具有磨损开口的密封环制造技术

为了提出一种尽可能简单且紧凑地构造的、能够实现更高的使用寿命的并且能够灵活地匹配于不同使用条件的密封环(14)，根据本发明专利技术规定，在至少一个环分段(14a)上设有至少一个磨损开口(27)，所述磨损开口从环分段(14a)的径向位于外部的外周面(23)和/或第二轴向环端部(RE2)出发朝环分段(14a)的径向位于内部的内周面(18)的方向延伸，其中，所述至少一个磨损开口(27)的磨损开口端部(27a)在环分段(14a)的径向方向上与环分段(14a)的径向位于内部的内周面(18)间隔开间距，所述间距最高为在环分段(14a)的径向位于外部的外周面(23)和径向位于内部的内周面(18)之间延伸的径向环高度(RH)的40％，其中，所述磨损开口端部(27a)处于所述第一和第二轴向环端部(RE1、RE2)之间并且与所述第一和第二轴向环端部(RE1、RE2)间隔开。开。开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有磨损开口的密封环


[0001]本专利技术涉及一种具有至少三个环分段的密封环，各环分段分别在圆周方向上具有第一分段端部和第二分段端部，其中，一个环分段的第一分段端部的第一切向接触面贴靠在沿圆周方向与该环分段连接的一个环分段的第二分段端部的第二切向接触面上，以便产生密封环的径向密封，并且一个环分段的第一分段端部的朝向密封环的第一轴向环端部的第一轴向接触面贴靠在沿圆周方向与该环分段连接的一个环分段的第二分段端部的朝向密封环的第二轴向环端部的第二轴向接触面上，以便产生密封环的轴向密封。此外，本专利技术涉及一种用于密封平移往复运动的活塞杆的密封装置，其具有壳体，在该壳体中设有在轴向上相继设置的多个密封环；以及涉及一种活塞式压缩机，其具有压缩机壳体和设置在压缩机壳体上的至少一个缸壳体，在该缸壳体内活塞进行平移往复运动。

技术介绍

[0002]采用十字头构造方式的、尤其是采用双作用构造方式的活塞式压缩机，要求在缸中沿着往复运动的活塞杆密封曲柄侧的压缩空间，在该缸中存在随时间变化的(高)缸压力。这种密封通常是相对于存在于曲轴箱中的(低)压进行的，该(低)压基本等于周围环境压力。在这种密封装置中使用的密封元件被称为密封环并且设置在所谓的压力密封体中。在此，密封元件可以在一定程度上跟随活塞杆的侧向运动，而不会失去其密封效果。为了提高压力密封体的使用寿命和可靠性，在压力密封体中通常将多个这种密封环在轴向上串联。这种压力密封体或者说密封装置从现有技术中以极不同的构造方案充分已知，例如从GB928749A、US1008655A或者EP2056003A1中。
[0003]基于在活塞杆和密封环之间的相对运动，密封环在与活塞杆的接触面上会受到一定的磨损。这种环磨损通常要求剖分的环形状，其在环/活塞杆接触面上的材料磨耗的情况下要求环自行连续地调整。为此，大多使用径向和切向剖分的环，它们成对地嵌入压力密封体的密封腔中，以便相互覆盖出现的对接间隙，以补偿磨损。这种径向/切向剖分的环组合是单作用的密封装置，其仅朝十字头的方向密封，而在活塞式压缩机的曲柄侧重新膨胀阶段的过程中，径向的切口确保，不会将较高的压力包封在密封体中。众所周知，在剖分的环形状的情况下通常使用在外周上卷绕的软管弹簧，所述软管弹簧在无压力的状态下也将密封环压紧到活塞杆上。
[0004]特别是在较高的压力下，在传统组件中也可能出现密封环明显被挤压到在活塞杆和密封壳体或者说腔盘之间构成的间隙中。为了最大程度避免这样的挤压，可以在低压侧的环上和腔盘之间使用附加的、金属的、非面状地接触活塞杆的支承环，如例如在US3305241A中公开的那样。
[0005]在由一径向和一切向剖分的密封环组成的组合的情况下，朝向活塞杆的密封基本仅通过切向剖分的密封环实现，其各环分段通过切向的剖分引导部在磨损的情况下能够滑动到一起并且由此保留密封作用。径向剖分的密封环基本仅用于，在轴向方向和径向方向上密封切向的密封环的磨损间隙。径向的密封环仅磨损至各环分段在圆周方向上相互贴靠
