CN1187871A - 密封圈 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用来密封活塞式压缩机的活塞杆的密封圈(1)。该密封圈由三个扇形段(1a、1b、1c)组成,而且这些扇形段(1a、1b、1c)在密封圈(1)的圆周方向内具有延伸段(2a、2b),该延伸段构成一个搭接的接头处。搭接的接头处在轴向内具有很好的密封作用。
Description
本发明涉及权利要求1前序部分所述的一种密封圈。
在专利CH439897中提出了一种由三个环形扇形段组成的多段密封圈。这些扇形段的接头处构成一个在轴向内延伸的穿通间隙。这种密封圈一般成对前后串联布置，并构成一个所谓的密封组件来密封被密封体例如活塞式压缩机的活塞杆的滑动面。这种公知的密封圈具有这样的缺点，即必须在轴向内设置两个成对紧贴的密封圈来密封穿通间隙。另一个缺点是，成对布置的密封圈对在轴向内具有相当大的膨胀，这就增加了摩擦热。这种摩擦热散热不良，因为密封圈一般是用塑料制成的，而且导热率低，这就阻碍了被密封体将热传递到位于外部的冷却装置。
本发明的任务是，提出一种克服上述诸类的密封圈。
这个任务是通过权利要求1特征的密封圈来实现的。权利要求2～10涉及本发明密封圈的其他有利结构型式。
本发明密封圈由至少两个环形扇形段构成的一个多段环组成，而且环形扇形段具有相互的接头处，这些接头处在密封圈的圆周方向内构成搭接。
本发明密封圈的一个优点在于，相邻环形段分别具有一个相互搭接的接头，所以在垂直于密封圈延伸的方向内或在被密封体的轴向内在环形扇形段之间没有直线穿通的间隙。这样的密封圈在被密封体的轴向内具有很好的密封性。在本发明密封圈的另一个有利结构中，环绕环形扇形段外面设置了一个覆盖圈，该覆盖圈从外面覆盖径向内在环形扇形段之间延伸的接头处，从而实现密封。此外，覆盖圈有助于环形扇形段的相互稳定。最好紧贴覆盖圈外面设置一个周向延伸的弹簧，例如一个软管状弹簧，以便在环形扇形段上作用一个径向向里的力。此外，覆盖圈可具有一个与一环形扇形段共同作用的连接件，以阻止单个覆盖圈相对于环形扇形段旋转。
密封圈可相对于一根被密封的杆设计成使单个环形扇形段具有一个在密封圈的圆周方向内延伸的相互间隙。密封圈在使用过程中在面向被密封的杆的面上不断磨损。本发明的密封圈具有这样的优点，即由于单个环形扇形段之间的间隙以及箍住密封圈的软管状弹簧而可对环形扇形段总是作用一个朝活塞杆径向作用的力，所以在不断磨损过程中，环形扇形段之间的间隙不断减小，而且环形扇形段紧贴在被密封的杆上，并保证密封作用。其次，通过搭接的接头处使密封圈在轴向内保持密封作用。
环形扇形段的搭接段是这样设计的，即使在一个或多个相邻环形扇形段的间隙变成零时，其余相邻的扇形段仍然具有带搭接接头的段，从而保证了在接头处环形扇形段在轴向内没有一个位置会发生漏气。
包括至少两个环形扇形段和一个外围的覆盖圈的密封圈具有这样的优点，即通过搭接接头和外围覆盖圈的组合可在轴向内产生很好的密封作用，以及只需用一个密封圈来实现轴向密封，这样，密封圈在轴向内只具有很小的高度。本发明密封圈的另一个优点在于，环形扇形段的材料也可用相当硬的材料，所以环形扇形段的材料也可用高温聚合物例如改良的聚四氟乙烯。
在一个有利的结构中，本发明的密封圈设计成使相应的环形扇形段没有相互间隙，而且被密封的杆的直径选择成在密封圈和被密封的杆之间产生间隙环形密封。这种结构的密封圈的环形扇形段也可用陶瓷材料作成，而且在圆周方向内包括环形扇形段的覆盖圈可用塑料制成。
本发明密封圈的另一个优点是，在装好活塞杆的情况下，由于密封圈的结构形状安装密封圈不成问题。
