转子间隙25。虽然图28和图29示出的轴密封组件10的方面绘出了两个径向定子/转子间隙23，其中定位在其之间的一个轴向定子/转子间隙25与转子轴向突起32相邻，但是除非在以下权利要求中指示，否则本公开的范围不限于此。因此，在轴密封组件10的其它方面中，可以在转子30中形成附加的转子轴向突起32连同在定子向内径向突起中形成的协作的附加环形凹槽22a，以便于附加的径向定子/转子间隙23和/或一个或多个轴向定子/转子间隙25。例如，并且如下面进一步详细描述的，定子20与转子30之间的密封环19可以布置成使得轴向转子/定子间隙25可以被定位在密封环19的任一侧。

在现有技术的研究中观察到的现象是，由于转子30在大的环形通道(诸如收集槽26)内的旋转引起的空气移动可以导致润滑剂泡的形成，其一个绘图在图30中示出。当由于旋转转子30引起的空气移动阻碍收集槽26内的污染物经由排放口26a离开轴密封组件10时，可能形成润滑剂泡。如果润滑剂泡增长足够大使得它与转子30接触，那么由于污染物通过密封件的泄漏并进入壳体12，密封件可能失效。构造收集槽26使得其径向维度(深度)相对于轴14的直径足够大以防止和/或减轻润滑剂泡接触转子30的可能性增加了轴密封组件10的性能能力。

在图28和图29所示的轴密封组件10的方面中，收集槽26的维度可以与轴密封组件10的总长度(轴向维度)相关。例如，如果轴密封组件10的总长度是0.375英寸，则收集槽26可以被构造成使得它是0.150英寸深和0.175英寸宽。在这样的方面中，收集槽26的宽度可以是轴密封组件10的总长度的大约46.7％，并且收集槽26的深度可以是轴密封组件10的总长度的大约40.0％。但是，轴密封组件10可以采用轴密封组件10的总长度相对于收集槽26的深度和/或宽度的其它相对维度而没有限制，除非在以下权利要求中如此指示。

在一个方面中，如果轴14的直径是2.0英寸，则收集凹槽26的深度可以是0.375英寸。因此，收集槽26的深度可以是轴14的直径的大约19％。收集槽26的径向维度(宽度)可以是0.375英寸，使得也可以是轴14的直径的大约19％。但是，在轴密封组件10的其它方面中，收集槽26的深度和/或宽度可以大于轴14的直径的大约19％而没有限制，除非在以下权利要求中如此指示。并且在轴密封组件10仍然还有的方面中，收集槽26的深度和/或宽度可以小于轴14的直径的大约19％而没有限制，除非在以下权利要求中如此指示。

密封环19可以在相对于收集槽26的舱内方向上定位在定子20与转子30之间。密封环19可以用作附加屏障，用于防止污染物通过密封件进入壳体12和/或润滑剂从壳体12流出。定子密封环槽29和转子密封环槽39可以协助，以将密封环19适当地定位在定子20和转子30之间。在如图28和图29所示的轴密封组件10的方面中，轴密封组件10可以被构造成使得轴向定子/转子间隙25从其舱外侧通向密封环19，并且使得另一个轴向定子/转子间隙25从其舱内侧通向密封环。

在图28所示的轴密封组件10的方面中，定子密封环槽29和转子密封环槽39两者的宽度(轴向维度)可以大约彼此相等并且等于密封环19的横截面宽度。但是，如下所述，存在其它构造，并且定子密封环槽29和转子密封环槽39的具体构造决不以任何方式限制轴密封组件10的范围，除非在以下权利要求中如此指示。

在一个方面中，密封环19可以相对于转子30是静止的，并且密封环19可以被构造成使得它不与轴14一起旋转。不与转子30和/或轴14一起旋转的静止密封环19的一个优点是密封环19可以以类似于先前针对定子/轴间隙21描述的方式提供和用作另一个紧密间隙密封件。密封环19同时可以被构造成使得其符合以下方面：即，它可以允许在轴12的对应移动的情况下转子20既径向又轴向移动，同时防止和/或减轻通常与那些类型的轴12移动相关联的金属与金属的接触。在一个方面中，防止和/或减轻金属与金属的接触通常增加了轴密封组件10的寿命和/或防止和/或减轻其过早失效。

