CN107850217B - 用于活塞泵的包封堆叠 - Google Patents

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Abstract

用于泵的包封或密封堆叠包括交替的聚合物材料(诸如超高分子量聚乙烯(UHMWPE))制成的第一类型和第二类型包封环。第一和第二类型包封环具有基本上相同的几何形状，并且第二类型包封环是润滑剂填充的聚合物材料。当包封环堆叠时，包封环的几何形状产生接触点，所述接触点定位于环主体的主体中心线附近的芯区域中。间隙被形成，使得包封环在包封环的内部和外部径向部分附近彼此不接触。

Description

用于活塞泵的包封堆叠
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年8月21日提交的名称为“用于活塞泵的包封堆叠”的美国临时申请号62/208,293的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
背景技术
各种类型包封件已经用来密封用于泵送涂料和其他材料的往复式活塞泵。包封堆叠的一种构造具有皮革和合成材料制成的交替V形包封环(即具有V形截面的包封环)。皮革利用弹性缓冲和弯曲，从而允许合成材料密封。这种材料组合也被证实与要泵送的各种溶剂和流体的其他组分相兼容。然而，使用天然皮革可能难以保持始终如一的品质和机械性能。
发明内容
在一个实施例中，包封堆叠由交替的第一类型和第二类型V形包封环形成。第一类型V形包封环由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料形成。第二类型V形包封环由润滑剂填充的UHMWPE材料形成。第一和第二类型V形包封环具有基本上相同的几何形状。
在另一个实施例中，包封堆叠包括由第一聚合物材料形成的多个第一类型V形包封环和由第二聚合物材料形成的多个第二类型V形包封环。每个第二类型V形包封环定位呈邻近第一类型V形包封环之一。第一类型V形包封环和第二类型V形包封环中的每个均具有凸前肋部分以及环形凹槽部分，所述凸前肋部分包括环形前顶表面、环形外部前倾斜表面和环形内部前倾斜表面、环形外部侧表面和环形内部侧表面，所述环形凹槽部分包括环形沟槽表面、环形外部后倾斜表面和环形内部后倾斜表面、环形外部后边缘表面以及环形内部后边缘表面。环形前顶表面比环形沟槽表面宽。环形外部前倾斜表面在环形前顶表面与环形外部侧表面之间延伸，并且环形内部前倾斜表面在环形前顶表面与环形内部侧表面之间延伸。环形外部后倾斜表面在环形沟槽表面与环形外部后边缘表面之间延伸，并且环形内部后倾斜表面在环形沟槽表面与环形内部后边缘表面之间延伸。环形外部后边缘表面在环形外部后倾斜表面和环形外部侧表面之间延伸，并且环形内部后边缘表面在环形内部后倾斜表面和环形内部侧表面之间延伸。环形外部前倾斜表面在环形内部前倾斜表面处形成第一角度，并且环形外部后倾斜表面和环形内部后倾斜表面形成大于第一角度的第二角度。
附图说明
图1A和1B分别是活塞泵的分解图和截面图。
图2是图1A和1B所示的泵的喉部密封堆叠的分解截面图，其中喉部密封堆叠由交替的相同几何形状的第一类型和第二类型V形包封环形成。
图3A-3C分别是喉部密封堆叠的V形包封环的截面图、俯视图和仰视图。
图4是相邻堆叠的相同几何形状的第一和第二类型V形包封环的截面图。
图5A和5B分别是在轻负载和满负载条件下的相同几何形状的第一类型和第二类型V形包封环的喉部密封堆叠的截面图。
具体实施方式
图1A和1B示出了活塞式容积泵10，其是可用于泵送涂料和/或其他溶液的活塞泵的示例。尽管在本公开中将使用涂料作为示例，但是应该理解的是，这仅仅是一个示例，而且其他不是涂料的流体(诸如水、油、溶剂等)可以被泵送。
