CN113418007A - 浮动油封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浮动油封装置，包括第一浮封座、弹簧、第一浮封环、第一橡胶圈、第二浮封座、第二浮封环和第二橡胶圈；第一浮封座上设有第一密封腔，弹簧、第一浮封环及第一橡胶圈依次排列设置在第一浮封座的第一密封腔内，弹簧两端分别抵靠在第一浮封座的第一密封腔的轴向内壁和第一浮封环的轴向外端面；第一浮封环上设有第一橡胶圈安装槽，第一橡胶圈安装槽沿第一浮封环的周向分布；第一橡胶圈抵靠在第一浮封座的第一密封腔的周向内壁上；第一浮封座和第二浮封座的密封腔沿轴向的横截面轮廓均为直线型轮廓。本发明提供的浮动油封装置安装过程中避免发生橡胶圈的挤压变形，有效确保密封圈的安装质量，使其具有较长的使用寿命。

Description

浮动油封装置

技术领域

本发明涉及工程机械零部件领域，特别是涉及一种浮动油封装置。

背景技术

浮动油封是工程机械领域的一种常见零件，属于动密封中机械密封的一种，在多粉尘、泥沙、水气等恶劣的工作环境下具有较强的密封性能，是一种紧凑型的机械密封，主要用于低速重载的工程生产场合。浮动油封由一对耐磨的金属环(通常称为浮封环)和一对橡胶圈分别组成两个密封组件，分别装配在两个专用的密封腔体(通常称为浮封座)内使用。

然而，由于目前浮动油封的具体形状限制，其中的O型橡胶圈套装在浮封环的背锥面上，密封组件外径大于浮封座入口的内径，客观上想要将橡胶圈安装到位较为困难，很可能发生橡胶圈的扭曲、偏心或歪斜等问题，也容易造成橡胶圈的表面划伤或撕裂，影响寿命。

发明内容

基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种浮动油封装置。

本发明申请提供的浮动油封装置，包括第一浮封座、弹簧、第一浮封环、第一橡胶圈、第二浮封座、第二浮封环和第二橡胶圈；

所述第一浮封座上设有第一密封腔，所述第一浮封环设置在所述第一密封腔内，所述弹簧抵靠在所述第一密封腔的轴向内壁和所述第一浮封环的轴向外端面上；

所述第一浮封环上设有第一橡胶圈安装槽，所述第一橡胶圈安装槽沿所述第一浮封环的周向分布，所述第一橡胶圈安装槽的倾斜槽底面为圆锥面，所述圆锥面的小直径端边沿靠近所述弹簧；所述第一橡胶圈设置在所述第一橡胶圈安装槽内并抵靠在所述第一密封腔的周向内壁上；

所述第二浮封座上设有第二密封腔，所述第二浮封环设置在所述第二浮封座的第二密封腔内，所述第二浮封环的摩擦面与所述第一浮封环的摩擦面相互对置并抵靠，所述第二浮封环上设有包括倾斜槽底面的第二橡胶圈安装槽，所述第二橡胶圈设置在所述第二橡胶圈安装槽内并抵靠在所述第二密封腔的周向内壁上；

所述第一浮封座和所述第二浮封座的内腔沿轴向的横截面轮廓均为直线型轮廓。

在其中一个实施例中，还包括垫片，所述垫片的两端分别抵靠在所述第一浮封环和所述弹簧的轴向端面上；

在其中一个实施例中，所述垫片与所述第一浮封环一体成型。

在其中一个实施例中，所述第一浮封座和所述第二浮封座之间具有预设间距，所述预设间距的大小为0.1～0.5mm。

在其中一个实施例中，所述第一浮封座内设有弹簧定位腔，所述弹簧定位腔与所述第一密封腔同轴。

在其中一个实施例中，所述弹簧选自螺旋弹簧、碟形弹簧、橡胶弹簧或橡胶复合弹簧中之一。

本发明的实施例中提供的技术方案带来如下有益技术效果：

本发明提供的浮动油封装置通过在第一浮封环和第二浮封环的一侧设置弹簧，利用弹簧的弹力，将橡胶圈限定在第一浮封环和第二浮封环的安装槽内并受压变形，形成浮封环圆锥面与密封腔内壁之间的密封，浮封座的内腔的轮廓多为直线段型轮廓，并且，浮封环组合件外径与浮封座密封腔内径相等，结构简单，安装和维修都较为方便，安装过程中也能够避免发生密封圈的挤压变形，有效确保密封圈的安装质量，使其具有较长的使用寿命。

