CN112212008A - 一种压力自适应的回转密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压力自适应的回转密封装置，当处于低压工作状态时，第二弹性件挤压密封唇口部，实现密封体上下腔体分隔密封，密封体受上方的系统介质压力作用，向下挤压第一弹性件，第一弹性件发生压缩变形对密封体产生平衡反作用力，向上挤压密封体的基板部，使密封腰部朝向背离倾斜腰部方向运动，以使加大密封唇口部贴合于转轴的抱紧力；当处于高压工作状态时，受系统介质压力向下作用力越大，第一弹性件压缩变形越大，密封体向下运动，使密封腰部朝向靠近倾斜腰部方向运动，使倾斜腰部抵消部分系统介质压力对密封唇口部的压力，以调节密封唇口部对转轴的径向抱紧力。与现有技术相比，具有较好的密封性，同时也能延长使用寿命。

Description

一种压力自适应的回转密封装置

技术领域

本发明涉及一种压力自适应的回转密封装置。

背景技术

目前，随着机械装备技术不断发展，机械装备功能越来越复杂，需要满足多种应用条件同时使用的要求，而回转密封装置，作为旋转设备的关键部件，提高其不同压力变化条件下的密封性能和使用寿命已成为旋转装备技术发展的迫切需要，如大型液压马达，需要调整液压系统的压力，适应不同工作条件下转速和扭矩的输出要求，液压马达旋转轴的回转密封需要承受变化压力作用，压力从零点几兆帕到几十兆帕不等。

在现有技术中，存在一种回转密封装置，其包括：骨架，其具有呈环形的架板、沿架板外端的纵向方向伸出的隔板部、沿架板内端向上伸出的倾斜腰部，架板分别与隔板部内侧壁和倾斜腰部外侧壁构成容置区，位于隔板部内侧壁设有径向定位槽；密封体，其嵌入于容置区，密封体具有呈环形的基板部、均沿基板部两端向上伸出的外倾斜板部和内倾斜板部，外倾斜板部的外侧壁设有侧开口的环槽和周向沿台部，基板部顶平面分别与外倾斜板部内侧壁和内倾斜板部外侧壁构成嵌区，内倾斜板部包括密封腰部和用于与转轴侧壁贴合的密封唇口部，密封腰部和倾斜腰部贴合配合，周向沿台嵌入于径向定位槽；径向密封圈，其套设于环槽内，径向密封圈外侧壁贴合于隔板部内侧壁。其存在的问题是：由于受限于前述回转密封装置的结构限制，不能有效适应系统压力的变化，低压条件时密封件的密封唇口部的跟随性不强，使密封唇口不能有效抱紧转轴外侧壁而导致密封性变差；高压条件时密封件的密封唇口部对转轴抱紧力过大，如此加剧了密封件因摩擦所导致的磨损，致使缩短了密封体的使用寿命。

为此，本发明提供一种压力自适应的回转密封装置。

发明内容

鉴于现有的技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种压力自适应的回转密封装置，能确保具有较好的密封性，同时也能延长使用寿命。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种压力自适应的回转密封装置，其包括：

骨架，其具有呈环形的架板、沿架板外端的纵向方向伸出的隔板部、沿架板内端向上伸出的倾斜腰部，架板分别与隔板部内侧壁和倾斜腰部外侧壁构成容置区，位于隔板部内侧壁设有径向定位槽；

密封体，其嵌入于容置区，密封体具有呈环形的基板部、均沿基板部两端向上伸出的外倾斜板部和内倾斜板部，外倾斜板部的外侧壁设有侧开口的环槽和周向沿台部，基板部顶平面分别与外倾斜板部内侧壁和内倾斜板部外侧壁构成嵌区，内倾斜板部包括密封腰部和用于与转轴侧壁贴合的密封唇口部，密封腰部和倾斜腰部贴合配合，周向沿台嵌入于径向定位槽；

径向密封圈，其套设于环槽内，径向密封圈外侧壁贴合于隔板部内侧壁；

还包括以下部件,

至少两个第一弹性件，所述第一弹性件均用于沿轴向方向平衡系统介质压力，架板顶平面与基板部底平面之间具有间隔区域，所述第一弹性件相间的设置于间隔区域；其中，所述第一弹性件一端与基板部底平面抵接配合，另一端与架板顶平面抵接配合；当处于低压工作状态时，密封体受系统介质压力较小，第一弹性件对密封体产生的反作用平衡力小，向下压缩距离短，密封体处于靠上方的平衡位置，密封腰部朝向上背离倾斜腰部方向运动，加大密封唇口部贴合转轴的抱紧力；当处于高压工作状态时，密封体受系统介质压力大，第一弹性件对密封体产生的反作用平衡力越大，向下压缩距离长，密封体处于靠下方的平衡位置，密封腰部朝向下靠近倾斜腰部方向运动，使倾斜腰部抵消部分系统介质压力对密封唇口部的压力，以调节密封唇口部对转轴的径向抱紧力；

