CN112302829A - 多件式密封圈组件 - Google Patents

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CN112302829A CN202010759651.4A CN202010759651A CN112302829A CN 112302829 A CN112302829 A CN 112302829A CN 202010759651 A CN202010759651 A CN 202010759651A CN 112302829 A CN112302829 A CN 112302829A
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American Roller Bearing Co
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Abstract

一种用于密封圆柱形表面的密封系统，该系统包括第一环形密封件（20）和第二环形密封件（30）。每个环形密封件（20，30）具有从外径到内径的间隙。第一环形密封件（20）中的间隙的角度和第二环形密封件（30）中的间隙的角度以及密封件（20，30）相对于膨胀环（40）和偏置环（50）的布置使泄漏最小化；而，不需要将明显降低效率和可靠性的防旋转销或其他器件。

Description

多件式密封圈组件
相关申请的交叉引用
本申请要求在2019年7月31日递交的申请号为62/880,904的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及用于活塞缸装置或轴密封装置的多件式密封组件。
背景技术
活塞环和轴的密封应用要求严格的气体泄漏控制，以使某些气动装置正常工作。现有技术的密封系统结合了密封环的许多不同布置。在一些现有技术的密封系统中，单个密封环接合活塞或周围的圆柱形孔中的凹槽。在其他现有技术的密封系统中，密封环安装有膨胀器。通常，膨胀器是切割的压缩金属环，其在密封环和孔的圆柱壁之间产生不均匀的压力。在一些现有技术的实施例中使用盘簧，但是传统的压缩弹簧不能像金属环膨胀器那样保持压力。
图6-8展示了现有技术的密封系统60，其结合了两件式的活塞密封环和压缩金属环膨胀器70，以与壳体100的孔200内的活塞300一起使用。如图6所示，密封系统60包括铸铁或异型密封环64和膨胀环70。区域66可以是开放腔，压缩金属膨胀环70在该开放腔中将所有压力提供给密封环64；或者，区域66可以容置压缩螺旋弹簧，该螺旋弹簧向膨胀环70提供附加压力。由于必要的材料，密封环64被制造为在两个密封环的端部62A，62B之间具有间隙68G。在安装期间当密封环64压缩时，间隙68G的尺寸减小。图7以实线示出了处于自然或膨胀状态的密封环64，并且以虚线示出了安装或压缩状态。在安装时，使用者在周围的气缸（未示出）内压缩密封环64。在一些实施例中，密封环64具有内部凹槽66G（在图8中示出），该内部凹槽66G由半圆形或V形横截面所限定以容纳盘簧66和/或膨胀环70（未示出）。
参考图8所示，当密封环64以压缩状态安装时，密封环64向外对气缸孔200的内表面施加力FR。环力FR从圆周的一部分所受的第一环力FR1到以垂直参考线的任一侧测得的角度α的最小环力FR2变化。最大环力FR3出现在靠近环端62A、62B的位置。密封环64的变形以将外圆柱表面64E压在周围圆柱体（未示出）的内表面上，产生了上述变化的环力。这种变化的环力FR使得难以维持密封系统60与周围的圆柱形壁之间的最小接触力，并且使得难以平衡围绕密封系统60的接触力，并且进一步使多个偏置密封环的对准变得复杂。
图示的环端62A、62B形成传统的对接接头。在现有技术的密封系统60中，密封环64的间隙68G是主要的泄漏源。由此，现有技术的密封系统需要间隙68G最小化和/或设置包括具有偏置间隙的多个密封环。即使具有这些缓解特征，环64中的任何直接开口也造成了发生相当多的泄漏。环端62A、62B处的间隙是现有技术密封组件中泄漏的主要来源之一。
如上所述，对该问题的一种解决方案是在环槽中并排使用两个或更多个密封环，其中间隙未对准，使得任何直接流动路径被相邻的环阻塞。但是，在正常操作期间，振动会导致密封环在环槽中相对彼此旋转，从而导致间隙对准。一种常见的补救方法是通过穿透活塞槽330G的表面和/或通过穿透膨胀环70来对密封环进行定点（将密封环相对于彼此固定）或放上防旋转销65（如图6所示），用以确保间隙保持未对准的状态。在所示的实施例中，销65穿过活塞槽300G的内表面和膨胀环70。防旋转销65的使用需要增加环64的尺寸以容纳销65。销65增加成本，并且降低了装置的可靠性。
