具有高压侧冲洗功能的密封装置和密封元件制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种密封装置(10)，其包括：‑第一和第二机器部件(12、14)，其彼此间隔开地布置而形成密封间隙(18)，并能够绕运动轴线(16)相对于彼此运动；‑密封元件(20)，其具有基体区段(24)，所述基体区段布置在两个机器部件(12、14)中的一个的密封件保持结构、特别是保持凹槽(26)上或所述密封件保持结构中，密封元件(20)还包括密封头部(28)，所述密封头部通过密封区段(30)以动态密封的方式支承在机器部件(12、14)中的相应的另一个的密封表面(32)上，以便相对于低压侧(N)密封密封间隙(18)的高压侧(H)，所述高压侧(H)可通过流体被加压，其中，密封元件(20)在高压侧上设有至少一个流动元件(66、68、92、94)，通过所述流动元件，在所述两个机器部件(12、14)相对运动的情况下产生流体流，使得高压侧上的流体在所述密封头部(28)的密封区段(30)的区域中流到密封头部(28)上。此外，本发明专利技术还涉及一种用于这种密封装置的密封元件(20)。

Sealing device and sealing element with high pressure side flushing function

The invention relates to a sealing device (10), which comprises: a first and a second machine parts (12, 14), which are arranged apart from each other to form a sealing gap (18), and can move around a moving axis (16) relative to each other; a sealing element (20), which has a base section (24), wherein the base section is arranged in one of the two machine parts (12, 14) to maintain the structure and characteristics The sealing element (20) also includes a sealing head (28), which is supported on a corresponding sealing surface (32) in the machine parts (12, 14) by a sealing section (30) in a dynamic sealing manner, so as to seal the high-pressure side (H) of the clearance (18) with respect to the low-pressure side (n), and the high-pressure side (H) can pass the fluid Pressurized, wherein the sealing element (20) is provided with at least one flow element (66, 68, 92, 94) on the high-pressure side, through which a fluid flow is generated when the two machine parts (12, 14) move relative to each other, so that the fluid on the high-pressure side flows to the sealing head (28) in the area of the sealing section (30) of the sealing head (28). In addition, the invention also relates to a sealing element (20) for the sealing device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高压侧冲洗功能的密封装置和密封元件
本专利技术涉及一种具有高压侧冲洗功能的密封装置和密封元件。所述密封装置包括第一和第二机器部件，第一和第二机器部件彼此间隔开地设置，同时形成密封间隙，并且可绕运动轴线相对于彼此移动。密封装置包括密封元件，所述密封元件具有基体区段，所述基体区段设置在两个机器部件中的一个的密封件保持结构上或密封件保持结构中，特别是在保持凹槽中。密封元件具有密封头部，密封头部通过密封区段以动态密封的方式支承在机器部件中的相应的另一个的密封表面上，以密封相对于密封间隙的低压侧密封密封间隙的高压侧。
技术介绍