在一个方面中，与许多现有技术的密封件和/或轴承隔离件不同，图28和29中所示的轴密封组件10可以被拆卸。此外，具有作为整个轴密封组件10(即，12)的最舱外部分的定子20的一部分的该轴密封组件10的方面可以减少在用装备壳体12安装轴封组件10期间转子30与定子20分离的可能性。即，与转子30直接相邻的定子向内径向突起22的一部分(即，在一个方面中，定子向内径向突起22的远端部分)可以防止和/或减轻当转子30与轴14接合时，在安装轴密封组件10期间转子30在轴向舱外方向上不希望的移动。由于转子30可以经由具有弹性特性的驱动环16固定到轴14，因此可以设想的是，在这样的构造中，将需要预定量的轴向导向力来将转子30推到轴14的正确位置上。可以设想的是，为了安装轴密封组件10，用户可以向定子向内径向突起22的舱外表面(该表面可以与屏障24的舱外表面共线)施加轴向导向力，并且在安装期间定子向内径向突起22的舱内表面与转子30之间的临时接合可以将该力传递到转子30，以便在与定子20相同的方向上轴向移动它，直到轴密封组件10相对于壳体12和轴14正确地定位。定子20可以形成有环形肩部24b(如先前关于可以在定子20中形成的外部沟槽24a所讨论的)，其可以至少部分地用作正确地相对于壳体12定位定子20和/或轴密封组件10。

在图29所示的轴密封组件10的方面中，定子密封环槽29和/或转子密封环槽39可以被构造成与图28中的轴密封组件所示出的那些不同。在图29所示的轴密封组件10的方面中，转子密封环槽39的横截面积可以比在图28中示出的转子密封环槽39的横截面积小。较小的横截面积可以是宽度(在轴向维度上)和/或深度(在径向维度上)减小的结果。在这个方面，当与定位在图28所示的转子密封环槽39内的密封环19的体积相比，更小的密封环19的体积被定位在转子密封环槽39内。可以设想的是，转子密封环槽39有利地可以足够深以防止密封环19在安装期间与转子密封环槽39变得轴向未对准。还可以设想的是，用大约等于密封环19的横截面宽度的宽度构造转子密封环槽39可以用来减轻和/或防止在安装轴密封组件10期间密封环19与转子密封环槽39之间的轴向未对准。

此外，在图29所示的轴密封组件10的方面中，定子密封环槽29的横截面积可以比图28所示的定子密封环槽29的横截面积更小。较小的横截面积可以是宽度(在轴向维度上)和/或深度(在径向维度上)减小的结果。在轴密封组件10的其它方面中，定子密封环槽29和/或转子密封环槽39可以不同地构造而没有限制，除非在以下权利要求中如此指示。因此，被定位在转子中的环形沟槽内的特定量的O形环17和被定位在定子中的环形沟槽内的特定量的O形环17决不以任何方式限制本公开的范围，除非以下权利要求中如此指示。可以设想的是，对于轴密封组件10的一些应用，增加定子密封环槽29的深度以容纳密封环19的径向膨胀可能是有利的。但是，可能期望确保定子密封环槽29的深度被选择为使得它不大于密封环19的横截面宽度，使得当密封环19处于定子密封环槽29的径向极限处时，污染物不具有密封环19与转子30之间的直接路径到达轴密封组件10的舱内侧。

用于构造轴密封组件10、25、100、200、202及其各种元件的材料将取决于具体应用而变化，但是可以预期的是，青铜、黄铜、不锈钢或其它不产生火花的金属和/或金属合金和/或其组合对于某些应用可能是尤其有用的。因此，在不脱离如本文所公开和要求的轴密封组件25、100、200、202的精神和范围的情况下，上述元件可以由本领域技术人员已知或以后开发的任何材料构成，该材料适用于轴密封组件的特定应用。此外，驱动环16、O形环18和/或密封环19可以由适于轴密封组件10的特定应用的任何材料构成，该材料包括但不限于聚合物、合成材料、弹性体、天然材料和/或其组合而没有限制，除非在以下权利要求中如此指示。

已经描述了优选实施例，对于本领域技术人员来说，无疑将会发生本文公开的轴密封组件的其它特征，如本文所示的实施例中的许多修改和替换，所有这些可以在不脱离本文公开的轴密封组件的精神和范围的情况下实现。因此，本文示出和描述的方法和实施例仅仅用于说明性目的，并且本公开的范围扩展到用于提供轴密封组件的各种益处和/或特征的所有方法和/或结构，除非在以下权利要求中如此指示。此外，本文示出和描述的方法和实施例决不以任何方式限制鞋套10的范围，除非在以下权利要求中如此陈述。