基于前述，在本领域中需要一种密封系统，其在不显著增加成本或降低装置的可靠性的情况下，使泄漏最小化并且在轴或缸壁上施加更均匀的压力。
发明内容
本文公开了一种用于密封圆柱形表面的密封系统。该密封系统包括第一环形密封件，该第一环形密封件具有在第一轴向面和第二轴向面之间延伸的第一轴向宽度W1。第一环形密封件具有在第一内周面和第一外周面之间延伸的第一径向厚度T1。第一缝隙从第一轴向面延伸穿过第一环形密封件至第二轴向面。第一缝隙的长度L1大于第一径向厚度T1。第一缝隙沿第一方向D1从第一内周面延伸至第一外周面。第二环形密封件具有在第三轴向面和第四轴向面之间延伸的第二轴向宽度W2。第二环形密封件具有在第二内周面和第二外周面之间延伸的第二径向厚度T2。第二缝隙从第三轴向面延伸穿过第二环形密封件至第四轴向面。第二缝隙沿第二方向D2从第二内周面延伸至第二外周面。第二方向D2不同于第一方向D1。第一环形密封件和第二环形密封件分别都具有一体的整体结构，并且彼此同轴地对准。第一环形密封件的第二轴向面与第二环形密封件的第三轴向面滑动接合，使得第一环形密封件和第二环形密封件相对于彼此可旋转，并且第一缝隙和第二缝隙能够布置于它们的共同的弧形段中。膨胀环与第一环形密封件和第二环形密封件同轴对准。膨胀环接合于第一环形密封件的一部分和第二环形密封件的一部分。膨胀环具有大于第一轴向宽度W1和/或第二轴向宽度W2的第三轴向宽度W3。偏置环与第一环形密封件和第二环形密封件同轴对准。偏置环接合膨胀环并在膨胀环上施加力以将第一环形密封件和第二环形密封件压靠在密封表面上。
在一些实施例中，第二缝隙的长度L2大于第二径向厚度T1。
在一些实施例中，膨胀环的第三轴向宽度W3大约等于（is about equal to）第一轴向宽度W1和第二轴向宽度W2之和。
在一些实施例中，膨胀环阻挡在偏置环、第一环形密封件和第二环形密封件之间的流体的径向路径（radial path，RP）。
在一些实施例中，第一缝隙和/或第二缝隙是线性的。
在一些实施例中，第一环形密封件和/或第二环形密封件能够相对于膨胀环移动。
在一些实施例中，第一环形密封件的第一外周面和第二环形密封件的第二外周面是外部圆柱形密封表面。第一环形密封件的第一内周面和第二环形密封件的第二内周面是与膨胀环的支撑面接合的内圆柱面。
在一些实施例中，第一内周面和第二内周面是内部圆柱形密封表面。第一环形密封件的第一外周面和第二环形密封件的第二外周面接合膨胀环的支撑面。
在一些实施例中，活塞气缸组件包括具有内部圆柱形密封表面的气缸和至少部分地位于该气缸中并以此与气缸有滑动关系的活塞。活塞具有凹槽，该凹槽径向向内延伸到活塞中并沿活塞的圆周周向延伸。密封系统位于凹槽中。第一环形密封件的第一外周面和第二环形密封件的第二外周面密封地接合内部圆柱形密封表面。
在一些实施例中，轴密封组件包括具有内部区域的壳体和从内部区域周向且径向向外延伸到壳体中的凹槽。具有圆柱形的外部密封表面的轴，该轴至少部分地位于内部区域中并且与该内部区域为滑动关系。密封系统位于凹槽中，使得第一环形密封件的第一内周面和第二环形密封件的第二内周面密封地接合外部圆柱形密封表面。
在一些实施例中，偏置环是斜圈弹簧（a canted coil spring）。
在一实施例中，膨胀环被设计成装配在组件内部而无需如现有技术的密封装置中那样被压缩。在该实施例中，偏置环向膨胀环提供均匀的压力，而据此膨胀环向密封环提供均匀的压力。
附图说明
图1是具有根据本发明的密封系统的活塞和气缸的端视图，示出了在气缸中的密封，示出了环形密封件之一的局部剖视的状态。
图2是图1的密封系统的剖视图，沿图1中2-2剖切。
图3是图1和2的密封环中的成角度的间隙的定向分解图。
图4是具有根据本发明的密封系统的轴和环壳体的端视图，示出了对轴的密封，其中示出了环形密封件之一的局部剖视的状态。
图5是图4的密封系统的剖视图，沿图4中5-5剖切。
图6是现有技术的一示例的端视图，示出了防旋转销。
图7是现有技术的密封环的俯视图，其安装状态以虚线示出。
图8是处于压缩状态的图6所示的现有技术的密封环俯视示意图，示出了环力FR。
图9A是图1的密封环的一部分的简化图，示出了斜圈弹簧（a canted coilspring）的松弛状态。
图9B是图9A上出现了压力FC的示意图，该压力使斜圈弹簧（a canted coilspring）以一定角度偏斜。
具体实施方式
如图1-3所示，用于密封圆柱形表面的密封系统由附图标记10表示。密封系统10安装在壳体1的孔2内。活塞3以壳体1的孔2的中心A为中心。在一些实施例中，活塞3在孔2内线性地振荡，并且活塞3被包含在用于气动致动器的气动阀中。偏置环50设置在由活塞3的第一外周面3D界定出的第一凹槽3G中（在图2中示出）。在第一凹槽3G中（如图2所示），偏置环50支撑膨胀环40、第一环形密封件20和第二环形密封件30。在所描绘的实施例中，第一环形密封件20、第二环形密封件30径向接合并抵靠密封于孔2的内表面。密封系统10不需要将环形密封件20、30固定在适当位置（即，将第一环形密封件20相对于第二环形密封件30固定）。在一些实施例中，膨胀环40被退火以确保膨胀环40自身不对环形密封件20、30施加向外的力。
