压力平衡式轴密封组合件制造技术

本发明专利技术揭示一种允许密封件动态响应于轴的有角度或径向未对准的压力平衡式轴密封组合件。所述压力平衡式轴密封组合件包含固定定子、浮动定子和迷宫式密封件。在一个实施例中，所述浮动定子和迷宫式密封件安装在所述固定定子中所形成的环形凹槽内，使得所述浮动定子和迷宫式密封件可在径向方向上相对于所述固定定子移动预定量。所述迷宫式密封件与浮动定子之间的球形界面可允许所述迷宫式密封件在轴的有角度未对准期间相对于所述浮动定子枢转，在所述轴周围安装所述压力平衡式轴密封组合件。形成于所述浮动定子中的压力平衡环形通道允许经加压密封流体平衡由工艺流体施加在所述浮动定子上的轴向压力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有多个实施例的压力平衡式轴密封组合件。本专利技术揭示并主张一种 用于将润滑溶液保持在毂组合件的轴承腔(例如，轴承外壳)内的迷宫式密封件，其应用 于可旋转轴以将污染物保持在轴承腔外部，同时允许密封流体平衡密封件的处理侧上的压 力。在另一实施例中，压力平衡式轴密封组合件可用作产品容器与其中的轴之间的产品密 封件。关于联邦政府赞助研究或开发的声明 没有使用联邦基金来创造或形成本文的专利技术。对于序列列表、表或计算机程序列表压缩光盘附录的参考(不适用)
技术介绍
多年以来，已为当可旋转轴有角度地未对准而导致轴跑出时提供令人满意的密封 件进行了大量尝试和构想。通常，所提出的解决方案未能在允许操作期间可接受量的轴未 对准的同时提供适当密封件。所述问题在产品密封件中尤其尖锐，在产品密封件中，轴孔未 对准的可能性可能达到最大。现有技术中的典型解决方案是增加旋转轴与密封部件之间的 操作间隙以形成“松散”间隙或操作条件。然而，为了调节或响应于操作条件(尤其是，轴 相对于定子或静止部件的未对准)的“松散”转动通常减小或降低密封部件的效率和功效。举例来说，迷宫式密封件多年以来已普遍使用以应用于密封可旋转轴。迷宫式密 封件优于接触式密封件的几个优点是增加耐磨性、延长操作寿命和减少使用期间的功率消 耗。然而，迷宫式密封件还取决于与可旋转轴的接近且经界定的间隙以实现适当功能。轴 未对准也是“接触式”密封件具有的问题，因为密封件与未对准的轴之间的接触通常导致较 大磨损。产品的磨蚀性也影响接触式密封件的磨损方式和有效寿命。使用流体压力(蒸气或液体)与密封部件(例如迷宫式密封件或接触式密封件) 组合来密封液体和固体材料两者的现有尝试尚不完全令人满意，原因是形成密封件与密封 件的另一侧上的产品之间的所需压力差所必需的“紧密”或低间隙(即，密封件越紧密，则 维持密封件相对于材料的外部压力所需的流体的体积越低)。现有技术中的另一不足是许 多产品密封件将产品密封件的可移动多网格密封面或表面暴露于产品，从而导致侵入式磨 损和不良可靠性。此外，对于某些应用，产品密封件可能需要从轴密封组合件完全移除以进 行清洁，原因是产品暴露于密封面或表面。在许多轴密封系统(尤其是泵外壳)中，产品被加压到高于周围条件且在密封件 的内部表面上施加力，其可导致密封件的过多磨损。现有技术因而未能提供允许用以实现有效密封的密封部件与静止部件之间的“紧密”转动间隙以及为了调节或响应于操作条件(尤其是，可旋转轴相对于定子或静止部件的 未对准)的“松散”转动间隙两者的解决方案。
技术实现思路
本技术提供与现有技术相比经改进的轴密封和产品密封件性能。本文揭示和主张 的轴密封组合件解决方案允许密封部件与静止部件之间的紧密或低转动间隙以及为了调 节或响应于操作条件(尤其是，可旋转轴相对于定子或静止部件的未对准)的松散转动间 隙两者。如本文所揭示，本技术描述并提供通过允许迷宫式密封件适应轴的径向、轴向和 有角度移动同时维持所需的轴到迷宫间隙而实现的改进的功能。本技术还通过允许排放而 允许迷宫图案上的压力的均衡且因此与当前可用设计相比实现改进的功能。另外，可穿过 排放口或端口位置施加密封流体(空气、蒸汽、气体或液体)压力以建立比内侧或外侧压力 大的内部密封压力(过量加压)。这使迷宫能够适应密封件的内侧与外侧之间可能存在的 密封压力差。轴密封组合件的内部部分的加压通过设计并与经加压流体阻挡层组合有效地 将轴密封组合件的移动或啮合面隔离以便不与产品接触。因此，本专利技术的目的是提供一种用于与外壳啮合的轴密封组合件，其在在轴上施 加轴向、有角度或径向力时维持其与所述轴的密封完整性。本专利技术的另一目的是提供一种轴密封组合件，其可安装到容器壁以与轴啮合，所 述轴密封组合件在轴的轴向、有角度或径向力移动期间或响应于所述移动而维持其与所述 轴的密封完整性。