下面的附图描述本发明的一个实施例。附图是：
图1a表示多段密封圈的俯视图；
图1b表示沿图1a剖面线A-A剖开的一个截面；
图1c表示两个环形扇形段之间的一个接头处的侧视图；
图1d表示外围覆盖圈的俯视图；
图1e表示密封圈环形扇形段的俯视图；
图1f表示通过环形扇形段沿剖面线A-A剖开的一个截面的另一个实施例。
图1a表示密封圈1作成具有三个环形扇形段1a、1b、1c的多段圈。单个环形扇形段1a、1b、1c具有相互的、在密封圈1圆周方向内延伸的间隙S的接头处。这些扇形段1a、1b、1c具有在密封圈1的圆周方向内延伸的段2a、2b，这些延伸段构成一个搭接的接头处。图1b表示沿A-A线剖开的图1a的截面。环形扇形段具有一个对着密封圈1的中心Z的密封面1d，该密封面紧贴在圆形横截面例如活塞杆的被密封面上或离密封面只有很小的距离。在本实施例中，环形扇形段1a、1c作成L形横截面并具有一个矩形的切口1e。该切口1e用来安装图1d所示的覆盖圈3。该覆盖圈3的尺寸作成使它具有一个与切口1e一致的横截面，所以覆盖圈3可嵌入切口1e中。覆盖圈3具有弹性性质并这样贴靠在密封圈1上面，使它包住位于圆周方向内切口1e中的各个环形扇形段。如图1d所示，覆盖圈具有一个缺口3a。覆盖圈3可用一个在圆周方向内延伸的软管状弹簧箍住。该弹簧朝中心Z对环形扇形段作用一个力。环形扇形段1a、1b、1c在图1a结构型式中具有沿径向延伸的接头处。覆盖图3密封在扇形段之间径向延伸的间隙或接头。弹簧力使环形扇形段紧贴在活塞杆上，所以在密封面1d磨损时各个环形扇形段1a、1b、1c之间的间隙S减小。这种具有接头间隙＞0的密封圈，也可叫做摩擦圈。
只要密封圈1在扇形段1a、1b、1c之间具有一个间隙S，各个扇形段1a、1b、1c之间的间隙就可能具有不同的宽度。在极端情况中，两个接头处具有一个接头间隙＝0，所以在第三接头处的间隙S变得很大。在密封圈1圆周方向延伸的段2a、2b最好作成使它们即使在上述极端情况中相互搭接，并在轴向内具有密封作用。
图1c表示在两个环形扇形段1b、1c之间的搭接处带有沿密封圈1圆周方向延伸的段2a、2b的侧视图。间隙宽度S、S1可相等，也可具有不同的宽度。环形扇形段1b、1c具有一个安装密封圈3用的切槽1e。图1e表示带有切槽1e的环形扇形段1a以及两段2a、2b。本发明的重要方面是，相邻环形扇形段的搭接处2a、2b在密封圈1的圆周方向内搭接。接头处2a、2b也可作成各种结构，使其在轴向内起密封作用，以及在密封圈1的圆周方向内具有一个间隙S。同样切槽1e可按极不同的方式作成，以便安装覆盖圈3或直接和没有覆盖圈3时安装一个软管状弹簧。密封圈1也可作成没有切槽1e，而只由三个或多个环形扇形段1a、1b、1c组成，如图1所示。
图1f表示通过环形扇形段例如沿图1a剖面线A-A剖开的另一种横截面的截面图。环形扇形段1a具有一个对着活塞杆滑动面4的面1f。该面1f在轴向内具有一个高度H，且其1d段作成圆柱形延伸以构成一个密封面1d，而其另一部分1h则作成扩展形，扩展面1g例如可作成锥形。本发明密封圈1具有很好的密封作用，因为不论在轴向内还是径向内都阻止气流。所以泄漏的气体部分主要在密封面1d和滑动面4之间，这就具有这样的优点，即密封圈1容易从滑动面4升起，因而减小摩擦。扩大面1g使气体在图1f减小的密封面1d的方向内畅通无阻，同时气体既对面1g又对面1d在径向内向外作用一个力到密封圈1上，所以有利于密封面1d和活塞杆的滑动面4之间的漏气，从而改进密封件的充气贮藏。