参考图1和3所示，第一环形密封件20具有沿第一方向D1从第一内周面20C延伸至第一外周面20D的第一缝隙22。第二环形密封件30具有第二缝隙33，第二缝隙33沿第二方向D2从第二内周面30C延伸到第二外周面30D。第一方向D1由第一密封角度θ1所定义，该第一密封角度θ1根据穿过中心点A并在第一内周面20C处与第一方向D1相交的参考线（reference line）来量测。第二方向D2由第二密封角度θ2所定义，第二密封角度θ2根据穿过中心点A并在第二内周面30C处与第二方向D2相交的参考线来量测。在所描绘的实施例中，第一密封角θ1和第二密封角θ2具有相等的大小，但是第一密封角θ1与第二密封角θ2相反。
参考图2所示，膨胀环40直接接触第一环形密封件20的第一内周面20C和第二环形密封件30的第二内周面30C。第一环形密封件20和第二环形密封件30在轴向上彼此相邻地布置在第一凹槽3G内。第一环形密封件20具有第一轴向宽度W1和第一径向厚度T1。第二环形密封件30具有第二轴向宽度W2和第二径向厚度T2。第一轴向宽度W1具有与第二轴向宽度W2基本相同的大小。第一径向厚度T1具有与第二径向厚度T2基本相同的大小。第一环形密封件20在第一轴向面20A和第二轴向面20B之间延伸第一轴向宽度W1。第二环形密封件30在第三轴向面30A和第四轴向面30B之间延伸第二轴向宽度W2。
第一环形密封件20、20'和第二环形密封件30、30'均具有单件式整体结构（即，形成为没有子段的单件）。第一环形密封件20、20′和第二环形密封件30、30′彼此同轴对准。第一环形密封件20、20'的第二轴向面20B、20B'滑动地接合了（例如，旋转滑动接合）第二环形密封件30、30'的第三轴向面30A、30A'，使得第一环形密封件20 、20'和第二环形密封件30、30'相对彼此可旋转，并且第一缝隙22、22'和第二缝隙33、33'可位于第一环形密封件20 、20'和第二环形密封件30、30'共同的弧形段中。
膨胀环40具有第三宽度W3，并且在第三内周面40C和第三外周面40D之间延伸。在所描绘的实施例中，W3的大小大于W1和/或W2。
参考图3所示，第一缝隙22具有沿着第一缝隙22测量的第一长度L1，第二缝隙33具有沿着第二缝隙33测量的第二长度L2。在所示的实施例中，第一长度L1和第二长度L2基本上彼此相等。在一些实施例中，第一长度L1大于第一径向厚度T1；和/或，第二长度L2大于第二径向厚度T2。参考图2所示，所示的环组件包括安装在公共膨胀环40外的、具有基本相同尺寸的两个密封环20、30。所示的膨胀环40接合至少第一环形密封件20的一部分和第二环形密封件30的一部分。膨胀环40、第一环形密封圈20和第二环形密封圈30的组件由斜圈弹簧（a canted coil spring）或偏置环50加载。第一缝隙22和第二缝隙33的切割角度防止环上的间隙的完全对准，如若完全对准将增加泄漏率。具体地，在图1和图3中详细描绘的第一密封角θ1和第二密封角θ2防止了第一缝隙22和第二缝隙33的完全对准。所描绘的间隙对准不需要如现有技术所需要的一样设置防止旋转装置防止间隙对准。在所示的实施例中，第一环形密封件20和/或第二环形密封件30相对于膨胀环40是可移动的。偏置环50相对于膨胀环40、第一环形密封件20和第二环形密封件30布置，提供均匀的径向载荷，从而改善了第一、第二环形密封件20、30的外周面与孔2的圆柱表面的一致性。在所示的实施例中，第一缝隙22和第二缝隙33通过第一环形密封件20和第二环形密封件30中的线性间隙来界定。第一缝隙22和/或第二缝隙33的其他形状与本文所公开的内容并没有明显不同。
参考图2所示，偏置环50接合第一外周面3D和膨胀环40的第三内周面40C。偏置环50从活塞3的第一外周面3D径向向外地朝着膨胀环40施加偏压力。膨胀环40引导偏压力穿过第一环形密封件20和第二环形密封件30，从而密封抵靠壳体1的孔2的内表面。在所示的实施例中，偏置环50是斜圈弹簧（a canted coil spring）。与传统的螺旋弹簧相比，斜圈弹簧（a canted coil spring）的压缩更容易控制，并且尺寸要小得多。偏置环50、膨胀环40、第一环形密封件20和第二环形密封件30在第一凹槽3G内的组合是独特的，从而为环形密封件20、30提供了均匀的施加压力。均匀化施加压力在线性振荡应用中对于最小化磨损是必要的，在线性振荡应用中活塞3沿孔2界定出的内表面4反复振动。环形密封件20、30和孔2界定出的内表面4之间的摩擦导致环形密封件20、30和/或内表面4的磨损。线性振动应用对摩擦和磨损非常敏感。密封圈和气缸之间的任何高压点都会导致摩擦和更多的磨损。总体压力太大也会产生明显的摩擦和磨损。结合到本发明所公开的密封系统10中的偏置环50控制密封系统10和内表面4之间的接触压力至更加均匀，并且使得摩擦值最小化。
