CN110541887A - 密封装置及轴承 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种密封装置及轴承，该密封装置用于密封由第一构件和第二构件围成的环状空间，所述密封装置包括环状延伸的密封唇，所述密封唇包括密封唇基体和从所述密封唇基体的至少一个密封表面凸出的多个凸起，所述多个凸起在轴向和/或周向上分开，所述凸起的表面具有疏水材料形成的疏水层。通过采用上述技术方案，本发明的密封装置通过在密封唇上设置表面具有疏水层的凸部，使泥水和油脂均能远离密封唇，降低这两种物质交换的风险和密封唇的磨损，从而保证了密封效果。

Description

密封装置及轴承

技术领域

本发明涉及密封技术，特别涉及一种密封装置及轴承。

背景技术

在现有技术中，盒式密封装置被广泛用于各种轴承，用于防止轴承外部的污染物、水侵入轴承内部并且防止轴承内部的油脂泄漏。

如图1所示的盒式密封装置包括骨架1、密封唇2、弹簧3和抛油环4。骨架1和抛油环4为具有大致“L”形截面的环状，骨架的轴向部分11与抛油环的轴向部分41大致平行，并且骨架的轴向部分11位于抛油环的轴向部分41的径向外侧。骨架的径向部分12与抛油环的径向部分42大致平行，并且骨架的径向部分12位于抛油环的径向部分42的轴向A上的一侧。骨架的轴向部分11、骨架的径向部分12、抛油环的轴向部分41和抛油环的径向部分42共同围成内腔5。

密封唇2接着于骨架1，密封唇2包括第一密封唇21、第二密封唇22和第三密封唇23，第一密封唇21和第二密封唇22伸入内腔5中分别与抛油环的径向部分42和抛油环的轴向部分41抵接。具体地，第一密封唇21向抛油环的径向部分42延伸的同时向骨架的轴向部分21延伸，第二密封唇22向抛油环的轴向部分41延伸的同时向抛油环的径向部分42延伸，通过弹簧3对第二密封唇22施加压力，使第二密封唇22抵接抛油环的轴向部分41。第三密封唇23向抛油环的径向部分42延伸的同时向抛油环的轴向部分41延伸，第三密封唇23用于与第一构件(例如，轴或轴承内圈)形成密封。

密封唇由橡胶材料制成，橡胶材料具有亲水性，密封唇溅到水时，水会将密封唇润湿。特别是，当密封唇附着有灰尘时，水更容易吸附在密封唇上，形成泥水。当灰尘附着在密封唇附近，溅上少量的水就会形成泥水并可能流向密封处，导致密封唇磨损和密封效果劣化，甚至造成密封的泄露。

发明内容

为了避免泥水润湿密封唇而导致密封唇磨损和密封失效，本发明提供一种改进的密封装置及包括该密封装置的轴承。

提供一种密封装置，其用于密封由第一构件和第二构件围成的环状空间，所述密封装置包括环状延伸的密封唇，所述密封唇包括密封唇基体和从所述密封唇基体的至少一个密封表面凸出的多个凸起，所述多个凸起在轴向和/或周向上分开，所述凸起的表面具有疏水材料形成的疏水层。

在至少一个实施方式中，所述密封装置为盒式密封装置，所述密封装置还包括：

环状的骨架，所述密封唇接着于所述骨架；以及

环状的抛油环，所述密封唇中的至少一个密封唇与所述抛油环形成密封。

在至少一个实施方式中，所述密封唇中的至少一个密封唇用于与所述第一构件形成密封。

在至少一个实施方式中，所述多个凸起在所述密封唇基体的密封表面排列形成点状的阵列，使得所述多个凸起的自由端能够共同支撑液滴。

在至少一个实施方式中，所述凸起为条状，所述多个凸起彼此间隔地沿周向排列，所述凸起的自由端用于与所述第一构件接触，在所述密封装置的包括所述凸起的轴向截面中，所述密封唇基体、所述凸起和所述第一构件围成封闭空间。

在至少一个实施方式中，所述凸起为条状，所述多个凸起彼此间隔地沿周向排列，所述凸起的自由端与所述抛油环接触，在所述密封装置的包括所述凸起的轴向截面中，所述密封唇基体、所述凸起和所述抛油环围成封闭空间。

在至少一个实施方式中，所述密封唇包括第一密封唇、第二密封唇和第三密封唇，所述第一密封唇抵接于所述抛油环的径向部分，所述第二密封唇抵接于所述抛油环的轴向部分，所述第三密封唇位于所述第二密封唇的轴向一侧，所述第三密封唇用于与所述第一构件形成密封。