一个第二弹性件，其嵌入于所述嵌区，在产品装配后对密封唇口部产生朝向中心轴线的径向挤压力，使得密封唇口部抱紧转轴表面，实现密封体上下腔体介质分隔密封作用。

所述的压力自适应的回转密封装置，其特殊之处在于：所述第一弹性件为至少两个，所述第一弹性件分别布设于所述架板的纵向中轴线两侧的一条直径线的延伸端。

所述的压力自适应的回转密封装置，其特殊之处在于：所述周向沿台滑动的嵌入于所述径向定位槽，以使所述密封体沿轴向方向相对于所述隔板部内侧壁的径向定位槽滑动。

所述的压力自适应的回转密封装置，其特殊之处在于：所述容置区的轴向长度大于所述密封体的轴向长度至少2mm。

所述的压力自适应的回转密封装置，其特殊之处在于：所述架板顶平面设有上开口的凹槽，所述第一弹性件一部分伸入至所述凹槽内，以使伸入凹槽内的所述第一弹性件端部与所述凹槽底部抵接配合。

所述的压力自适应的回转密封装置，其特殊之处在于：所述第一弹性件为轴向拉压的圆形钢丝状弹簧，所述圆形钢丝状弹簧的一部分嵌入于其相适配的所述凹槽内，所述圆形钢丝状弹簧的另一部分置入容置区内与基板部底平面抵接配合；

或者所述第一弹性件为圆环盘型的碟簧，所述碟簧的一部分嵌入于其相适配的所述凹槽内，所述碟簧的另一部分置入容置区内与基板部底平面抵接配合。

所述的压力自适应的回转密封装置，其特殊之处在于：所述隔板部顶环边延伸有周向限位板部，所述周向限位板部朝向所述架板的纵向中轴线方向延伸；

所述周向限位板部的径向距离小于所述基板部的径向距离，所述基板部的径向距离小于所述容置区的径向距离，所述周向限位板部与所述密封体的上端面限位配合。

所述的压力自适应的回转密封装置，其特殊之处在于：所述嵌区呈V形时所述第二弹性件也呈V形，或者所述嵌区呈U形时所述第二弹性件也呈U形；

以使所述第二弹性件的内板部贴合于所述密封腰部外侧壁，所述第二弹性件的外板部贴合于所述外倾斜板部内侧壁，所述第二弹性件的内板部和所述第二弹性件的外板部之间的连接处抵接于所述嵌区的底平面。

所述的压力自适应的回转密封装置，其特殊之处在于：所述骨架由金属材质制成的一体件。

所述的压力自适应的回转密封装置，其特殊之处在于：所述密封体由胶类材质或聚四氟乙烯材料制成的一体件。

如上所述，本发明涉及的一种压力自适应的回转密封装置，具有以下有益效果：

本发明利用上述的压力自适应的回转密封装置后，与现有技术相比，由于采用了此种结构，通过设置第一弹性件和第二弹性件，当处于低压工作状态时，第二弹性件挤压密封唇口，实现密封体上下腔体分隔密封，密封体受上方的系统介质压力作用，向下挤压第一弹性件，第一弹性件发生压缩变形对密封体产生平衡反作用力，向上挤压密封体的基板部，使密封腰部朝向背离倾斜腰部方向运动，加大密封唇口部贴合转轴的抱紧力；当处于高压工作状态时，受系统介质压力向下作用力越大，第一弹性件压缩变形越大，密封体向下运动，使密封腰部朝向靠近倾斜腰部方向运动，使倾斜腰部抵消部分系统介质压力对密封唇口部的压力，以调节密封唇口部对转轴的径向抱紧力。与现有技术相比，在不同系统介质压力条件下自动调节对转轴的跟随性和抱紧力，使自适应性强，具有较好的密封性，同时也能延长使用寿命。

综上，本申请克服了现有结构不能兼顾低压到高压的变化压力所导致密封性变差、缩短使用寿命的技术缺陷，在不同系统介质压力条件下密封唇口部能自动调节对转轴的跟随性和抱紧力，使自适应性强，从而能确保具有较好的密封性，同时也能延长使用寿命。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为一种压力自适应的回转密封装置的部分结构断开示意图；