图9A和9B分别示出了在压缩力FC作用在膨胀器环40上之前和之后的斜圈弹簧（acanted coil spring）形式的偏置环50。斜圈型偏置环50优于螺旋弹簧66的设计，并且可以更好地控制压力大小。斜圈型偏置环50通过改变相对于参考线R10的角度Q9（即倾斜角），而不是通过传统的螺旋弹簧66那样的拉伸或压缩来施加力。传统的螺旋弹簧66无法接触膨胀环70和活塞300的外周面。螺旋弹簧66的内表面必须是自由的。细长的螺旋弹簧66的压缩所施加的压力无法达到活塞300的外周面和膨胀环70的内周面接触的元件所能施加的那么大的压力。由于会压垮，螺旋弹簧力FS在压缩中受到很大限制。
图2还描绘了径向路径（RP），在该径向路径（RP）中流体从壳体1流过第一环形密封件20、第二环形密封件30。在所示实施例中，膨胀环40在偏置环50和第一环形密封件20以及在偏置环50和第二环形密封件30之间阻挡了流体的径向路径（RP）。参照图1-3所示的实施例，偏置环50与活塞3、膨胀环40、第一环形密封件20和第二环形密封件30同轴对准。
参考图4和5所示，密封系统10’还与密封在轴1’上的环组件兼容。壳体3'具有内部区域3'X，该内部区域3'X径向地位于壳体3'和轴1'之间。凹槽3’G从内部区域3’X沿周向和径向向外延伸到壳体3’中。轴1'具有圆柱形的外部密封表面2'，并且轴1'至少部分地布置在内部区域3'X内并且与内部区域3'X成滑动关系。密封系统10'保持在凹槽3'G中，使得第一环形密封件20'的第一内周面20C'和第二环形密封件30'的第二内周面30C'密封地接合外部圆柱形密封表面2'。
以下所列项目的条款代表本发明的实施例。
项目1——一种用于密封圆柱形表面的密封系统（10、10’），该密封系统（10、10’）包括：（a）第一环形密封件（20、20’），具有在第一轴向面（20A、20A’）和第二轴向面（20B、20B’）之间延伸的第一轴向宽度（W1），第一环形密封件（20、20’）具有在第一内周面（20C、20C’）和第一外周面（20D、20D’）之间延伸的第一径向厚度（T1）；和，从第一轴向面（20A、20A’） 延伸穿过第一环形密封件（20、20’）到第二轴向面（20B、20B’）的第一缝隙（22、22’），第一缝隙（22、22’）的长度（L1）大于第一径向厚度（T1），第一缝隙（22、22’）沿第一方向（D1）从第一内周面（20C）延伸到第一外周面（20D、20D’）；（b）第二环形密封件（30、30’），具有在第三轴向面（30A、30A’）和第四轴向面（30B、30B’）之间延伸的第二轴向宽度（W2），第二环形密封件（30、30’）具有在第二内周面（30C、30C’）和第二外周面（30D、30D’）之间延伸的第二径向厚度（T2）；和，从第三轴面（30A、30A’） 延伸穿过第二环形密封件（30、30’）到第四轴向面（30B、30B’）的第二缝隙（33、33’），第二缝隙（33、33’）沿第二方向（D2）从第二内周面（30C、30C’）延伸到第二外周面（30D、30D’），第二方向（D2）不同于第一方向（D1）；（c）第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）分别都具有单件整体结构并且彼此同轴对准，第一环形密封件（20、20’）的第二轴向面（20B、20B’）与第二环形密封件（30、30’）的第三轴向面（30A、30A’）滑动接合，使得第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）相对于彼此可旋转，并且第一缝隙（22、22’）和第二缝隙（33、33’）可位于第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）共同的弧形段中；（d）膨胀环（40、40’），与第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）同轴对准，膨胀环（40、40’）接合第一环形密封件（20、20’）的一部分和第二环形密封件（30、30’）的一部分，膨胀环（40、40’）的第三轴向宽度（W3）大于第一轴向宽度（W1）和第二轴向宽度（W2）中的至少一个；（e）偏置环（50、50’），与第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）同轴对准，偏置环（50、50’）接合膨胀环（40、40’）并在膨胀环（40、40’）上施加力以迫使第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）抵靠密封表面（2、2’）。
