CN114945765B - 辐条式旋转密封件 - Google Patents

Abstract

一种用于密封轴的密封件，该密封件包括密封件主体，其具有内部构件、外部构件和连接该内部构件和外部构件的连接构件。该密封件还包括至少一个辐条，其与该密封件主体相连，并被配置为加强所述密封件主体。

Description

辐条式旋转密封件

技术领域

本发明涉及一种密封装置，具体涉及一种用于密封旋转轴和静止壳体的旋转密封件。

背景技术

本领域已经公开了用于在静止壳体和旋转轴之间建立液密密封的多种轴密封件。一般而言，轴密封件包括主体和夹紧盘簧，以便于保持密封件的密封唇与轴之间的密封接触。虽然此类密封件能产生预期效果，但它们的制造成本很高。此外，此类密封件相对较大、较重，这可能会对轴的运行产生不良影响，因为它们通常会占用较大的面积、增加轴组件的整体重量。

本领域所需的是一种能够在轴和静止壳体之间建立液密密封的成本经济的密封件。

发明内容

本发明提供了一种用于密封轴的旋转密封件。该密封件包括具有内部动态构件、外部静态构件和位于该内部构件和外部构件之间的连接构件的主体。该密封件还包括至少一个设置在密封件主体内部或顶部的辐条。该密封件被配置为动态弯曲但不随轴旋转。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于密封轴的密封件。该密封件包括连接构件具有内部构件、外部构件和连接构件的密封件主体，该连接构件用于连接内部构件与外部构件。该密封件还包括至少一个与该密封件主体相连的辐条，所述至少一个辐条其被配置为加强该密封件主体。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于密封轴的方法。该方法包括：提供密封件的初始步骤。该密封件包括连接构件具有内部构件、外部构件和用于连接内部构件与外部构件的连接构件的密封件主体连接构件。该密封件还包括至少一个辐条。该方法还包括：将至少一个辐条插入该密封件主体中，从而将连接构件和至少一个辐条一起配置为允许该内部构件动态屈挠，并防止该外部构件旋转。该方法还包括：将密封件连接至所述轴。

本发明的一个优点是，由于具有柔性的连接构件和相对刚性的辐条，该密封件既具柔性又有刚性。

本发明的另一优点是，该密封件能够有效密封动态的旋转轴和静态的静止壳体之间区域，而不会给密封组件增加不必要的重量或牺牲密封件的结构整体性。

附图说明

下文将结合附图对本发明的实施例进行描述，从而使本发明的上述和其他特征和优点及其实现方式变得更加明显，同时，也有助于更好地理解本发明。附图中：

图1是根据一个实施例的辐条式径向密封件的立体图，该密封件内部设置有辐条；

图2是图1所示径向密封件的另一立体图；

图3是径向密封件沿图2所示3-3线的截面图；

图4是根据一个实施例的辐条式径向密封件的立体图，该密封件内部设置有辐条；

图5是径向密封件沿图2所示5-5线的截面图；

图6是根据另一实施例的辐条式径向密封件的立体图，该密封件包括一体成型的辐条；

图7是根据另一实施例的辐条式径向密封件的立体图，该密封件包括单辐条插入件；

图8是根据另一实施例的径向密封件的立体图，该密封件包括槽和单辐条，单辐条具有延伸到狭槽的突起；

图9是根据另一实施例的径向密封件的立体图，该密封件包括槽和单辐条，单辐条具有延伸到狭槽的锥体突起；

图10是根据一个实施例的辐条的立体图，该辐条能够容纳在径向密封件中；

图11是根据一个实施例的多部件辐条的立体图，该辐条能够容纳在径向密封件中；

图12是根据另一实施例的多部件辐条的立体图，该辐条能够容纳在径向密封件中；

图13是根据另一实施例的多部件辐条的立体图，该辐条能够容纳在径向密封件中；以及

图14是根据另一实施例的辐条式径向密封件的示意图，该密封件包括外部辐条。

在多个附图中，相应附图标记表示同样的相应部件。本文所列举的示例是为了说明本发明的实施方案，而不应理解为会以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

参考附图，尤其是图1-3，其示出了辐条式旋转密封件，如径向密封件10的实施例，该密封件能够进行径向运动，例如可以垂直于轴的纵向轴线的运动。该密封件10还防止旋转运动，否则这会导致密封件10随轴自旋转。密封件10可以密封轴和壳体内相应孔之间的空间。一般而言，密封件10包括密封件主体12，该密封件主体具有内部动态构件14、外部静态构件16和中间连接或链接件18。密封件10还包括至少一个插入件20，例如辐条20，其设置在密封件主体12内。