这种动态密封系统构成了机械工程以及车辆结构中的基本设计元件。例如，密封元件例如用作径向或轴向轴密封件。同时，尤其是由于组件的技术发展，这种密封元件实际上暴露于不断增加的操作压力、温度和滑动速度。密封元件的失效导致待密封的流体的不期望的泄漏，这可能具有破坏性后果，特别是在关键应用中。因此，密封元件必须满足越来越高的密封能力要求，并且同时应该具有更长的使用寿命。在实践中主要通过密封元件的与密封表面相接触的密封区段的区域中的优化润滑、通过使用具有优选最小的滑动摩擦的材料配对、以及通过密封区的区域中的优化的散热来防止由于摩擦引起的密封元件的使用寿命的缩短。在这方面，还试图进一步改善密封元件的所谓的回拖能力在密封装置的操作期间，在密封元件的与密封表面相接触的密封区或密封区段的区域中，当使用润滑油时可能发生润滑油的热过载和进而的所谓的碳形成。特别是当使用由具有耐高温性的弹性体材料制成的密封元件时，会发生这种情况。这些尤其包括所谓的含氟弹性体，其已在现代密封系统中建立。已知能够区分两种类型的碳形成。例如，碳化的油可直接沉淀在密封件或密封表面上并在那里积聚。如果积聚的碳形成物超过一定厚度，则密封元件的使用寿命缩短。此外，润滑油也可渗透密封件的弹性体中并且也在此导致碳形成。这样，密封元件在其密封区段或其密封边缘的区域中变得具有较小的弹性。最后，密封元件不再能够充分地补偿机器部件的振动或密封表面的不规则性，从而油逸出。碳形成的该第二种形成形式对密封元件的使用寿命有重大影响。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种如上所述的密封装置和密封元件当前可用的解决方案，所述密封装置和密封元件更好地防止密封元件上的碳形成和碳沉积以及防止碳嵌入密封元件的材料中。关于密封装置的目的通过具有权利要求1所述特征的密封装置来实现。根据本专利技术的密封元件在权利要求17中描述。根据本专利技术的密封装置的基本特征在于，密封元件在高压侧上、特别是在其前侧上或在其面向高压侧的一侧上设置有至少一个流动发生器或至少一个流动元件，在两个机器部件相对运动过程期间，通过所述流动发生器或所述流动元件在密封间隙中产生流体流动，从而在高压侧上于密封头部流到其密封区段的区域上。由此，在密封装置的操作期间，流动元件直接或间接地产生沿动态密封区的方向的在密封间隙上设置于高压侧上的流体的冲洗流。流动元件在流体中产生压力差。由于该压力差，流体直接朝向密封装置的动态密封区或远离密封区加速。在后一种情况下，流向密封区的流体流到密封区上。在所述两个机器部件进行相对旋转运动的情况下，密封元件与具有密封件保持结构的机器部件一起相对于密封表面旋转，或者具有密封表面的机器部件相对于密封元件旋转。在后一种情况下，流体由于其在密封表面上的摩擦和其固有的粘度而在绕密封表面的旋转轴线的流动(所谓的泰勒库特流)中偏移。如果具有密封表面的机器部件——相对于所述两个机器部件的运动轴线——是沿径向方向布置的机器部件并在旋转中偏移，那么在更高的旋转速度下，在具有密封表面的机器部件处加速的流体由于离心力而附加地向外推。这产生了所谓的泰勒旋涡，其垂直于所述两个机器部件的运动轴线并且引起流体的混合。密封头部具有横截面呈凸形的端面，所述端面面向密封表面。由此，密封头部在密封表面侧呈球形。由此，高压侧流体空间限定在密封头部与密封表面之间，所述高压侧流体空间在其自由横截面(即流体可流动通过的截面)中向着密封区窄缩。由此，对于动态密封区的冷却、润滑和冲洗，可实现总体上改进流向密封区的流体的流动控制。这对于去除密封区中已经存在的碳形成物或防止这种形成物的出现也是有利的。根据本专利技术的密封头部的密封区段包括至少一个运行带，所述运行带从密封头部的端面远离地延伸。由此，该运行带突出超过密封头部的端面的轮廓。运行带可在非加载状态下是滚圆的，即设计成具有半径，或者可在两侧都具有密封边缘。根据本专利技术，密封带具有连续的、优选未宏观结构化的运行带。在所述两个机器部件绕运动轴线的相对运动的情况下，流体流到流动元件上，并且流动元件产生流体中的流动，所述流动在(分别相对于所述两个机器部件的运动轴线)沿轴向方向的径向密封元件和沿径向方向的轴向密封元件的情况下指向密封头部的密封区段或远离密封区段。在前一种情况下，通过流动元件向密封元件的密封区段定向的流体流到密封区段或密封区上。在后一种情况下，流向密封区的流体流到密封区段或密封区上。总的来说，这使得能够进一步改善密封头部的与密封表面相接触的密封区段或密封区的区域中的润滑、冷却以及附加的主动冲洗。可有效地防止在密封元件的密封区段上形成碳和沉积碳。流体可甚至能够有效地将已经存在的并且可能沉积在密封元件的密封区段上的碳形成物冲出密封区。根据本专利技术，流动元件可特别地形成为密封元件的凹槽。在用于制造密封件的原始模制成型方法、特别是通过注射模制成型中，可以简单且节约成本地制造这种凹槽。根据本专利技术的一替代性实施例，流动元件也可设计为密封元件或密封头部的凹陷通路(通孔)。密封头部的上述凹槽或凹陷通路(通孔)优选地至少部分地在所述两个机器部件的运动方向上倾斜地形成或布置。根据本专利技术，上述凹槽或凹陷通路(通孔)设计成在两端处敞开。为了在密封区的区域中特别高效的冲洗效果，根据本专利技术的凹槽或凹陷通路(通孔)的可使流体流过的横截面可至少区段性地从高压侧向密封头部的低压侧或密封区段的方向窄缩。因此，凹槽可在喷嘴的意义上起作用并且再次更有效地使流体向密封区段的方向加速。由于凹槽，因此，流体可以以高流速被引导至密封区段。总之，以这种方式可进一步增强流体的期望的冲洗效果，使得已经存在的碳形成物可甚至更有效地从密封区段或密封表面脱离并从密封区移除。