图1A是泵10的分解图，并且图1B是泵10的截面图。图1A和1B将放在一起讨论。
活塞式容积泵10包括进入壳体12、O形环14、入口止回阀15(由密封件16、球体18和球体导向件20形成)、出口止回阀21(由活塞阀22、阀座24和球体26形成)、活塞导向件28、凹形活塞压盖30、活塞密封(或包封)堆叠32(由第一类型V形活塞包封环34A和第二类型V形活塞包封环34B形成)、凸形活塞压盖36、O形环38、泵缸40、位移杆42、凸形喉部压盖44、喉部密封(或包封)堆叠46(由第一类型V形喉部包封环48A和第二类型V形喉部包封环48B形成)、凹形喉部压盖50、O形环52、包封螺母54和插塞按钮56。保持螺母58和泵出口配件60在图1A中也示出，但没有在图1B中示出。
进入壳体12螺纹连接至泵缸40的下端40L上。位于进入壳体12的下端12L处的入口62通过通道64连接至入口止回阀15(由阀座16、球体18和球体导向件20形成)。阀座16通过O形环14密封至进入壳体12。球体导向件20和阀座16通过泵缸40的下端40L保持就位，该下端40L与球体导向件20的上凸缘66邻接。泵缸40的下端40L通过O形环38密封至进入壳体12的内壁。
出口止回阀21的活塞阀22、阀座24和球体26延伸至位移杆42的下端42L处的孔68中。出口止回阀21与位移杆42的出口通道70连通。
活塞导向件28安装在活塞阀22上并且支承在活塞阀22的肩部72上，凹形活塞压盖30、活塞密封堆叠32(由交替的第一和第二类型V形包封环34A和34B形成)和凸形活塞压盖36在位移杆42的下端42L与泵缸40的内壁之间定位。凹形活塞压盖30抵靠支承在活塞导向件28和活塞阀22的肩部76上。凸形活塞压盖36的内肩部78与位移杆42的肩部80接合。凸形活塞压盖30、凹形活塞压盖36以及V形包封环34A和34B在位移杆42与泵缸40之间提供密封件，当位移杆42往复运动时，所述密封件随着位移杆42移动。活塞压盖30和36可以稍微轴向压缩包封环36A和36B，使得活塞密封堆叠32经受预载荷。
凸形喉部压盖44、第一类型聚合物V形喉部包封环48A、第二型聚合物V形喉部包封环48B和凹形喉部压盖50形成在位移杆40与泵缸40的上端40U之间的密封件。凸形喉部压盖44抵靠支承在泵缸40的内壁的肩部82上。通过插入到泵缸40的上端40U中的包封螺母54，凹形喉部压盖50保持就位。O形环52将包封螺母54和泵缸40密封。插塞按钮84插入至包封螺母54的上端。位移杆42的上端42V通过插塞按钮56的通道84延伸出。喉部压盖44和50以及包封环48A和48B通过包封螺母54在泵缸40内保持就位。它们提供在位移杆42与泵缸40之间的密封件，在位移杆42在泵缸40内上下移动时，该泵缸40是静止的。喉部压盖44和50可稍微轴向压缩包封环48A和48B，使得喉部密封堆叠46经受预载荷。
在操作中，位移杆42在泵缸40内以往复的方式被上下驱动。在上冲程中，待泵送的流体将进入入口62，流过通道64，并且通过入口止回阀15流入泵缸40的内部。当位移杆42在下冲程期间开始向下移动时，球体18将移动到阀座16上，从而闭合入口止回阀15，使得泵缸40内的流体不会被迫向下并从入口62流出。当位移杆42向下移动时，出口止回阀21的球体26向上移动离开阀座24，这允许泵缸40内的流体流过活塞阀22的内部，经过球体26并且进入出口通道70。然后流体通过泵出口配件60离开泵缸40。
