CN110848392A - 一种密封结构及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及密封技术领域，具体公开了一种密封结构及发动机，该密封结构包括内环和外环，内环套设于轴件且与轴件密封配合，外环套设于内环且与内环间隙配合，外环密封设置于安装孔，内环的外周面上沿内环的周向间隔设置的多个动压槽，外环上设有封闭的弹性腔，弹性腔呈环形且设置于动压结构的外周。由于外环和内环间隙配合，能够避免内环和外环接触磨损，即便轴件偏心时，内环与外环在一侧相互靠近，动压槽在该处能够提供较大的动压力使内环和外环分离，从而避免内环和外环接触磨损，同时，弹性腔在该处会被压缩，进而会导致弹性腔气压增大，使弹性腔在被压缩之外的其余位置向内环侧凸出，保证内环和外环之间的密封间隙稳定，保证密封的可靠性。

Description

一种密封结构及发动机

技术领域

本发明涉及密封技术领域，尤其涉及一种密封结构及发动机。

背景技术

目前，密封结构常用于对转动的轴件和配合的孔件进行密封，在柴油机的水泵、油泵以及曲轴上均有应用。需要注意的是，部分情况下密封结构需要将轴件和孔件完全密封，但也有一些情况下，密封结构需要保证轴件两侧的流体介质能够保持一定的流通量。

以曲轴上的油封为例，曲轴油封多采用接触式橡塑密封，通过橡胶材质的密封结构将曲轴和飞轮壳之间实现全部密封或部分密封，但是，由于油封结构为接触式结构，其直接连接曲轴和飞轮壳，随着发动机运行时间的延长，会发生磨损现象。特别当曲轴发生偏心转动时，磨损现象更加严重。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种密封结构及发动机，以解决现有技术中轴件偏心转动时，容易导密封结构磨损加快的问题。

一方面，本发明提供一种密封结构，该密封结构用于连接轴件和孔件，所述孔件上设有安装孔，所述密封结构包括套设于所述轴件且与所述轴件密封配合的内环，以及套设于所述内环且与所述内环间隙配合的外环，所述外环密封设置于所述安装孔，所述内环的外周面上设有动压结构，所述动压结构包括多个沿所述内环的周向间隔设置的动压槽，所述外环上设有封闭的弹性腔，所述弹性腔呈环形且设置于所述动压结构的外周。

作为密封结构的优选技术方案，沿所述内环的轴向方向，所述内环的外周面上间隔设有N个所述动压结构，沿所述外环的轴向方向，所述外环上设有N个所述弹性腔，N个所述弹性腔与N个所述动压结构一一对应设置，N为大于等于2的整数。

作为密封结构的优选技术方案，所述外环包括：

外环座，所述外环座的外周面与所述安装孔的内壁密封配合，所述外环座的内侧设有N个环槽，N个所述环槽沿所述外环座的轴向间隔设置；

弹性环，所述弹性环间隙套设于所述内环且穿设于所述外环座，所述弹性环将各个所述环槽的槽口封闭，以形成N个所述弹性腔。

作为密封结构的优选技术方案，所述外环座的内周面上凸设有M个隔板，M＝N+1，M个所述隔板沿所述外环座的轴向间隔设置，相邻两个所述隔板之间形成所述环槽；

所述弹性环的外侧上设有M个插槽，M个所述插槽与M个所述隔板一一对应插接，以使所述弹性环将所述环槽的槽口封闭。

作为密封结构的优选技术方案，所述外环座的外表面还设有两个凸缘，两个所述凸缘分别位于所述外环座轴向的两端，M个所述隔板均位于两个所述凸缘之间，各所述凸缘均与相邻的所述隔板之间形成缓冲槽。

作为密封结构的优选技术方案，所述内环的内表面设有M个凹槽，任意相邻两个所述凹槽之间均设置有一个所述动压结构，所述弹性环的内周面上设有M个翅片，M个所述翅片一一对应地插入M个所述凹槽，且所述翅片与对应的所述凹槽的底壁间隙配合。

