CN1380505A - 活塞杆或活塞的主密封装置 - Google Patents

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Abstract

活塞杆或活塞的主密封装置,包括一朝向待密封空腔的主密封件和一背向它的次级密封件,主密封件装入固定元件的朝相对运动构件方向敞开的槽内,槽在背向待密封空腔的一侧通过垂直于密封件轴线的第一侧面限定,并包含一以其密封唇边贴合在构件上的密封唇环,并通过一成型环以其密封唇边压紧在构件上,成型环支承在槽的底面上并以其内表面贴合在密封唇环上,其中密封唇环在密封唇边和朝向第一侧面的边界面之间具有围成直角形的轮廓,在背向压力的一侧限定密封唇边的表面在密封件的卸载状态与密封件轴线成最大8°的夹角,并且密封唇环被至少一个卸载孔穿透,卸载孔设置在密封唇边和密封唇环的外表面之间,并通入边界面内。

Description

活塞杆或活塞的主密封装置
背景说明
对于轴向移动的活塞杆或活塞的密封采用密封装置，以使高压侧相对于低压侧密封。在这种密封装置中常常采用由PTFE基的柔弹性塑料或由较硬的热塑性塑料组成的密封唇环，它们在其内圆周面上有一个或多个密封唇边。在其外侧上密封唇环通过由较软的弹性体材料组成的成型环附加地径向压紧和密封。密封唇环和成型环安装在一壳体槽内。在一个活塞杆上顺次设置多个密封件时在两个构件相互作移动运动的情况下可能形成逆转的压力状态，这时压差颠倒过来，也就是说，低压侧变成高压侧，高压侧变成低压侧。由此在密封唇环上可能出现不允许的变形，这导致漏油或密封装置的提前报废。特别是当在高压侧发生压力下降而主密封和次级密封之间的密封腔内的压力形成保持在一个较高的压力水平上或者只是在延迟很长时间后才下降到高压侧的压力水平时，便出现压力反向。这时密封腔内的压力可能明显高于最大工作压力。在这种情况下除整个密封系统内的摩擦力上升外主密封装置的密封唇环还可能旋转。由于塑性变形和磨损，密封唇边的出口接触压紧出现这样的问题，即不再具有足够的密封功能。
背景技术
由DE19654357A1已知一种密封装置，其中在密封环的贴合面上设有至少一个连接通道，通过此通道高压侧可以和低压侧连通。张紧环和带连接通道的密封环相互这样地布置，使得高压侧相对于低压侧通过张紧环封闭，并且在压力状态逆转时打开连接通道。张紧环在这方面起单向阀的作用。
问题的另一种解决方案可以从DE3620539A1中得到。那里同样采用一由弹性塑料组成的密封环和一压紧环。密封环在其朝向活塞杆的内表面上有两个轴向相互错开的环形密封唇边并具有至少一个从密封唇边之间的内表面出发通向密封环外表面的通道。通道口被张紧环封闭。用这种方法形成一过压阀，一旦密封唇边之间的中间压力超过张紧环用来贴合在通道口上的表面压力值，张紧环便从通道口上抬起。液体可以通过通道重新回流到待密封的空腔内。在这种方案中由密封件的两个密封唇边形成的空腔被导通。
发明内容
因此本发明的目的是，创造一种密封装置，它结构简单，并对在两个单个密封件之间的密封腔内的压力形成起反作用。密封腔内的压力形成在高压侧压力下降时不应该固定在一更高的压力水平上，或者说高压侧的压力下降只允许时间延迟地跟随。同时在高压侧压力重新上升时密封件中间空腔内没有或只能有很小的压力上升。
在带有一朝向待密封腔(1)的主密封件和一背向它的次级密封件的活塞杆或活塞的主密封装置中，其中主密封件装入一固定元件的朝相对运动的构件方向敞开的槽内，该槽在背向待密封的空腔的一侧通过一基本上垂直于密封件轴线延伸的第一侧面限定并包含一由韧硬的塑料组成的密封唇环，它具有一贴合在构件上的密封唇边并通过一由弹性体材料组成的成型环以密封唇边压紧在构件上，成型环支承在槽的底面上，并以其内表面贴合在密封唇环上，按照本发明所述目的通过这样的方法达到，即密封唇环在密封唇边和朝向侧面的边界面之间具有一基本上围成直角形的轮廓，在背向压力的一侧限定密封唇边的表面在密封件卸载的状态下与密封件轴线交成一最大8°的角，并且密封唇环被至少一个卸载孔穿透，该卸载孔设置在高压侧的密封唇边和密封唇环的外表面之间，并通入低压侧的边界面内。这种密封件具有广泛的应用领域，因为它可以和次级密封件的结构无关地应用。它可以方便地制造并在最低的压差时起作用。一旦出现压力状态的逆转，卸载孔的出口便打开，流体便可沿相反的方向回流。