项目2——根据项目1所述的密封系统（10、10’），其中，第二缝隙（33、33’）的第二长度（L2）大于第二径向厚度（T2）。
项目3——根据项目1所述的密封系统（10、10’），其中，膨胀环（40、40’）的第三轴向宽度（W3）大约等于第一轴向宽度（W1）和第二轴向宽度（W2）的总和。
项目4——根据项目1所述的密封系统（10、10’），其中，膨胀环（40、40’）被构造成阻挡流体在偏置环（50、50’）和第一环形密封件（20、20’）、第二环形密封件（30、30’）之间的径向路径（RP）。
项目5——根据项目1所述的密封系统（10、10’），其中，第一缝隙（22、22’）和第二缝隙（33、33’）中的至少一个是线性的。
项目6——根据项目1所述的密封系统（10、10’），其中，第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）中的至少一个相对于膨胀环（40、40’）可移动。
项目7——根据项目1所述的密封系统（10），其中，第一环形密封件（20）的第一外周面（20D）和第二环形密封件（30）的第二外周面（30D）是外部圆柱形密封表面；第一环形密封件（20）的第一内周面（20C）和第二环形密封件（30）的第二内周面（30C）是接合膨胀环（40）的支撑面（40D）的内圆柱面。
项目8——根据项目1所述的密封系统（10、10’），其中，膨胀环（40、40’）进行退火，以使其在安装位置时不对密封环（20、20’、30、30’）施加力。
项目9——根据项目1所述的密封系统（10’），其中，第一内周面（20C’）和第二内圆周面（30C’）是内部圆柱形密封表面；第一环形密封件（20’）的第一外周面（20D’）和第二环形密封件（30’）的第二外周面（30D’）接合膨胀环（40’）的支撑面（40D’）。
项目10——根据项目1所述的密封系统（10、10’），其中，偏置环（50、50’）是斜圈弹簧。
项目11——一种活塞和气缸组件，包括：气缸（1），具有圆柱形内部密封表面（2）；活塞（3），至少部分地设置在气缸（1）中并与其成滑动关系，活塞（3）具有径向向内延伸到活塞（3）中并围绕活塞周向延伸的凹槽（3G）；密封系统（10、10’），包括：（a）第一环形密封件（20、20’），具有在第一轴向面（20A、20A’）和第二轴向面（20B、20B’）之间延伸的第一轴向宽度（W1），第一环形密封件（20、20’）具有在第一内周面（20C、20C’）和第一外周面（20D、20D’）之间延伸的第一径向厚度（T1）；和，从第一轴向面（20A、20A’） 延伸穿过第一环形密封件（20、20’）到第二轴向面（20B、20B’）的第一缝隙（22、22’），第一缝隙（22、22’）的长度（L1）大于第一径向厚度（T1），第一缝隙（22、22’）沿第一方向（D1）从第一内周面（20C）延伸到第一外周面（20D、20D’）；（b）第二环形密封件（30、30’），具有在第三轴向面（30A、30A’）和第四轴向面（30B、30B’）之间延伸的第二轴向宽度（W2），第二环形密封件（30、30’）具有在第二内周面（30C、30C’）和第二外周面（30D、30D’）之间延伸的第二径向厚度（T2）；和，从第三轴面（30A、30A’） 延伸穿过第二环形密封件（30、30’）到第四轴向面（30B、30B’）的第二缝隙（33、33’），第二缝隙（33、33’）沿第二方向（D2）从第二内周面（30C、30C’）延伸到第二外周面（30D、30D’），第二方向（D2）不同于第一方向（D1）；（c）第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）分别都具有单件整体结构并且彼此同轴对准，第一环形密封件（20、20’）的第二轴向面（20B、20B’）与第二环形密封件（30、30’）的第三轴向面（30A、30A’）滑动接合，使得第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）相对于彼此可旋转，并且第一缝隙（22、22’）和第二缝隙（33、33’）可位于第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）共同的弧形段中；（d）膨胀环（40、40’），与第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