專利名稱：密封圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1前序部分的一種密封圈。
密封圈通常成對(duì)前后串聯(lián)布置并構(gòu)成一個(gè)所謂的密封組件。在單個(gè)密封圈上作用的壓差使密封圈的密封面壓到被密封體例如活塞桿的滑動(dòng)面上。這種密封圈例如公知在專利CH439897中。這種公知的密封圈具有這樣的缺點(diǎn)，即壓到滑動(dòng)面上的密封面引起大的摩擦力，這會(huì)導(dǎo)致過熱和迅速磨損，特別是在密封部分不用任何單獨(dú)潤(rùn)滑也能運(yùn)行的無(wú)潤(rùn)滑活塞式壓縮機(jī)應(yīng)用這種密封圈時(shí)尤其如此。這種壓縮機(jī)具有固定的密封圈，活塞桿通過該密封圈。
本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種適合無(wú)潤(rùn)滑運(yùn)行的裝置用的密封圈，這種密封圈具有良好的密封特性。
這個(gè)任務(wù)是按權(quán)利要求1所述的特征來(lái)解決的。從屬權(quán)利要求2至7涉及本發(fā)明其他的有利結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的密封圈在軸向內(nèi)具有一個(gè)高度H以及一個(gè)朝無(wú)潤(rùn)滑運(yùn)行的被密封體的滑動(dòng)面定向的面，這個(gè)面作成在高度H的一部分平行于滑動(dòng)面延伸并構(gòu)成一個(gè)密封面。密封圈高度H的其余部分與滑動(dòng)面有一定的距離。
在本發(fā)明密封圈的一種有利結(jié)構(gòu)中，密封圈的高度的其余部分不緊貼在滑動(dòng)面上而呈錐形擴(kuò)展。
無(wú)潤(rùn)滑活塞式壓縮機(jī)中的密封圈是這樣相對(duì)于活塞桿布置的，即呈錐形擴(kuò)展的部分對(duì)著氣缸容積，并朝氣缸容積擴(kuò)展。這種密封圈具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即緊貼在活塞桿上的密封圈的密封面相當(dāng)小，這樣例如就能減少摩擦。本發(fā)明密封面結(jié)構(gòu)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，通過它的形狀與減小的密封面相結(jié)合，氣體可在密封面和活塞桿之間流通，所以在密封面和活塞桿之間產(chǎn)生充氣貯藏。這樣的充氣貯藏具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即進(jìn)一步減少了活塞桿和密封面之間的摩擦。
本發(fā)明這種密封圈特別適用于固定式密封元件在軸向內(nèi)具有高度密封性的場(chǎng)合。因?yàn)闅怏w的大部分在活塞桿和密封面之間活動(dòng)，所以產(chǎn)生充氣貯藏。
朝滑動(dòng)面定向的面的結(jié)構(gòu)在軸向延伸方向內(nèi)可通過多種結(jié)構(gòu)型式來(lái)實(shí)現(xiàn)即該面具有第一區(qū)段和第二區(qū)段，第一區(qū)段具有一個(gè)與滑動(dòng)面平行延伸的面，而第二區(qū)段則具有一個(gè)離滑動(dòng)面有一定距離的面。
本發(fā)明密封圈特別適用于在很高壓力下工作的無(wú)潤(rùn)滑活塞式壓縮機(jī)。
下面的附圖描述本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例。附圖表示

