CN107787422A - 密封环 - Google Patents
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Abstract
一种密封环包括:主体,所述主体具有内表面,外表面,和第一侧表面;以及突出部,所述突出部从所述主体延伸并且适于防止所述密封环相对于接收所述突出部的部件旋转,其中所述突出部径向延伸向内超过所述内表面并且轴向延伸超过所述第一侧表面。在实施例中,所述密封环还包括凹陷部分,所述凹陷部分适于容纳相邻密封环的突出部,使得密封环的第一侧表面直接接触相邻密封环的第二侧表面。在实施例中,所述突出部锁定所述密封环以免相对于第一部件的旋转运动。
Description
技术领域
本公开涉及密封件,并且更特别地,涉及具有用于互锁布置的突出部的密封环。
背景技术
密封环典型地用于防止在两个部件之间形成的环隙内发生泄漏。例如,密封环可以定位在轴和腔孔之间以保持不同的流体压力或分离在密封件的相对侧的不同流体部件。密封环典型地分批运输、储存和处理,包括相对于彼此堆叠或布置的多个分立密封件。在运输、储存和处理期间,密封件会拆堆或移动,使其难以管理。本行业仍然需要便于更容易处理和使用的改进密封件。
附图说明
实施例通过示例的方式示出并且不在附图中被限制。
图1包括根据实施例的包括第一部件、第二部件和布置在其间的密封环的组件的部分剖视透视图。
图2包括根据实施例的不包括密封环的图1的组件的横截面图。
图3包括根据实施例的具有密封环的图1的组件的横截面图。
图4包括根据实施例的具有密封环的图1的组件的另一实施例的横截面图。
图5包括沿着线A-A看到的图4的组件的横截面轴视图。
图6A-6L均包括根据实施例的突出部轮廓的横截面侧视正视图。
图7包括根据实施例的多个堆叠密封环的横截面正视图。
图8包括根据实施例的组件的横截面正视图。
熟练技术人员领会图中的元件为了简单和清楚被示出并且不一定按比例绘制。例如,图中的一些元件的尺寸可以相对于其它元件被放大以帮助改善对本发明实施例的理解。
具体实施方式
与图组合的以下描述被提供以帮助理解本文中公开的教导。以下论述将聚焦于教导的具体实现方式和实施例。该聚焦被提供以帮助描述教导并且不应当被解释为限制教导的范围或可应用性。然而,可以基于如本申请中公开的教导使用其它实施例。
术语“包括”、“包含”、“具有”或它们的任何其它变型旨在涵盖非排他包括。例如,包括特征的列表的方法、制品或装置不必仅仅被限制到那些特征,而是可以包括未明确列出或这样的方法、制品或装置固有的其它特征。此外,除非相反地明确说明,“或”是指可兼或而不是互斥或。例如,条件A或B由以下的任何一个满足:A为真(或存在)并且B为假(或不存在),A为假(或不存在)并且B为真(或存在),以及A和B两者都为真(或存在)。
而且,“一”的使用被用于描述本文中所述的元件和部件。这样做仅仅是为了方便和给出本发明的范围的一般意义。该描述应当被理解为包括一个、至少一个或单个,也包括多个,反之亦然,除非明确它表示另外含义。例如,当在本文中描述单个物品时,一个以上物品可以代替单个物品被使用。类似地,在本文中描述一个以上物品的情况下,单个物品可以替代一个以上物品。
除非另外定义,本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。材料、方法和示例仅仅是示例性的而不是旨在限制。在本文中未描述的范围内,关于具体材料和处理动作的许多细节是常规的,并且可以在密封领域中的教科书和其它来源中找到。
根据本文中所述的一个或多个实施例的密封环大体上可以包括具有内表面、外表面和第一侧表面的主体。突出部可以从主体径向向内延伸超过主体的内表面并且轴向地延伸超过主体的第一侧表面。在特定实施例中,密封环的主体还可以包括凹陷(relief)部分。在组装状态下,第一密封环的凹陷部分可以容纳邻近第一密封环同轴布置的第二密封环的突出部。因此,可以组装多个堆叠的密封环,其中每个密封件包括轴向地延伸超过主体的第一侧表面的突出部。
初始参考图1,组件100大体上可以包括至少部分地布置在第二部件106的腔孔104内的第一部件102。第一和第二部件102和106可以相对于彼此旋转地或往复地可平移。
在特定实施例中,第一和第二部件102和106相应地可以是轴和壳体。尽管不旨在限于此,组件100的一种预期用途是用于车辆变速器,并且更特别地,涉及包含到允许启停的车辆中的自动变速器,由此当车辆静止时发动机暂时断离。轴可以是可插入变速器组件的壳体或主体中的驱动轴。
环隙可以在轴和壳体之间形成并且设有一种或多种润滑流体(如油)以促进轴和壳体之间的相对运动。在特定情况下,润滑流体可以通过壳体中的开口引入环隙中,并且通过环隙循环,通过轴中的开口或通过壳体中的第二开口离开。
在某些实施例中,第一和第二部件102和106可以包括相对于彼此不同的材料或基本上由其组成。例如,第一部件102可以包括第一材料,并且第二部件106可以包括不同于第一材料的第二材料。在实施例中,第一材料可以比第二材料耐磨性更小。在另一实施例中,第二材料可以比第一材料耐磨性更小。在特定实施例中,第一材料可以是相对软的金属,诸如例如铝或铝合金,并且第二材料可以是相对硬的金属,诸如例如钢或钢合金。在特定实施例中,密封环可以键合到较软的金属以防止与其相对运动。认为密封环和较硬金属之间的后续运动导致更大的耐磨性和更长的组件使用寿命。
图2示出了垂直于第一部件102的轴线103看到的组件100的横截面。第一部件102可以包括凹槽108,其延伸到第一部件102中从第一部件102的外表面110测量的距离。在实施例中,凹槽108可以延伸到第一部件102中至少1mm,例如至少2mm,至少3mm,至少5mm,或甚至至少10mm。凹槽108可以从第一部件102的表面110延伸不大于第一部件102的半径的75%。
在实施例中,凹槽108可以围绕整个第一部件102。也就是说,凹槽108可以围绕第一部件102的整个圆周延伸。在另一实施例中,凹槽108可以围绕第一部件102的圆周的仅仅一部分延伸。
