專利名稱：彈簧支撐的具有一個運行表面套筒的雙元件面密封件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種位于兩個相對可移動部件之間的密封件，其中，該密封件至少與這兩個部件中的一個具有相對移動的關(guān)系，更具體地，本發(fā)明涉及一種用于旋轉(zhuǎn)軸的密封件。
2.相關(guān)的在先技術(shù)密封件用在許多場合，用來在兩個部件之間，如在旋轉(zhuǎn)軸與相對靜止的殼體之間提供密封連接。這種密封件的第一部分通常環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸，其第二部分安裝在殼體上。第一部分包括一個旋轉(zhuǎn)面，該旋轉(zhuǎn)面與一個和第二部分相關(guān)聯(lián)的非旋轉(zhuǎn)面協(xié)同作用。
人們發(fā)現(xiàn)，如果能夠提供一種無箝壓變形、又能自動校正到與軸垂直的全浮動機械軸封(fully floating mechanical shaft seal)，則是十分理想的。美國專利第3,972,536號公開了一種旋轉(zhuǎn)軸密封組件，包括一個由定位螺絲將其固定在一個軸上的第一環(huán)形部分的。該旋轉(zhuǎn)軸密封組件還包括一個固定在一個殼體上的第二環(huán)形部分以及一個位于第二環(huán)形部分和第一環(huán)形部分之間的密封件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種適用于相對可移動的部件的密封組件，具有一個可以環(huán)繞一個旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)套。該內(nèi)套包括一個本體和從該本體徑向向外伸出的第一和第二法蘭。該密封組件還包括第一和第二密封盤，它們圍繞著位于第一和第二法蘭之間的內(nèi)套。該密封盤具有與第一和第二法蘭密封配合的相應(yīng)的表面。此外，一個彈簧也環(huán)繞第一和第二密封盤之間的內(nèi)套，并促使第一和第二密封盤抵靠在第一和第二法蘭上。在本發(fā)明目前一個較好的實施例中，該彈簧是一種波形彈簧(wave spring)。
根據(jù)本發(fā)明的密封組件可在可能發(fā)生液壓降的環(huán)境中保持密封。所述彈簧對抵靠內(nèi)套的法蘭的密封盤施加一個相對恒定的軸向力。此外，該密封盤包括有內(nèi)孔，其大小可允許旋轉(zhuǎn)軸的橫向移動。


結(jié)合下面的詳細敘述和附圖，本發(fā)明的這些以及其它一些特征和優(yōu)點能更加容易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的一個密封組件的透視的部分截面圖；和圖2是圖1所示實施例的密封組件在操作環(huán)境中的截面圖。
具體實施例方式
參看圖1和圖2，本發(fā)明提供了一種能在相對移動部件——例如一個殼體12和一個軸14之間提供密封的密封組件10。該軸14圍繞軸線16相對于殼體12旋轉(zhuǎn)。該殼體12和軸14可裝配到車輛中。在本發(fā)明的其它實施例中，該密封件可放在具有一個旋轉(zhuǎn)軸和一個靜止結(jié)構(gòu)的任何環(huán)境之中。
該密封組件10包括一個內(nèi)套18，可沿旋轉(zhuǎn)軸14軸向設(shè)置并和該軸成旋轉(zhuǎn)固定關(guān)系以便隨旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。該內(nèi)套18隨旋轉(zhuǎn)軸14圍繞軸線16的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。該內(nèi)套18包括一個本體20和從該本體20相對兩端部26和28延伸出的第一和第二法蘭22和24。本體20的長度限定在第一和第二部端26和28之間，它包括一個面向旋轉(zhuǎn)軸14的內(nèi)表面30和一個背對旋轉(zhuǎn)軸14的外表面32。第一和第二法蘭22和24相對軸線16從本體20的外表面32向外徑向延伸，分別確定面向內(nèi)的密封面34和36。
密封組件10還包括第一和第二密封盤38和40，該密封盤38和40鄰接第一和第二法蘭22和24并環(huán)繞本體20，它們基本垂直于軸線16，分別確定與密封面34和36分別密封配合的表面42和44。在本發(fā)明另一個實施例中，密封盤38和40可以是位于密封面34和36與外套46之間的截頭圓錐體或任意理想的形狀。最好密封盤38和40是盤形以便與密封面34和36密封配合。
密封盤38和40基本上固定在殼體12上。例如，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸14旋轉(zhuǎn)時，法蘭22和24相對密封盤38和40運動。在本發(fā)明一個實施例中，密封盤38和40與安裝在殼體12上的外套46固定連接。該外套包括第一和第二法蘭48和50。密封盤38和40通過一個間隔元件52被壓抵在法蘭48和50上。
密封組件10還包括一個彈簧54，用來持續(xù)地驅(qū)使第一和第二密封盤38和40分別抵壓在第一和第二法蘭22和24上。彈簧54環(huán)繞位于第一和第二密封盤38和40之間的本體20。在本發(fā)明目前一個較好的實施例中，彈簧54是一種波形彈簧。彈簧54的彈簧硬度可以調(diào)整，以便控制密封面34，42與密封面36，44之間的密封力。通過控制密封力可以控制密封組件的損耗率。例如，彈力越大，密封力也越大，而密封組件的壽命則越短。