圖1a表示環(huán)形密封件的俯視圖；圖1b表示圖1a密封件的側(cè)視圖；圖1c表示覆蓋件的俯視圖；圖1d表示圖1c覆蓋件的側(cè)視圖；圖1e表示組裝好的密封圈俯視圖；圖1f表示按圖1e組裝好的密封圈的側(cè)視圖；圖1g表示沿圖1a剖面線A-A剖開的密封件的截面圖；圖2表示密封圈另一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖3表示無(wú)潤(rùn)滑的密封裝置的縱截面；圖4表示圖2密封圈的俯視圖；圖4a表示沿剖面線B-B剖開的密封圈的橫截面；圖4b表示沿剖面線C-C剖開的密封圈的另一個(gè)橫截面；圖4c表示從方向E看去的密封圈的側(cè)視圖。
圖1a表示一個(gè)具有一個(gè)扇形切口3的密封件2，該密封件2在這個(gè)部位有一個(gè)開口并朝活塞桿有一個(gè)定向的面2a。圖1g表示沿剖面線A-A剖開的截面并表示在這種結(jié)構(gòu)型式中密封件2具有的L形橫截面。面2a具有一個(gè)高度H，其中面2a的一部分為圓柱形并緊貼在虛線所示的活塞桿4上，而且構(gòu)成一個(gè)密封面2b。密封面2b在軸向內(nèi)至少1毫米寬。面2a的另一部分2c具有一個(gè)離活塞桿4的表面的錐形面。從氣缸側(cè)流過的氣體G進(jìn)入錐形延伸的部分2c和活塞桿4之間并繼續(xù)在密封面2b和活塞桿4之間流動(dòng)。所以在這兩個(gè)面之間產(chǎn)生一個(gè)充氣貯藏，從而大大減少摩擦。
整個(gè)密封圈12都具有彈性并最好用一個(gè)放在槽1a中的軟管狀彈簧13箍住，所以密封圈12彈性預(yù)張緊貼在活塞桿4上。在密封面2b和活塞桿4之間流過的氣體引起一個(gè)與軟管狀彈簧的作用力相反的力。所以在密封件2b和活塞桿4之間流過的氣體使密封元件作用到活塞桿4上的壓力減小。
密封件2具有一個(gè)兩側(cè)引出端件2i，2d的主件2e。從圖1b所示側(cè)視圖中可以看出，兩個(gè)端件2i、2d在垂直線S的方向內(nèi)朝一個(gè)由密封件2卡緊的平面或朝活塞桿的運(yùn)動(dòng)方向比主件2e薄。圖1c表示具有一個(gè)主件1e的覆蓋件1以及兩個(gè)連接其上的端件1g，該端件呈圓環(huán)形。圖1d表示圖1c所示覆蓋件1的側(cè)視圖，其中覆蓋件1在圓周方向內(nèi)具有一個(gè)用來(lái)安裝軟管狀彈簧13的槽1a。密封件2和覆蓋件1都具有彈性性質(zhì)。圖1e表示一個(gè)由覆蓋件1和密封件2組成的密封圈12。其中覆蓋件1是這樣緊貼在密封件2上的，即覆蓋件1緊貼在密封件2的下部2f上，而且覆蓋件1環(huán)形包圍密封件2的上部2g。主件1e覆蓋密封件2的切口3，并在垂直線S方向內(nèi)緊貼在端件2i，2d上。主件1e可在朝活塞桿4的面上具有一個(gè)如圖1g所示的形狀，這樣密封圈12在活塞桿4的整個(gè)圓周表面上都具有密封作用。主件1e以及密封件2在密封件2的圓周方向內(nèi)具有一個(gè)間隙S1。最好密封圈12用一個(gè)軟管狀彈簧13箍住，這樣密封圈便保持預(yù)應(yīng)力作用。在密封圈12作為密封元件使用的過程中，活塞桿的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致密封面2a磨損，從而引起材料磨損。軟管狀彈簧13、間隙S1以及密封圈的彈性性質(zhì)保證密封面2i可繼續(xù)緊貼在活塞桿的表面上。圖1f表示圖1e所示密封圈12的側(cè)視圖。
圖2表示另一個(gè)密封圈12的分解圖，該密封圈由一個(gè)密封件2、一個(gè)在密封圈2圓周方向內(nèi)放在密封件上的覆蓋圈1以及一個(gè)在圓周方向箍住覆蓋圈1的軟管狀彈簧3組成。覆蓋圈1在徑向和軸向內(nèi)密封接頭處2l。