在实施例中,凹槽108可以具有大致多边形的横截面。例如,凹槽108可以为三角形,四边形,五边形,六边形,七边形,或甚至八边形。在特定实施例中,凹槽108为四边形。在更特别的实施例中,凹槽108可以为矩形,包括两个相对的侧表面112和114以及将两个相对的侧表面112和114连接在一起的底表面116。
在实施例中,第一部件102可以包括彼此轴向间隔开的多个凹槽108。例如,第一部件102可以包括至少两个凹槽,或至少三个凹槽,或至少四个凹槽,或至少五个凹槽,或至少六个凹槽,或甚至至少七个凹槽。在特定实施例中,第一部件102可以包括不多于一百个凹槽,例如不多于十个凹槽。
凹口118可以从凹槽108延伸到第一部件102中。在实施例中,凹口118可以与凹槽108开放连通。凹口118可以在大致轴向方向上远离凹槽108的侧表面112和114中的一个延伸。在未示出的实施例中,凹口118也可以在大致径向方向上远离底表面116延伸。在特定情况下,从第一部件102的表面110测量,凹口118可以具有与凹槽108相同的深度。如下面更详细地所述,凹口118可以适于接收从密封环126延伸的突出部138。凹口118接收突出部138并且防止密封环126相对于第一部件102旋转。更特别地,凹口118可以包括相对的圆周侧壁156(在图2中仅示出一个侧壁),其适于将突出部128固定在凹口118中并且防止密封环126相对于第一部件102的旋转。
在实施例中,凹口218可以从第一部件102中的第二凹槽208延伸并且与其开放连通。第二凹槽208可以在大致径向方向上远离凹槽208的底表面216延伸。凹口218也可以在大致轴向方向上远离凹槽208的侧表面212或214中的一个延伸。如图所示,从第一部件102的表面110测量,凹口218可以具有与凹槽208相比的不同深度。在特定实施例中,凹口218可以具有从第一部件102的表面110测量的深度,其大于凹槽208的深度。凹口218可以接收密封环的突出部并且防止密封环相对于第一部件旋转。更特别地,凹口218可以包括相对的圆周侧壁256(在图2中仅示出一个侧壁),其适于将突出部128固定在凹口218中并且防止密封环126相对于第一部件102的旋转。
在实施例中,系统100可以包括多个凹槽108,每个凹槽108具有一个或多个凹口118(图3)。在另一实施例中,系统100可以包括多个凹槽208,每个凹槽208具有一个或多个凹口218(图4)。在又一实施例中,系统100可以包括多个凹槽108和208以及相应地从凹槽108和208延伸的多个凹口118和218。如图2中所示,凹口118和218可以在朝着彼此的方向上相应地从凹槽108和208延伸。在另一实施例中,凹口118和218可以彼此远离地延伸。在又一实施例中,凹口118和218可以在与彼此相同的方向上延伸。
现在参考图3,润滑流体120可以在轴向相邻的凹槽122和124之间布置或循环。凹槽122和124的每一个可以接收具有大致矩形横截面的密封环126。密封环126可以将润滑流体120保持在组件100的预定环形区域154内。为了简单起见,本公开描述仅形成于第一部件102中的凹槽108。还可以预料第二部件106可以包括适于接收密封环126的一个或多个凹槽。在这方面,系统100可以被倒置,使得密封环126与第二部件106接合并且旋转地固定到其上。作为非限制性示例,当第二部件106由比第一部件102相对更软的材料形成时,会发生该情况。将密封环126键合到第二部件106因此减少磨损并且延长系统使用寿命。
在实施例中,密封环126可以包括主体128,其具有在第一和第二侧表面130和132之间测量的宽度WS,所述宽度小于或等于凹槽108的宽度。密封环126还可以包括内表面134和外表面136。突出部138可以从主体128径向向内延伸超过内表面134并且轴向延伸超过第一侧表面130。突出部138可以插入第一部件102的凹口118中以防止密封环126相对于第一部件102的旋转。如图所示,相邻密封环126的突出部138可以定向成彼此面对。在未示出的实施例中,相邻密封环的突出部可以彼此远离地定向。在又一未示出的实施例中,相邻密封环的突出部可以在与彼此相同的方向上定向。
图5示出了包括密封环126的组件100的横截面轴视图。如图所示,突出部138具有在密封环126的圆周方向上测量的宽度WT。在特定实施例中,WT小于密封环126的内表面134的周长CS。例如,CS/WT可以不大于0.9,或不大于0.8,或不大于0.7,或不大于0.6,或不大于0.5,或不大于0.45,或不大于0.4,或不大于0.35,或不大于0.3,或不大于0.35,或不大于0.3,或不大于0.25,或不大于0.2,或不大于0.15,或不大于0.1,或不大于0.05,或甚至不大于0.01。在实施例中,CS/WT大于0。
在实施例中,突出部138可以具有由突出部138延伸超过密封环126的内表面134的最大距离测量的最大径向高度HT,所述最大径向高度小于从密封环126的中心轴线140到内表面134测量的密封环126的半径RS。在特定实施例中,RS/HT可以不大于0.75,或不大于0.5,或不大于0.25,或不大于0.2,或不大于0.15,或不大于0.1,或不大于0.05,或甚至不大于0.01。在另一特定实施例中,RS/HT大于0。尽管具有大RS/HT比率的密封环126可以具有相对于第一部件102的增强接合,但是其组件可能需要更大的材料挠曲以对准突出部138并将其插入凹口118中。
在实施例中,突出部138可以与密封环126的主体128成一体。在另一实施例中,突出部138可以包括例如通过粘合剂,螺纹或非螺纹紧固件,机械压接,或任何其它合适的方法联接到主体128的一个或多个分立部件。