可以理解的是，本文公开的轴密封组件扩展到所提及的、从文本和/或附图中显而易见和/或固有地公开的各个特征中的一个或多个特征的所有替代组合。所有这些不同的组合构成轴密封组件和/或其部件的各种替代方面。本文描述的实施例解释了用于实践轴密封组件和/或其部件的已知的最佳模式，并且将使本领域其他技术人员能够利用它们。权利要求应当被解释为在现有技术允许的范围内包括替代实施例。

虽然已经结合优选实施例和特定示例描述了轴密封组件，但是由于本发明的实施例在任何方面旨在是说明性而不是限制性的，因此其范围并不限于所阐述的特定实施例。

除非另有明确说明，否则决不以任何方式将本文阐述的任何方法解释为要求其步骤以特定顺序执行。因此，在方法权利要求实际上没有叙述其步骤后面的顺序的情况下，或者在权利要求或说明书中没有以其它方式专门指出这些步骤将限于特定顺序的情况下，决不以任何方式旨在推断出顺序。这适用于对于解释的任何可能的非表达基础，包括但不限于：关于步骤或操作流程的布置的逻辑事项；从语法组织或标点符号导出的简单含义；说明书中描述的实施例的数量或类型。

对于本领域技术人员来说将显而易见的是，可以在不脱离本发明的范围或精神的情况下进行各种修改和变化。通过考虑本文公开的说明书和实践，其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。说明书和实施例旨在被认为仅仅是说明性的，其中真正的范围和精神由以下权利要求指示。

进一步的实现：条款

1.一种轴密封组件，包括：定子，所述定子被构造成与壳体接合，所述定子包括：

a.定子主体；

b.从所述定子主体径向向内延伸的定子向内径向突起，其中所述定子向内径向突起的远端被构造成在所述定子向内径向突起的所述远端与从所述壳体延伸的轴之间提供定子/轴间隙；以及，

iii.与所述定子向内径向突起相邻的收集槽，其中所述定子向内径向突起的舱内侧形成所述收集槽的舱内壁；

b.被定位在所述定子内的转子，所述转子被构造成与所述轴接合，所述转子包括：

i.转子主体；

ii.从所述转子主体延伸的转子轴向突起，其中所述转子轴向突起被定位成与所述定子向内径向突起的所述远端相邻，其中所述转子的表面不直接暴露于外部环境。

2.如条款1所述的轴密封组件，其中所述定子还包括在所述向内径向突起的所述远端上形成的环形凹槽。

3.如条款1-2所述的轴密封组件，其中所述环形凹槽与所述转子轴向突起协作以在所述定子与所述转子之间形成第一径向定子/转子间隙和轴向定子/转子间隙。

4.如条款1、2或3所述的轴密封组件，其中所述环形凹槽和所述转子轴向突起还被限定为协作以在所述定子与所述转子之间形成第二径向定子/转子间隙。

5.如条款1、2、3或4所述的轴密封组件，其中所述定子还包括从所述定子主体径向向外延伸的屏障。

6.如条款1、2、3、4或5所述的轴密封组件，其中所述定子还包括从所述定子主体径向向外延伸的肩部。

7.如条款1、2、3、4、5或6所述的轴密封组件，其中所述定子还包括定位在所述肩部和所述屏障之间的外部沟槽。

8.如条款1、2、3、4、5、6或7所述的轴密封组件，其中所述定子还包括与所述收集槽流体连通的排放口。

9.如条款1、2、3、4、5、6、7或8所述的轴密封组件，其中所述定子还包括在所述定子主体中形成的定子密封环槽。

10.如条款1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的轴密封组件，其中所述转子还包括在所述转子主体中形成的转子密封环槽，并且其中所述轴密封组件还包括密封环，其中所述密封环的第一部分被定位在所述定子密封环槽中，并且其中所述密封环的第二部分被定位在所述转子密封环槽中。

11.如条款1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的轴密封组件，其中所述定子密封环槽的轴向维度被限定为大约等于所述转子密封环槽的轴向维度，并且其中所述密封环槽的横截面维度小于所述定子密封环槽的所述轴向维度。

12.如条款1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的轴密封组件，其中所述定子密封环槽的径向维度被限定为大于所述转子密封环槽的径向维度，并且其中所述转子密封环槽的所述径向维度大于其所述轴向维度。