）同轴对准，膨胀环（40、40’）接合第一环形密封件（20、20’）的一部分和第二环形密封件（30、30’）的一部分，膨胀环（40、40’）的第三轴向宽度（W3）大于第一轴向宽度（W1）和第二轴向宽度（W2）中的至少一个；（e）偏置环（50、50’），与第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）同轴对准，偏置环（50、50’）接合膨胀环（40、40’）并在膨胀环（40、40’）上施加力以迫使第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）抵靠密封表面（2、2’）；密封系统（10）设置在凹槽（3G）中，以使第一环形密封件（20）的第一外周面（20D）和第二环形密封件（30）的第二外周面（30D）密封地接合圆柱形内部密封表面（2）。
项目12——根据项目11所述的活塞和气缸组件，其中，第二缝隙（33、33’）的第二长度（L2）大于第二径向厚度（T2）。
项目13——根据项目11所述的活塞和气缸组件，其中，膨胀环（40、40’）的第三轴向宽度（W3）大约等于第一轴向宽度（W1）和第二轴向宽度（W2）的总和。
项目14——根据项目11所述的活塞和气缸组件，其中，膨胀环（40、40’）被构造成阻挡流体在偏置环（50、50’）和第一环形密封件（20、20’）、第二环形密封件（30、30’）之间的径向路径（RP）。
项目15——根据项目11所述的活塞和气缸组件，其中，第一缝隙（22、22’）和第二缝隙（33、33’）中的至少一个是线性的。
项目16——根据项目11所述的活塞和气缸组件，其中，第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）中的至少一个相对于膨胀环（40、40’）可移动。
项目17——根据项目11所述的活塞和气缸组件，其中，第一环形密封件（20）的第一外周面（20D）和第二环形密封件（30）的第二外周面（30D）是外部圆柱形密封表面；第一环形密封件（20）的第一内周面（20C）和第二环形密封件（30）的第二内周面（30C）是接合膨胀环（40）的支撑面（40D）的内圆柱面。
项目18——根据项目11所述的活塞和气缸组件，其中，膨胀环（40、40’）进行退火，以使其在安装位置时不对密封环（20、20’、30、30’）施加力。
项目19——一种轴密封组件，包括：壳体（3’），具有内部区域（3’X）和围绕内部区域（3’X）周向并沿径向向外延伸到壳体（3’）中的凹槽（3’G）；轴（1’），具有圆柱形外部密封表面（2’），轴（1’）至少部分地设置在内部区域（3’X）中并与其成滑动关系；密封系统（10、10’），包括：（a）第一环形密封件（20、20’），具有在第一轴向面（20A、20A’）和第二轴向面（20B、20B’）之间延伸的第一轴向宽度（W1），第一环形密封件（20、20’）具有在第一内周面（20C、20C’）和第一外周面（20D、20D’）之间延伸的第一径向厚度（T1）；和，从第一轴向面（20A、20A’） 延伸穿过第一环形密封件（20、20’）到第二轴向面（20B、20B’）的第一缝隙（22、22’），第一缝隙（22、22’）的长度（L1）大于第一径向厚度（T1），第一缝隙（22、22’）沿第一方向（D1）从第一内周面（20C）延伸到第一外周面（20D、20D’）；（b）第二环形密封件（30、30’），具有在第三轴向面（30A、30A’）和第四轴向面（30B、30B’）之间延伸的第二轴向宽度（W2），第二环形密封件（30、30’）具有在第二内周面（30C、30C’）和第二外周面（30D、30D’）之间延伸的第二径向厚度（T2）；和，从第三轴面（30A、30A’） 延伸穿过第二环形密封件（30、30’）到第四轴向面（30B、30B’）的第二缝隙（33、33’），第二缝隙（33、33’）沿第二方向（D2）从第二内周面（30C、30C’）延伸到第二外周面（30D、30D’），第二方向（D2）不同于第一方向（D1）；（c）第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）分别都具有单件整体结构并且彼此同轴对准，第一环形密封件（20、20’）的第二轴向面（20B、20B’）与第二环形密封件（30、30’）的第三轴向面（30A、30A’）滑动接合，使得第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）相对于彼此可旋转，并且第一缝隙（22、22’）和第二缝隙（33、33’）可位于第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