图2为一种压力自适应的回转密封装置中第一弹性件的第一种实施例的剖面放大图；

图3为一种压力自适应的回转密封装置中密封体的结构示意图；

图4为一种压力自适应的回转密封装置中第一弹性件的第二种实施例的剖面放大图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。具体结构可参照专利申请的附图进行说明。

在以下实施例中，以纸面的左侧为左方向，纸面的右侧为右方向，纸面的上侧为上方向，纸面的下侧为下方向，以垂直于纸面的前侧为前方向，以垂直于纸面的后侧为后方向。

本发明提供一种压力自适应的回转密封装置，请参考图1、图2、图3以及图4所示，其包括：

骨架1，其具有呈环形的架板10、沿架板10外端的纵向方向伸出的隔板部11、沿架板10内端向上伸出的倾斜腰部12，架板10分别与隔板部11内侧壁和倾斜腰部12外侧壁构成容置区1a，位于隔板部11内侧壁设有径向定位槽110；

密封体2，其嵌入于容置区1a，密封体2具有呈环形的基板部20、均沿基板部20两端向上伸出的外倾斜板部21和内倾斜板部22，外倾斜板部21的外侧壁设有侧开口的环槽210和周向沿台部211，基板部20顶平面分别与外倾斜板部21内侧壁和内倾斜板部22外侧壁构成嵌区2b，内倾斜板部22包括密封腰部220和用于与转轴(图中未示出，以下均是)侧壁贴合的密封唇口部221，密封腰部220和倾斜腰部12贴合配合，周向沿台211嵌入于径向定位槽110；

径向密封圈3，其套设于环槽210内，径向密封圈3外侧壁贴合于隔板部11内侧壁；

还包括以下部件,

至少两个第一弹性件4，所述第一弹性件4均用于沿轴向方向平衡系统介质压力，架板10顶平面与基板部20底平面之间具有间隔区域12c，两个所述第一弹性件4相间的设置于间隔区域12c；其中，所述第一弹性件4一端与基板部20底平面抵接配合，另一端与架板10顶平面抵接配合；当处于低压工作状态时，密封体2受系统介质压力较小，所述第一弹性件4对密封体2产生的反作用平衡力小，向下压缩距离短，密封体2相对骨架1处于靠上方的平衡位置，密封腰部220朝向上背离倾斜腰部12方向运动，加大密封唇口部部221贴合转轴的抱紧力；当处于高压工作状态时，密封体2受系统介质压力大，第一弹性件4对密封体2产生的反作用平衡力越大，向下压缩距离长，密封体2相对骨架1处于靠下方的平衡位置，密封腰部220朝向下靠近倾斜腰部12方向运动，使倾斜腰部12抵消部分系统介质压力对密封唇口部221的挤压作用，以调节密封唇口部221对转轴的径向抱紧力；

一个第二弹性件5，其嵌入于所述嵌区2b；在产品装配后对内倾斜板部22产品压紧力，带动密封唇口221朝向中心轴线的径向挤压力，使得密封唇口221抱紧转轴表面，实现密封体2上下腔体介质分隔密封作用。

本发明与现有技术相比，由于采用了此种结构，通过设置第一弹性件4和第二弹性件5，能够提高密封唇口部221的跟随性，加大密封唇口部221对转轴的径向抱紧力，低压状态时也能有效保证具有较好的密封效果；在高压状态时，减少密封唇口部221因过度摩擦所导致的磨损，保证较好的密封效果，同时延长密封体2使用寿命；综上，本申请克服了现有结构不能兼顾低压到高压的变化压力所导致密封性变差、缩短使用寿命的技术缺陷，在不同系统介质压力条件下密封唇口部221能自动调节对转轴的跟随性和抱紧力，使自适应性强，从而能确保具有较好的密封性，同时也能延长使用寿命。

结合图1和图2所示，在本实施例中，所述第一弹性件4至少为两个，所述第一弹性件4分别布设于所述架板10的纵向中轴线两侧的一条直径线的延伸端。

结合图2或图4所示，在本实施例中，所述周向沿台211滑动的嵌入于所述径向定位槽110，以使所述密封体2沿轴向方向相对于所述隔板部11内侧壁的径向定位槽110滑动。设置前述结构的径向定位槽110，能够使周向沿台211相对于隔板部11内侧壁的径向定位槽110沿轴向方向滑动，而不会发生相对转动。