在至少一个实施方式中，所述凸起为条状并相对于所述密封装置的轴向或径向倾斜地延伸。

在至少一个实施方式中，所述疏水材料为PTEE。

提供一种轴承，其包括根据本发明的密封装置。

通过采用上述技术方案，本发明的密封装置通过在密封唇上设置表面具有疏水层的凸部，使泥水和油脂均能远离密封唇，降低这两种物质交换的风险和密封唇的磨损，从而保证了密封效果。

附图说明

图1示出了一种现有技术的盒式密封装置的结构示意图。

图2示出了根据本发明的第一实施方式的盒式密封装置的结构示意图。

图3示出了根据本发明的第一实施方式的盒式密封装置的第一密封唇的结构示意图。

图4示出了根据本发明的第一实施方式的盒式密封装置的第二密封唇的结构示意图。

图5示出了根据本发明的第一实施方式的盒式密封装置的一个密封唇的密封表面溅有水的示意图。

图6示出了根据本发明的第二实施方式的盒式密封装置的结构示意图。

图7示出了根据本发明的第二实施方式的盒式密封装置的凸起的结构示意图。

图8示出了图7的剖视图。

附图标记说明

1骨架 11骨架的轴向部分 12骨架的径向部分 2密封唇 21第一密封唇 211第一密封唇的密封唇基体 212第一密封唇的密封唇基体的内侧面 213第一密封唇的密封唇基体的端面 22第二密封唇 221第二密封唇的密封唇基体 222第二密封唇的外侧面 223第二密封唇的密封唇基体的内侧面 23第三密封唇 231第三密封唇的密封唇基体 232第三密封唇的密封唇基体的内侧面 233第三密封唇的密封唇基体的端面 3弹簧 4抛油环 41抛油环的轴向部分 42抛油环的径向部分 5内腔 6A、6B、6C凸起 7水滴

A轴向 R径向 C周向。

具体实施方式

以下将结合说明书附图来详细说明本发明的具体实施方式。首先需要说明的是，在以下的具体实施方式中，如无特别说明，“轴向A”、“径向R”和“周向C”分别是指盒式密封装置的的轴向A、径向R和周向C。“轴向A上的一侧”是指图2和图6中的左侧。

第一实施方式

如图2至图5所示，根据本发明的第一实施方式的盒式密封装置包括骨架1、密封唇2、弹簧3和抛油环4。该密封装置可以用于密封由第一构件和第二构件围成的环状空间。该密封装置用于滚动轴承密封时，第一构件为轴承的内圈，第二构件为轴承的外圈，其防止污染物或水进入轴承的内部，并且防止轴承内部的油脂泄漏。该密封装置用于轴与壳体之间的密封时，第一构件可以为轴，第二构件可以为壳体，其防止污染物或水进入壳体的内部，并且防止壳体内部的油脂泄漏。应当理解，图2中的左侧为密封装置(轴承或壳体)的外侧，图2中的右侧为密封装置(轴承或壳体)的内侧。

骨架和抛油环为具有大致“L”形截面的环状，骨架1包括轴向部分11和径向部分12，抛油环4包括轴向部分41和径向部分42。骨架的轴向部分11与抛油环的轴向部分41大致平行，并且骨架的轴向部分11位于抛油环的轴向部分41的径向外侧。骨架的径向部分12与抛油环的径向部分42大致平行，并且骨架的径向部分12位于抛油环的径向部分42的轴向A上的一侧(外侧)。骨架的轴向部分11、骨架的径向部分12、抛油环的轴向部分41和抛油环的径向部分42共同围成内腔5。

骨架1和抛油环4由例如金属的硬质材料制成，密封唇2的密封唇基体由例如橡胶的软质材料制成。密封唇2环状地延伸，密封唇2接着于骨架1。密封唇2包括第一密封唇21、第二密封唇22和第三密封唇23，第一密封唇21和第二密封唇22伸入内腔5中分别与抛油环的径向部分42和抛油环的轴向部分41接触形成密封。具体地，第一密封唇21向抛油环的径向部分42延伸的同时向骨架的轴向部分11延伸，第二密封唇22向抛油环的轴向部分41延伸的同时向抛油环的径向部分42延伸，通过弹簧3对第二密封唇的径向外侧面222施加压力，使第二密封唇的密封唇基体221的径向内侧面223抵接抛油环的轴向部分41。