为了达到高的工作可靠性，密封唇环在密封唇边朝向待密封空腔的一侧上可以设一环形支承凸耳，并且密封唇边和支承凸耳之间的空腔通过至少一个在支承凸耳上的轴向槽被导通。在制造时支承凸耳做成这样，使得其公称直径基本上和密封唇边的公称直径一致。
为了使密封唇环和成型环之间能够达到一轴向取向，密封唇环可以在背向待密封空腔的一侧上用一第一凸起围住成型环。其次压紧环可以用其侧凸耳支承在槽的朝向待密封空腔的侧面上。
附图的简要说明
下面借助于多个在附图中表示的实施例对本发明作较详细的说明。
附图表示：
图1一带有多个密封元件的活塞杆密封装置的剖视图，
图2按图1的主密封件的放大图，和
图3主密封件的另一种结构的剖视图。
实施例说明
图1中以剖视图表示一固定元件5，例如一壳体壁，它被构件11穿透。待密封空腔1在固定元件5的右侧。密封装置可以具有不同的零件。其中设有一朝向待密封空腔1的主密封件2和一背向它的次级密封件3。在本实施例中次级密封件3做成具有唇边21的唇形密封件。在许多情况下附加采用一双作用刮油器(Abstreifer)22。它由一密封环23组成，该密封环通过两个夹紧环24和25固定并压紧在构件11上。对于构件11设有一由合适的材料组成的导向环26。主密封件2装入到一位于固定元件5上的槽4内。特别是槽侧表面7基本上垂直于密封件轴线6延伸。主密封件2由密封唇环8组成，它由韧硬性塑料制成，最好由PTFE组成，并具有一贴合在构件11上的密封唇边9。密封唇环8通过由弹性体材料组成的成型环10压紧在构件11上。成型环10支承在槽4的底面12上。成型环10以其内表面13贴合在密封唇环8上，密封唇环8的边界面14贴合在槽4的第一侧表面7上，并具有一基本上围成直角形的轮廓。密封唇环8位于密封唇边9和边界面14之间的表面15做得略微倾斜，并在密封件2的卸载状态与密封面20或者说密封件轴线6形成一最大为8°的角β。密封唇环8具有一个或多个分布在其圆周上的卸载孔16，它们设置在密封唇环8的密封唇边9和外表面13之间，并通入边界面14内。
当待密封空腔1内出现超高压时密封唇环8以其密封唇边9贴合在构件11上，并以其边界面14贴合在槽4的侧面7上。一旦在主密封件2和次级密封件3之间的内腔27内建立起超高压，它超过空腔1内的压力，压力液体便可能到达槽4的侧面7和密封唇环8的边界面14之间，并从那里通过卸载孔16引入压力腔1。
在图2中用放大的比例表示主密封件2。密封唇环8和成型环10装入槽4内。密封唇环8设有贴合在构件11上的密封唇边9。密封唇环8以边界面14对准中心线的环形面29贴合在槽4的背向待密封空腔1和侧面7上。卸载孔16这样布置，使得它可以建立待密封空间1与位于主密封件2和次级密封件3之间的空腔27之间的连接。这里卸载孔16在刮油环(Abstreifring)8之内的位置可以是任意的，对于密封环的效果重要的是，在空腔1和空腔27之间有压差时带有卸载孔16出口30的边界面14贴合在槽4的侧面7上，使得出口30封闭。为此密封唇环8压紧在侧面7上。一旦空腔27内的压力超过空腔1内的压力，由于这个原因密封唇环8总是略微向空腔1方向挤压，液体可以从空腔27经过在环形面29和侧面7之间形成的间隙到达卸载孔16的出口30，从而通过卸载孔16到达空腔1，直至压力重新平衡为止。
卸载孔16横截面的尺寸这样选择，使得空腔1内受到较小的压力时密封唇环8便以其表面14贴合在槽4的侧面7上。边界面14和密封唇环8内侧上的表面15之间的夹角δ最好为90°。边界面14和侧面7及密封唇环8的内表面15和构件11的表面20之间的两个夹角β在0°到8°之间。从密封唇边9到空腔1的角度α可以取一与实际结构相应的值。
图3中选择了主密封件2的一种实施形式，这时密封唇环8附加地设有一环形支承凸耳31。密封唇环附加地用这个凸耳31支承在构件11上。密封唇边9和支承凸耳31之间的空腔32通过多条轴向槽33与空腔1连接。用这种方法使空腔32被导通。卸载孔16以其入口34位于轴向槽33区域内。支承凸耳31的公称直径在其制造时基本上等于密封唇边9的公称直径。
此外密封唇环8在背向空腔1的一侧具有一凸起35，它用该凸起侧包成型环10。成型环10附加地设有侧凸耳36，它用此侧凸耳支承在槽4的侧面37上。

