一种低泄漏长寿命互联式通道合金铸铁弹性密封环结构制造技术

本发明专利技术公开了一种低泄漏长寿命互联式通道合金铸铁弹性密封环结构，该结构包括密封环端面上的圆弧形槽、连接圆弧形槽的互联式通道、镀铬的密封环端面。本发明专利技术利用圆弧形槽使得流体在流出密封环端面后能回到密封环端面最内端，避免像传统的直槽使得流体直接流到密封环的最外端再流向出口，减少了其泄漏量，并且能通过流体在圆弧形槽上流动带走一部分因摩擦产生的热量，降低密封环端面的温度。再利用互联式通道将所有的圆弧形槽连接起来，流体在密封环端面上循环流动，能多带走一部分热量从而进一步降低密封环端面的温度，使其得到显著降低，从而延长密封环的寿命。此外，在密封环端面镀铬后能提高其硬度和耐磨性能，以进一步提高密封环的寿命。提高密封环的寿命。提高密封环的寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种低泄漏长寿命互联式通道合金铸铁弹性密封环结构


[0001]本专利技术应用于传动装置中的密封结构。

技术介绍

[0002]传动装置广泛应用于航天、航空、机械、车辆等领域，传动装置中的密封结构通常需运用到合金铸铁弹性密封环。在油压的作用下，合金铸铁弹性密封环会较为紧密地贴合在轴槽内壁面，两者之间留有一层非常薄的液膜，一般将液膜所在的面称为主密封面。在密封环自身弹力的作用下，合金铸铁弹性密封环的外表面会贴合在轴套的内表面，该接触面被称为第二密封面。虽然主密封面的泄漏量较小，但由于密封环端面会与轴槽摩擦产生大量热，造成密封环端面温度快速上升，对密封环性能造成影响，进而降低密封环的寿命。为保障合金铸铁弹性密封环的寿命，就必须降低密封环端面的温度。
[0003]为降低密封环端面的温度，可以采用在与轴槽摩擦的端面上开流槽增加泄漏量的方法。增加流槽后会增加泄漏通道导致泄漏量上升，而流体经过密封环时会带走一部分热量，即带走的热量会增加，因此密封环端面的温度会下降，从而延长了密封环的寿命。但一般对密封环的泄漏量是有要求的，如何在要求的泄漏量范围内尽量降低密封环端面的温度是研究的重点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于设计一种保证泄漏量在允许范围内时，能最大限度降低密封环端面温度的合金铸铁弹性密封环结构。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：
[0006]本专利技术提出一种低泄漏长寿命互联式通道合金铸铁弹性密封环结构，其特征是：密封环端面开的流槽为圆弧形流槽，利用互联式通道将这些圆弧形槽连接起来，并对密封环端面进行镀铬处理。其中圆弧形槽可以使流体又流回密封环端面最内端，流体不会像流过传统的直槽时直接流向密封环最外端然后流向出口，降低了密封环的泄漏量，且通过流体在圆弧形槽上的流动带走一部分密封环端面因摩擦产生的热量，从而降低密封环端面的温度。利用互联式通道将圆弧形槽连接起来，使得流体能在密封环端面上循环流动，从而又多带走一部分热量，显著降低密封环端面的温度，提高密封环的寿命。在密封环端面镀铬后，其硬度和耐磨性能会得到提高，从而进一步提高密封环的寿命。
[0007]本专利技术还可以包括这样一些特征：
[0008]1.圆弧形槽中心线的圆心到合金铸铁弹性密封环圆心的距离l与合金铸铁弹性密封环端面最外端半径d的比值为0.87。
[0009]2.圆弧形槽个数n为6～24。
[0010]3.圆弧形槽中心线的半径r与合金铸铁弹性密封环端面最外端半径d的比值为0.07～0.1。
[0011]4.圆弧形槽宽度s与合金铸铁弹性密封环端面最外端与最内端半径之差d
‑
d1的比
值为1/18～2/9。
[0012]5.连接圆弧形流槽的互联式通道同样为圆弧形，且所有互联式通道的直径、宽度和深度都相同。
[0013]本专利技术的优势在于：