本申请附加的方面和优点将在后续部分中给出，并将从后续的描述中详细得到理解，或通过对本发明的具体实施了解到。

附图说明

图1为本发明申请一实施例中浮动油封装置的剖面结构示意图；

图2为本发明申请另一实施例中浮动油封装置的剖面结构示意图。

附图标记说明：

100-第一浮封座，200-第二浮封座，300-第一浮封环，400-第二浮封环，500-第一橡胶圈，600-第二橡胶圈，700-弹簧，800-垫片；

110-第一密封腔，120-弹簧定位腔；

210-第二密封腔；

310-第一橡胶圈安装槽，410-第二橡胶圈安装槽。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的可能的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文已经通过附图描述的实施例。通过参考附图描述的实施例是示例性的，用于使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面，而不能解释为对本发明的限制。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本发明的特征是非必要技术的，则可能将这些技术细节予以省略。

相关领域的技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

在现有技术中，参照浮动油封的国家标准JB/T 8293-2014，该标准规定了浮动油封座中油封环和密封圈的安装位置具体形状和推荐尺寸，然而，这些形状和推荐尺寸难以准确地进行测量，造成各个浮封座的生产厂家的产品，浮封座内壁中某些位置的尺寸实际存在不同程度的差异，难以准确控制胶圈压缩量，贯彻标准十分困难，零件互换性较差。

另外，上述国标中对于浮动油封中的两个浮动油封座之间具有推荐间隙，该推荐间隙能够反映两个浮封环构成的摩擦面间的密封压力值，例如浮封环外径小于330mm时，两浮封座的装配间隙推荐为3mm；浮封环外径大于或等于330mm时，浮封座的装配间隙则推荐为4mm。然而，在应用浮动油封的设备或构件的生产、维护过程中，由于其他零部件的遮挡，很难见到两浮封座的间隙暴露在外，因此实际只能以是否漏油作为判断摩擦面间密封压力值的标准，而非是否处于推荐间隙范围内。但是，利用是否漏油为判断标准，又很容易造成密封压力值过大，使得橡胶圈的使用寿命大大降低。

本发明提供的浮动油封装置，旨在解决现有技术的如上技术问题。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及该技术方案如何解决上述的技术问题进行详细说明。

本发明申请提供的浮动油封装置，如图1所示，包括第一浮封座100、第二浮封座200、第一浮封环300、第二浮封环400、第一橡胶圈500、第二橡胶圈600和弹簧700。本领域相关技术人员可知的，浮动油封装置通常设置在轴类零件上，因此上述的装置中均设有与轴类零件配合的孔或槽。

如图1所示，第一浮封座100上设有第一密封腔110，第一油封环300设置在第一浮封座的第一密封腔110内，弹簧700抵靠在第一密封腔110的轴向内壁和第一浮封环300的轴向外端面上。

如图1所示，第一浮封环300上设有第一橡胶圈安装槽310，第一橡胶圈安装槽310沿第一浮封环300的周向分布，第一橡胶圈安装槽310的倾斜槽底面为圆锥面，圆锥面的小直径端边沿靠近弹簧700；第一橡胶圈500设置在第一橡胶圈安装槽310内并抵靠在第一密封腔110的周向内壁上。

第二浮封座200上设有第二密封腔210，第二浮封环400设置在第二密封腔210内，第二浮封环400的摩擦面与第一浮封环300的摩擦面相互对置并抵靠，第二浮封环400上设有包括倾斜槽底面的第二橡胶圈安装槽410，第二橡胶圈600设置在第二橡胶圈安装槽410内并抵靠在第二密封腔210的周向内壁上；第一浮封座100和第二浮封座200的内腔沿轴向的横截面轮廓均为直线型轮廓。

从整体的角度考虑，第一浮封座100和第二浮封座200之间具有一容纳空间，该容纳空间由第一密封腔110和第二密封腔210拼接而成，第一浮封环300、第二浮封环400以及相对应的第一橡胶圈500和第二橡胶圈600都设置在该容纳空间内。该容纳空间也能够供使用浮动油封装置的芯轴的通过。第一密封腔110、第二密封腔210等结构都是回转形的空腔。第一密封腔110的轴向即是芯轴的轴向，也与第二密封腔210、第一浮封环300、第二浮封环400、第一橡胶圈500和第二橡胶圈600的轴向相同，甚至是共一个旋转中心轴。

