CN212389749U - 动密封结构、轴承组件及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种动密封结构、轴承组件及风力发电机组。该动密封结构，在第一部件和第二部件之间进行动密封，动密封结构包括：密封圈，安装于第一部件，包括弹性密封唇；工程塑料带，包括固定于第二部件表面的安装结构，安装结构包括粘贴安装结构、固定件安装结构或套装安装结构，在第一部件和第二部件相对运动的过程中，工程塑料带与弹性密封唇保持直接接触的状态。本申请实施例采用工程塑料带与密封圈的动密封配合，工程塑料带可提供足够的硬度来支撑密封圈，因此降低了相对运动部件的材料要求，有利于相对运动部件降本；工程塑料带的摩擦系数低于传统钢、铁等金属材料，并具有自润滑性能，因此动密封结构的磨损性更低。

Description

动密封结构、轴承组件及风力发电机组

技术领域

本申请涉及风力发电技术领域，具体而言，本申请涉及一种动密封结构、轴承组件及风力发电机组。

背景技术

风力发电机组中的关键零部件，尤其是相对运动部件，通常都会采用润滑脂实现相对运动部件(例如轴承)之间的润滑，此时，需采用密封结构实现对润滑脂的密封，以保障风机正常运行。

现有的相对运动部件，一方面为满足与密封唇口接触的硬度要求，提高部件整体的材料硬度，导致材料成本过高；另一方面为控制材料成本，以风力发电机组中的主轴为例，其采用铸铁材料，表面硬度无法保证，存在易磨损、寿命短或密封性能差等缺陷。

实用新型内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种动密封结构、轴承组件及风力发电机组，用以解决现有技术存在风力发电机组中相对运动部件为满足与密封唇口接触的硬度要求，导致材料成本过高，或为控制材料成本，相对运动部件存在易磨损、寿命短或密封性能差甚至易失效的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种动密封结构，在第一部件和第二部件之间进行动密封，动密封结构包括：

密封圈，安装于第一部件，包括弹性密封唇；和

工程塑料带，包括固定于第二部件表面的安装结构，安装结构包括粘贴安装结构、固定件安装结构或套装安装结构，在第一部件和第二部件相对运动的过程中，工程塑料带与弹性密封唇保持直接接触的状态。

第二个方面，本申请实施例提供了一种轴承组件，包括第一部件、第二部件和轴承，轴承设置于第一部件和第二部件之间，轴承组件还包括：如上述第一个方面提供的动密封结构，动密封结构设置于轴承的轴向外侧。

第三个方面，本申请实施例提供了一种风力发电机组，包括：如上述第一个方面提供的动密封结构；或，如上述第二个方面提供的轴承组件。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：动密封结构采用工程塑料带与密封圈的动密封配合，工程塑料带可提供足够的硬度来支撑密封圈，因此降低了相对运动部件的材料要求，有利于相对运动部件降本；工程塑料带的摩擦系数低于传统钢、铁等金属材料，并具有自润滑性能，因此动密封结构的磨损性更低，延长了使用寿命，保证了密封性能；动密封结构中的工程塑料带与密封圈均可以很方便地在相对运动部件上进行装拆，运维便捷。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种动密封结构的其中一种实施方式的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种动密封结构的其中一种变形实施方式的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种动密封结构的其中又一种变形实施方式的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种动密封结构的其中一种其他实施方式的结构示意图。

图中：

100-第一部件；

200-第二部件；200a-安装槽；

310-密封圈；310a-弹性密封唇；

320-工程塑料带；320a-第一安装孔；

330-钢套；

340-压盖；340a-第二安装孔。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，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)，具有与本申请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的上下文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、组件和/或它们的组。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。

本申请的发明人进行研究发现，受成本限制，现有的相对运动部件的材料硬度通常难以满足与密封唇口接触的硬度要求，以风力发电机组中的主轴为例，其采用铸铁材料，表面硬度无法保证，存在易磨损、寿命短或动密封的密封性能差甚至易失效等缺陷。

本申请提供的动密封结构、轴承组件及风力发电机组，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申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种动密封结构，该动密封结构的结构示意图如图1所示，包括：密封圈310和工程塑料带320。

密封圈310安装于第一部件100，包括弹性密封唇310a。

工程塑料带320包括固定于第二部件200表面的安装结构，安装结构包括粘贴安装结构、固定件安装结构或套装安装结构，在第一部件100和第二部件200相对运动的过程中，工程塑料带320与弹性密封唇310a保持直接接触的状态。

在本实施例中，第一部件100可以是安装轴承外圈的部件，第二部件200可以是安装轴承内圈的部件，例如是转轴，在转轴的轴向方向，动密封结构布置于轴承在转轴的轴向方向的外侧，将轴承的润滑介质密封于轴承内部而不外泄。动密封结构采用工程塑料带320与密封圈310的动密封配合，具体是密封圈310安装于两相对运动部件中的一个，工程塑料带320安装于两相对运动部件中的另一个，可选地，密封圈310安装于第一部件100，工程塑料带320安装于第二部件200。在第一部件100与第二部件200相对运动的过程中，密封圈310的弹性密封唇310a与工程塑料带320保持直接接触的状态，以实现两相对运动部件之间的动密封。

工程塑料带320可提供足够的硬度来支撑密封圈310，因此降低了相对运动部件的材料硬度的要求，有利于相对运动部件降本；并且，工程塑料带320的摩擦系数低于传统钢、铁等金属材料，并具有自润滑性能，因此动密封结构的磨损性更低，延长了使用寿命，保证了密封性能；此外，动密封结构中的工程塑料带320与密封圈310均可以很方便地在相对运动部件上进行装拆，运维便捷。

在一些可能的实施方式中，如图1所示，本申请实施例的工程塑料带320为PTFE(Poly tetra fluoroethylene，聚四氟乙烯)带，工程塑料带320包括位于与弹性密封唇310a的接触面的背面的粗糙表面，粗糙表面粘贴于第二部件200的表面。

在本实施例中，PTFE具有抗酸抗碱、抗有机溶剂、几乎不溶所有的溶剂的特性，因此材质稳定寿命长。而且，PTFE耐高温、摩擦系数低、且可作润滑作用等特性，十分适合用于构建动密封结构。

PTFE带的与弹性密封唇310a的接触面的背面可通过粘贴的方式安装于第二部件200的表面。具体地，PTFE带的与弹性密封唇310a的接触面的背面，可以经过化学改性成粗糙表面，有利于强化与第二部件200的表面的粘贴效果。例如，可以采用钠-萘络合物化学改性，将部分氟原子腐蚀掉，使PTFE带具有可粘接性。安装时，可采用环氧胶粘剂将PTFE带料粘接到第二部件200的表面，可进一步采用工装压住粘接后的PTFE带料，保持一定时间(例如24小时)，使粘接稳定。在两相对运动部件运行了相当长的时间后，PTFE带发生磨损，可将安装于第二部件200上的旧的PTFE带清除掉，重新粘接上新的PTFE带，操作简便，运维成本低。

可选地，工程塑料带320还可以为PEEK带、PI带、PAI带等等。

在一些可能的实施方式中，如图2所示，工程塑料带320与弹性密封唇310a的接触面上包括第一安装孔320a，工程塑料带320通过第一固定件插入第一安装孔320a安装于第二部件200。

在本实施例中，工程塑料带320通过自身的第一安装孔320a安装于第二部件200，具体地，可以采用与第一安装孔320a相配合的螺钉、螺栓甚至插销来实现工程塑料带320安装于第二部件200，并且工程塑料带320与第二部件200之间构成了可拆卸连接，装拆都很方便，有利于降低运维成本。