在某些实施例(诸如例如图6A-6F中所示的实施例)中,突出部138可以仅从主体128的表面130、132、134或136中的一个延伸。也就是说,突出部138固定附接到主体128可以仅仅沿着表面130、132、134或136中的一个发生。在特定实施例中,突出部138可以仅从第一侧表面130延伸。在另一特定实施例中,突出部138可以仅从内表面134延伸。
在其它实施例(诸如例如图6G-6L中所示的实施例)中,突出部138从主体128的至少两个表面130、132、134和136延伸。在特定实施例中,突出部138从第一侧表面130和内表面134两者延伸。
在如图6B所示的实施例中,突出部138延伸超过第一侧表面130距离DTA,所述距离小于在第一侧表面130和第二侧表面132之间测量的密封环126的宽度WS。在实施例中DTA小于0.99WS,例如小于0.95WS,小于0.9WS,小于0.85WS,小于0.8WS,小于0.75WS,小于0.7WS,小于0.65WS,小于0.6WS,小于0.55WS,小于0.5WS,小于0.45WS,小于0.4WS,小于0.35WS,小于0.3WS,小于0.25WS,小于0.2WS,小于0.15WS,小于0.1WS,或甚至小于0.05WS。在实施例中,DTA至少为0.01WS。
在实施例中,DTA可以不同于突出部138径向延伸超过内表面134的距离DTR。也就是说,突出部138可以延伸轴向距离DTA和径向距离DTR,其中轴向和径向距离DTA和DTR相应地彼此不同。在特定实施例中,轴向距离DTA大于径向距离DTR。在另一特定实施例中,径向距离DTR大于轴向距离DTA。作为非限制性示例,DTR:DTA的比率可以在0.01:1至1:0.01的范围内。
在实施例中,突出部138不轴向地延伸超过第二侧表面132。在又一实施例中,突出部138不径向延伸超过外表面136。
在特定实施例(诸如例如图6G所示的实施例)中,突出部138可以包括主表面142。作为非限制性实施例,主表面142可以是平面的或弓形的。在实施例中,主表面142可以在形状上类似于第一部件102中的凹口118的形状。也就是说,与平面凹口118一起使用的密封环126可以包括平面主表面142。类似地,与弓形凹口118或具有非线性轮廓的凹口118一起使用的密封环126可以包括弓形或另外非线性的轮廓化主表面142。
在实施例中,主表面142可以相对于密封环116的中心轴线倾斜,在其间形成至少0.5°,例如至少1°,至少2°,至少3°,至少4°,至少5°,至少10°,至少15°,至少20°,至少25°,至少30°,至少35°,至少40°,或甚至至少45°的相对角α。这样的倾斜可以便于突出部138更容易地插入凹口118中。
现在参考例如图6E,突出部138还可以包括表示相对于中心轴线140的最内点的尖端146。尖端146可以由主表面142和第二主表面144的接合点形成。尖端146可以限定至少1°,例如至少2°,至少3°,至少4°,至少5°,至少10°,至少15°,或甚至至少20°的相对角β。在实施例中,角β不大于75°,例如不大于70°,不大于65°,不大于60°,不大于55°,不大于50°,不大于45°,不大于40°,不大于35°,不大于30°,或甚至不大于25°。在特定情况下,尖端146可以至少部分地为弓形,或者大致为圆形(例如,图6H)。尖端146可以具有至少0.5mm,例如至少1mm,或甚至至少2mm的曲率半径。这可以允许突出部138更容易地安装在凹口118内。在另一特定情况下,尖端146可以是尖锐的,即两个平面的交点(例如,图6E)。在某些实施例中,尖端146可以沿着突出部138的整个圆周宽度WT是均匀的。在其它实施例中,尖端146可以具有变化的轮廓。例如,作为非限制性示例,尖端146的边缘部分(即,靠近突出部138的圆周边缘的尖端146的那些部分)可以为圆形,而尖端146的中间部分可以是尖锐的。在这些和其它实施例中,突出部138可以具有三角形横截面,其与矩形突出部138相比可以更容易地安装在凹口118内。
在某些实施例(例如图6A所示的实施例)中,密封环126还可以包括适于接收和容纳不同密封环的突出部的凹陷部分148。也就是说,凹陷部分148可以允许具有延伸超过第一侧表面140的突出部138的密封环126的堆叠。
图7示出了多个堆叠的密封环126的横截面正视图。为了示出密封环表面,示出了相邻密封环126之间的间隔。熟练技术人员将领会,在实际使用中可能不存在间隔。如图所示,第一密封环150的突出部138可以与邻近第一密封环150布置的第二密封环152的一部分径向地重叠。第一密封环150的突出部138可以靠置在由第二密封环152的凹陷部分148产生的空间内,由此允许第一密封环150的第一侧表面130直接接触第二密封环152的第二侧表面132。该布置可以允许使用轴向和径向向内延伸的突出部,允许密封环的堆叠和那些密封环与第一部件的接合。
再次参考图6A,凹陷部分148可以包括在主体128的内表面134和第二侧表面132之间延伸的倒角表面。倒角表面可以围绕密封环126的整个圆周延伸(例如,图7)。在实施例中,倒角表面可以是平面的,从而形成截头圆锥形表面(例如,图6A)。在另一实施例中,倒角表面可以包括台阶形构造,其包括至少两个分立台阶(例如,图6D)。在又一实施例中,倒角表面可以为弓形或另外非线性(例如,图6F)。根据至少一个实施例,凹陷部分148的轮廓可以大体上类似于突出部的轮廓(例如,图6A和6C至6L)。也就是说,凹陷部分148可以成形为具有与突出部138的表面相同的几何横截面轮廓。
如上所述,凹陷部分148可以围绕主体128的整个圆周上均匀地延伸(图7)。然而,本公开不旨在仅限于那些均匀延伸的凹陷部分148。在另一实施例中,凹陷部分可以包括形成于密封环的主体中的凹口。凹口可以具有与突出部的形状和尺寸大致相似的形状和尺寸。特别地,凹口可以限定主体中的凹部,其具有与突出部的形状大致相似的形状。也就是说,与先前所述的实施例不同,这里凹陷部分可以防止相邻的堆叠密封环的相对旋转。在更特定的实施例中,凹口可以与突出部轴向地对准。也就是说,凹口可以在与突出部相比相同的圆周位置,但是沿着第二侧表面延伸到主体中。当以堆叠配置定位时,这可以允许相邻密封环的突出部彼此对准。