圖4所示密封件2的俯視圖具有一個(gè)沿內(nèi)圓環(huán)形延伸的面2a、2b，該面面向活塞桿4并起密封作用。密封件2作為一個(gè)整環(huán)具有一個(gè)切口2l，所以密封件2向兩端2h、2k延伸。2k端作成在密封件2的圓周方向具有一個(gè)延伸段2i，該延伸段與另一端2h一起在圓周方向內(nèi)構(gòu)成一個(gè)搭接的接頭處。密封件2具有彈性的性質(zhì)，所以它在切口2l的范圍內(nèi)具有一個(gè)間隙S。在本實(shí)施例中，密封件2設(shè)計(jì)成使它的徑向壁厚D在切口2l對(duì)面的位置為最大，即為Dmax，亦即在D1或D2方向內(nèi)不斷減小。從而使密封件朝切口2l具有一個(gè)不斷增加的彈性或柔軟性。密封件用一種具有較高彈性模數(shù)的材料例如用高溫聚合物制造。
圖3表示無(wú)潤(rùn)滑密封裝置或所謂密封組件6的縱截面。屬于該密封組件至少有一個(gè)包圍活塞桿4的密封腔14，該密封腔由兩個(gè)槽形環(huán)5構(gòu)成，而且朝對(duì)應(yīng)的氣缸容積15密封鎖緊。在密封腔14中，設(shè)置一個(gè)兩件的密封圈12，它包括一個(gè)密封件2以及一個(gè)覆蓋圈1。此外，一個(gè)軟管狀彈簧13箍住覆蓋圈1。密封面2a具有一個(gè)朝壓縮容積15不斷擴(kuò)大的楔形面2c。
圖4密封件2具有一個(gè)帶錐形延伸分面2c的面2a，該分面2c在三個(gè)部位被一個(gè)連接條2p中斷。圖4a表示沿剖面線B-B剖開的密封件2的截面，并表示在軸向內(nèi)延伸的錐形分面2c以及圓柱形延伸的分面2b，該分面在密封件2和活塞桿4之間實(shí)現(xiàn)密封。錐形分面2c與軸4的表面形成一個(gè)角度β。圖4b表示密封件2的連接條2p沿剖面線C-C剖開的截面。連接條2p設(shè)計(jì)成使軸向內(nèi)的內(nèi)表面2a具有一個(gè)與密封件2寬度H一致的寬度，并與軸4的表面平行延伸。連接條2p位于軸4上的整個(gè)寬度H上，并用來(lái)穩(wěn)定密封件2的位置。本實(shí)施例在面2a的圓周上均勻分布三個(gè)連接條2p，其中一個(gè)連接條2p設(shè)置在切口2c的范圍。當(dāng)然，密封件2亦可不作連接條2p，所以錐形分面2c不中斷地在面2a的整個(gè)圓周上延伸。
根據(jù)圖4a，錐形延伸的分面2c具有一個(gè)到軸4的最大距離B。在密封件2的一個(gè)結(jié)構(gòu)型式中，間隙S作成這樣寬，即寬度具有“2×pi×B”。具有這種密封件2的密封圈12在第一運(yùn)行階段構(gòu)成一個(gè)摩擦圈，而在第二運(yùn)行階段則構(gòu)成一個(gè)通流圈。在第一運(yùn)行階段中，密封件2具有一個(gè)錐形延伸的分面2c。隨著密封面2b上的磨損不斷增加，錐形延伸的分面2c消失，直至密封面2b延伸到整個(gè)寬度H為止。如果間隙S根據(jù)寬度“2×pi×B”構(gòu)成，則在分面2c完全消失時(shí)，間隙＝0。在這種情況中，密封件2變成通流圈，因?yàn)殚g隙＝0，密封面2b幾乎不再有磨損，所以在第二運(yùn)行階段密封件2具有一個(gè)大的恒定的不密封性或密封圈1在第二運(yùn)行階段具有一個(gè)大致不變的最大流動(dòng)阻力。
圖4C表示從方向E看出的圖4密封圈的側(cè)視圖。密封件2的接頭處具有兩端2h、2k，其中2h端具有沿圓周方向延伸的端段2i，所以在圓周方向形成一個(gè)具有切口2l的搭接接頭處，或具有間隙S的搭接接頭處。
分面2c不但可做成錐形延伸，而且可作成任意形狀，使分面2c的范圍內(nèi)在軸4和密封件2之間有一定距離即可。