在一些可能的实施方式中，对于第二部件200为转轴的情况，工程塑料带320可以为呈预定厚度的环形结构或至少两个圆弧段结构，套装于第二部件200的表面。

在本实施例中，工程塑料带320呈环形结构，可为呈条状结构的第二部件200提供必需的动密封支撑。工程塑料带320呈预定厚度，一方面可以提高工程塑料带320的强度，提高寿命；另一方面可以补偿工程塑料带320与密封圈310的弹性密封唇310a之间的装配间隙，保障密封性能。

可将工程塑料带320设计成包括至少两个圆弧段结构，即工程塑料带320采用分段式的结构，可以使工程塑料带320向第二部件200表面的套装过程变得更容易。工程塑料带320采用分段式的结构，也可以在维护时仅针对发生损坏的部分圆弧段进行更换，无需将所有的圆弧段都进行更换，有利于降低运维成本。工程塑料带320采用分段式的结构还有可缩小工程塑料带320在运输过程中的体积，有利于降低运输成本和运输难度，并可适用于大尺寸的动密封结构。

可选地，至少两个圆弧段依次首尾连接形成闭合的套环，相邻两圆弧段之间的连接处设置涂胶。

在本实施例中，各圆弧段依次首尾连接形成闭合的套环，可在呈条状结构的第二部件200的周向形成完整的动密封支撑面，使密封性能更高。相邻两圆弧段之间的连接处设置涂胶，可以使相邻两圆弧段形成紧密连接，进而使各圆弧段首尾紧密连接形成闭合的套环，提高工程塑料带320的强度。

在一些可能的实施方式中，如图3所示，动密封结构还包括钢套330，工程塑料带320粘贴于钢套330的外表面，钢套330套装于第二部件200。

在本实施例中，工程塑料带320并不直接安装于第二部件200，而是通过钢套330间接安装于第二部件200，钢套330可以分担部分甚至是全部两相对运动部件之间的因动密封产生的作用力，可以极大地降低第二部件200的硬度要求。并且，钢套330可以保护第二部件200，可延长第二部件200的寿命，运维时仅需更换钢套330或钢套330外表面上粘贴的工程塑料带320即可，运维成本得到降低。

在一些可能的实施方式中，动密封结构还包括压盖340，压盖340在工程塑料带320的外侧将工程塑料带320可拆卸地固定于第二部件200(未示出)或将钢套330可拆卸地固定于第二部件200；图4示出了压盖340固定带钢套330的工程塑料带210的结构。

需要说明的是，在动密封结构中，一般轴向密封结构的与润滑剂接触的一侧为内侧，不与润滑剂接触的一侧为外侧。

在本实施例中，压盖340实现了工程塑料带320或钢套330与第二部件200之间的可拆卸连接关系，可使工程塑料带320或钢套330与第二部件200的装拆更加容易。具体地，压盖340安装后，可以从工程塑料带320的不与润滑剂接触的一侧对工程塑料带320或钢套330进行限位，使工程塑料带320或钢套330保持与第二部件200的安装关系；将压盖340拆除后，工程塑料带320或钢套330失去了压盖340的限位，即可与第二部件200解除安装关系。

可选地，压盖340与工程塑料带320或钢套330的抵靠处的厚度大于工程塑料带320或钢套330的厚度，并且压盖340在其外侧端包括第二安装孔340a，压盖340通过第二固定件插入第二安装孔340a固定于第二部件200。

在本实施例中，压盖340与工程塑料带320或钢套330的抵靠处的厚度大于工程塑料带320或钢套330的厚度，可为工程塑料带320或钢套330提供足够的抵靠面，以避免第一部件100与第二部件200相对运动的过程中，工程塑料带320或钢套330可能发生错位而导致的零件变形或限位失效。