在图1A和1B中，活塞密封堆叠32和喉部密封堆叠46被用于保持活塞泵10内的压力并且防止泄漏。喉部密封堆叠46和活塞密封堆叠32被安装成使得活塞密封堆叠32随着位移杆42相对于泵缸40移动，并且在位移杆42往复运动的同时，喉部密封堆叠46在泵缸40上保持静止。在各种替代实施例中，喉部密封堆叠46和活塞密封堆叠32可以被安装成使得两者随着位移杆42一起移动，两者在位移杆42往复运动时静止，或者喉部密封堆叠46移动并且活塞密封堆叠32是静止的。虽然两个密封堆叠在图1A和1B中示出，更多数量的密封堆叠，或者只有一个密封堆叠可以替代地使用。应该理解的是，本公开的密封堆叠可以用于各种类型泵中，并且不限于所示出的特定类型的活塞泵。
喉部密封堆叠46和活塞密封堆叠32中的每个包括两种不同类型交替的聚合物V形环。图2是喉部密封堆叠46的分解截面图，其包括具有基本上相同形状但具有两种不同组分的五个V形环。这些环按照以下顺序从上到下布置：第一类型环48A、第二类型环48B、第一类型环48A、第二类型环48B和第一类型环48A。
图3A和3B示出第一类型环48A的俯视图和仰视图。由于环48A和48B具有相同的形状/几何形状，图3A和3B是第一和第二类型环两者的代表。图2、3A和3B将放在一起讨论。
尽管在图2、3A、3B中未示出，活塞密封堆叠32具有五个交替的第一和第二类型环34A和34B的类似布置。环34A和34B与环48A和48B的直径略有不同，但是分别具有与环48A和48B类似的形状/几何形状和类似的组分。因此，如图2所示的喉部密封堆叠46代表了喉部密封堆叠46和活塞密封堆叠32两者。在余下的说明中，对喉部密封堆叠46和环48A和48B的讨论也适用于活塞密封堆叠32和环34A和34B。
图2、3A和3B中的交替的第一和第二类型环48A和48B的堆叠46可对应于图1的活塞泵10的喉部密封堆叠46和活塞密封堆叠32中的一者或两者。堆叠46包括与第二类型环48B交替的第一类型环48A。第一类型环48A由与第二类型环48B不同的材料组分形成。第一类型环48A由诸如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的第一类型聚合物材料形成。在一些实施例中，第一类型环48A可由包含聚四氟乙烯(PTFE)的UHMWPE(即，PTFE填充的UHMWPE)形成。第二类型环48B由第二类型聚合物材料形成，该第二类型聚合物材料也可以将UHMWPE作为基础材料，其中添加润滑剂。在一些实施例中，第二类型环48B可以是油填充的或碳(石墨)填充的UHMWPE。UHMWPE材料为第一类型和第二类型环提供了许多有利的物理性能。这些性能包括耐化学腐蚀性、低吸湿性、极低摩擦系数、耐磨性和自润滑性。添加到UHMWPE中的材料可以增强环的诸如摩擦系数和耐磨性的物理性能。特别地，与第一类型V形环相比，油填充和碳填充的UHMWPE为第二类型V形环提供更低的摩擦系数。结果，当密封堆叠46(或32)处于压力下时，第二类型环48B(或32B)不会熔合或结合到第一类型环48A(或34A)。这避免了密封堆叠46和32的潜在的故障源。
尽管由不同的材料组分形成，第一类型环48A可以在结构上(例如在几何形状上和尺寸上)与第二类型环48B相同。具体地，第一类型环48A和第二类型环48B中的每个可以对应于图3A-3C中所示的环48A、48B的实施例。环48A、48B包括围绕中心通道102的环形主体100，环形主体100包括前肋104、后槽106、前顶表面108，外部前倾斜表面110、内部前倾斜表面112、外部侧表面114、内部侧表面116、外部后边缘表面118、内部后边缘表面120、外部后倾斜表面122、内部后倾斜表面124、沟槽表面126。前肋104、后槽106和表面108-126是环形的。第一类型环48A和第二类型环48B中的每个具有“V”截面轮廓，使得环48A和48B能够堆叠并且彼此抵靠就座。从所示的截面视角看，表面是平坦的并且在精细的边缘处彼此接触。这与通常具有圆形表面、在不同的表面之间没有明显过渡的皮革环不同。