）共同的弧形段中；（d）膨胀环（40、40’），与第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）同轴对准，膨胀环（40、40’）接合第一环形密封件（20、20’）的一部分和第二环形密封件（30、30’）的一部分，膨胀环（40、40’）的第三轴向宽度（W3）大于第一轴向宽度（W1）和第二轴向宽度（W2）中的至少一个；（e）偏置环（50、50’），与第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）同轴对准，偏置环（50、50’）接合膨胀环（40、40’）并在膨胀环（40、40’）上施加力以迫使第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）抵靠密封表面（2、2’）；密封系统（10’）设置在凹槽（3’G）中，以使第一环形密封件（20’）的第一内周面（20C’）和第二环形密封件（30’）的第二内周面（30C’）密封地接合圆柱形外部密封表面（2’）。
项目20——根据项目19所述的轴密封组件，其中，第二缝隙（33、33’）的第二长度（L2）大于第二径向厚度（T2）。
项目21——根据项目19所述的轴密封组件，其中，膨胀环（40、40’）的第三轴向宽度（W3）大约等于第一轴向宽度（W1）和第二轴向宽度（W2）的总和。
项目22——根据项目19所述的轴密封组件，其中，膨胀环（40、40’）被构造成阻挡流体在偏置环（50、50’）和第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）之间的径向路径（RP）。
项目23——根据项目19所述的轴密封组件，其中，第一缝隙（22、22’）和第二缝隙（33、33’）中的至少一个是线性的。
项目24——根据项目19所述的轴密封组件，其中，第一环形密封件（20、20’）和第二环形密封件（30、30’）中的至少一个相对于膨胀环（40、40’）可移动。
项目25——根据项目19所述的轴密封组件，其中，膨胀环（40、40’）进行退火，以使其在安装位置时不对密封环（20、20’、30、30’）施加力。
项目26——根据项目19所述的轴密封组件，其中，第一内周面（20C’）和第二内圆周面（30C’）是内部圆柱形密封表面；第一环形密封件（20’）的第一外周面（20D’）和第二环形密封件（30’）的第二外周面（30D’）接合膨胀环（40’）的支撑面（40D’）。
项目27——根据项目19所述的轴密封组件，其中，偏置环（50、50’）是斜圈弹簧。
尽管已经相对于本发明的详细实施例示出和描述了本发明，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代替其元件。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可以进行修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明不旨在限于以上具体实施方式中公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (12)

1.一种密封系统，其特征在于，包括：
a，第一环形密封件（20、20'）具有在第一轴向面（20A、20A'）和第二轴向面（20B、20B'）之间延伸的第一轴向宽度（W1），所述第一环形密封件（20、20'）具有在第一内周面（20C、20C'）至第一外周面（20D、20D'）之间延伸的第一径向厚度（T1）；
第一缝隙（22、22'）从所述第一轴向面（20A、20A'）到所述第二轴向面（20B、20B'）延伸穿过所述第一环形密封件（20、20'），所述第一缝隙（22，22'）的长度（L1）大于所述第一径向厚度（T1），所述第一缝隙（22、22'）在第一方向（D1）上从所述第一内周面（20C、20C'）延伸至所述第一外周面（20D、20D'）；
b，第二环形密封件（30、30'）具有在第三轴向面（30A、30A'）和第四轴向面（30B、30B'）之间延伸的第二轴向宽度（W2），所述第二环形密封件（30、30'）具有在第二内周面（30C、30C'）到第二外周面（30D、30D'）之间延伸的第二径向厚度（T2）；
第二缝隙（33、33'）从所述第三轴向面（30A、30A'）到所述第四轴向面（30B、30B'）延伸穿过所述第二环形密封件（30、30'），所述第二缝隙（33、33'）在第二方向（D2）上从所述第二内周面（30C、30C'）延伸至所述第二外周面（30D、30D'），所述第二方向（D2）不同于所述第一方向（D1）；