从轮廓形状的角度，如图1和图2所示，第一浮封座100和第二浮封座200的内腔的横截面轮廓为直线型轮廓，该横截面是沿第一浮封座100和/或第二浮封座200的轴向剖切形成的，横截面轮廓为平面，实际是三维空间。由于横截面轮廓是直线型轮廓，两个浮封座内无需设置现有标准中要求的各种难以测量和制造的曲线型轮廓。另外，本申请依靠弹簧的量化变形来存储弹性能，维持第一浮封环300与第二浮封环400摩擦面间的密封，并补偿摩擦面的磨损，如果浮封座的底部采用现有技术中的曲面，机加工以及测量的难度较大，采用直线型轮廓，也即平面型浮封座内腔底部(轴向的端面)，还能降低具体生产过程中对于弹簧参数的计算复杂度。

弹簧700设置在第一浮封座100内，抵压在第一浮封环300上，更重要的是，直接或间接抵压在第一橡胶圈500上。由于第一橡胶圈安装槽310的倾斜槽底面为圆锥面，并且第一浮封环300的轴向圆锥的小直径端边沿朝向弹簧700，因此第一橡胶圈安装槽310与第一浮封座100的径向内壁之间形成一个越远离弹簧700，则越狭小的空间，在弹簧700的弹力作用下，能够将第一橡胶圈500牢固地抵靠在第一浮封座100与第一浮封环300之间，确保密封。

由于无需将橡胶圈预先套设在浮封环(例如本申请中的第一浮封环300)的背锥面上构成浮封环组合件后，再将浮封环组合件挤入到浮封座内，因此，能够避免造成橡胶圈的不规则挤压变形，完全杜绝橡胶圈发生扭曲或歪斜等问题，确保橡胶圈具有较长的使用寿命。

同理，由于第二橡胶圈600的安装位置，即第二橡胶圈安装槽410的倾斜槽底面也是圆锥面，并且在弹簧700的膨胀弹力作用方向上，该倾斜槽底面与第二浮封座200的径向内壁之间的空间也呈现为狭小化趋势，因此，第二橡胶圈600也能在同一弹簧700的膨胀弹力作用下，保证第二浮封座200与第二浮封环400之间的密封。

本申请提供的浮动油封装置，由于采用的是弹簧700的膨胀弹力实现密封的紧密性，利用弹簧700存储弹性能实现浮封环摩擦面间密封压力量化，并补偿摩擦面的磨损。对于浮封座中针对浮封环和橡胶圈的定位、安装轮廓线并不需要做更多特殊的设置，无需采用前述国家标准中的形状和尺寸，也就避免使用精密量具和检测设备对产品进行检验，大幅度提高产品的生产便利性，并且对于不同厂家的产品，无需精确控制橡胶圈的压缩量，零件互换性和通用性更好。

可选的，在本发明申请一个实施例的一个具体实现方式中，如图2所示，还包括垫片800，垫片800的两个轴向端面分别抵靠在第一浮封环300的外端面、第一橡胶圈500外环面和弹簧700的轴向端面上；为进一步有效推顶第一橡胶圈500实现变位、变形，以加固密封，可在弹簧700与第一浮封环300之间设置一垫片800，该垫片800可采用金属平垫圈800。通过设置垫片800，将第一橡胶圈500向第一浮封环300的轴向圆锥的较大直径端推顶，使第一橡胶圈500与第一浮封座100内壁和第一浮封环300圆锥面更加紧密贴合。第二密封腔210的轴向内端面，也具有相同的技术效果。

可选的，结合上述实现方式，在本发明申请一个实施例的一种具体实施方式中，垫片800与第一浮封环300一体成型。也即可以将垫片800与第一浮封环300做成一个整体构件，可采用一体铸造的方式，当然，也可以采用螺纹连接的方式。