一个或多个静液凹陷坑(未示出)可以沿着表面130、132、134或136中的一个或多个布置以在操作条件下增强组件的流体密封。在压力增加时,静液凹陷坑可以生成静液压力,由此将密封环126推压到合适的密封位置。
在未示出的实施例中,密封环126可以包括第二突出部。在另一未示出的实施例中,密封环126可以包括两个以上的突出部。也就是说,密封环126可以包括至少三个突出部,至少四个突出部,或甚至至少五个突出部。突出部可以围绕密封环126的圆周布置。在实施例中,突出部可以具有与彼此相比相同的尺寸或形状。在另一实施例中,突出部可以具有与彼此相比不同的尺寸或形状。突出部可以在圆周方向上围绕密封环126相等地间隔开。替代地,突出部可以围绕密封环126以不均匀的间隔交错。在阅读整个说明书之后将领会,突出部围绕密封环126的交错应当具有等于第一部件102中的凹口118的交错的间隔。也就是说,突出部应当交错成与第一部件102的凹口118对准。
密封环126可以包括适于在部件之间形成流体密封的任何合适的材料。由于密封环是本领域中已知的,因此不提供材料的全面列表。尽管不旨在限于此,但是密封环126可以包括例如聚四氟乙烯(PTFE),聚醚醚酮(PEEK),聚酰亚胺(PI),或聚酰胺-酰亚胺(PAI)。具有低摩擦系数的含氟聚合物和其它类似材料特别好地适合于密封环126在径向方向上压缩并且提供部件之间的径向偏压力的那些应用。密封环126可以通过任何合适的制造工艺或制造工艺的组合形成,包括例如注射模制,挤出,机械加工,锻造,或其它类似工艺。
密封环126可以适于在至少100℃,例如至少125℃,至少150℃,至少175℃,至少200℃,至少225℃,至少250℃,至少275℃,或甚至至少300℃的温度下操作。最大操作温度可以小于400℃,例如小于375℃,小于350℃,或甚至小于325℃。
参考图8,根据实施例的组件800可以包括布置在第一部件802和第二部件806之间的密封环826,以及布置在密封环826和第一部件802之间的环形部件854。组件800可以包括如上面关于组件100所述的任何数量的类似特征或特性。例如,第一部件802可以包括凹槽808,密封环826的至少一部分可插入所述凹槽中。
在实施例中,整个环形部件854和密封环826的至少一部分可以布置在凹槽808内。在另一实施例中,环形部件854可以仅仅部分地布置在凹槽808内。也就是说,环形部件854的一部分可以从凹槽808延伸。为了适应环形部件854的宽度,可以使凹槽808更深地延伸到第一部件802中,可以使密封环826具有更小的径向高度,或其组合。
作为非限制性示例,包括凹坑、脊和槽的特征的任何组合可以围绕环形部件854的至少一部分延伸。这些特征可以防止环形部件854和密封环826之间的相对运动。这又可以促进组件800内的改善密封特性。
在实施例中,环形部件854可以邻近密封环826的内表面834布置。更特别地,环形部件854可以紧邻内表面834。在更特定的实施例中,环形部件854可以接触内表面834。在另一更特定的实施例中,一个或多个层或材料可以布置在环形部件854和密封环826的内表面834之间。
在某些实施例中,环形部件854可以围绕凹槽808的圆周的至少1%,圆周的至少5%,圆周的至少10%,圆周的至少25%,圆周的至少50%,圆周的至少75%,或圆周的至少99%延伸。在实施例中,环形部件854可以围绕凹槽的整个圆周延伸。也就是说,环形部件可以围绕组件800连续地延伸。
环形部件854可以具有在安装在组件800内之前测量的初始径向高度,以及在安装之后测量的组装径向高度,其中初始径向高度大于组装径向高度。例如,在实施例中,初始径向高度可以是组装径向高度的至少101%,组装径向高度的至少102%,组装径向高度的至少103%,组装径向高度的至少104%,组装径向高度的至少105%,组装径向高度的至少110%,组装径向高度的至少120%,组装径向高度的至少130%,组装径向高度的至少140%,或组装径向高度的至少1150%。
在特定情况下,环形部件854可以在密封环826和第一部件802之间的压缩状态下操作。在实施例中,环形部件854可以适于在径向向外方向上偏压密封环826。在特定实施例中,环形部件854可以增加组件800内的密封效果。
在某些实施例中,环形部件854可以提供安装在组件800内测量的、至少0.0001N/mm2,至少0.001N/mm2,至少0.01N/mm2,至少0.1N/mm2,至少0.5N/mm2,至少1N/mm2,至少2N/mm2,至少3N/mm2,至少4N/mm2,至少5N/mm2,至少10/mm2,或甚至至少25N/mm2的抵靠密封环826的向内或向外偏压力。在特定实施例中,环形部件854可以提供安装在组件800内测量的、不大于200N/mm2或不大于100N/mm2的抵靠密封环826的向内偏压力。在某些实施例中,环形部件854可以在至少一个操作条件下不提供抵靠密封环826的向内或向外偏压力。例如,作为非限制性示例并且根据特定实施例,当第一和第二部件802和806相对于彼此静止并且保持在特定操作温度时,环形部件854可以不偏压密封环826。
在实施例中,环形部件854可以具有从以下的至少一个选择的横截面形状:多边形,矩形,正方形,椭圆形,卵形,或圆形。在实施例中,环形部件854可以具有与密封环826的密封宽度WS不同的宽度。在更特定的实施例中,环形部件854可以具有大于WS的宽度。例如,环形部件854的宽度可以为至少1.01WS,至少1.05WS,至少1.1WS,或至少1.25WS。在另一更特定的实施例中,环形部件854可以具有小于WS的宽度。例如,环形部件854的宽度可以小于0.99WS,小于0.95WS,小于0.9WS,或小于0.75WS。
在又一实施例中,环形部件854可以具有等于密封环826的密封宽度WS的宽度。