13.如条款1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12所述的轴密封组件，其中所述第一径向定子/转子间隙和所述第二径向定子/转子间隙被限定为大体彼此平行并且垂直于所述轴向定子/转子间隙。

14、如条款1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13所述的轴密封组件，其中所述收集槽在轴向维度上的宽度大约为所述轴密封组件在所述轴向维度上的总长度的46％。

15.如条款1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14所述的轴密封组件，其中所述收集槽在径向维度上的深度大约为所述轴密封组件在所述轴向维度的所述总长度的40％。

16.一种方法，包括：

a.使定子与壳体接合，其中所述定子包括：

i.定子主体；

ii.从所述定子主体径向向内延伸的定子向内径向突起，其中所述定子向内径向突起的远端被构造成在所述定子的向内径向突起的所述远端与从所述壳体延伸的轴之间提供定子/轴间隙；以及，

iii.与所述定子向内径向突起相邻的收集槽，其中所述定子向内径向突起的舱内侧形成所述收集槽的舱内壁；

b.使转子与所述轴接合，所述轴从所述壳体延伸并相对于所述壳体可旋转，所述转子包括：

i.转子主体；

ii.从所述转子主体延伸的转子轴向突起，其中所述转子轴向突起被定位成与所述定子向内径向突起的所述远端相邻，其中所述转子的表面不直接暴露于外部环境；

c.在所述收集槽中收集污染物；以及，

d.允许所述污染物经由与所述收集槽流体连通的排放口离开所述轴密封组件。

17.如条款16所述的方法，其中所述收集槽还被限定为包括由底板与舱外壁轴向间隔开的舱内壁。

18.如条款16或17所述的方法，还包括确保所述舱内壁和舱外壁足够深以防止所述收集槽内的润滑剂泡接触所述转子。

19.一种安装轴密封组件的方法，所述方法包括：

a.将所述轴密封组件同心地定位在轴周围；

b.使所述轴密封组件沿着所述轴向壳体轴向向内移动，其中所述轴从所述壳体突出并且可相对于其旋转；

c.将所述轴密封组件的定子压入到所述壳体中，其中所述定子包括：

i.定子主体；

ii.从所述定子主体径向向内延伸的定子向内径向突起，其中所述定子向内径向突起的远端被构造成在所述定子的向内径向突起的所述远端与从所述壳体延伸的轴之间提供定子/轴间隙；以及，

iii.与所述定子向内径向突起相邻的收集槽，其中所述定子向内径向突起的舱内侧形成所述收集槽的舱内壁；

d.使所述定子向内径向突起与转子接合，以将置于所述定子上的轴向向内的力传递到所述轴密封组件的转子，其中所述转子包括：

i.转子主体；

ii.从所述转子主体延伸的转子轴向突起，其中所述转子轴向突起被定位成与所述定子向内径向突起的所述远端相邻，其中所述转子的表面不直接暴露于外部环境；以及，

e.经由置于所述定子上的所述轴向向内的力使所述转子沿着所述轴轴向向内移动。

Claims (19)

1.一种轴密封组件，包括：

a.定子，所述定子被构造成与壳体接合，所述定子包括：

i.定子主体；

ii.从所述定子主体径向向内延伸的定子向内径向突起，其中所述定子向内径向突起的远端被构造成在所述定子向内径向突起的所述远端与从所述壳体延伸的轴之间提供定子/轴间隙；以及，