在本发明申请的一个实施例中，如图1和图2所示，第一浮封座100和第二浮封座200之间具有预设间距D，是一个由其他相关零部件组装后形成的、与第一浮封环300和第二浮封环400摩擦面间密封压力值无关的、不需要调整的闭环链尺寸。相比于利用间隙大小控制摩擦面间密封压力，从而控制密封性的传统浮动油封，本申请提供的浮动油封装置通过设置预设间距D，保证两个浮封座的相对运动没有摩擦阻力。可选的，预设间距的大小为0.1～0.5mm，例如具体可选为0.3mm，当然，根据浮封座的大小，可适应性进行间隙尺寸调整。在国家标准中，浮封座端面的间隙是3-4mm，该间隙宽度较大，显然无法防止灰尘进入到浮封座内部，必须增加防尘遮挡结构，本申请中可将间隙缩小至0.3mm，已具备一定的防尘能力，实际当中再在间隙内填充润滑脂，在提高两个浮封座之间的润滑效果的同时，做到更加防尘、防泄漏，可以省略第一浮封座100和第二浮封座200间间隙防尘遮挡结构的设置，有利于零件组装的便利性。

可选的，在本发明申请的某些实施例中，如图1和图2所示，第一浮封座100内设有弹簧定位腔120，弹簧定位腔120与第一密封腔110同轴。另外，在某些实现方式中，弹簧700可采用螺旋弹簧700、碟形弹簧700、橡胶弹簧700或橡胶复合弹簧700。弹簧的材料截面为圆形或矩形。通过将弹簧700设置在专门的弹簧定位腔120内，能确保弹簧700位置稳定(如果有芯轴，可省略定位腔120设置)，并且能选择尺寸较小的弹簧700。弹簧700的种类选择范围较广，方便了浮动油封装置的生产制造，以及降低维护成本。

此外，弹簧700的具体尺寸大小、长度范围和弹性系数等参数，相关技术人员能够根据本申请提供的技术方案，结合第一浮封环300和第二浮封环400摩擦面间密封压力值具体确定，由于并非本申请的改进重点，故不作详细赘述。

本发明提供的浮动油封装置通过在第一浮封环300和第二浮封环400的一侧设置弹簧700，利用弹簧700的弹力，将橡胶圈限定在第一浮封环300和第二浮封环400安装槽中，构成橡胶圈与浮封座内壁之间、橡胶圈与浮封环的圆锥面之间的密封，设置浮封环组合件外径与浮封座密封腔内径相等，结构简单，安装维修方便，安装过程中避免发生密封圈的挤压变形，有效确保密封圈的安装质量，使其具有较长的使用寿命。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种浮动油封装置，其特征在于，包括第一浮封座、弹簧、第一浮封环、第一橡胶圈、第二浮封座、第二浮封环和第二橡胶圈；

所述第一浮封座上设有第一密封腔，所述第一浮封环设置在所述第一密封腔内，所述弹簧抵靠在所述第一密封腔的轴向内壁和所述第一浮封环的轴向外端面上；

所述第一浮封环上设有第一橡胶圈安装槽，所述第一橡胶圈安装槽沿所述第一浮封环的周向分布，所述第一橡胶圈安装槽的倾斜槽底面为圆锥面，所述圆锥面的小直径端边沿靠近所述弹簧；所述第一橡胶圈设置在所述第一橡胶圈安装槽内并抵靠在所述第一密封腔的周向内壁上；

所述第二浮封座上设有第二密封腔，所述第二浮封环设置在所述第二浮封座的第二密封腔内，所述第二浮封环的摩擦面与第一浮封环的摩擦面相互对置并抵靠，所述第二浮封环上设有包括倾斜槽底面的第二橡胶圈安装槽，所述第二橡胶圈设置在所述第二橡胶圈安装槽内并抵靠在所述第二密封腔的周向内壁上；

所述第一浮封座和所述第二浮封座的内腔沿轴向的横截面轮廓均为直线型轮廓。

2.根据权利要求1所述的浮动油封装置，其特征在于，还包括垫片，所述垫片的两端分别抵靠在所述第一浮封环和所述弹簧的轴向端面上。

3.根据权利要求2所述的浮动油封装置，其特征在于，所述垫片与所述第一浮封环一体成型。

4.根据权利要求1所述的浮动油封装置，其特征在于，所述第一浮封座和所述第二浮封座之间具有预设间距，所述预设间距的大小为0.1～0.5mm。

5.根据权利要求1所述的浮动油封装置，其特征在于，所述第一浮封座内设有弹簧定位腔，所述弹簧定位腔与所述第一密封腔同轴。

6.根据权利要求1所述的浮动油封装置，其特征在于，所述弹簧选自螺旋弹簧、碟形弹簧、橡胶弹簧或橡胶复合弹簧中之一。

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