Claims (6)

1.活塞杆或活塞的主密封装置，包括一朝向待密封空腔(1)的主密封件(2)和一背向它的次级密封件(3)，其中主密封件(2)装入一固定元件(5)的朝相对运动的构件(11)方向敞开的槽(4)内，槽(4)在背向待密封空腔(1)的一侧通过一基本上垂直于密封件轴线(6)延伸的第一侧面(7)限定，并包含一由韧硬性塑料组成的密封唇环(8)，它具有一贴合在构件(11)上的密封唇边(9)，并通过一由弹性体材料组成的成型环(10)以其密封唇边(9)压紧在构件(11)上，成型环支承在槽(4)的底面(12)上并以其内表面(13)贴合在密封唇环(8)上，其特征为：密封唇环(8)在密封唇边(9)和朝向第一侧面(7)的边界面(14)之间具有一基本上围成直角形的轮廓，在背向压力的一侧限定密封唇边(9)的表面(15)在密封件(2)的卸载状态与密封件轴线(6)交成一最大8°的夹角(β)并且密封唇环(8)被至少一个卸载孔(16)穿透，卸载孔设置在密封唇边(9)和密封唇环(8)的外表面之间，并通入边界面(14)内。
2.按权利要求1所述的活塞杆或活塞主密封装置，其特征为：卸载孔(16)具有最好是0.19到3.1mm2的横截面。
3.按权利要求1或2所述的活塞杆或活塞主密封装置，其特征为：密封唇环(8)在密封唇边(9)的朝向待密封空腔(1)的一侧具有一环绕的支承凸耳(31)，密封唇边(9)和支承凸耳(31)之间的空腔(32)通过支承凸耳(31)上的至少一个轴向槽(33)被导通。
4.按权利要求1至3之任一项所述的活塞杆或活塞主密封装置，其特征为：支承凸耳(31)在其制造时具有一基本上与密封唇边(9)的公称直径一致的公称直径。
5.按权利要求1至4之任一项所述的活塞杆或活塞主密封装置，其特征为：密封唇环(8)在背向待密封空腔(1)的一侧用凸起(35)侧包成型环(10)。
6.按权利要求1至5之任一项的活塞杆或活塞主密封装置，其特征为：成型环(10)以一侧凸耳(36)支承在槽(4)的朝向待密封的空腔(1)的侧面(37)上。
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