密封头部的凹槽或凹陷通路(通孔)可在密封区段侧由环形流动通道、优选地呈端部侧周向凹槽的形式的环形流动通道流体连接，即它们通向密封头部的该环形流动通道。因此，密封区段可在高压侧沿周向方向完全被流体包围。这有利于密封区的区域中的散热。这也实现了密封区的进一步优化的冲洗。环形流动通道有利地由密封头部的施加在密封表面上的密封区段侧向地(朝向低压侧)限界。根据本专利技术的一替代性实施例，密封头部的流动元件从密封头部远离地延伸。因此，流动元件设计成密封头部的轮廓延伸部的形式。流动元件优选地在生产工程方面直接形成在密封头部上。因此，流动元件同时在密封头部上保持就位。流动元件以用于密封头部的叶片(翼片)的形式起作用。流动元件可具有卵形、椭圆形、多边形或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种密封装置(10)，其包括：/n-第一和第二机器部件(12、14)，其彼此间隔开地布置而形成密封间隙(18)，并且能够绕运动轴线(16)相对于彼此运动；/n-密封元件(20)，其具有基体区段(24)，所述基体区段(24)布置在两个机器部件(12、14)中的一个的密封件保持结构、特别是保持凹槽(26)上或所述密封件保持结构中，以及/n密封元件(20)具有密封头部(28)，所述密封头部(28)具有横截面形成为凸形的端面(54)，所述密封头部(28)通过密封区段(30)以动态密封的方式邻接在机器部件(12、14)中的相应的另一个的密封表面(32)上，以便相对于低压侧(N)密封密封间隙(18)的高压侧(H)，/n其中，密封区段(30)具有运行带(56)，所述运行带(56)在前部处从密封头部(28)延伸出来，所述运行带(56)设有连续的运行表面(60)，/n其中，密封元件(20)在高压侧上设有至少一个流动元件(66、68、92、94)，所述流动元件呈下述形式：/n-布置在端面(54)处的凹槽，所述凹槽向密封表面(32)敞开，所述凹槽在密封区段侧与密封头部的周向凹槽(74)流体连接，或/n-在两端上敞开的凹陷通路(通孔)，所述凹陷通路在密封区段侧与密封头部(28)的周向凹槽(74)流体连接；或/n-从密封头部(28)延伸出来的轮廓延伸部。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170217 DE 102017202610.31.一种密封装置(10)，其包括：
-第一和第二机器部件(12、14)，其彼此间隔开地布置而形成密封间隙(18)，并且能够绕运动轴线(16)相对于彼此运动；
-密封元件(20)，其具有基体区段(24)，所述基体区段(24)布置在两个机器部件(12、14)中的一个的密封件保持结构、特别是保持凹槽(26)上或所述密封件保持结构中，以及
密封元件(20)具有密封头部(28)，所述密封头部(28)具有横截面形成为凸形的端面(54)，所述密封头部(28)通过密封区段(30)以动态密封的方式邻接在机器部件(12、14)中的相应的另一个的密封表面(32)上，以便相对于低压侧(N)密封密封间隙(18)的高压侧(H)，
其中，密封区段(30)具有运行带(56)，所述运行带(56)在前部处从密封头部(28)延伸出来，所述运行带(56)设有连续的运行表面(60)，
其中，密封元件(20)在高压侧上设有至少一个流动元件(66、68、92、94)，所述流动元件呈下述形式：
-布置在端面(54)处的凹槽，所述凹槽向密封表面(32)敞开，所述凹槽在密封区段侧与密封头部的周向凹槽(74)流体连接，或
-在两端上敞开的凹陷通路(通孔)，所述凹陷通路在密封区段侧与密封头部(28)的周向凹槽(74)流体连接；或
-从密封头部(28)延伸出来的轮廓延伸部。


2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，凹槽设计成在两端处敞开。


3.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，凹槽或凹陷通路(通孔)的能够使流体流过的横截面向密封头部(28)的密封区段(30)的方向至少区段性地窄缩。


4.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，周向凹槽(74)在侧向上直接由密封头部(28)的支承在密封表面(32)上的密封区段(30)限界。


5.根据前述权利要求中任一项所述的密封装置，其特征在于，密封头部(28)的密封区段(30)具有至少一个环形的轮廓凹槽(80)。


6.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，流动元件(66、68、92、94)一体地形成在密封头部(28)上。


7.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，流动元件(66、68...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·维尔克，H·约尔丹，
申请(专利权)人：特瑞堡密封系统德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE