CN210178928U - 一种浮动密封副 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种浮动密封副，包括两个相对设置的浮动密封环。两个浮动密封环的相对的端面之间设置亮带，即接触式耐磨密封环面，亮带的内径等于浮动密封环的公称内径。本申请提供的技术方案能解决现有的浮动密封副的亮带使用寿命短，并且外部泥水、沙土等污染物容易侵入到密封系统内，不利于润滑、密封油膜的稳定运行，加速浮动密封副密封失效的问题。

Description

一种浮动密封副

技术领域

本申请涉及密封技术领域，具体而言，涉及一种浮动密封副。

背景技术

由一对相对设置耐磨的金属环(即：浮动密封环。发明人人为地将浮动密封环截面划分成密封面功能区域和支撑体功能区域，密封面功能区域中两个相对设置的接触式耐磨密封环面称为亮带)和一对橡胶密封圈组成的动密封结构组合件称为浮动密封副，装配在专用密封腔体(浮封座)内使用(橡胶密封圈被挤压储能装配在支撑体外锥与浮封座内锥的组合空腔内)。

现有浮动密封副的亮带使用寿命短，并且外部泥水、沙土等污染物容易侵入到密封系统内，不利于润滑、密封油膜的稳定运行，加速浮动密封副密封失效的问题。

实用新型内容

本申请提供了一种浮动密封副，浮动密封副能解决现有的浮动密封副的亮带使用寿命短，并且外部泥水、沙土等污染物容易侵入到密封系统内，不利于润滑、密封油膜的稳定运动，加速浮动密封副密封失效的问题。

本申请提供了一种浮动密封副，包括两个相对设置的浮动密封环。两个浮动密封环的相对的端面之间设置亮带，即接触式耐磨密封环面，亮带的内径等于浮动密封环的公称内径。

上述方案中，提供一种浮动密封副，浮动密封副能解决现有的浮动密封副的亮带使用寿命短，并且外部泥水、沙土等污染物容易侵入到密封系统内，加速浮动密封副密封失效的问题。其中，发明人发现，现有的浮动密封副(发明人参照浮动油封行业标准JB/T8293-2014发现)其亮带是靠近公称外径的，然而，浮动密封环为了能够容纳橡胶密封圈不得不以减小截面积牺牲其材料强度为代价,将环壁截面设置成外锥与浮封座内锥形成组合空腔，当亮带受到密封压力的作用后，会引起材料结构强度相对低的密封面功能区域产生弯曲应变(靠近公称外径端面的亮带随密封面功能区域沿密封压力所产生的弯矩方向弯曲和偏转,同时,亮带的受力点向浮动密封环的几何中心移动)，使亮带的受力面积减小，比压增大，磨损加剧。此时，现有技术中的两个相对设置的密封面功能区域会在反作用力的作用下各自发生弯曲，公称外径端呈相互远离状的分叉变形，使亮带上油膜受到破坏，进一步加剧磨损和泄漏，同时，外部泥水、沙土等污染物更容易侵入到密封系统内，不利于润滑、密封油膜的稳定运行，加速浮动密封副的密封失效。

为此，为解决发明人发现的问题，发明人对浮动密封环的结构进行改变：两个浮动密封环的相对的端面之间设置亮带，即接触式耐磨密封环面，但亮带的内径等于浮动密封环的公称内径(亮带设置在截面尺寸相对大、材料强度相对高的支撑功能区域的端面)。为此，当本申请的浮动密封环在使用时，在相同材质和密封压力的前提下,因为亮带所在截面尺寸相对大,材料强度及承压能力相对提高,变形量相对减小,亮带的受力面积、比压和油膜运行状态相对稳定，所以，亮带的抗磨性能相对提高。

进一步地，由于亮带远离公称外径，故，在浮动密封副转动工作时，将自然地减小亮带的回转半径(或直径)，即减小回转线速度和相对滑动距离，减小摩擦产生的热量、磨损对润滑油膜、密封面运行状态的不利影响；将自然地减小外部污物侵入的几率。将自然地促进亮带的耐磨性提高、其油膜状态的稳定，提高浮动密封副的使用寿命。

可选地，在一种可能的实现方式中，两个浮动密封环的相对的端面之间设置防尘带，即非接触式环面间隙，防尘带的外径等于浮动密封环的公称外径，非接触式环面间隙内填充润滑油或润滑脂以形成密封油环。

上述方案中，在靠近公称外径的位置处设置防尘带，即非接触式环面间隙，并且非接触式环面间隙内填充润滑油或润滑脂以形成密封油环，增加了污染物侵入密封系统内部的阻力，减少外部污物侵入。

可选地，在一种可能的实现方式中，防尘带包括相对设置且具有间隙的第一环面和第二环面，第一环面与第二环面平行设置以构成非接触式环面间隙，非接触式环面间隙为0.05mm-0.25mm。

可选地，在一种可能的实现方式中，防尘带包括相对设置且具有间隙的第一环面和第二环面，第一环面上设有环状凸起，第二环面上设有环状凹槽，环状凸起与环状凹槽形成非接触式嵌合环。

上述方案中，防尘带包括非接触式的嵌合环，在复合式环面间隙中填充润滑油或润滑脂以形成密封油环，加强了抵御外部污物侵入的能力。

可选地，非接触式嵌合环为多个以组成复合式防尘带。

上述方案中，进一步加强抵御外部污物侵入的能力。

可选地，在一种可能的实现方式中，防尘带包括相对设置且具有间隙的第一环面和第二环面，第一环面或第二环面上设有一个或多个盲孔，盲孔的中心轴线与浮动密封环中心轴线平行，盲孔内填充润滑脂。

上述方案中，盲孔在另外一个浮动密封环的端面上作相对圆周转动，盲孔开口端在另外一个浮动密封环的端面上的转动轨迹构成非接触式环面间隙，盲孔内填充润滑脂。作相对圆周转动的盲孔内的润滑脂形成密封油(脂)环，收纳已侵入浮动密封环相对端面间的污物，防止润滑系统受到污染；收纳外泄的润滑油，减少环境污染。

可选地，在一种可能的实现方式中，盲孔的孔径从开口端到封闭端逐渐增大。

上述方案中，由于离心力的作用，污物、外泄的润滑油能够更好地收纳于盲孔中并且不易外泄。

可选地，在一种可能的实现方式中，两个浮动密封环的相对的端面之间设置隔离带，即填充耐高温润滑脂的环状腔，沿浮动密封环相对端面的径向，隔离带位于亮带和防尘带之间。

上述方案中，隔离带容纳已侵入的污物，防止润滑系统受到污染，容纳外泄的润滑油，起隔离的作用。

可选地，在一种可能的实现方式中，环状腔为开设于其中一个浮动密封环的端面上的环状槽，或者为开设在两个浮动密封环的端面上相对设置的环状槽。

可选地，在一种可能的实现方式中，环状腔内设有亲油芯，亲油芯由编织物或发泡胶体材料构成。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有浮动密封副的结构示意图；

图2为现有浮动密封环功能区域划分及受力示意图；

图3为现有浮动密封环的受力分析图；

图4为现有浮动密封副的形变示意图；

图5为本实施例中浮动密封副的结构示意图；

图6为本实施例中浮动密封环的受力分析图；

图7为本实施例中防尘带的一种结构示意图；

图8为本实施例中防尘带的另一种结构示意图；

图9为本实施例中隔离带的一种结构示意图；

图10为本实施例中隔离带的另一种结构示意图；

图11为本实施例中隔离带的另一种结构示意图；

图12为本实施例中隔离带的另一种结构示意图。

图标：10a-浮封座；10b-橡胶密封圈；10c-浮动密封环；10-浮动密封环；10A-亮带；11-防尘带；12-隔离带；110-环状凸起；111-环状凹槽；112-盲孔；120-亲油芯。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本实施例提供一种浮动密封副，浮动密封副能解决现有的浮动密封副的亮带使用寿命短，并且外部泥水、沙土等污染物容易侵入到密封系统内，不利于润滑、密封油膜稳定运行，加速浮动密封副密封失效的问题。