在特定情况下,环形部件854可以包括与密封环826相同的材料,基本上由其组成,或由其形成。在另一特定情况下,环形部件854可以包括聚合物,诸如例如PTFE,PEEK,PI,或PAI,基本上由其组成,或由其形成。在另一情况下,环形部件854可以包括金属或合金,例如含钢材料,含铝材料,含锌材料,含铜材料,含镁材料,另一种合适的金属材料,或其组合,基本上由其组成,或由其形成。在特定的非限制性实施例中,环形部件854可以包括黄铜。
在实施例中,环形部件854可以具有至少0.01GPa,至少0.1GPa,至少1GPa,至少10GPa,至少100GPa,或至少200GPa的弹性模量。在另一实施例中,弹性模量可以不大于500GPa。在特定实施例中,环形部件854可以具有在0.1GPa到300GPa之间(含)的范围内的弹性模量。在某些实施例中,与省略使用环形部件的组件相比,使用环形部件854时,组件800可以具有通过在预定量的时间上耐泄漏的相对能力测量的更大密封效果。也就是说,组件800可以在包括环形部件854的情况下被评定为在较高操作压力和条件下使用。例如,密封效果可以在包括环形部件854的情况下大至少1%,大至少2%,大至少3%,大至少4%,大至少5%,大至少10%,大至少25%,或大至少50%。据信由环形部件854提供的抵靠密封环826的内表面834的径向向外偏压力可以促进这样的改善性能。
在实施例中,环形部件854可以在与第一和第二部件802和806安装之前相对于密封环826至少部分地安装。密封环826和环形部件854的组合然后可以与第一或第二部件802或806安装。在另一实施例中,环形部件854和密封环826中的一个可以在环形部件854中的另一个与密封环826接合之前首先相对于第一部件802或第二部件806安装。在安装期间可以使用诸如润滑脂的润滑以便于更容易组装和安装。
许多不同的方面和实施例是可能的。下面描述了那些方面和实施例中的一些。在阅读本说明书之后,熟练技术人员将领会,那些方面和实施例仅是示例性的,而不限制本发明的范围。实施例可以根据如下所列的项中的任何一个或多个。
项1.一种密封环,其包括:
主体,所述主体具有内表面,外表面,和第一侧表面;以及
突出部,所述突出部从所述主体延伸并且适于防止所述密封环相对于接收所述突出部的部件旋转,其中所述突出部径向向内延伸超过所述内表面并且轴向延伸超过所述第一侧表面。
项2.一种密封环,其包括:
主体,所述主体具有内表面,外表面,和第一侧表面;以及
突出部,所述突出部适于与第一部件中的凹口接合,其中所述密封环包括适于容纳不同密封环的突出部的凹陷部分。
项3.一种组件,其包括:
第一部件;
第二部件;以及
密封环,所述密封环布置在所述第一部件和所述第二部件之间;
其中所述密封环包括主体,所述主体具有内表面,外表面,和第一侧表面,其中所述密封环包括突出部,所述突出部径向向内延伸超过所述内表面并且轴向延伸超过所述第一侧表面,
其中所述第一部件包括凹口,所述凹口适于接收所述突出部,由此锁定所述密封环以免相对于所述第一部件的旋转运动。
项4.多个堆叠的密封环,其中当垂直于所述多个堆叠的密封环的中心轴线观察时,所述多个堆叠的密封环中的第一密封环的突出部与所述多个堆叠的密封环中的第二密封环的一部分径向重叠,其中所述第一密封环在所述多个堆叠的密封环中邻近所述第二密封环。
项5.多个堆叠的密封环,其中所述多个堆叠的密封环的每一个包括:
主体,所述主体具有内表面,外表面,第一侧表面,和与所述第一侧表面大致相对的第二侧表面;
突出部,所述突出部径向向内延伸超过所述内表面并且轴向延伸超过所述第一侧表面;以及
凹陷部分,所述凹陷部分适于容纳相邻密封环的突出部,使得密封环的第一侧表面直接接触相邻密封环的第二侧表面。
项6.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中每个密封环包括:
主体,所述主体具有内表面,外表面,第一侧表面,和与所述第一侧表面大致相对的第二侧表面;
突出部,所述突出部径向向内延伸超过所述内表面并且轴向延伸超过所述第一侧表面;以及
凹陷部分,所述凹陷部分适于容纳相邻密封环的突出部,使得密封环的第一侧表面直接接触相邻密封环的第二侧表面,
其中所述突出部布置在所述主体上的第一圆周位置处,其中所述凹陷部分布置在所述主体上的第二圆周位置处,并且其中所述第一圆周位置和所述第二圆周位置彼此轴向相邻。
项7.根据项2、5和6中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部与所述凹陷部分轴向对准。
项8.根据项1-3和5-7中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部至少部分地从所述第一侧表面延伸,并且其中所述凹陷部分至少部分地凹入所述第二侧表面中。
项9.根据项5-8中任一项所述的多个堆叠的密封环,其中所述凹陷部分在所述主体中限定凹部,并且其中所述凹部具有与所述突出部的形状大致相似的形状。
项10.根据项5-8中任一项所述的多个堆叠的密封环,其中所述凹陷部分包括倒角表面。
项11.根据项10所述的多个堆叠的密封环,其中所述倒角表面在所述主体的内表面和第二侧表面之间延伸。
项12.根据前述项中任一项所述的多个堆叠的密封环,其中所述凹陷部分围绕所述主体的整个圆周均匀地延伸。
项13.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述密封环的主体包括在所述主体的第一侧表面和第二侧表面之间测量的密封宽度WS,其中所述突出部延伸超过所述第一侧表面距离DTA,并且其中DTA小于WS,例如其中DTA小于0.99WS,小于0.95WS,小于0.9WS,小于0.85WS,小于0.8WS,小于0.75WS,小于0.7WS,小于0.65WS,小于0.6WS,小于0.55WS,小于0.5WS,小于0.45WS,小于0.4WS,小于0.35WS,小于0.3WS,小于0.25WS,小于0.2WS,小于0.15WS,小于0.1WS,或甚至小于0.05WS。
项14.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部至少部分地从所述第一侧表面,至少部分地从所述内表面,至少部分地从所述外表面,或从表面的组合延伸。
项15.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部至少部分地在轴向方向上并且至少部分地在径向方向上从所述主体延伸。
项16.根据权利要求15所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部延伸轴向方向上的最大距离和径向方向上的最大距离,并且其中所述轴向方向上的最大距离不同于所述径向方向上的最大距离。
项17.根据项15和16中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部延伸轴向方向上的最大距离和径向方向上的最大距离,并且其中所述轴向方向上的最大距离大于所述径向方向上的最大距离。
项18.根据项15和16中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部延伸轴向方向上的最大距离和径向方向上的最大距离,并且其中所述轴向方向上的最大距离小于所述径向方向上的最大距离。
项19.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部延伸轴向方向上的最大距离,其中所述突出部延伸超过所述第一侧表面的最大距离,并且其中所述轴向方向上的最大距离小于所述超过所述第一侧表面的最大距离。
项20.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部延伸径向方向上的最大距离,其中所述突出部延伸超过所述内表面的最大距离,并且其中所述径向方向上的最大距离小于所述超过所述内表面的最大距离。
项21.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部与所述主体成一体。
项22.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部具有在所述密封环的圆周方向上测量的宽度WT,其中所述密封环具有周长CS,并且其中CS/WT不大于0.5,例如不大于0.45,不大于0.4,不大于0.35,不大于0.3,不大于0.25,不大于0.2,不大于0.15,不大于0.1,不大于0.05,或甚至不大于0.01。
项23.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部具有在所述密封环的圆周方向上测量的宽度WT,其中所述密封环具有周长CS,并且其中CS/WT大于0。
项24.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部具有由径向方向上的所述突出部的最大尺寸测量的最大径向高度HT,其中所述主体具有内半径RS,并且其中RS/HT不大于0.75,例如不大于0.5,不大于0.25,不大于0.2,不大于0.15,不大于0.1,不大于0.5,或甚至不大于0.1。
项25.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部具有由径向方向上的所述突出部的最大尺寸测量的最大径向高度HT,其中所述主体具有内半径RS,并且其中RS/HT大于0。
项26.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述主体还包括与所述第一侧表面大致相对的第二侧表面,并且其中所述突出部不轴向延伸超过所述第二侧表面。
项27.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部相对于所述密封环的中心轴线倾斜。
项28.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部具有平坦表面。
项29.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部具有大致多边形的横截面。
项30.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部限定尖端,并且其中所述尖端是所述突出部的至少两个表面之间的接合点。
项31.根据项30所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述尖端至少部分地为弓形。
项32.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述密封环还包括:
第二突出部。
项33.根据项32所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述第二突出部径向向内延伸超过所述内表面并且轴向延伸超过所述第一侧表面。
项34.根据项32和33中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述第二突出部适于与第一部件中的互补凹槽接合,其中所述密封环包括适于以容纳不同密封环的第二突出部的凹陷部分。
项35.根据项32-34中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述第二突出部从所述密封环的主体延伸并且与所述突出部圆周地间隔开。
项36.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述密封环具有大致多边形的横截面。