环形扇形面1a、1b、1c可用不同的材料制造，特别是用塑料如聚四氟乙烯、改良的高温聚合物，例如聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亚胺、聚苯撑硫、聚苯并咪唑、聚酰胺或改良的环氧树脂。
在另一种结构型式中，根据活塞杆的预定直径可将密封圈作成能使三个扇形段没有间隙S亦即带有一个接头间隙＝0包围住活塞杆。这种密封叫做间隙环形密封。在这种结构型式中，环形扇形段亦可用陶瓷材料制作，而包住扇形段的覆盖圈则仍用塑料制造。在一个刚好封闭的接头时，亦即接头间隙＝0时，密封圈达到最佳的密封效果。在这种情况中，没有扇形段的压力作用到活塞杆上，所以不产生摩擦热。此外，由于没有间隙打开，所以漏气极小。用陶瓷材料作环形扇形段时，在这种情况中可保持长的寿命，因为与活塞杆的可能接触不导致磨损。扇形段外形稳定，所以扇形段在压差作用下不产生变形。必须考虑在扇形段和活塞杆之间没有明显高的单位面积压力或较长的接触。在接头间隙＝0时，扇形段之间的径向和轴向接头很严密，所以在密封面1d和活塞杆滑动面4之间漏气并构成气体贮藏。在一种有利的结构型式中，陶瓷扇形段具有图1f所示的横截面，减小的密封面1d以及扩展的面1g有助于引起气体贮藏的漏气。
Claims (12)
1.包括至少两个扇形段(1a、1b、1c)的密封圈(1)，其特征是，扇形段(1a、1b、1c)具有在密封圈(1)圆周方向内延伸的段(2a、2b)，该段构成一个搭接的接头处。
2.按权利要求1的密封圈(1)，其特征是，覆盖圈(3)包住密封圈(1)圆周方向内的扇形段(1a、1b、1c)。
3.按权利要求1或2的密封圈(1)，其特征是，段(2b)作成可使密封圈(1)圆周方向内的两个相邻的扇形段(1a、1b、1c)具有一个相互的间隙(S)。
4.按权利要求3的密封圈(1)，其特征是，段(2a，2b)作成在一个或多个相邻的扇形段(1a、1b、1c)具有一个相互间隙(S)＝0时，剩余的相邻扇形段的段(2a、2b)总是构成搭接的接头处。
5.按权利要求4的密封圈(1)，其特征是，段(2a、2b)作成使密封圈(1)圆周方向内的相邻扇形段(1a、1b、1c)相互间没有间隙。
6.按权利要求1至4任一项的密封圈(1)，其特征是，扇形段(1a、1b、1c)用塑料制造，例如聚四氟乙烯，改良的高温聚合物如聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亚胺、聚苯撑硫、聚苯并咪唑、聚酰胺、或改良的环氧树脂。
7.按权利要求5的密封圈(1)，其特征是，扇形段(1a、1b、1c)用陶瓷材料制造。
8.按权利要求1至7任一项的密封圈(1)，其特征是，密封圈(1)具有弹性性质或用一个在密封圈(1)圆周方向内紧贴在密封圈(1)上延伸的弹簧箍住。
9.按权利要求1至8任一项的密封圈(1)，其特征是，扇形段(1a、1b、1c)具有一个对准要密封的滑动面(4)的面(1f)；该面(1f)在垂直于密封圈(1)圆周方向内的一个方向内具有一个高度(H)；该面(1f)在高度(H)的一部分呈圆柱形，以构成一个密封面(1b)，而另一部分(1h)则具有一个相对于密封面(1d)的半径增大的面(1g)。
10.按权利要求9的密封圈(1)，其特征是，面(1g)在其余部分(1h)呈锥形扩展。
11.密封某种被密封体的滑动面(4)用的密封组件，具有一个按权利要求1至10任一项所述的密封圈。
12.活塞式压缩机，具有一个按权利要求1至10任一项所述的密封圈。
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