的程度。由此，径向和切向剖分的密封环的磨损是不同的。为防止径向和切向剖分的密封环相对于彼此扭转，因为这可能导致，不再覆盖切向剖分的密封环的磨损间隙并且因此可能失去密封效果，必须在各环之间设有防扭转装置。这种防扭转装置通常作为销实施，其插入在径向和切向剖分的密封环中配设的凹部内。因此，在EP2056003A1中已提出，不设置由一径向和一切向剖分的密封环组成的密封环组合，而是仅设有一个唯一的密封环，该密封环不仅径向地、而且也切向地剖分。由此，能够减小压力密封体的轴向构造长度并且因此减小整个密封装置的轴向构造长度。
[0006]随着压缩机的压缩压力升高，密封环的负荷以及因此其磨损也会增加。已知的一种减小分段式密封环的负载的方法是，设有压力补偿装置，如例如在EP2056003A1中示出的那样。在此，有针对性地将存在的较高压力经由在圆周方向上延伸的一个或者多个压力补偿凹槽引入到动态的密封面(径向上处于密封环和活塞杆之间)中并且在轴向上更靠近朝背离于压力的侧面(曲轴箱侧)方向。由此减小所述动态密封面中的单位面积压力，降低摩擦功率，并且增加使用寿命。但是，在这里不利的是，所述压力补偿的原理仅可提高直至一定的程度，因为由于所述压力补偿凹槽，密封环在轴向上余留的剩余壁厚不再足够稳定并且基于存在的压力而可能发生变形并且因此发生泄漏。高度压力补偿的密封环的一个另外的缺点在于，仅借助小的余力将所述环在径向上压紧到活塞杆上。由于活塞杆除了平移往复运动外，通常也进行一定的侧向运动，因此，密封环的轴向贴靠面上的摩擦力可能会阻碍或者至少延迟环的径向运动，从而可能导致环从活塞杆上抬起并且导致与此相关的泄漏。
[0007]US3305241公开了一种三体式切向剖分的密封环，其中，在每个环分段上有两个径向孔居中设置在两个端面之间。所述孔汇入到内周面上的周向凹槽中。对于轴向密封要求单独的盖环。在各端面上设置有凹槽，以减小轴向压紧力。DE69935834T2公开的不是平移往复运动的活塞杆的密封环，而是用于旋转轴的密封环。所述环具有四个分段，其中，在每个分段上设置有三个径向孔，这些径向孔汇入到内部的周向凹槽中。在轴向端面上设有凹槽，以减小分段对于壳体的压力负荷。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的任务在于，提出消除现有技术的缺点的一种密封环和一种密封装置。尤其是所述密封环应当尽可能简单且紧凑地构造、能够实现更高的使用寿命以及能够灵活地匹配于不同的使用条件。
[0009]根据本专利技术，该任务通过如下方式解决：在至少一个环分段上设有至少一个磨损开口，所述磨损开口从环分段的径向位于外部的外周面和/或第二轴向环端部出发朝环分段的径向位于内部的内周面的方向延伸，其中，所述至少一个磨损开口的朝向内周面的径向内部的磨损开口端部在环分段的径向方向上与环分段的径向位于内部的内周面间隔开间距，所述间距最高为在环分段的位于外部的外周面和径向位于内部的内周面之间延伸的径向环高度的40％，其中，所述磨损开口端部处于第一和第二轴向环端部之间并且与第一和第二轴向环端部间隔开。由此，能够从特定的、使磨损开口在密封环的径向位于内部的内周面上露出的磨损状态开始，在存在于外周面和第二轴向环端部处的高压和存在于第一轴向环端部处的相对于该高压较低的压力之间实现压力补偿。由此减小对活塞杆的压紧力，从而能够减小磨损。
[0010]有利的是，至少一个磨损开口的朝向径向位于内部的内周面的至少一个端部区段朝第一轴向环端部的方向倾斜。由此能够从磨损开口在密封环的径向位于内部的内周面上露出开始，根据密封环的加剧的径向磨损调整、尤其是提高压力补偿特性。
[0011]有利地，至少一个磨损开口具有直的延伸走向和恒定的圆形横截面，所述圆形横截面具有磨损开口直径，该磨损开口直径是密封环的轴向环宽度的2
‑
60％，优选为2
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40％。由此能够简单地制造磨损开口，例如通过钻孔或者铣削，其中，所述尺寸已被证明有利于实现尽可能良好的压力补偿。