项37.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述密封环适于在至少150℃,例如至少200℃,至少225℃,至少250℃,至少275℃,或甚至至少300℃的温度下操作。
项38.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述密封环包括聚合物,例如PTFE,PEEK,PI,或PAI。
项39.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述密封环适于接合所述内表面上的第一材料的第一部件和所述外表面上的第二材料的第二部件,并且其中所述第一材料和所述第二材料彼此不同。
项40.根据项39所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述第一材料比所述第二材料耐磨性更小。
项41.根据项39所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述第二材料比所述第一材料耐磨性更小。
项42.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述密封环被注射模制。
项43.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述密封环适于接合第一部件和第二部件,所述第一部件和所述第二部件相对于彼此可旋转,并且其中所述第一部件包括适于接收所述突出部的至少一部分的凹槽。
项44.根据项43所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述凹槽具有与所述突出部的形状大致相似的形状。
项45.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述突出部具有三角形的横截面。
项46.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述突出部包括当在沿着所述密封环的圆周的横截面中观察时从第二表面成角偏移的第一表面,并且其中所述第一表面相对于所述密封环的轴线倾斜。
项47.根据项46所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述第一表面从所述密封环的轴线偏移至少1°,例如至少2°,至少3°,至少4°,至少5°,至少10°,至少15°,至少20°,至少25°,至少30°,或甚至至少35°。
项48.根据项46和47中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述第一表面从所述密封环的轴线偏移不大于75°,例如不大于70°,不大于65°,不大于60°,不大于55°,不大于50°,不大于45°,或甚至不大于40°。
项49.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述密封环还包括静液凹陷坑。
项50.根据前述项中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述静液凹陷坑至少部分地布置在所述密封环的外表面上。
项51.根据权利要求1、2和5-50中任一项所述的密封环或多个密封环,其中所述密封环适于沿着所述主体的内表面与环形部件联接。
项52.根据权利要求1、2和5-50中任一项所述的密封环或多个密封环,其中所述密封环适于布置在第一部件和第二部件之间,并且其中环形部件布置在所述密封环和所述第一部件之间。
项53.根据权利要求3、6-8和13-50中任一项所述的组件,其还包括:
布置在所述密封环和所述第一部件之间的环形部件。
项54.根据权利要求52和53中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述环形部件具有在安装之前测量的初始径向高度,和在安装之后测量的组装径向高度,并且其中所述初始径向高度大于所述组装径向高度。
项55.根据权利要求52-54中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述环形部件适于在压缩状态下操作。
项56.根据权利要求52-55中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述环形部件适于在径向向外方向上偏压所述密封环。
项57.根据权利要求52-56中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述环形部件包括聚合物,例如PTFE,PEEK,PI,或PAI。
项58.根据权利要求52-57中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述密封环具有从以下的至少一个选择的横截面形状:多边形,矩形,正方形,椭圆形,卵形,或圆形。
项59.根据权利要求52-58中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中与没有所述环形部件相比,有所述环形部件的所述密封环的密封效果在操作中更高。
项60.根据权利要求52-59中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述环形部件具有与所述密封环的密封宽度WS不同的宽度。
项61.根据权利要求52-59中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述环形部件具有的宽度等于所述密封环的密封宽度WS。
项62.一种使用旋转系统的方法,其包括:
从多个堆叠的密封环去除密封环,每个密封环具有限定凹陷部分的主体并且包括突出部,每个密封环的所述突出部延伸超过所述主体的最内表面并且超过所述主体的第一侧表面;