外部前倾斜表面110与内部前倾斜表面112形成角度A。外部后倾斜表面122与内部后倾斜表面124形成角度B。已经确定，在各种实施例中，优选地，角度B大于角度A，使得当环48A和48B堆叠时，在表面122与110之间以及在表面124和112之间形成间隙G(如图4、5A和5B所示)。在一些实施例中，角度A是90度，或者大约90度，而角度B是95度，或者大约95度。同样优选地，前顶表面108比沟槽表面126更宽(在径向方向上)。前顶表面108和126的宽度差以及角度A和B的角度差影响接触点CP的位置和袋P的尺寸(如图4、5A和5B所示)。外部前倾斜表面110和内部前倾斜表面112可以具有相同的长度。外部侧表面114和内部侧表面116可以具有相同的长度。外部后倾斜表面122和内部后倾斜表面124可以具有相同的长度。前顶表面108与沟槽表面126平行。
主体中心线BCL延伸穿过环48A、48B的主体部分100的中心。换句话说，主体中心线BCL延伸穿过形成环48A、48B的材料。主体中心线BCL距离外部侧表面114和内部侧表面116等距。环中心线RCL在环48A、48B的径向中心处延伸穿过空隙。环中心线RCL不延伸穿过形成环114的材料。外部前倾斜表面110和内部前倾斜表面112围绕BCL相对于彼此镜像。外部侧表面114和内部侧表面116围绕BCL相对于彼此镜像。外部后倾斜表面122和内部后倾斜表面124围绕BCL相对于彼此镜像。
图4是与活塞泵10的其余部分隔离的环48A和48B的详细截面图。如图所示，相邻表面112、114之间的接触点CP相较于外部侧表面114和内部侧表面116侧向地更靠近主体中心线BCL。类似地，相邻的环48A、48B之间的接触点CP相较于外部侧表面114和内部侧表面116侧向地更靠近前顶表面108和沟槽表面126。外部四分之一主体中心线OQBCL和内部四分之一主体中心线IQBCL与主体部中心线BCL平行。内部四分之一主体中心线IQBCL比外部四分之一主体中心线OQBCL侧向地更靠近环中心线RCL(图3A)。外部四分之一主体中心线OABCL是从外部侧表面114测量时横过环48A、48B的主体100的距离的四分之一，而内部四分之一主体中心线IQBCL是从外部侧表面114测量时横过环48A、48B的主体100的距离的四分之三。应注意的是，也可以以与四分之一主体中心线OQBCL和IQBCL类似的方式建立三分之一、五分之一、十分之一等主体中心线。如图所示，环48A、48B之间的所有接触位于外部四分之一主体中心线OQBCL与内部四分之一主体中心线IQBCL之间，使得环48A、48B在外部四分之一主体中心线OQBCL与内部四分之一主体中心线IQBCL之外不会侧向地彼此接触。换句话说，从截面视角看，环48A、48B之间的所有接触被限制在环形主体100的中心一半，并且环形主体100的内部和外部四分之一不彼此接触，而是由在表面110与122之间以及表面112与124之间的间隙G分开。在一些实施例中，从截面视角看，环48A、48B之间的所有接触被限制在环形主体100的中心三分之一，并且环48A、48B的主体100的内部和外部三分之一不彼此接触。在一些进一步的实施例中，环48A、48B之间的所有接触被限制在中心侧向四分之一。在一些实施例中，相邻的环48A、48B之间的所有接触被限制在由前顶表面108与外部顶部倾斜表面110和内部顶部倾斜表面112相交而形成的环形边缘。在图4中，与距离OQBCL或IQBCL相比，接触点CP距离BCL更近。