c，所述第一环形密封件（20、20'）和所述第二环形密封件（30、30'）分别都具有一体的整体结构，并且彼此同轴对准，所述第一环形密封件（20、20'）的第二轴向面（20B、20B'）与所述第二环形密封件（30、30'）的第三轴向面（30A、30A'）滑动接合，由此所述第一环形密封件（20、20'）和所述第二环形密封件（30、30'）相对于彼此可旋转，并且所述第一缝隙（22、22'）和所述第二缝隙（33、33'）能够布置于它们的共同弧形段中；
d，膨胀环（40、40'）与所述第一环形密封件（20、20'）和所述第二环形密封件（30、30'）同轴对准，所述膨胀环（40、40'）与所述第一环形密封件（20、20'）的一部分和所述第二环形密封件（30、30'）的一部分相接合，所述膨胀环（40、40'）的第三轴向宽度（W3）大于所述第一轴向宽度（W1）和所述第二轴向宽度（W2）中的至少一个；和
e，偏置环（50、50'）与所述第一环形密封件（20、20'）和所述第二环形密封件（30、30'）同轴对准，所述偏置环（50、50'）与所述膨胀环（40、40'）相接合并在膨胀环（40，40'）上施加力以将所述第一环形密封件（20、20'）和所述第二环形密封件（30、30'）压向密封表面（2、2'）。
2.根据权利要求1所述的密封系统，其特征在于，所述第二缝隙（33、33′）的第二长度（L2）大于所述第二径向厚度（T2）。
3.根据权利要求1或2所述的密封系统，其特征在于，所述膨胀环（40、40'）的第三轴向宽度（W3）大约等于所述第一轴向宽度（W1）与所述第二轴向宽度（W2）之和。
4.根据权利要求1至3其中之一所述的密封系统，其特征在于，所述膨胀环（40、40'）被构造成阻挡所述偏置环（50、50'）与所述第一环形密封件（20、20'）和所述第二环形密封件（30、30'）之间的流体的径向路径（RP）。
5.根据权利要求1至4其中之一所述的密封系统，其特征在于，所述第一缝隙（22、22′）和所述第二缝隙（33、33′）中的至少一个是线性的。
6.根据权利要求1至5其中之一所述的密封系统，其特征在于，所述第一环形密封件（20、20'）和所述第二环形密封件（30、30'）中的至少一个相对于所述膨胀环（40、40'）能够移动。
7.根据权利要求1至6其中之一所述的密封系统，其特征在于，所述第一环形密封件（20）的第一外周面（20D）和所述第二环形密封件（30）的第二外周面（30D）是外部圆柱形密封表面；所述第一环形密封件（20）的第一内周面（20C）和所述第二环形密封件（30）的第二内周面（30C）是与所述膨胀环（40）的支撑面（40D）相接的内圆柱面。
8.根据权利要求1至7其中之一所述的密封系统，其特征在于，所述膨胀环（40、40'）被退火，用以在安装所述膨胀环（40、40'）时，所述膨胀环（40、40'）不对所述密封环（20、30；20'、30'）施加力。
9.根据权利要求1至8其中之一所述的密封系统，其特征在于，所述第一内周面（20C’）和所述第二内周面（30C'）是内部圆柱形密封表面；并且所述第一环形密封件（20'）的第一外周面（20D'）和所述第二环形密封件（30'）的第二外周面（30D'）与膨胀环（40'）的支撑面（40D'）接合。
10.根据权利要求1至9其中之一所述的密封系统，其特征在于，所述所述偏置环（50、50'）是斜圈弹簧。
11.一种活塞气缸组件，其特征在于，包括：
气缸（1），具有内部圆柱形密封表面（2）；
活塞（3），至少部分地布置在所述气缸（1）中并以此滑动连接于所述气缸（1），所述活塞（3）具有凹槽（3G），所述凹槽（3G）径向向内延伸到活塞（3）中并沿活塞（3）的圆周周向延伸；
根据权利要求1至8和10其中之一所述的密封系统，所述密封系统被布置在所述凹槽（3G）中，使得所述第一环形密封件（20）的第一外周面（20D）和所述第二环形密封件（30）的第二外周面（30D）密封地连接所述内部圆柱形密封表面（2）。
12.一种轴密封组件，包括：
壳体（3’），具有内部区域（3’X）和凹槽（3’G），所述凹槽（3’G）从内部区域（3’X）至所述壳体（3’）中周向且径向向外延伸；
轴（1’），具有外部圆柱形密封表面（2’），所述轴（1’）至少部分地布置在内部区域（3’X）中并以此与其滑动连接；
根据权利要求1-6、8、9和10中任一项所述的密封系统（10'），所述密封系统设置在所述凹槽（3'G）中，使得所述第一环形密封件（20'）的第一内周面（20C'）和所述第二环形密封件（30'）的第二内周面（30C'）密封地连接所述外部圆柱形密封表面（2'）。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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