将所述密封环围绕第一部件安装以便形成预组件,其中所述突出部至少部分地接合所述第一部件的凹陷部分;以及
将所述预组件插入第二部件的腔孔中。
项63.根据权利要求62所述的方法,其还包括:
将环形部件安装在所述密封环和所述第一部件之间,其中所述环形部件适于在径向向外方向上偏压所述密封环。
项64.一种密封环,其包括:
主体,所述主体具有内表面、外表面和第一侧表面;以及
突出部,所述突出部从所述主体延伸并且适于防止所述密封环相对于接收所述突出部的部件旋转,其中所述突出部轴向延伸超过所述第一侧表面,并且其中所述突出部相对于所述密封环的中心轴线倾斜。
应当注意并非需要上述的所有特征,可能不需要具体特征的一部分,并且除了描述的那些之外还可以提供一个或多个特征。此外,描述特征的顺序不一定是安装特征的顺序。
为了清楚,在本文中在独立实施例的背景下描述的某些特征也可以在单个实施例中组合地被提供。相反地,为了简洁,在单个实施例的背景下描述的各种特征也可以独立地或以任何子组合被提供。
上面关于具体实施例已描述了益处、其它优点和问题的解决方案。然而,益处、优点、问题的解决方案和可以导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更显著的任何(一个或多个)特征不应当被理解为任何或所有权利要求的关键的、需要的或必要的特征。
本文中所述的实施例的具体说明和例示旨在提供各种实施例的结构的一般理解。具体说明和例示不旨在用作使用本文中所述的结构或方法的装置和系统的所有元件和特征的详尽和全面描述。独立实施例也可以在单个实施例中组合地被提供,并且相反地,为了简洁,在单个实施例的背景下描述的各种特征也可以独立地或以任何子组合被提供。此外,对用范围描述的值的引用包括该范围内的每一个值,包括所引用的范围的端值。熟练技术人员仅仅在阅读该说明书之后将显而易见许多其它实施例。其它实施例可以被使用并且从本公开导出,使得可以进行结构替代、逻辑替代或任一变化而不脱离本公开的范围。因此,本公开被视为是示例性的而不是限制性的。
Claims (15)
1.一种密封环,其包括:
主体,所述主体具有内表面,外表面,和第一侧表面;以及
突出部,所述突出部从所述主体延伸并且适于防止所述密封环相对于接收所述突出部的部件旋转,其中所述突出部径向向内延伸超过所述内表面并且轴向延伸超过所述第一侧表面。
2.一种组件,其包括:
第一部件;
第二部件;以及
密封环,所述密封环布置在所述第一部件和所述第二部件之间;
其中所述密封环包括主体,所述主体具有内表面,外表面,和第一侧表面,其中所述密封环包括突出部,所述突出部径向向内延伸超过所述内表面并且轴向延伸超过所述第一侧表面,并且
其中所述第一部件包括凹口,所述凹口适于接收所述突出部,由此锁定所述密封环以免相对于所述第一部件的旋转运动。
3.多个堆叠的密封环,其中所述多个堆叠的密封环中的至少两个相邻密封环均包括:
主体,所述主体具有内表面,外表面,第一侧表面,和与所述第一侧表面大致相对的第二侧表面;
突出部,所述突出部径向向内延伸超过所述内表面并且轴向延伸超过所述第一侧表面;以及
凹陷部分,所述凹陷部分适于容纳相邻密封环的突出部,使得密封环的第一侧表面直接接触相邻密封环的第二侧表面。
4.根据权利要求1和2中任一项所述的密封环或组件,其中所述密封环包括:
凹陷部分,所述凹陷部分适于容纳相邻密封环的突出部,使得密封环的第一侧表面直接接触相邻密封环的第二侧表面,
其中所述突出部布置在所述主体上的第一圆周位置处,其中所述凹陷部分布置在所述主体上的第二圆周位置处,并且其中所述第一圆周位置和所述第二圆周位置彼此轴向相邻。
5.根据权利要求3和4中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部与所述凹陷部分轴向对准。
6.根据权利要求3所述的多个堆叠的密封环,其中所述凹陷部分在所述主体中限定凹部,并且其中所述凹部具有与所述突出部的形状大致相似的形状。
7.根据权利要求3和6中任一项所述的多个堆叠的密封环,其中所述凹陷部分围绕所述主体的整个圆周均匀地延伸。
8.根据权利要求1、2、3和6中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部至少部分地从所述第一侧表面,至少部分地从所述内表面,至少部分地从所述外表面,或从表面的组合延伸。
9.根据权利要求8所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部延伸轴向方向上的最大距离和径向方向上的最大距离,并且其中所述轴向方向上的最大距离不同于所述径向方向上的最大距离。
10.根据权利要求1、2和3中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部与所述主体成一体。
11.根据权利要求1、2和3中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部具有宽度WT,其中所述密封环具有周长CS,并且其中CS/WT不大于0.5。
12.根据权利要求1和2中任一项所述的密封环或组件,其中所述主体还包括与所述第一侧表面大致相对的第二侧表面,并且其中所述突出部不轴向延伸超过所述第二侧表面。
13.根据权利要求1、2和3中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述突出部相对于所述密封环的中心轴线倾斜。
14.根据权利要求1、2和3中任一项所述的密封环、组件或多个堆叠的密封环,其中所述密封环还包括:
与所述突出部间隔开的第二突出部。
15.根据权利要求1、2和3中任一项所述的密封环、组件或多个密封环,其中所述密封环适于沿着所述主体的内表面与环形部件联接,并且其中所述环形部件适于在径向向外方向上偏压所述密封环。
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