环包括外部凸角128和内部凸角130。外部凸角128由外部侧表面114、外部后边缘118和外部后倾斜表面122限定。内部凸角130由内部侧表面116、内部后边缘120和内部后倾斜表面124限定。当堆叠46处于压缩状态时，内部和外部凸角128、130可围绕接触点CP枢转，从而以扩散运动径向延伸以接合泵缸40和位移杆42的表面以便于密封。间隙G因此允许内部和外部凸角128、130的铰接(articulation)以便于密封，然而间隙G的缺失将会抑制这种移动并且使得密封更加困难。这样的铰接可以重复皮革环的类似弹簧的行为，而不会有皮革环的内边缘和外边缘磨损特性，并且不会有使用皮革环时导致的随时间推移的堆叠高度和密封性的相关降低。在采用交替的聚合物和皮革环的现有技术堆叠中，环的内部径向部分和外部径向部分具有密封接合和堆叠接合的双重功能，这导致堆叠高度和密封性能的降低。相比之下，堆叠46和32将环48A、48B或34A、34B的分别执行密封接合和堆叠接合的部分分开，使得由于密封接合而引起的摩擦磨损不会破坏堆叠高度。
另外，环48A、48B和34A、34B的几何形状使环48A、48B之间的袋P的尺寸最小化，以最小化压缩空气和/或介质的俘获。与经受相邻环之间的压力阱的传统包封件相比，通过相邻环的配合产生的袋P的小尺寸和向内位置提供了显著的益处。压力阱可以使包封堆叠膨胀，并可能导致额外的摩擦和磨损。相比之下，袋P是小的并且从密封边缘向内定位，在压力作用下时不会使包封件膨胀，并且不是额外的摩擦和磨损的来源。
图5A描绘了处于标称压缩状态的堆叠46，而图5B描绘了处于更大压缩状态的堆叠46。当活塞泵10不操作时，可能会经历图5A所示的标称压缩状态，而当活塞泵10正在主动泵送时，可能会经历图5B所示的更大相对压缩状态。如图5A所示，第一类型环48A和第二类型环48B的内部和外部侧表面114、116与泵缸40的内壁和位移杆42的外壁轻微地接合。然而，如图5B所示，当活塞泵10操作时(例如，由于压盖44和50移动而靠近在一起和/或由活塞泵10产生的内部流体压力)，堆叠46受到更大的压缩。压缩挤压堆叠46，迫使环48A、48B侧向地(即，径向)膨胀。与在标称压缩下的接触相比，这种膨胀导致第一类型环48A和第二类型环48B的外部和内部侧表面114、116以更大的力与泵缸40的内壁和位移杆42的外壁接合，从而防止在活塞泵10的操作期间通过堆叠46泄漏。压缩还导致袋P的体积减小。如图5A和5B所示，第一类型环48A和第二类型环48B的接触泵缸46和位移杆42的壁的外部和内部侧表面114、116的表面积由于在操作状态下的更大压缩而增加。
第二类型环48B在接触点CP处接合第一类型环48A，从图5A-5B所示的视角来看，接触点CP距离环48A、48B的主体中心线BCL比距离环48A、48B的内边缘和外边缘更近(图5A-5B是二维截面图，这样的接触被示出和描述为“点CP”，但是这种接触点是环形的)。例如，当第一类型环48A位于第二类型环48B的顶上时，这两个环之间的接触被限制在环48A、48B的靠近前顶表面108的芯，并且环48A、48B在其内部和外部径向部分附近彼此不接触。环48A、48B之间的接触被限制在芯(具体地，仅在接触点CP处)。环48A、48B在环48A、48B的接合泵缸40和位移杆42的表面的内部和外部径向部分附近彼此不接触。结果，环48A、48B的内部和外部侧表面114、116(泵接触缸46和位移杆42)的腐蚀将不会降低堆叠46的高度。堆叠46内的标称压缩将被保持，这允许堆叠46保持密封性能。
由于环48A、48B在其芯处彼此接合，而不是靠近内部和外部侧向部分，所以在相邻的环48A、48B之间存在间隙G。间隙G可以覆盖相邻的环48A、48B之间的大部分重叠。相邻环48A、48B之间的接触点CP受影响，通过使角度B(由表面122和124限定)大于角度A(由表面110和112限定)和/或前顶表面108宽于(在径向方向上)沟槽表面126。