压盖340通过与压盖340的第二安装孔340a相配合的固定件实现与第二部件200的安装，即实现了压盖340与第二部件200的可拆卸连接。具体的，固定件可以是螺钉、螺栓或插销。可选地，压盖340的第二安装孔340a可以沿第二部件200的轴向开设，也可以沿第二部件200的径向开设。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种轴承组件，该轴承组件的结构示意图如图1-图4所示，包括：第一部件100、第二部件200和轴承(图中未绘出)，轴承设置于第一部件100和第二部件200之间，轴承组件还包括：如上述任一实施例提供的动密封结构，动密封结构设置于轴承的轴向外侧。

在本实施例中，轴承为第一部件100和第二部件200的相对运动提供了支撑，为保证轴承的润滑性，通常在轴承的工作环境填充润滑剂，采用上述任一实施例提供的动密封结构设置于轴承的轴向外侧，即将润滑剂限制于轴承的工作环境中，从而保证轴承获得充分的润滑。由于轴承组件采用了前述各实施例提供的动密封结构，其原理和技术效果请参阅前述各实施例，在此不再赘述。

在一些可能的实施方式中，如图1-图4所示，第二部件200包括安装槽200a或台阶部，工程塑料带320安装于第二部件200的安装槽200a内或抵靠台阶部。

在本实施例中，第二部件200上的安装槽200a或台阶部为动密封结构的工程塑料带320提供了安装位置。其中，安装槽200a在第二部件200的轴向上具有双向限位，限位能力相对更好；台阶部在第二部件200的轴向上具有单向限位，工程塑料带320的安装相对更容易。具体可以根据实际需要进行选择。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种风力发电机组，包括：如上述任一实施例提供的动密封结构；或，如上述任一实施例提供的轴承组件。

在本实施例中，风力发电机组采用了前述各实施例提供的动密封结构或轴承组件，其原理和技术效果请参阅前述各实施例，在此不再赘述。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

1、动密封结构采用工程塑料带320与密封圈310的动密封配合，工程塑料带320可提供足够的硬度来支撑密封圈310，因此降低了相对运动部件的材料要求，有利于相对运动部件降本；工程塑料带320的摩擦系数低于传统钢、铁等金属材料，并具有自润滑性能，因此动密封结构的磨损性更低，延长了使用寿命，保证了密封性能；动密封结构中的工程塑料带320与密封圈310均可以很方便地在相对运动部件上进行装拆，运维便捷。

2、工程塑料带320可采用PTFE带，PTFE具有抗酸抗碱、抗有机溶剂、几乎不溶所有的溶剂的特性，因此材质稳定寿命长。而且，PTFE耐高温、摩擦系数低、且可作润滑作用等特性，十分适合用于构建动密封结构。

3、工程塑料带320可通过自身的第一安装孔320a安装于第二部件200，可实现工程塑料带320与第二部件200之间的可拆卸连接，装拆都很方便，有利于降低运维成本。

4、工程塑料带320呈环形结构，可为呈条状结构的第二部件200提供必需的动密封支撑。工程塑料带320呈预定厚度，一方面可以提高工程塑料带320的强度，提高寿命；另一方面可以补偿工程塑料带320与密封圈310的弹性密封唇310a之间的装配间隙，保障密封性能。

5、可将工程塑料带320设计成包括至少两个圆弧段结构，即工程塑料带320采用分段式的结构，可以使工程塑料带320向第二部件200表面的套装过程变得更容易。工程塑料带320采用分段式的结构，也可以在维护时仅针对发生损坏的部分圆弧段进行更换，无需将所有的圆弧段都进行更换，有利于降低运维成本。工程塑料带320采用分段式的结构还有可缩小工程塑料带320在运输过程中的体积，有利于降低运输成本和运输难度，并可适用于大尺寸的动密封结构。

6、各圆弧段依次首尾连接形成闭合的套环，可在呈条状结构的第二部件200的周向形成完整的动密封支撑面，使密封性能更高。相邻两圆弧段之间的连接处设置涂胶，可以使相邻两圆弧段形成紧密连接，进而使各圆弧段首尾紧密连接形成闭合的套环，提高工程塑料带320的强度。

7、工程塑料带320通过钢套330间接安装于第二部件200，钢套330可以分担部分甚至是全部两相对运动部件之间的因动密封产生的作用力，可以极大地降低第二部件200的硬度要求。并且，钢套330可以保护第二部件200，可延长第二部件200的寿命，运维时仅需更换钢套330或钢套330外表面上粘贴的工程塑料带320即可，运维成本得到降低。

8、压盖340实现了工程塑料带320或钢套330与第二部件200之间的可拆卸连接关系，可使工程塑料带320或钢套330与第二部件200的装拆更加容易。

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。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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装置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。

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 (11)

1.一种动密封结构，在第一部件(100)和第二部件(200)之间进行动密封，其特征在于，所述动密封结构包括：

密封圈(310)，安装于第一部件(100)，包括弹性密封唇(310a)；和

工程塑料带(320)，包括固定于第二部件(200)表面的安装结构，所述安装结构包括粘贴安装结构、固定件安装结构或套装安装结构，在所述第一部件(100)和所述第二部件(200)相对运动的过程中，所述工程塑料带(320)与所述弹性密封唇(310a)保持直接接触的状态。

2.根据权利要求1所述的动密封结构，其特征在于，所述工程塑料带(320)为PTFE带，所述工程塑料带(320)包括位于与所述弹性密封唇(310a)的接触面的背面的粗糙表面，所述粗糙表面粘贴于所述第二部件(200)的表面。

3.根据权利要求1所述的动密封结构，其特征在于，所述工程塑料带(320)与所述弹性密封唇(310a)的接触面上包括第一安装孔(320a)，所述工程塑料带(320)通过第一固定件插入所述第一安装孔(320a)安装于所述第二部件(200)。

4.根据权利要求1所述的动密封结构，其特征在于，所述工程塑料带(320)呈预定厚度的环形结构或至少两个圆弧段结构，套装于所述第二部件(200)的表面。

5.根据权利要求4所述的动密封结构，其特征在于，至少两个所述圆弧段依次首尾连接形成闭合的套环，相邻两所述圆弧段之间的连接处设置涂胶。

6.根据权利要求1所述的动密封结构，其特征在于，所述动密封结构还包括钢套(330)，所述工程塑料带(320)粘贴于所述钢套(330)的外表面，所述钢套(330)套装于所述第二部件(200)。

7.根据权利要求6所述的动密封结构，其特征在于，所述动密封结构还包括压盖(340)，所述压盖(340)在所述工程塑料带(320)的外侧将所述工程塑料带(320)可拆卸地固定于所述第二部件(200)或将所述钢套(330)可拆卸地固定于所述第二部件(200)。

8.根据权利要求7所述的动密封结构，其特征在于，所述压盖(340)与所述工程塑料带(320)或所述钢套(330)的抵靠处的厚度大于所述工程塑料带(320)或所述钢套(330)的厚度，并且所述压盖(340)在其外侧端包括第二安装孔(340a)，所述压盖(340)通过第二固定件插入所述第二安装孔(340a)固定于所述第二部件(200)。

9.一种轴承组件，包括第一部件(100)、第二部件(200)和轴承，所述轴承设置于所述第一部件(100)和所述第二部件(200)之间，其特征在于，所述轴承组件还包括：如上述权利要求1-8中任一项所述的动密封结构，所述动密封结构设置于所述轴承的轴向外侧。

10.根据权利要求9所述的轴承组件，其特征在于，所述第二部件(200)包括安装槽(200a)或台阶部，所述工程塑料带(320)安装于所述第二部件(200)的所述安装槽(200a)内或抵靠所述台阶部。

11.一种风力发电机组，其特征在于，包括：如上述权利要求1-8中任一项所述的动密封结构；或，如上述权利要求9-10中任一项所述的轴承组件。

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