如图3所示，第一密封唇21包括密封唇基体211和从密封唇基体211的密封表面凸出的多个凸起6A。第一密封唇的密封唇基体211包括径向内侧面212和径向内侧面212与径向外侧面之间的端面213。第一密封唇的密封唇基体的内侧面212和第一密封唇的密封唇基体的端面213是第一密封唇基体211与抛油环的径向部分42形成密封的密封表面。第一密封唇的密封唇基体的内侧面212和/或第一密封唇的密封唇基体的端面213设置有多个凸起6A。多个凸起6A排列形成点状的阵列，点状的阵列可以是规则的阵列或不规则的阵列。非限制性的，该凸起6A可以为凸出于第一密封唇的密封唇基体211的圆柱状凸起。在第一密封唇21的同一轴向位置，可以沿着周向C设置多个间隔开的凸起6A。

应当理解，为使附图中的各部件或结构清楚易懂，某些部件或结构可能被缩小或放大。

凸起6A的表面具有疏水材料形成的疏水层，第一密封唇的密封唇基体211的密封表面也可以具有疏水材料形成的疏水层。具体的，疏水材料可以例如为PTEE。需要说明的是，PTEE材料不仅具有疏水的特性，同时具有疏油的特性、不易粘灰尘的特性。因此，接触密封唇的水和油脂均不会润湿密封唇而容易在密封唇的表面流动。同时PTEE材料的摩擦系数低，还具有润滑的作用。

图5示出了第一密封唇的密封唇基体211的密封表面溅有水的状态，凸起6A和水接触时，水和凸起6A之间的接触角大于90°，从而使水在多个凸起6A的自由端的表面形成水滴7，由多个凸起6A支撑水滴7。在水溅到密封唇2时，水不会润湿密封唇2，而是形成水滴7，随着密封装置的运动水滴7从密封唇2流过。

如图4所示，第二密封唇22包括密封唇基体221和从密封唇基体221的密封表面凸出的多个凸起6A和6B。第二密封唇的密封唇基体221包括径向内侧面223和径向外侧面222，第二密封唇的密封唇基体的内侧面223是第二密封唇的密封唇基体221与抛油环的轴向部分41形成密封的密封表面。第二密封唇的密封唇基体的内侧面223设置有多个凸起6A和6B。第二密封唇的密封唇基体的内侧面223形成为截面为“V”字形的两段环状面。在该实施方式中，第二密封唇的密封唇基体的内侧面223中位于轴向A上的一侧的凸起6B为三棱柱状的凸起6B，凸起6B沿密封装置的轴向A的截面形状为三角形。第二密封唇的密封唇基体的内侧面223中位于轴向A上的另一侧(内侧)的凸起6A为圆柱状凸起6A。多个凸起6A、6B排列形成点状的阵列，点状的阵列可以是规则的阵列或不规则的阵列。凸起6A、6B的表面具有疏水材料形成的疏水层，第二密封唇22的密封唇基体221的密封表面也可以具有疏水材料形成的疏水层。在水溅到第二密封唇22时，由多个凸起6A、6B支撑水滴，随着密封装置的运动水滴从第二密封唇22流过。

第一密封唇的密封唇基体的端面213和第一密封唇的密封唇基体内侧面212的凸起6A可以使水或油不润湿第一密封唇的密封唇基体211的两个密封表面，从而降低第一密封唇21的两侧的物质交换的风险。第二密封唇的密封唇基体的内侧面223的凸起6A和6B可以使水或油不润湿第二密封唇的密封唇基体221的两个密封表面，从而降低第二密封唇22的两侧的物质交换的风险。并且没有泥水保持在密封表面也避免密封唇2的磨损，从而保证了密封效果并延长了密封装置的寿命。

第三密封唇23位于第二密封唇22的轴向A上的一侧，第三密封唇23用于与第一构件形成密封。具体地，第三密封唇23向抛油环的径向部分42延伸的同时向抛油环的轴向部分41延伸，第三密封唇23的自由端与第一构件接触形成密封。

第三密封唇23包括密封唇基体231和从密封唇基体231的密封表面凸出的多个凸起。第三密封唇的密封唇基体231包括径向内侧面232和径向内侧面232与径向外侧面之间的端面233。第三密封唇的密封唇基体的内侧面232和第三密封唇的密封唇基体的端面233是第三密封唇的密封唇基体231与第一构件形成密封的密封表面。第三密封唇的密封唇基体的内侧面232和/或第三密封唇的密封唇基体的端面233可以设置多个凸起，使水或油不润湿第三密封唇的密封唇基体231的密封表面，从而降低第三密封唇23的两侧的物质交换的风险。

第二实施方式

如图6所示，根据本发明的第二实施方式的密封装置包括骨架1、密封唇2、弹簧3和抛油环4。在第二实施方式的密封装置中骨架1、密封唇2、弹簧3和抛油环4的结构与第一实施方式的密封装置中的相同。第二实施方式与第一实施方式相比仅凸起的结构不同。