[0012]优选至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.密封环(14)，所述密封环具有至少三个环分段(14a)，所述环分段分别沿圆周方向具有第一分段端部(SE1)和第二分段端部(SE2)，其中，一个环分段(14a)的第一分段端部(SE1)的第一切向接触面(19a)贴靠在沿圆周方向与该环分段连接的一个环分段(14a)的第二分段端部(SE2)的第二切向接触面(19b)上，以便产生密封环(14)的径向密封，并且一个环分段(14a)的第一分段端部(SE1)的朝向密封环(14)的第一轴向环端部(RE1)的第一轴向接触面(16)贴靠在沿圆周方向与该环分段连接的一个环分段(14a)的第二分段端部(SE2)的朝向密封环(14)的第二轴向环端部(RE2)的第二轴向接触面(17)上，以便产生密封环(14)的轴向密封，其特征在于，在至少一个环分段(14a)上设有至少一个磨损开口(27)，所述磨损开口从所述环分段(14a)的径向位于外部的外周面(23)和/或第二轴向环端部(RE2)出发朝所述环分段(14a)的径向位于内部的内周面(18)的方向延伸，其中，所述至少一个磨损开口(27)的朝向内周面(18)的径向内部的磨损开口端部(27a)在环分段(14a)的径向方向上与环分段(14a)的径向位于内部的内周面(18)间隔开间距，所述间距最高为在环分段(14a)的径向位于外部的外周面(23)和径向位于内部的内周面(18)之间延伸的径向环高度(RH)的40％，其中，所述磨损开口端部(27a)处于所述第一和第二轴向环端部(RE1、RE2)之间并且与所述第一和第二轴向环端部(RE1、RE2)间隔开。2.根据权利要求1所述的密封环(14)，其特征在于，至少一个磨损开口(27)的朝向所述径向位于内部的内周面(18)的至少一个端部区段朝所述第一轴向环端部(RE1)的方向倾斜。3.根据权利要求1或2所述的密封环(14)，其特征在于，所述至少一个磨损开口(27)具有直的延伸走向和恒定的圆形横截面，所述圆形横截面具有的磨损开口直径(d
v
)是所述密封环(14)的轴向环宽度(RB)的2
‑
60％，优选为2
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40％。4.根据权利要求1至3中任一项所述的密封环(14)，其特征在于，所述至少一个磨损开口(27)以磨损开口轴向间距(y)在轴向方向上与第一轴向环端部(RE1)间隔开，所述磨损开口轴向间距是轴向环宽度(RB)的2％至20％，优选为2
‑
15％。5.根据权利要求1至4中任一项所述的密封环(14)，其特征在于，在至少一个环分段(14a)上设有至少一个卸荷开口(25)，所述卸荷开口从所述环分段(14a)的径向位于内部的内周面(18)出发延伸直至所述环分段(14a)的径向位于外部的外周面(23)和/或延伸直至第二轴向环端部(RE2)。6.根据权利要求5所述的密封环(14)，其特征在于，至少一个卸荷开口(25)的汇入到所述环分段(14a)的径向位于内部的内周面(18)中的第一卸荷开口端部(25a)以卸荷开口轴向间距(x)与第一轴向环端部(RE1)间隔开，所述卸荷开口轴向间距为环分段(14a)的轴向环宽度(RB)的4％至40％，优选为4
‑
20％。7.根据权利要求5或6所述的密封环(14)，其特征在于，所述至少一个卸荷开口(25)至少在卸荷开口端部(25a)处具有沿圆周方向的卸荷开口长度，所述卸荷开口长度是密封环(14)的轴向环宽度(RB)的2
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100％，优选为2
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50％，尤其是最大为轴向环宽度(RB)的25％。8.根据权利要求5至7中任一项所述的密封环(14)，其特征在于，在至少一个环分段(14a)上设有至少两个卸荷开口(25)，其中，各所述卸荷开口(25)分别具有汇入到所述环分段(14a)的径向位于内部的内周面(18)中的第一卸荷开口端部(25a)，沿圆周方向并排设置的两个卸荷开口(25...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：贺尔碧格维恩有限公司，
类型：发明
国别省市：