密封件主体12可以呈环状。密封件主体12可以具有任何所需的材料，如聚合物。内部动态构件14位于密封件10的内部，并限定了密封件10的内径。内部动态构件14可以与轴接触并啮合。内部动态构件14可以随着所述轴的运动而运动或屈挠。因此，内部构件14看成是动态的，因为它可以适应轴的跳动、摇摆、角运动、振动、旋转和/或轴的其他任何运动或移位。内部动态构件14可以是一个单独的密封元件，其附着在密封件主体12的另一部分上，或者也可以作为密封件主体12的一部分与其一体成型。额外地，内部动态构件14可以容纳单独的密封元件26，该元件置于内部动态构件14的顶部。内部动态构件14可以具有任何所需的横截面形状。外部静态构件16位于密封件10的外部，并限定了密封件10的外径。外部静态构件16可以与密封件10所在的孔相啮合，此外，该外部静态构件16可以用金属环等内部加强件来加强。外部静态构件16可以具有任何所需的横截面形状。

密封件主体12的中间连接构件18可以将动态构件14和静态构件16连接或链接在一起。换句话说，中间连接构件18可以将动态构件14和静态构件16刚性地耦合在一起。因此，中间连接构件18可以同时起到连接并径向地分开动态构件14和静态构件16的作用。中间连接构件18可以是弱联接的形式，使得可以在不产生过多刚性的情况下形成所需的液密密封，否则就会阻止动态构件14随轴运动。因此，密封件10可以动态地屈挠，例如塌陷、弯曲、部分旋转等，而不随轴旋转。中间连接构件18可以具有任何所需的横截面形状。比如说，中间连接构件18可以具有大致呈C形的横截面形状。因此，中间连接构件18可以具有侧面，该侧面可以例如是凹面，其限定开放空腔22；以及与该侧面相对的侧面，其可以例如是凸面，其在动态构件14和静态构件16之间向外弯曲。

辐条20被置于密封件主体12的空腔22内。更具体地，辐条20位于密封件主体12的各个凹槽24内。辐条20可以在内部动态构件14和外部静态构件16之间延伸，并因此穿过中间连接构件18所形成的空腔22。辐条20可以沿周向彼此间隔开。辐条20在其侧向末端和各自的配合面之间可以有一些间隔。这种介于辐条20的两端和配合面之间的间隔可以在不显著影响密封件对轴的负载属性的前提下，允许轴发生移位。密封件10可以包括两个或更多辐条20，例如包括四个辐条。辐条20可以具有任何所需的形状和材料。比如说，每个辐条20可以是刚性的塑料和/或金属的C状通道型梁。此外，每个辐条20可以是附着在密封件主体12上的单独元件。

中间连接构件18和增加的辐条20共同允许密封件发生径向运动，例如允许动态构件14的内径发生屈挠，进而可以弯曲或塌陷C形中间连接构件18，这也可以防止整个密封件主体12发生旋转。也就是说，由于辐条20和连接构件18间的结构连接，动态构件14和静态构件16之间的刚性(但部分动态)的关系允许发生一些运动，包括密封件主体12的内径发生的有限旋转，但是防止密封件10的外径发生旋转。因此，密封件10不会发生旋转，但其可以在轴的旋转方向上经历动态屈挠，以限制折断扭矩。

参照图4和图5，其示出了根据另一实施例的辐条式径向密封件10A，其大致类似于上述径向密封件10，除了径向密封件10A具有不同主体形状、具有在其中接收密封元件26A的凹槽的内部静态构件14A以及具有肋状表面轮廓的外部静态构件16A。除了“A”系列标记外，其他类似的元件已经用类似的附图标记示出。

参照图6，其示出根据另一实施例的旋转密封件30。旋转密封件30是一种整体式密封件30，其具有一体成型的辐条40。密封件30大致类似于密封件10，除了在中间连接构件38内以及动态构件34和静态构件36之间的辐条40是通过模压或以其他方式集成到密封件主体32中的。

辐条40集成至密封件主体32中，即它们是整体成型的。辐条40可以具有任何所需的形状和材料。比如说，每个辐条40可以具有矩形横截面。辐条40可以具有与密封件主体32的材料相同的材料。密封件30可以具有任何所需数量的辐条40，如包括两个、四个、十个或更多个辐条。

参照图7，其示出根据另一实施例的径向密封件50。密封件50可以类似于上述密封件10、10A、30。密封件50包括具有动态和静态构件54、56以及中间连接构件58的密封件主体52。密封件50还包括其上设置有多个辐条62的辐条插入件60，该插入件60与密封件主体52中的相应凹槽64相啮合。

辐条插入件60可以适配在中间连接构件58内。辐条插入件60可以具有或不具有相应的C形形状，以填充中间连接构件58内的空腔。辐条插入件60可以具有任何所需数量的突起辐条62，如一个、两个、四个、八个或更多个辐条62。辐条62可以位于插入件60的仅一个侧面，例如内侧。辐条62可以呈矩形突起状，其径向向内延伸至轴和凹槽64内，该凹槽64具有相应的形状和大小。辐条插入件60可以具有任何所需的材料。