作为密封结构的优选技术方案，所述弹性环由橡胶材质制成。

作为密封结构的优选技术方案，所述外环座由刚性材质制成，且所述外环座与所述安装孔过盈配合。

作为密封结构的优选技术方案，N个所述动压结构沿所述内环的轴向方向等间隔设置。

另一方面，本发明提供一种发动机，包括上述任一方案中的密封结构，轴件为曲轴，孔件为飞轮壳。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种密封结构及发动机，该密封结构用于连接轴件和孔件，孔件上设有安装孔，密封结构包括内环和外环，内环套设于轴件且与轴件密封配合，外环套设于内环且与内环间隙配合，外环密封设置于安装孔，内环的外周面上设有动压结构，动压结构包括多个沿内环的周向间隔设置的动压槽，外环上设有封闭的弹性腔，弹性腔呈环形且设置于动压结构的外周。由于外环和内环间隙配合，在轴件带动内环转动时，能够避免内环和外环之间的磨损，即便当轴件偏心转动时，轴件带动内环向靠近内环，动压槽在内环和外环相互靠近的位置的动压力增大，迫使弹性腔在此处被压缩，使内环和外环分离，从而避免轴件偏心时内环和外环接触磨损，同时，由于弹性腔为封闭结构，弹性腔被压缩会导致其内部气体压力增大，进而会导致弹性腔在被压缩之外的其余位置向内环侧凸出，依旧能够保证内环和外环之间的密封间隙保持稳定，保证密封的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例中密封结构的结构示意图；

图2为本发明实施例中密封结构的剖视图；

图3为本发明实施例中内环的剖视图；

图4为本发明实施例中弹性环的结构示意图。

图中：

1、外环；11、外环座；111、环槽；112、隔板；113、凸缘；114、缓冲槽；12、弹性环；121、插槽；122、翅片；13、弹性腔；

2、内环；21、动压槽；22、凹槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1～4所示，本实施例提供一种密封结构，该密封结构用于连接轴件和孔件，孔件上设有安装孔，密封结构包括内环2和外环1，内环2套设于轴件且与轴件密封配合，外环1套设于内环2且与内环2间隙配合，外环1密封设置于安装孔，内环2的外周面上设有动压结构，动压结构包括多个沿内环2的周向间隔设置的动压槽21，外环1上设有封闭的弹性腔13，弹性腔13呈环形且设置于动压结构的外周。可以理解的是，由于外环1和内环2间隙配合，从而少量的流体介质能够沿轴件的轴向方向经由内环2和外环1之间的缝隙，从密封结构的一侧流向另一侧。

本实施例提供的密封结构，由于外环1和内环2间隙配合，在轴件带动内环2转动时，能够避免内环2和外环1之间的磨损，即便当轴件偏心转动时，例如轴件带动内环2并使内环2的上端与外环1的上端抵接，由于内环2的外周面上设有动压槽21，动压槽21在内环2的上端和外环1的上端产生的动压力增大，迫使弹性腔13在位于外环1上端的部分压缩，使内环2和外环1分离，从而避免轴件偏心时内环2和外环1接触磨损，同时，由于弹性腔13为封闭结构，弹性腔13被压缩会导致其内部气体压力增大，进而会导致弹性腔13在位于外环1上端之外的其他部分向内环2侧凸出，特别是与外环1上端相对的外环1下端凸出最为明显，以弥补轴件偏心导致的内环2下端和外环1下端间隙的增大，从而在轴件偏心的情况下，依旧能够保证内环2和外环1之间的密封间隙保持稳定，保证密封的可靠性。

可选地，沿内环2的轴向方向，内环2的外周面上间隔设有N个动压结构，沿外环1的轴向方向，外环1上设有N个弹性腔13，N个弹性腔13与N个动压结构一一对应设置，N为大于等于2的整数。N的具体数值可以根据需要进行设置。具体地，外环1包括外环座11和弹性环12，外环座11的外周面与安装孔的内壁密封配合，外环座11的内侧设有N个环槽111，N个环槽111沿外环座11的轴向间隔设置；弹性环12间隙套设于内环2且穿设于外环座11，弹性环12将各个环槽111的槽口封闭，以形成N个弹性腔13。优选的，弹性环12由橡胶材质制成。外环座11由刚性材质制成，且外环座11与安装孔过盈配合。在其他的实施例中，也可以通过硫化工艺使外环座11与弹性环12设置为一体结构。并且外环1也可以选择弹性材质制成。

具体地，如图2所示，外环座11的内周面上凸设有M个隔板112，M＝N+1，M个隔板112沿外环座11的轴向间隔设置，相邻两个隔板112之间形成环槽111；弹性环12的外侧上设有M个插槽121，M个插槽121与M个隔板112一一对应插接，以使弹性环12将环槽111的槽口封闭。