结合图2或图4所示，在本实施例中，所述容置区1a的轴向长度大于所述密封体2的轴向长度至少2mm。

结合图2或图4所示，在本实施例中，为了便于对第一弹性件4进行定位安装，所述架板10顶平面设有上开口的凹槽100，所述第一弹性件4一部分伸入至所述凹槽100内，以使伸入凹槽100内的所述第一弹性件4端部与所述凹槽100底部抵接配合。设置前述结构的凹槽100，在安装前述的第一弹性件4过程中，能够通过凹槽100进行相应的定位，以便于快速的完成第一弹性件4的安装，安装速度快、时间短，从而有助于提高安装效率。

在本实施例中，对于第一弹性件4的结构本申请提供两种具体的实施例，具体见下：

第一弹性件4的第一种具体实施例，结合图2所示，所述第一弹性件4为轴向拉压的圆形钢丝状弹簧40，所述圆形钢丝状弹簧40的一部分嵌入于其相适配的所述凹槽100内，所述圆形钢丝状弹簧40的另一部分置入容置区1a内与基板部20底平面抵接配合；

第一弹性件4的第二种具体实施例，结合图4所示，或者所述第一弹性件4为圆环盘型的碟簧41，所述碟簧41的一部分嵌入于其相适配的所述凹槽100内，所述碟簧41的另一部分置入容置区1a内与基板部20底平面抵接配合。本实施例中的所述第一弹性件4与第一种具体实施例中的第一弹性件4不同之处是第一弹性件4设置的形状不同，对于凹槽100的形状设置也应与相对应的第一弹性件4相适配。

结合图2或图4所示，在本实施例中，为了对密封体2的上端面进行限位，所述隔板部11顶环边延伸有周向限位板部111，所述周向限位板部111朝向所述架板10的纵向中轴线方向延伸；

所述周向限位板部111的径向距离小于所述基板部20的径向距离，所述基板部20的径向距离小于所述容置区1a的径向距离，所述周向限位板部111与所述密封体2的上端面限位配合。设置前述结构的周向限位板部111，在将密封体2置入容置区1a后能够利用周向限位板部111对密封体2的上端进行限位，以防止密封体2滑脱于容置区1a至外部，使用方便。

结合图2所示，在本实施例中，所述嵌区2b呈V形时所述第二弹性件5也呈V形，或者所述嵌区2b呈U形时所述第二弹性件5也呈U形；

以使所述第二弹性件5的内板部贴合于所述密封腰部220外侧壁，所述第二弹性件5的外板部贴合于所述外倾斜板部21内侧壁，所述第二弹性件5的内板部和所述第二弹性件5的外板部之间的连接处抵接于所述嵌区2b的底平面。设置前述结构的嵌区2b和与嵌区2b相适配的第二弹性件5，便于对第二弹性件5进行装配，装配便捷；且第二弹性件5具有弹性，能起到预紧作用，便于使用。

结合图2所示，在本实施例中，所述骨架1由金属材质制成的一体件。

结合图2所示，在本实施例中，所述密封体2由胶类材质或聚四氟乙烯材料制成的一体件。

如上所述，本发明涉及的一种压力自适应的回转密封装置，具有以下有益效果：

本发明利用上述的压力自适应的回转密封装置后，与现有技术相比，由于采用了此种结构，通过设置第一弹性件和第二弹性件，当处于低压工作状态时，密封体受系统介质压力较小，第一弹性件对密封体产生的反作用平衡力小，向下压缩距离短，密封体处于靠上方的平衡位置，密封腰部朝向上背离倾斜腰部方向运动，以使加大密封唇口部贴合于转轴的抱紧力，低压状态时也能有效保证具有较好的密封效果；如此能够提高密封唇口部的跟随性，加大密封唇口部对转轴的径向抱紧力，低压状态时也能有效保证具有较好的密封效果；当处于高压工作状态时，密封体受系统介质压力大，第一弹性件对密封体产生的反作用平衡力越大，向下压缩距离长，密封体处于靠下方的平衡位置，密封腰部朝向下靠近倾斜腰部方向运动，使倾斜腰部抵消部分系统介质压力对密封唇口部的压力，以调节密封唇口部对转轴的径向抱紧力；如此在高压状态时，减少密封唇口部因过度摩擦所导致的磨损，保证较好的密封效果，同时延长密封体使用寿命。

综上，本申请克服了现有结构不能兼顾低压到高压的变化压力所导致密封性变差、缩短使用寿命的技术缺陷，在不同系统介质压力条件下密封唇口部能自动调节对转轴的跟随性和抱紧力，使自适应性强，从而能确保具有较好的密封性，同时也能延长使用寿命。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种压力自适应的回转密封装置，其包括：

骨架，其具有呈环形的架板、沿架板外端的纵向方向伸出的隔板部、沿架板内端向上伸出的倾斜腰部，架板分别与隔板部内侧壁和倾斜腰部外侧壁构成容置区，位于隔板部内侧壁设有径向定位槽；