其中，发明人发现，现有的浮动密封副(发明人参照浮动油封行业标准JB/T8293-2014发现，以及发明人根据市面上存在的浮动油封发现)的亮带10A是靠近公称外径的。如图1，图1示出了现有浮动密封副的具体结构，其中，D1表示公称外径，D2表示公称内径，示出了浮封座10a，橡胶密封圈10b，浮动密封环10c，亮带10A(接触式耐磨密封环面)。

请参考图2、图3以及图4，图2示出了现有浮动密封环功能区域划分及受力图，图3示出了现有浮动密封环的受力分析图，图4为现有浮动密封副的形变示意图。

在发明人对现有浮动密封副的研究后发现：

请参见图1，浮动密封环10c为了能够容纳橡胶密封圈10b不得不以减小截面积牺牲其材料强度为代价，将浮动密封环10c的环壁截面设置成外锥与浮封座10a内锥形成组合空腔。参见图2，现有的浮动密封环在装配时，橡胶密封圈10b受压形变后会对浮动密封环10c的外锥法向产生压力F，此时，参见图3，F会分解为轴向压力F1和径向压力F2，由于F1的作用，亮带10A会产生反作用力P，即，密封压力P。密封压力P与轴向压力F1形成弯矩M。在密封压力P和材料强度相同的前提下，浮动密封环10c抵御弯矩M作用的能力与截面尺寸(截面系数或者截面模量)大小成正比例关系，显然：本实施例中的浮动密封环的抗弯强度高于现有浮动密封环(请参见图6，图6为本实施例中浮动密封环的受力分析图)。参考图4，当亮带10A受到密封压力P(在图3和4中示出)的作用后会引起材料结构强度相对低(截面尺寸小)的密封面功能区域(即，现有技术中浮动密封环10c靠近公称外径的部分)产生弯曲应变(偏转变形)，由于亮带10A产生变形后，P的作用点会由图4中的A点向B点移动，此时，亮带10A组成的摩擦副的实际接触面积会缩小，在P大小不变的情况下，压强增大，磨损加剧；此时，现有技术中的两个个相对设置的密封面功能区域会在反作用力P(或弯矩M)的作用下各自发生弯曲，公称外径端呈相互远离状的分叉变形，使亮带10A上的油膜受到破坏进一步加剧磨损和泄漏，同时，外部泥水、沙土等污染物更易从变形处侵入到密封系统内，不利于润滑、密封油膜的稳定运动，加速浮动密封副的密封失效。

为此，发明人提出了本实施例提供的浮动密封副，请参见下文以及附图。

请参见图5，图5示出了本实施例中浮动密封副的具体结构。

浮动密封副包括两个相对设置的浮动密封环10。两个浮动密封环10的相对的端面之间设置亮带10A，即接触式耐磨密封环面，亮带10A的内径等于浮动密封环10的公称内径(亮带10A设置在材料强度相对大的支撑体功能区域的端面)。

为此，当本申请的浮动密封环10在使用时，在相同材质和密封压力P的前提下，因为亮带10A所在处截面尺寸相对大,材料强度及承压能力相对提高，变形量相对减小，亮带10A的受力面积、比压和油膜运行状态相对稳定，所以，亮带10A的抗磨性能相对提高。

进一步地，由于亮带10A远离公称外径，故，在浮动密封环10转动时，将自然地减小亮带10A的回转半径(或直径)，即减小回转线速度和相对滑动距离，减小摩擦产生的热量、磨损对润滑油膜、密封面运行状态的不利影响；将自然地减小外部污物侵入的几率。将自然地促进亮带10A的耐磨性提高、其油膜状态的稳定，提高浮动密封副的使用寿命。

同时，此处需要提醒的是，现有技术中，如图1，在公称内径处，两个相对设置的浮动密封环10c端面间会有一锥形间隙，经发明人试验发现，由于毛细作用、离心作用以及浮动密封环10在转动后摩擦升温，内腔油压增大的作用下，取消现有技术中的锥形间隙，亦不会对润滑油进入亮带10A形成润滑、密封油膜产生影响。

同时，发明人发现，现有的浮动密封环10c在使用时，亮带10A靠近公称外径，回转线速度高，使磨损加剧。与本实施例提供的浮动密封环10比较，在同样角速度的条件下，线速度与回转半径成正比，即，现有技术中，回转半径大，导致线速度大，导致相对滑动距离长，即便是摩擦系数不变，在相同时间内相对滑动距离长所相应增加的磨损量，相当于增加了摩擦系数，增加了摩擦热和摩擦磨损，增加了材料热蠕变和油膜强度降低的几率，更进一步加速磨损。

为此，在一种可能实现的实施方式中，通过缩小浮动密封环10的公称内径孔的尺寸(较现有技术中浮动密封环10)，能够有效地降低回转半径，从而减缓浮动密封环10的变形和磨损。

在一种可能的实现的实施方式中，如图5，两个浮动密封环10的相对的端面之间设置防尘带11，即非接触式环面间隙，防尘带11的外径等于浮动密封环10的公称外径，非接触式环面间隙内填充润滑油或润滑脂以形成密封油环。

其中，在靠近公称外径的位置处设置防尘带11，即非接触式环面间隙，并且非接触式环面间隙内填充润滑油或润滑脂以形成密封油环，增加了污染物侵入密封系统内部的阻力，减少外部污物侵入。

在一种可能的实现的实施方式中，如图5，两个浮动密封环10的相对的端面之间设置隔离带12，即填充耐高温润滑脂的环状腔，沿浮动密封环10相对端面的径向，隔离带12位于亮带10A和防尘带11之间。

其中，隔离带12容纳已侵入的污物，防止密封系统受到污染，容纳外泄的润滑油和亮带10A产生的部分磨粒，起隔离的作用。同时，隔离带12能够将容纳的润滑油反补给亮带10A。

在一种可能的实现的实施方式中，如图5，防尘带11包括相对设置且具有间隙的第一环面和第二环面，第一环面与第二环面平行，非接触式环面间隙为0.05mm-0.25mm。其中，非接触式环面间隙还可以控制在0.07mm-0.10mm范围内。

在一种可能的实现的实施方式中，如图7，图7示出了防尘带11的另一种结构。

防尘带11包括相对设置且具有间隙的第一环面和第二环面，第一环面上设有环状凸起110，第二环面上设有环状凹槽111，环状凸起110与环状凹槽111形成非接触式嵌合环。

其中，防尘带11包括非接触式的嵌合环构成环面间隙，在复合式环面间隙中填充润滑油或润滑脂以形成密封油环，加强了抵御外部污物侵入的能力。

其中，参见图7，为进一步地加强抵御外部污物侵入的能力，非接触式嵌合环为多个以组成复合式防尘带。

同时，需要说明的是，环状凸起110和环状凹槽111的截面形状不做限定。其中，环状凸起110和环状凹槽111相互配合，其相对应的轮廓间保持有环面间隙，但不能产生轮廓接触和干涉。

在一种可能的实现的实施方式中，如图8，图8示出了防尘带11的另一种结构。

防尘带11包括相对设置且具有间隙的第一环面和第二环面，第一环面或第二环面上设有一个或多个盲孔112，盲孔112的中心轴线与浮动密封环10中心轴线平行，盲孔112内填充润滑脂。

其中，盲孔112在另外一个浮动密封环10的端面上作相对圆周转动，盲孔112开口端在另外一个浮动密封环10的端面上的转动轨迹构成非接触式环面间隙，盲孔112内填充润滑脂。作相对圆周转动的盲孔112内的润滑脂形成密封油(脂)环，收纳已侵入浮动密封环10相对端面间的污物，防止润滑系统受到污染；收纳外泄的润滑油，减少环境污染。

需要说明的是，在一种可能实现的实施方式中，盲孔112的孔径从开口端到封闭端逐渐增大。

需要说明的是，盲孔112的截面形状不限，其可以为矩形、半圆形等，亦可以为容纳效果好的锥形。

在一种可能的实现方式中，环状腔为开设于其中一个浮动密封环10的端面上的环状槽，或者为开设在两个浮动密封环10的端面上相对设置的环状槽。

其中，如图5，图5中，环状腔为开设在两个浮动密封环10的端面上相对设置的环状槽，在环状腔内填充耐高温润滑脂以构成隔离带12。

请参见图9，图9示出了另一种隔离带12的结构。环状腔为开设于其中一个浮动密封环10的端面上的环状槽，在环状腔内填充耐高温润滑脂以构成隔离带12。

请参见图10，图10示出了另一种隔离带12的结构。环状腔内设有亲油芯120，亲油芯120由编织物或发泡胶体材料构成。

其中，亲油芯120由截面尺寸合适的、条状的、耐腐的、无绒的、疏松多孔的编织物或柔软性、疏松多孔的发泡胶体材料构成，作为固定、保持呈半固体态的耐高温润滑脂不流失的骨架。同时，需要说明的是，亲油芯120用耐油粘接剂粘接在环状腔的底部，环状腔的剩余空间填充耐高温润滑脂。

其中，需要说明的是，环状腔的截面形状不进行限定，其可以为矩形，亦可以为圆形(如图11)、菱形(如图12)等。同时，当环状腔为开设在两个浮动密封环10的端面上相对设置的环状槽时，环状槽可以对称或不对称设置。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浮动密封副，包括两个相对设置的浮动密封环，其特征在于，

两个所述浮动密封环的相对的端面之间设置亮带，即接触式耐磨密封环面，所述亮带的内径等于所述浮动密封环的公称内径。

2.根据权利要求1所述的浮动密封副，其特征在于，

两个所述浮动密封环的相对的端面之间设置防尘带，即非接触式环面间隙，所述防尘带的外径等于浮动密封环的公称外径，所述非接触式环面间隙内填充润滑油或润滑脂以形成密封油环。

3.根据权利要求2所述的浮动密封副，其特征在于，

所述防尘带包括相对设置且具有间隙的第一环面和第二环面，所述第一环面与所述第二环面平行设置以构成所述非接触式环面间隙，所述非接触式环面间隙为0.05mm-0.25mm。

4.根据权利要求2所述的浮动密封副，其特征在于，

所述防尘带包括相对设置且具有间隙的第一环面和第二环面，第一环面上设有环状凸起，第二环面上设有环状凹槽，所述环状凸起与所述环状凹槽形成非接触式嵌合环。

5.根据权利要求4所述的浮动密封副，其特征在于，

所述非接触式嵌合环为多个以组成复合式防尘带。

6.根据权利要求2所述的浮动密封副，其特征在于，

所述防尘带包括相对设置且具有间隙的第一环面和第二环面，第一环面或第二环面上设有一个或多个盲孔，所述盲孔的中心轴线与所述浮动密封环中心轴线平行，所述盲孔内填充润滑脂。

7.根据权利要求6所述的浮动密封副，其特征在于，

所述盲孔的孔径从开口端到封闭端逐渐增大。

8.根据权利要求2所述的浮动密封副，其特征在于，

两个所述浮动密封环的相对的端面之间设置隔离带，即填充耐高温润滑脂的环状腔，沿所述浮动密封环相对端面的径向，所述隔离带位于所述亮带和所述防尘带之间。

9.根据权利要求8所述的浮动密封副，其特征在于，

所述环状腔为开设于其中一个所述浮动密封环的相对端面上的环状槽，或者为开设在两个所述浮动密封环的端面上相对设置的环状槽。

10.根据权利要求8所述的浮动密封副，其特征在于，

所述环状腔内设有亲油芯，所述亲油芯由编织物或发泡胶体材料构成。

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