iii.与所述定子向内径向突起相邻的收集槽，其中所述定子向内径向突起的舱内侧形成所述收集槽的舱内壁；

b.被定位在所述定子内的转子，所述转子被构造成与所述轴接合，所述转子包括：

i.转子主体；

ii.从所述转子主体延伸的转子轴向突起，其中所述转子轴向突起被定位成与所述定子向内径向突起的所述远端相邻，其中所述转子的表面不直接暴露于外部环境。

2.如权利要求1所述的轴密封组件，其中所述定子还包括在所述向内径向突起的所述远端上形成的环形凹槽。

3.如权利要求2所述的轴密封组件，其中所述环形凹槽与所述转子轴向突起协作以在所述定子与所述转子之间形成第一径向定子/转子间隙和轴向定子/转子间隙。

4.如权利要求3所述的轴密封组件，其中所述环形凹槽和所述转子轴向突起还被限定为协作以在所述定子与所述转子之间形成第二径向定子/转子间隙。

5.如权利要求4所述的轴密封组件，其中所述定子还包括从所述定子主体径向向外延伸的屏障。

6.如权利要求5所述的轴密封组件，其中所述定子还包括从所述定子主体径向向外延伸的肩部。

7.如权利要求6所述的轴密封组件，其中所述定子还包括定位在所述肩部和所述屏障之间的外部沟槽。

8.如权利要求7所述的轴密封组件，其中所述定子还包括与所述收集槽流体连通的排放口。

9.如权利要求8所述的轴密封组件，其中所述定子还包括在所述定子主体中形成的定子密封环槽。

10.如权利要求9所述的轴密封组件，其中所述转子还包括在所述转子主体中形成的转子密封环槽，并且其中所述轴密封组件还包括密封环，其中所述密封环的第一部分被定位在所述定子密封环槽中，并且其中所述密封环的第二部分被定位在所述转子密封环槽中。

11.如权利要求10所述的轴密封组件，其中所述定子密封环槽的轴向维度被限定为大约等于所述转子密封环槽的轴向维度，并且其中所述密封环槽的横截面维度小于所述定子密封环槽的所述轴向维度。

12.如权利要求11所述的轴密封组件，其中所述定子密封环槽的径向维度被限定为大于所述转子密封环槽的径向维度，并且其中所述转子密封环槽的所述径向维度大于其所述轴向维度。

13.如权利要求10所述的轴密封组件，其中所述第一径向定子/转子间隙和所述第二径向定子/转子间隙被限定为大体彼此平行并且垂直于所述轴向定子/转子间隙。

14.如权利要求1所述的轴密封组件，其中所述收集槽在轴向维度上的宽度大约为所述轴密封组件在所述轴向维度上的总长度的46％。

15.如权利要求14所述的轴密封组件，其中所述收集槽在径向维度上的深度大约为所述轴密封组件在所述轴向维度的所述总长度的40％。

16.一种方法，包括：

a.使定子与壳体接合，其中所述定子包括：

i.定子主体；

ii.从所述定子主体径向向内延伸的定子向内径向突起，其中所述定子向内径向突起的远端被构造成在所述定子的向内径向突起的所述远端与从所述壳体延伸的轴之间提供定子/轴间隙；

以及，

iii.与所述定子向内径向突起相邻的收集槽，其中所述定子向内径向突起的舱内侧形成所述收集槽的舱内壁；

b.使转子与所述轴接合，所述轴从所述壳体延伸并相对于所述壳体可旋转，所述转子包括：

i.转子主体；

ii.从所述转子主体延伸的转子轴向突起，其中所述转子轴

向突起被定位成与所述定子向内径向突起的所述远端相邻，其中

所述转子的表面不直接暴露于外部环境；

c.在所述收集槽中收集污染物；以及，

d.允许所述污染物经由与所述收集槽流体连通的排放口离开所述轴密封组件。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述收集槽还被限定为包括由底板与舱外壁轴向间隔开的舱内壁。

18.如权利要求17所述的方法，还包括确保所述舱内壁和舱外壁足够深以防止所述收集槽内的润滑剂泡接触所述转子。

19.一种安装轴密封组件的方法，所述方法包括：

a.将所述轴密封组件同心地定位在轴周围；

b.使所述轴密封组件沿着所述轴向壳体轴向向内移动，其中所述轴从所述壳体突出并且可相对于其旋转；

c.将所述轴密封组件的定子压入到所述壳体中，其中所述定子包括：

i.定子主体；

ii.从所述定子主体径向向内延伸的定子向内径向突起，其中所述定子向内径向突起的远端被构造成在所述定子的向内径向突起的所述远端与从所述壳体延伸的轴之间提供定子/轴间隙；

以及，

iii.与所述定子向内径向突起相邻的收集槽，其中所述定子向内径向突起的舱内侧形成所述收集槽的舱内壁；

d.使所述定子向内径向突起与转子接合，以将置于所述定子上的轴向向内的力传递到所述轴密封组件的转子，其中所述转子包括：

i.转子主体；

ii.从所述转子主体延伸的转子轴向突起，其中所述转子轴向突起被定位成与所述定子向内径向突起的所述远端相邻，其中所述转子的表面不直接暴露于外部环境；以及，

e.经由置于所述定子上的所述轴向向内的力使所述转子沿着所述轴轴向向内移动。