可选地，外环座11的内表面还设有两个凸缘113，两个凸缘113分别位于外环座11轴向的两端，M个隔板112均位于两个凸缘113之间，各凸缘113均与相邻的隔板112之间形成缓冲槽114。通过设置缓冲槽114，能够稳定通过内环2和外环1之间缝隙的流体介质的流速。

可选地，内环2的外表面设有M个凹槽22，任意相邻两个凹槽22之间设置有一个动压结构，弹性环12的内周面上设有M个翅片122，M个翅片122一一对应地插入M个凹槽22，且翅片122与对应的凹槽22的底壁间隙配合。通过设置翅片122结构和凹槽22结构，可形成迷宫通道，使流体介质沿轴件的轴向方向由密封结构的一侧流向另一侧时，曲折流动，能够降低流体介质的流速。

可选地，N个动压结构沿内环2的轴向方向等间隔设置。

本实施例还提供一种发动机，包括上述方案中的密封结构，轴件为曲轴，孔件为飞轮壳，飞轮壳上设有安装孔，内环2密封套设于曲轴上，外环1穿设于安装孔中，并且与安装孔的内壁密封配合。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种密封结构，用于连接轴件和孔件，所述孔件上设有安装孔，其特征在于，所述密封结构包括套设于所述轴件且与所述轴件密封配合的内环(2)，以及套设于所述内环(2)且与所述内环(2)间隙配合的外环(1)，所述外环(1)密封设置于所述安装孔，所述内环(2)的外周面上设有动压结构，所述动压结构包括多个沿所述内环(2)的周向间隔设置的动压槽(21)，所述外环(1)上设有封闭的弹性腔(13)，所述弹性腔(13)呈环形且设置于所述动压结构的外周。

2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，沿所述内环(2)的轴向方向，所述内环(2)的外周面上间隔设有N个所述动压结构，沿所述外环(1)的轴向方向，所述外环(1)上设有N个所述弹性腔(13)，N个所述弹性腔(13)与N个所述动压结构一一对应设置，N为大于等于2的整数。

3.根据权利要求2所述的密封结构，其特征在于，所述外环(1)包括：

外环座(11)，所述外环座(11)的外周面与所述安装孔的内壁密封配合，所述外环座(11)的内侧设有N个环槽(111)，N个所述环槽(111)沿所述外环座(11)的轴向间隔设置；

弹性环(12)，所述弹性环(12)间隙套设于所述内环(2)且穿设于所述外环座(11)，所述弹性环(12)将各个所述环槽(111)的槽口封闭，以形成N个所述弹性腔(13)。

4.根据权利要求3所述的密封结构，其特征在于，所述外环座(11)的内周面上凸设有M个隔板(112)，M＝N+1，M个所述隔板(112)沿所述外环座(11)的轴向间隔设置，相邻两个所述隔板(112)之间形成所述环槽(111)；

所述弹性环(12)的外侧上设有M个插槽(121)，M个所述插槽(121)与M个所述隔板(112)一一对应插接，以使所述弹性环(12)将所述环槽(111)的槽口封闭。

5.根据权利要求4所述的密封结构，其特征在于，所述外环座(11)的内表面还设有两个凸缘(113)，两个所述凸缘(113)分别位于所述外环座(11)轴向的两端，M个所述隔板(112)均位于两个所述凸缘(113)之间，各所述凸缘(113)均与相邻的所述隔板(112)之间形成缓冲槽(114)。

6.根据权利要求3所述的密封结构，其特征在于，所述内环(2)的外表面设有M个凹槽(22)，任意相邻两个所述凹槽(22)之间设置有一个所述动压结构，所述弹性环(12)的内周面上设有M个翅片(122)，M个所述翅片(122)一一对应地插入M个所述凹槽(22)，且所述翅片(122)与对应的所述凹槽(22)的底壁间隙配合。

7.根据权利要求3-6任一项所述的密封结构，其特征在于，所述弹性环(12)由橡胶材质制成。

8.根据权利要求3-6任一项所述的密封结构，其特征在于，所述外环座(11)由刚性材质制成，且所述外环座(11)与所述安装孔过盈配合。

9.根据权利要求2-6任一项所述的密封结构，其特征在于，N个所述动压结构沿所述内环(2)的轴向方向等间隔设置。

10.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述密封结构，所述轴件为曲轴，所述孔件为飞轮壳。

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