参照图8，其示出根据另一实施例的径向密封件70。密封件70可以类似于上述密封件10、10A、30、50。密封件70包括具有动态和静态构件74、76和中间连接构件78的密封件主体72。密封件主体72还包括狭槽80，该狭槽可以延伸穿过密封件主体72的外表面。

密封件70还包括辐条插入件82，在辐条插入件82的两侧具有多个突起或辐条84。辐条84与密封件主体72中的相应凹槽80相啮合。辐条插入件82可以适配在中间连接构件78内。辐条插入件82可以具有任何所需数量的突起辐条84。辐条84可以呈矩形突起状，其径向向内延伸至轴，并向外延伸至密封件主体72的外表面。辐条插入件82可以具有任何所需的材料。

参照图9，其示出根据另一实施例的径向密封件90。密封件90可以类似于上述密封件10、10A、30、50、70。密封件90包括具有动态和静态构件94、96和中间连接构件98的密封件主体92。密封件主体92还包括狭槽100，该狭槽可以延伸穿过密封件主体92的外表面。

密封件90还包括辐条插入件102，在辐条插入件102的两侧具有多个突起或辐条104、106。辐条插入件102可以包括：第一组辐条104，其向内延伸；以及第二组辐条106，其向外延伸。第一组辐条104可以比第二组辐条106小。第一组辐条104可以具有矩形形状，第二组辐条106可以具有锥体形状。换句话说，第二组辐条106可以具有类似齿状的轮廓。辐条插入件102可以适配在中间连接构件98内。辐条插入件102可以具有任何所需数量的突起辐条104、106。辐条插入件102可以具有任何所需的材料。

参照图10，其示出根据一个实施例的多部件辐条插入件110。如上所述，插入件110可以适配在密封件主体72内。插入件110可以包括具有多个辐条114的第一内环112和具有多个辐条118的第二外环116。内环112和外环116可以通过至少一个环形连接构件120彼此连接。该至少一个连接构件120、122可以呈一个或多个连接臂120、122的形式。比如说，插入件110可以具有一对连接臂120、122，它们向相反的方向延伸。至少一个连接臂120、122允许内环112和外环116相对于彼此屈挠。插入件110可以具有任何所需的材料。内环112、外环116和连接构件120可以具有或不具有相同的材料。

参照图11，其示出根据一个实施例的多部件辐条插入件130。如上所述，插入件130可以适配在密封件主体72内。插入件130可以包括具有多个辐条134的第一内环132和具有多个辐条138的第二外环136。内环132和外环136可以不直接连接。替代地，可以通过相应的配对部件140、142将内环132和外环136可拆卸地啮合。插入件130可以具有至少一对相应的配对部件140、142，用于可运动地连接或啮合内环132和外环136。例如，插入件130可以具有多个相应的配对部件140、142。内环132的配对部件140可以是通道，例如可以是U形槽。外环134的配对部件142可以是突起的形式。可以理解的是，配对部件140也可以替代地以突起的形式，而配对部件142可以是以通道的形式。该至少一对配对部件140、142可以允许内环132和外环136彼此相对运动。插入件130可以具有任何所需的材料。内环132和外环136可以具有或不具有相同的材料。

参照图12，其示出根据一个实施例的多部件辐条插入件150。插入件150可以大致类似于上述插入件130。因此，插入件150可以包括：具有相应辐条154、158的内环152和外环156，以及至少一对相应的配对部件160、162。内环152的每个配对部件160可以是以凹槽的形式，该凹槽限定有一个凸台。每个配对部件162可以是以细长的突起或阶梯状部件的形式，其至少部分地适配在凹槽内并与该凸台啮合。可以理解的是，每个配对部件160可以替代地以细长的突起的形式，而每个配对部件162也可以是以凹槽的形式。

参照图13，其示出根据一个实施例的多部件辐条插入件170。如上所述，插入件170可以适配在密封件主体72内。插入件170可以包括具有多个辐条174的第一内环172和具有多个辐条178的第二外环176。内环172和外环176可以彼此直接或不直接连接。例如，内环172和外环176可以通过至少一对相应的配对部件180、182彼此连接。内环172可以具有至少一个凹槽180，该凹槽部分地延伸到内环172的主体内。外环176可以具有至少一个条状或臂状部件182，其适配在内环172的凹槽180内。

参照图14，其示出根据另一实施例的径向密封件200的示意图。密封件200具有密封件主体202，该密封件主体202具有限定内径的内部构件204和限定外径的外部构件206。外部构件206上能够放置一个或多个辐条208和一个外径密封件210。密封件200可以密封轴和壳体212之间的空间。