发明人进行的测试表明，具有交替的不同类型的聚合物环的活塞涂料泵(与结合图2-5B所描述的泵在几何形状上相似)与具有现有技术中交替的聚合物和皮革环的活塞涂料泵相比，在失效之前泵送的涂料量是其2.5倍以上。
本公开是使用各种实施例来突出各个发明方面。可以对本文展示的实施例进行修改。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物替换其元件。此外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可以作出许多修改以使特定的情况或材料适应于本发明的教导。因此，本发明旨在不限于所公开的特定实施例，而是旨在本发明将包括落入随附附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (17)

1.一种包封堆叠，所述包封堆叠包括：
多个第一类型V形包封环，所述多个第一类型V形包封环由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料形成；和
多个第二类型V形包封环，所述多个第二类型V形包封环由润滑剂填充的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料形成并且具有与所述第一类型V形包封环基本上相同的几何形状，每个第二类型V形包封环定位成邻近所述第一类型V形包封环之一；
其中所述第一类型V形包封环和所述第二类型V形包封环中的每个具有环形凸前肋部分和环形凹槽部分；
其中所述环形凸前肋部分包括环形前顶表面、环形外部前倾斜表面、环形内部前倾斜表面、环形外部侧表面和环形内部侧表面；
其中所述环形凹槽部分包括环形沟槽表面、环形外部后倾斜表面，环形内部后倾斜表面、环形外部后边缘表面和环形内部后边缘表面；
其中在所述包封堆叠中，在邻近的环形外部前倾斜表面与环形外部后倾斜表面之间以及在邻近的环形内部前倾斜表面与环形内部后倾斜表面之间定位有间隙；并且
其中所述环形前顶表面比所述环形沟槽表面宽且平行于所述环形沟槽表面，在邻近的所述环形外部前倾斜表面与所述环形外部后倾斜表面之间以及在邻近的所述环形内部前倾斜表面与所述环形内部后倾斜表面之间形成间隙。
2.根据权利要求1所述的包封堆叠，
其中所述环形外部前倾斜表面在所述环形前顶表面与所述环形外部侧表面之间延伸；并且
其中所述环形内部前倾斜表面在所述环形前顶表面之间延伸。
3.根据权利要求1所述的包封堆叠，
其中所述环形外部后倾斜表面在所述环形沟槽表面与所述环形外部后边缘表面之间延伸；
其中所述环形内部后倾斜表面在所述环形沟槽表面与所述环形内部后边缘表面之间延伸；
其中所述环形外部后边缘表面在所述环形外部后倾斜表面与所述环形外部侧表面之间延伸；并且
其中所述环形内部后边缘表面在所述环形内部后倾斜表面与所述环形内部侧表面之间延伸。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的包封堆叠，
其中所述环形外部前倾斜表面和所述环形内部前倾斜表面形成第一角度；并且
其中所述环形外部后倾斜表面和所述环形内部后倾斜表面形成大于所述第一角度的第二角度。
5.根据权利要求4所述的包封堆叠，其中所述第一角度为大约90°，并且所述第二角度为大约95°。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的包封堆叠，其中每个第二类型V形包封环的所述前肋被配置成在接触点处接触邻近的第一类型V形包封环的后槽，所述接触点被定位成与距离所述第二类型V形包封环的所述外部侧表面或所述内部侧表面相比，所述接触点距离通过所述环形前顶表面和所述沟槽表面的主体中心线更近。
7.一种包封堆叠，所述包封堆叠包括：
多个V形包封环，所述多个V形包封环布置成堆叠，其中所述V形包封环中的每个具有环形凸前肋部分和环形凹槽部分；
其中所述环形凸前肋部分包括环形前顶表面、环形外部前倾斜表面、环形内部前倾斜表面、环形外部侧表面和环形内部侧表面；
其中所述环形凹槽部分包括环形沟槽表面、环形外部后倾斜表面、环形内部后倾斜表面、环形外部后边缘表面和环形内部后边缘表面；
其中所述环形前顶表面比所述环形沟槽表面宽；
其中所述环形外部前倾斜表面在所述环形前顶表面与所述环形外部侧表面之间延伸；
其中所述环形内部前倾斜表面在所述环形前顶表面与所述环形内部侧表面之间延伸；
其中所述环形外部后倾斜表面在所述环形沟槽表面与所述环形外部后边缘表面之间延伸；
其中所述环形内部后倾斜表面在所述环形沟槽表面与所述环形内部后边缘表面之间延伸；
其中所述环形外部后边缘表面在所述环形外部后倾斜表面与所述环形外部侧表面之间延伸；
其中所述环形内部后边缘表面在所述环形内部后倾斜表面与所述环形内部侧表面之间延伸；
其中所述环形外部前倾斜表面在所述环形内部前倾斜表面处形成第一角度；
其中所述环形外部后倾斜表面和所述环形内部后倾斜表面形成大于所述第一角度的第二角度；
其中每个V形包封环的所述前肋被配置成在接触点处接触邻近的V形包封环的后槽，所述接触点被定位成与距离所述V形包封环的所述外部侧表面或所述内部侧表面相比，所述接触点距离通过所述环形前顶表面和所述沟槽表面的主体中心线更近；并且
其中所述V形包封环中的每一个的内部凸角和外部凸角可以围绕所述接触点枢转以径向延伸。
8.根据权利要求7所述的包封堆叠，其中所述多个V形包封环包括：
多个第一类型V形包封环，所述多个第一类型V形包封环由第一聚合物材料形成；和
多个第二类型V形包封环，所述多个第二类型V形包封环由第二聚合物材料形成，每个第二类型V形包封环定位成邻近所述第一类型V形包封环之一。
9.根据权利要求8所述的包封堆叠，其中所述第二聚合物材料是润滑剂填充的聚合物。
10.根据权利要求8所述的包封堆叠，其中所述第一聚合物材料是超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。
11.根据权利要求8、9或10所述的包封堆叠，其中所述第二聚合物材料是油填充的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。
12.根据权利要求8、9或10所述的包封堆叠，其中所述第二聚合物材料是碳填充的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。
13.根据权利要求7至10中任一项所述的包封堆叠，其中所述第一角度为大约90°，并且所述第二角度为大约95°。
14.根据权利要求7至10中任一项所述的包封堆叠，其中在所述包封堆叠中，在邻近的外部前倾斜表面与外部后倾斜表面之间以及在邻近的内部前倾斜表面与内部后倾斜表面之间定位有间隙。
15.一种包封堆叠，所述包封堆叠包括：
多个第一类型V形包封环，所述多个第一类型V形包封环由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料形成；和
多个第二类型V形包封环，所述多个第二类型V形包封环由润滑剂填充的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料形成并且具有与所述第一类型V形包封环基本上相同的几何形状，每个第二类型V形包封环定位成邻近所述第一类型V形包封环之一；
其中所述第一类型V形包封环和所述第二类型V形包封环中的每个具有环形凸前肋部分和环形凹槽部分；
其中所述环形凸前肋部分包括环形前顶表面、环形外部前倾斜表面、环形内部前倾斜表面、环形外部侧表面和环形内部侧表面；
其中所述环形凹槽部分包括环形沟槽表面、环形外部后倾斜表面，环形内部后倾斜表面、环形外部后边缘表面和环形内部后边缘表面；
其中每个第二类型V形包封环的所述前肋被配置成在接触点处接触邻近的第一类型V形包封环的后槽，所述接触点被定位成与距离所述第二类型V形包封环的所述外部侧表面或所述内部侧表面相比，所述接触点距离通过所述环形前顶表面和所述沟槽表面的主体中心线更近；并且
其中在所述包封堆叠中，在邻近的外部前倾斜表面与外部后倾斜表面之间以及在邻近的内部前倾斜表面与内部后倾斜表面之间定位有间隙。
16.一种包封堆叠，所述包封堆叠包括：
多个V形包封环，所述多个V形包封环布置成堆叠，其中所述V形包封环中的每个具有环形凸前肋部分和环形凹槽部分；
其中所述环形凸前肋部分包括环形前顶表面、环形外部前倾斜表面、环形内部前倾斜表面、环形外部侧表面和环形内部侧表面；
其中所述环形凹槽部分包括环形沟槽表面、环形外部后倾斜表面、环形内部后倾斜表面、环形外部后边缘表面和环形内部后边缘表面；
其中所述环形前顶表面比所述环形沟槽表面宽；
其中所述环形外部前倾斜表面在所述环形前顶表面与所述环形外部侧表面之间延伸；
其中所述环形内部前倾斜表面在所述环形前顶表面与所述环形内部侧表面之间延伸；
其中所述环形外部后倾斜表面在所述环形沟槽表面与所述环形外部后边缘表面之间延伸；
其中所述环形内部后倾斜表面在所述环形沟槽表面与所述环形内部后边缘表面之间延伸；
其中所述环形外部后边缘表面在所述环形外部后倾斜表面与所述环形外部侧表面之间延伸；
其中所述环形内部后边缘表面在所述环形内部后倾斜表面与所述环形内部侧表面之间延伸；
其中所述环形外部前倾斜表面在所述环形内部前倾斜表面处形成第一角度；
其中所述环形外部后倾斜表面和所述环形内部后倾斜表面形成大于所述第一角度的第二角度；
其中在所述包封堆叠中，在邻近的外部前倾斜表面与外部后倾斜表面之间以及在邻近的内部前倾斜表面与内部后倾斜表面之间定位有间隙；并且
其中所述V形包封环中的每一个的内部凸角和外部凸角可以在所述间隙中枢转以径向延伸。
17.一种包封堆叠，所述包封堆叠包括：
多个V形包封环，所述多个V形包封环布置成堆叠，其中所述V形包封环中的每个具有环形凸前肋部分和环形凹槽部分；
其中所述环形凸前肋部分包括环形前顶表面、环形外部前倾斜表面、环形内部前倾斜表面、环形外部侧表面和环形内部侧表面；
其中所述环形凹槽部分包括环形沟槽表面、环形外部后倾斜表面、环形内部后倾斜表面、环形外部后边缘表面和环形内部后边缘表面；
其中所述环形前顶表面比所述环形沟槽表面宽；
其中所述环形外部前倾斜表面在所述环形前顶表面与所述环形外部侧表面之间延伸；
其中所述环形内部前倾斜表面在所述环形前顶表面与所述环形内部侧表面之间延伸；
其中所述环形外部后倾斜表面在所述环形沟槽表面与所述环形外部后边缘表面之间延伸；
其中所述环形内部后倾斜表面在所述环形沟槽表面与所述环形内部后边缘表面之间延伸；
其中所述环形外部后边缘表面在所述环形外部后倾斜表面与所述环形外部侧表面之间延伸；
其中所述环形内部后边缘表面在所述环形内部后倾斜表面与所述环形内部侧表面之间延伸；
其中所述环形外部前倾斜表面在所述环形内部前倾斜表面处形成第一角度；
其中所述环形外部后倾斜表面和所述环形内部后倾斜表面形成大于所述第一角度的第二角度；
其中所述环形前顶表面与所述环形沟槽表面平行；并且
其中所述环形前顶表面在邻近的所述环形外部前倾斜表面与所述环形外部后倾斜表面之间以及在邻近的所述环形内部前倾斜表面与所述环形内部后倾斜表面之间形成间隙。
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