密封体，其嵌入于容置区，密封体具有呈环形的基板部、均沿基板部两端向上伸出的外倾斜板部和内倾斜板部，外倾斜板部的外侧壁设有侧开口的环槽和周向沿台部，基板部顶平面分别与外倾斜板部内侧壁和内倾斜板部外侧壁构成嵌区，内倾斜板部包括密封腰部和用于与转轴侧壁贴合的密封唇口部，密封腰部和倾斜腰部贴合配合，周向沿台嵌入于径向定位槽；

径向密封圈，其套设于环槽内，径向密封圈外侧壁贴合于隔板部内侧壁；

其特征在于，还包括以下部件,

至少两个第一弹性件，所述第一弹性件均用于沿轴向方向平衡系统介质压力，架板顶平面与基板部底平面之间具有间隔区域，所述第一弹性件相间的设置于间隔区域；其中，所述第一弹性件一端与基板部底平面抵接配合，另一端与架板顶平面抵接配合；当处于低压工作状态时，密封体受系统介质压力较小，第一弹性件对密封体产生的反作用平衡力小，向下压缩距离短，密封体处于靠上方的平衡位置，密封腰部朝向上背离倾斜腰部方向运动，以使加大密封唇口部贴合于转轴的抱紧力；当处于高压工作状态时，密封体受系统介质压力大，第一弹性件对密封体产生的反作用平衡力越大，向下压缩距离长，密封体处于靠下方的平衡位置，密封腰部朝向下靠近倾斜腰部方向运动，使倾斜腰部抵消部分系统介质压力对密封唇口部的压力，以调节密封唇口部对转轴的径向抱紧力；

一个第二弹性件，其嵌入于所述嵌区，在产品装配后对密封唇口部产生朝向中心轴线的径向挤压力，使得密封唇口抱紧转轴表面，实现密封体上下腔体介质分隔密封作用。

2.如权利要求1所述的压力自适应的回转密封装置，其特征在于：所述第一弹性件为至少两个，所述第一弹性件分别布设于所述架板的纵向中轴线两侧的一条直径线的延伸端。

3.如权利要求1所述的压力自适应的回转密封装置，其特征在于：所述周向沿台滑动的嵌入于所述径向定位槽，以使所述密封体沿轴向方向相对于所述隔板部内侧壁的径向定位槽滑动。

4.如权利要求1所述的压力自适应的回转密封装置，其特征在于：所述容置区的轴向长度大于所述密封体的轴向长度至少2mm。

5.如权利要求1所述的压力自适应的回转密封装置，其特征在于：所述架板顶平面设有上开口的凹槽，所述第一弹性件一部分伸入至所述凹槽内，以使伸入凹槽内的所述第一弹性件端部与所述凹槽底部抵接配合。

6.如权利要求5所述的压力自适应的回转密封装置，其特征在于：所述第一弹性件为轴向拉压的圆形钢丝状弹簧，所述圆形钢丝状弹簧的一部分嵌入于其相适配的所述凹槽内，所述圆形钢丝状弹簧的另一部分置入容置区内与基板部底平面抵接配合；

或者所述第一弹性件为圆环盘型的碟簧，所述碟簧的一部分嵌入于其相适配的所述凹槽内，所述碟簧的另一部分置入容置区内与基板部底平面抵接配合。

7.如权利要求1-6任一项所述的压力自适应的回转密封装置，其特征在于：所述隔板部顶环边延伸有周向限位板部，所述周向限位板部朝向所述架板的纵向中轴线方向延伸；

所述周向限位板部的径向距离小于所述基板部的径向距离，所述基板部的径向距离小于所述容置区的径向距离，所述周向限位板部与所述密封体的上端面限位配合。

8.如权利要求1-6任一项所述的压力自适应的回转密封装置，其特征在于：所述嵌区呈V形时所述第二弹性件也呈V形，或者所述嵌区呈U形时所述第二弹性件也呈U形；

以使所述第二弹性件的内板部贴合于所述密封腰部外侧壁，所述第二弹性件的外板部贴合于所述外倾斜板部内侧壁，所述第二弹性件的内板部和所述第二弹性件的外板部之间的连接处抵接于所述嵌区的底平面。

9.如权利要求1-6任一项所述的压力自适应的回转密封装置，其特征在于：所述骨架由金属材质制成的一体件。

10.如权利要求1-6任一项所述的压力自适应的回转密封装置，其特征在于：所述密封体由胶类材质或聚四氟乙烯材料制成的一体件。

Images