如图7和图8所示，第二密封唇的密封唇基体的内侧面223设置有凸起6C，凸起6C为条状，多个凸起6C彼此间隔地沿周向C排列形成锥状。凸起6C相对于轴向A或径向R倾斜地延伸，从而使凸起6C保持在稳定状态，不容易摆动。在密封装置的包括凸起6C的轴向截面中，凸起6C、抛油环4和第二密封唇的密封唇基体221围成封闭空间。凸起6C的表面具有疏水材料形成的疏水层，第二密封唇的密封唇基体221的密封表面也可以具有疏水材料形成的疏水层。具体的，疏水材料可以例如为PTEE。

在水或油溅到第二密封唇22时，水或油不会润湿第二密封唇22，而是在至少两个凸起6C的间隙处或多个凸起6C的表面形成水滴或油滴。随着密封装置的运动，水滴或油滴在凸起6C上可以沿着凸起6C的延伸方向流走，从而水或油无法进入封闭空间，远离了第二密封唇的密封唇基体221和抛油环4的密封表面。也就是说，水或油不会润湿第二密封唇的密封唇基体221与抛油环4的密封表面，从而降低其两侧的物质交换的风险，保证了密封效果。

在以上的具体实施方式中对本发明的具体技术方案进行了详细地阐述，但是还需要说明的是：

(1)第一实施方式中，凸起6A、6B为圆柱状或三棱柱状，然而本发明不限于此，凸起6A、6B还可以是锥形、长方体等其他形状，仅需要使凸起6A、6B凸出于密封唇的密封唇基体的密封表面即可。

(2)第一实施方式中，第二密封唇22的凸起6B与第二密封唇22及第一密封唇21的凸起6A结构不同，然而本发明不限于此，每个密封唇的凸起的结构可以是相同的也可以不同。

(3)第二实施方式中，设置于第二密封唇的凸起6C还可以设置于第一密封唇21，此时，在密封装置的包括凸起6C的轴向截面中，第一密封唇21的密封唇基体、凸起6C和抛油环4围成封闭空间。

(4)第二实施方式中，设置于第二密封唇的凸起6C还可以设置于第三密封唇23，此时，在密封装置包括凸起6C的轴向截面中，第三密封唇23的密封唇基体、凸起6C和第一构件围成封闭空间。

(5)第二实施方式中，凸起6C为条状，其可以是长方体、圆柱体等形状。

(6)在同一个密封装置的密封表面中，多个凸起6A、6B、6C的尺寸可以是相同的，也可以是不同的。

(7)上述实施方式中使用的疏水材料为PTEE，然而本发明不限于此，疏水材料可以是任意种类的疏水材料，疏水材料可以以喷涂等方式施加到凸起。

Claims (10)

1.一种密封装置，其用于密封由第一构件和第二构件围成的环状空间，所述密封装置包括环状延伸的密封唇，所述密封唇包括密封唇基体和从所述密封唇基体的至少一个密封表面凸出的多个凸起，所述多个凸起在轴向和/或周向上分开，所述凸起的表面具有疏水材料形成的疏水层。

2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述密封装置为盒式密封装置，所述密封装置还包括：

环状的骨架，所述密封唇接着于所述骨架；以及

环状的抛油环，所述密封唇中的至少一个密封唇与所述抛油环形成密封。

3.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述密封唇中的至少一个密封唇用于与所述第一构件形成密封。

4.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述多个凸起在所述密封唇基体的密封表面排列形成点状的阵列，使得所述多个凸起的自由端能够共同支撑液滴。

5.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述凸起为条状，所述多个凸起彼此间隔地沿周向排列，所述凸起的自由端用于与所述第一构件接触，在所述密封装置的包括所述凸起的轴向截面中，所述密封唇基体、所述凸起和所述第一构件围成封闭空间。

6.根据权利要求2所述的密封装置，其特征在于，所述凸起为条状，所述多个凸起彼此间隔地沿周向排列，所述凸起的自由端与所述抛油环接触，在所述密封装置的包括所述凸起的轴向截面中，所述密封唇基体、所述凸起和所述抛油环围成封闭空间。

7.根据权利要求2所述的密封装置，其特征在于，所述密封唇包括第一密封唇、第二密封唇和第三密封唇，所述第一密封唇抵接于所述抛油环的径向部分，所述第二密封唇抵接于所述抛油环的轴向部分，所述第三密封唇位于所述第二密封唇的轴向一侧，所述第三密封唇用于与所述第一构件形成密封。

8.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述凸起为条状并相对于所述密封装置的轴向或径向倾斜地延伸。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的密封装置，其特征在于，所述疏水材料为PTEE。

10.一种轴承，其特征在于，所述轴承包括权利要求1至9中任一项所述的密封装置。