[0014]本专利技术从合金铸铁弹性密封环摩擦端面温度高影响寿命的问题出发，在密封环端面上增加互联式通道连接圆弧形流槽，实际上是通过互联式通道增加流体在密封环端面上的流通面积以带走更多的热量，进而降低密封环端面的温度以延长密封环的寿命；设计互联式通道连接圆弧形槽的主要优势体现在：1.相对于流过传统直槽时流体会直接流出导致泄漏量大量增加，采用圆弧形流槽时流体不会直接流出而是沿着流槽重新流回密封环最内端从而大幅度减少了泄漏量，2.利用互联式通道将圆弧形槽连接起来后流体能在密封环端面上循环流动，进一步降低密封环端面的温度，使其得到显著降低，提高密封环的寿命，3.密封环端面镀铬后，其硬度和耐磨性能会得到提高，从而进一步提高密封环的寿命。上述设计可以使其泄漏量远小于开传统直槽时的泄漏量，确保泄漏量在允许范围内，从而保证了密封环的正常工作，且显著降低了密封环端面的温度，提高了密封环端面的耐磨性，进而延长了密封环的寿命。
附图说明
[0015]图1合金铸铁弹性密封环工作原理；
[0016]图2圆弧形槽符号说明；
[0017]图3一种低泄漏长寿命互联式通道合金铸铁弹性密封环结构(互联式通道为正向)；
[0018]图4圆弧形槽合金铸铁弹性密封环端面温度模拟结果；
[0019]图5低泄漏长寿命互联式通道合金铸铁弹性密封环端面温度模拟结果。
具体实施方式
[0020]下面结合附图举例对本专利技术作更详细的描述：
[0021]结合图1～5，P1为高压侧，P2为低压侧，在压差的作用下，合金铸铁弹性密封环3会较为紧密地贴合在轴槽2内壁面，两者之间留有一层非常薄的液膜，一般将其所在的面称为主密封面，即密封环端面4所在位置。而在密封环3自身弹力的作用下，其外表面会贴合在轴套1的内表面，该接触面被称为第二密封面。在轴槽2旋转时，密封环端面4会与轴槽2摩擦，产生大量的热，使得密封环端面4温度显著上升，并会将热量传递到密封环3和轴槽2，使得二者温度也有明显上升，而流体流过密封环端面4时，会带走一部分热量，降低其温度。圆弧形槽5在合金铸铁弹性密封环端面4上，其圆心与密封环3圆心之间的距离为l，圆弧形槽5中心线的半径为r，圆弧形槽5的宽度为s，圆弧形槽5的个数为n，由于流槽为圆弧形，流体经过流槽时不会直接流出，而是会沿着流槽流回密封环最内端，减少了泄漏量，且通过流体在圆弧形槽5上的流动带走一部分密封环端面4因摩擦产生的热量，从而降低密封环端面4的温度。密封环端面4最外端的半径为d，最内端的半径为d1。圆弧形槽5之间采用互联式通道6来连接，流体在流过圆弧形槽5时一部分流体会沿着圆弧形槽5流回密封环3最内端，而另一部分则是会沿着互联式通道6流向下一个圆弧形槽，使得流体在密封环端面4上循环流动，进
一步降低密封环端面4的温度，使其得到显著降低，延长密封环3的寿命。密封环端面4会与轴槽2产生摩擦，而密封环端面4在镀铬后其耐磨性能会得到增强，使得密封环3的寿命得到进一步提高。
[0022]本专利技术的技术思路是：
[0023]流体流过传统的直槽时会从密封环最内端直接流出到密封环最外端，显著增加了泄漏量，而单独只采用圆弧形槽虽然降低了密封环的泄漏量，但降低密封环端面温度的效果却不如传统的直槽，因此对圆弧形槽进行改进。首先利用圆弧形槽改变流动方向的特点，让流体在密封环最内端流进流槽后沿着流槽又回到密封环最内端，减少密封环的泄漏量，且通过流体在圆弧形槽上的流动也能带走一部分因密封环端面与流槽摩擦而产生的热量，从而降低密封环端面的温度。再通过采用互联式通道连接圆弧形槽的方法，使流体能沿着互联式通道和圆弧形槽在密封环端面上循环流动，在流动过程中又多带走一部分热量，进一步降低密封环端面的温度，使其得到显著降低，达到延长密封环寿命的目的，而密封环在镀铬后其耐磨性能得到提高，进一步提高密封环的寿命。
[0024]如图1所示，合金铸铁弹性密封环的工作原理如下，其中P1为流体高压侧，P2为流体低压侧，在流体压差的作用下，合金铸铁弹性密封环3会较为紧密地贴合在轴槽2内壁面，两者之间留有一层非常薄的液膜，液膜所处的面被称为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低泄漏长寿命互联式通道合金铸铁弹性密封环结构，其特征在于：
‑
与轴槽摩擦的端面上的圆弧形槽；
‑
连接圆弧形槽的互联式通道；
‑
镀铬的密封环端面。2.根据权利要求1所述的圆弧形槽，其特征在于，中心线的圆心到合金铸铁弹性密封环圆心的距离l与合金铸铁弹性密封环端面最外端半径d的比值为0.87。3.根据权利要求1所述的圆弧形槽，其特征在于，槽的个数...

【专利技术属性】
技术研发人员：何立东，刘春瑞，贾兴运，张乐，侯启炀，董怀玉，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：