在接頭2l處，最好在每端件2k、2h上分別設(shè)置一個(gè)連接條2p，以便達(dá)到密封圈的良好密封性。沿面2a也可在圓周方向內(nèi)分布多個(gè)連接條2p，例如2、4、7、12或24個(gè)連接條2P。連接條2p在圓周方向內(nèi)可作得很窄，所以兩個(gè)連接條2p之間的距離相對(duì)于圓周方向較大或比一個(gè)連接條2p的寬度大幾倍。連接條2p可作成相同的寬度，也可作成不同的寬度。
密封件2可用一種塑料制造，例如聚四氟乙烯、一種改良的高溫聚合物如聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亞胺、聚苯撐硫、聚苯并咪唑、聚酰胺。
權(quán)利要求
1.圓形橫截面的無(wú)潤(rùn)滑運(yùn)行的活塞桿(4)的密封圈，在軸向內(nèi)具有一個(gè)高度(H)以及一個(gè)朝滑動(dòng)面(4a)的面(2a)，其特征是，面(2a)在高度(H)的(2b)部分作成圓柱形或接近于圓柱形延伸，以便構(gòu)成一個(gè)密封面(2b)，而另一部分(2c)則作成擴(kuò)展延伸。
2.按權(quán)利要求1的密封圈，其特征是，面(2a)的其余部分(2c)呈錐形擴(kuò)展。
3.按權(quán)利要求1或2的密封圈，其特征是，密封圈具有一個(gè)帶一個(gè)平衡間隙(S)的接頭處(21)，面(2c)在徑向內(nèi)按一個(gè)最大的距離(B)擴(kuò)展，而且平衡間隙(S)具有一個(gè)“2×pi×B”的寬度。
4.按權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的密封圈(12)，其特征是，沿面(2a)在圓周方向內(nèi)分布設(shè)置有多個(gè)連接片2p。
5.按權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的密封圈(12)，其特征是，密封件(2)用一種塑料制成，如聚四氟乙烯、一種改良的高溫聚合物如聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亞胺、聚苯撐硫、聚苯并咪唑、聚酰胺。
6.按權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的密封圈，其特征是，呈錐形擴(kuò)展的(2c)部分朝氣缸容積布置。
7.按權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的密封圈，其特征是，該密封圈具有一個(gè)切口(21)，而且密封件(2)具有一個(gè)朝切口(21)不斷減小的徑向壁厚(D)。
8.用來(lái)密封無(wú)潤(rùn)滑運(yùn)行的活塞桿的密封組件，具有一個(gè)按權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的密封圈(12)。
9.活塞式壓縮機(jī)，具有一個(gè)按權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的密封圈(12)。
全文摘要
密封圈特別是圓形橫截面活塞桿的密封圈在軸向內(nèi)具有一個(gè)高度(H),以及一個(gè)朝滑動(dòng)面(4)的面(2a),其中面(2a)在高度(H)的(2b)部分呈圓柱形延伸,以便構(gòu)成一個(gè)密封面(2b),而其余部分(2c)則呈擴(kuò)展延伸。密封圈在軸向內(nèi)具有很高的密封性,所以氣體的大部分在活塞桿和密封面(2b)之間流通,因而產(chǎn)生充氣貯藏。
文檔編號(hào)F16J9/16GK1187870SQ96194742
公開日1998年7月15日 申請(qǐng)日期1996年6月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月14日
發(fā)明者N·法伊斯特埃爾 申請(qǐng)人:蘇舍-布爾克哈特機(jī)械制造有限公司