外径206上的辐条208可以防止密封件200发生旋转。密封件200可以包括仅一个辐条。另外，密封件200也可以包括多个辐条。此外，密封件200还可以包括辐条部件，该部件围绕着密封件主体202的外径206的整个外周延伸。每个辐条208能够一定程度上增加密封件200的刚性，从而防止密封件200随轴旋转。每个辐条208可以具有任何所需的形状和材料。

外径密封件210密封在密封件主体202和外壳212之间的开孔或凹槽214。外径密封件210允许密封件200发生一些运动。比如说，当轴对密封件主体202的内径204施加力时，外径密封件210可以允许密封件200发生一些径向运动。外径密封件210可以具有任何所需的形状和材料。例如，外径密封件210可以具有X形横截面形状。因此，外径密封件210可以是X型的环形密封件。

应该理解的是，密封件10、10A、30、50、70、90可以进行或不进行预先组装。因此，可以将密封件主体和密封件10、10A、30、50、70、90的至少一个辐条作为单独的单元预装在一起，或者也可以由用户在将密封件10、10A、30、50、70、90安装在轴或其他部件上后进行装配。其中，制造商和/或安装者可以执行用于密封轴的方法步骤，包括将至少一个辐条装配在密封件10、10A、30、50、70、90的密封件主体内，并将密封件10、10A、30、50、70、90安装到轴上。

虽然本发明已就至少一个实施例进行了描述，但本发明还可以在本公开的精神和范围内进一步修改。因此，本申请旨在涵盖本发明通过其一般原则进行的任何变化、应用或修改。此外，本申请还意在涵盖在与本发明相关的技术领域内，已知或惯常做法中对本发明发生的偏离的内容。

Claims (18)

1.一种用于密封轴的密封件，包括：

密封件主体，其具有内部构件、外部构件、以及连接所述内部构件和所述外部构件的连接构件；以及

至少一个辐条，其连接至所述密封件主体，所述至少一个辐条配置为加强所述密封件主体；

其中所述至少一个辐条在所述至少一个辐条的一端连接至所述外部构件或配置为紧靠所述外部构件，并且在所述至少一个辐条的另一端连接至所述内部构件或配置为紧靠所述内部构件；

其中所述至少一个辐条与所述连接构件既不连接也不接触。

2.根据权利要求1所述的密封件，其中，所述内部构件被配置为动态运动的动态构件，并且所述外部构件配置为保持静止的静态构件。

3.根据权利要求2所述的密封件，其中，所述连接构件和所述至少一个辐条一起被配置为允许所述内部构件动态屈挠，并防止所述密封件旋转。

4.根据权利要求3所述的密封件，其中，所述密封件主体被配置为沿所述轴的旋转方向动态屈挠，而不随所述轴完全旋转。

5.根据权利要求1所述的密封件，其中，所述连接构件限定空腔，其中，所述至少一个辐条放置在所述空腔内并且在所述内部构件和所述外部构件之间延伸。

6.根据权利要求5所述的密封件，其中，所述连接构件具有C状的横截面形状。

7.根据权利要求1所述的密封件，其中，所述至少一个辐条具有多个辐条。

8.根据权利要求1所述的密封件，其中，所述至少一个辐条具有至少一个型梁。

9.根据权利要求1所述的密封件，其中，所述至少一个辐条具有置于所述连接构件内的辐条插入件。

10.根据权利要求9所述的密封件，其中，所述辐条插入件是具有第一环和第二环的多部件辐条插入件。

11.根据权利要求10所述的密封件，其中，所述多部件辐条插入件还具有至少一个环形连接构件，以将所述第一环刚性地连接到所述第二环。

12.根据权利要求10所述的密封件，其中，所述多部件辐条插入件还包括至少一对配合特征，以将所述第一环与所述第二环啮合。

13.一种用于密封轴的方法，包括：

提供一种密封件，所述密封件包括：具有内部构件、外部构件、和连接所述内部构件和所述外部构件的连接构件的密封件主体，以及至少一个辐条；

其中所述至少一个辐条在所述至少一个辐条的一端连接至所述外部构件或配置为紧靠所述外部构件，并且在所述至少一个辐条的另一端连接至所述内部构件或配置为紧靠所述内部构件；

其中所述至少一个辐条与所述连接构件既不连接也不接触；

将所述至少一个辐条插入所述密封件主体中，使得所述连接构件和所述至少一个辐条一起被配置为允许所述内部构件动态屈挠，并防止所述密封件旋转；以及

将所述密封件连接至所述轴。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述密封件主体被配置为沿所述轴的旋转方向动态屈挠，而不随所述轴完全旋转。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述连接构件限定空腔，其中，所述至少一个辐条置于所述空腔内并且在所述内部构件和所述外部构件之间延伸。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述至少一个辐条具有多个辐条。

17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述至少一个辐条具有至少一个型梁。

18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述至少一个辐条被集成到所述密封件主体中。

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