本专利技术的又一目的是提供一种压力平衡式轴密封组合件，其中密封流体或润滑剂 可并入到所述密封组合件中且至少部分抵消施加到所述密封组合件的处理侧上的力。当参看附图阅读时，从以下详细描述中将了解本专利技术的其它目的和特征。附图说明为了使本专利技术的优点将容易理解，将参考附图中说明的特定实施例呈现上文简要 描述的本专利技术的更具体描述。在理解这些图式仅描绘本专利技术的典型实施例且因此不应认为 限制本专利技术的范围的前提下，将通过使用附图以额外特殊性和细节描述并阐释本专利技术。图1是轴密封组合件的外部透视图。图2是轴元件对准的轴密封组合件的外部端视图。图3是如图2所示并安装到外壳的轴密封组合件的第一实施例的截面图。图3A说明在有角度和径向轴对准期间的第一表面密封件_轴完整性。图3B说明在有角度和径向轴对准期间的第二表面密封件_轴完整性。图4是轴未对准的外部端视图。图5是施加轴的有角度和径向未对准两者的如图3所示的第一实施例的截面图。图5A说明有角度和径向轴未对准期间由铰接实现的第一密封件-轴完整性。图5B说明有角度和径向轴未对准期间由铰接实现的第二密封件-轴完整性。图6是如图2所示的轴密封组合件的第二实施例的截面图。图7是如图2所示的第三实施例的截面图。图8是如安装到容器壁的第四实施例的透视图。图9是安装到外壳的压力平衡式轴密封组合件的第一实施例的横截面图，其中轴 处于对准状态。图9A是压力平衡式轴密封组合件的第一实施例的邻近于排放口的部分的详细视 图，其中轴处于对准状态。图9B是压力平衡式轴密封组合件的第一实施例的邻近于流体返回路径的部分的 详细视图，其中轴处于对准状态。图10是轴未对准期间所展示的压力平衡式轴密封组合件的第一实施例的横截面 图。图10A是压力平衡式轴密封组合件的第一实施例的邻近于排放口的部分的详细 视图，其中轴处于未对准状态。图10B是压力平衡式轴密封组合件的第一实施例的邻近于流体返回路径的部分 的详细视图，其中轴处于未对准状态。图11是压力平衡式轴密封组合件的第二实施例的横截面图，其中轴处于对准状 态。图12是压力平衡式轴密封组合件的第三实施例的横截面图，其中轴处于对准状 态。具体实施例方式元件列表<table>table see original document page 7</column></row><table><table>table see original document page 8</column></row><table>在详细解释本专利技术的各种实施例之前，应理解，本专利技术的应用不限于以下描述 中陈述或附图中所说明的组件的构造和布置的细节。本专利技术能够具有其它实施例且能够以 各种方式实践或实行。而且，应理解，本文中参考装置或元件定向所使用的措词和术语(例 如，如“前方”、“后方”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等术语)仅用以简化本专利技术的描述， 且并不单独指示或暗示所提及的装置或元件必须具有特定定向。另外，例如“第一”、“第二” 和“第三”等术语在本文中和在所附权利要求书中用于描述目的，且并不希望指示或暗示相 对重要性或显著性。此外，本文中所叙述或指出的任何尺寸仅用于示范性目的且并不打算 以任何方式限制本专利技术的范围，除非在权利要求书中这样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴密封组合件，其包括：ａ．固定定子，其中所述固定定子紧固于外壳内，且其中所述固定定子沿其径向内部表面的一部分形成有环形凹槽；ｂ．轴密封部件，其中所述轴密封部件配合在所述固定定子的所述环形凹槽内，且其中所述轴密封部件包括：ｉ．浮动定子，其中所述浮动定子的径向外部表面在径向维度中与所述环形凹槽径向内部表面分离预定量以在所述浮动定子与所述固定定子之间形成第一间隙，其中所述浮动定子的所述径向内部表面为大体凹入形状，且其中所述浮动定子具有环形凹进且所述固定定子具有对应于所述环形凹进的表面以在其中形成压力平衡环形通道；以及ｉｉ．迷宫式密封件，其中所述迷宫式密封件具有拥有大体凸起形状的径向外部表面，其对应于所述浮动定子的所述径向内部表面以便在其间形成球形界面，其中所述迷宫式密封件具有拥有多个迷宫图案环形凹槽的径向内部表面，且其中所述迷宫式密封件径向内部表面邻近于可旋转轴定位。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴维C奥尔沃夫斯基，尼尔F赫勒，
申请(专利权)人：英普罗密封有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]