間隔元件52與彈簧54協(xié)同作用使得密封盤38和40的徑向最外端彼此基本固定，而其徑向的最內(nèi)端彼此相互可以移動。因此，密封組件10最靠近轉(zhuǎn)動軸14的部分相對更堅固耐用(robust)，而其遠離移動軸14的部分則相對比較硬。密封組件10最靠近轉(zhuǎn)動軸14的部分可滿足軸14沿著軸線16作些許位移的需要，間隔元件52可以與外套46一體形成。
另外，用來克服密封盤38和40與法蘭22和24之間摩擦力的轉(zhuǎn)矩大小可以通過調(diào)整彈簧54的彈簧硬度來控制。例如，彈簧硬度越大，用來克服摩擦力所需的轉(zhuǎn)矩也越大。在本發(fā)明目前一個較好的實施例中，密封組件10包括第一和第二墊片56和58，用來增強彈簧54與第一和第二密封盤38和40的配合。墊片56位于彈簧54與密封盤38之間，而墊片58位于彈簧54與密封盤40之間。
彈簧54增強了密封盤38，40與法蘭22，24之間的密封牢度。例如在一個用密封組件10密封的液體發(fā)生壓降的操作環(huán)境中，通過提供一個相對恒定的密封力，彈簧54可以補償這樣的壓降。彈簧54同時對密封面34，42之間以及36，44之間的密封配合起作用。
第一和第二密封盤38，40限定了面向本體20的外表面32的孔60和62，這兩個孔60，62的尺寸要比外表面32的外徑大，從而在它們與外表面32之間確定一個間隙。該間隙滿足了旋轉(zhuǎn)軸14相對于軸線16橫向位移的需要。
旋轉(zhuǎn)軸14橫向位移的程度決定法蘭22，24相對密封盤38，40之間的徑向或橫向重疊。例如，法蘭22與第一密封盤38在孔60與由法蘭22限定的表面64之間徑向重疊。徑向重疊的程度是如此選擇的當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸14偏移軸線16一個最大可能的距離時，孔60與表面64之間的徑向距離足夠密封表面42與表面34。
很明顯，按照以上的介紹，本發(fā)明還可能有許多修改和變化。因此，必須認(rèn)識到，在所附的權(quán)利要求的范圍之內(nèi)，本發(fā)明還可以以不同于上述特別介紹的方式進行實施，本發(fā)明由權(quán)利要求進行限定。
權(quán)利要求
1.一種在相對可移動部件之間提供密封的密封組件，包括一個內(nèi)套，操作時固定地環(huán)繞一個旋轉(zhuǎn)軸，具有一個限定長度的本體，和從所述本體相對兩端伸出的第一和第二法蘭；第一和第二密封盤，環(huán)繞所述本體，分別與所述第一和第二法蘭相鄰接；和一個彈簧，環(huán)繞所述本體，并驅(qū)使所述第一和第二密封盤分別抵靠在所述第一和第二法蘭上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，其特征在于所述內(nèi)套相對于所述第一和第二密封盤是可旋轉(zhuǎn)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，其特征在于所述彈簧為一種波形彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封組件，進一步包括第一和第二墊片，分別置于所述波形彈簧相對的兩側(cè)，其中，所述第一墊片位于所述波形彈簧與所述第一密封盤之間，而所述第二墊片位于所述波形彈簧與所述第二密封盤之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，進一步包括一個外套，環(huán)繞所述第一和第二密封盤，并具有一個第二本體和從所述第二本體相對兩端伸出的第三和第四法蘭，其中，所述第一密封盤鄰接所述第三法蘭，所述第二密封盤鄰接所述第四法蘭。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的密封組件，進一步包括一個間隔元件，位于所述第一和第二密封盤之間以及所述第三和第四法蘭之間，使所述第一密封盤和所述第三法蘭彼此保持接觸以及所述第二密封盤和所述第四法蘭彼此保持接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，其特征在于所述第一和第二密封盤分別包括與所述本體徑向間隔開的第一和第二孔。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于一個旋轉(zhuǎn)軸的密封件。該密封件包括一個可裝在軸上的內(nèi)套，內(nèi)套具有一個本體和從該本體徑向向外伸出的第一和第二法蘭。該密封件還包括第一和第二密封盤，操作時其可密封內(nèi)套的第一和第二法蘭。密封盤固定連接在與旋轉(zhuǎn)軸分隔開來的殼體上。一個彈簧環(huán)繞著旋轉(zhuǎn)軸和內(nèi)套，驅(qū)使密封盤抵壓在法蘭上。控制彈簧的彈簧剛度可以增強密封、減小轉(zhuǎn)矩和延長密封件的壽命。
文檔編號F16J15/34GK1934381SQ200580009057
公開日2007年3月21日 申請日期2005年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者戴維·G·莫爾米萊, 馬克·D·文頓 申請人:費德羅-莫格爾公司