密封组件、带有该密封组件的装置及密封方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种密封组件、带有该密封组件的装置及密封方法。根据本发明专利技术的密封组件包括：可以放置在腔室内的密封芯部，其中在使用时活塞或柱塞相对于腔室运动；前密封装置；和后密封装置，其中在使用时密封芯部相对于腔室运动，从而获得密封力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于密封活塞或柱塞的密封组件。更特别地，根据本专利技术的密封组件涉及一种能够在高达2000巴的压力下可靠工作的高压密封件。这样的压力会在诸如处理油水混合物时遇到。
技术介绍
已知的密封件通常由聚氨酯制成，并且本身适用于使用油的情况。但是，在处理水或油水混合物时，性能通常大幅度下降，尤其是在通常达到2000巴的相对高压下。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于密封活塞或柱塞的密封组件，其与已知的密封件相比具有改进的性能。将根据本专利技术的密封组件用于密封活塞或柱塞能够实现上述目的，该密封组件包括-可以放置在腔室内的密封芯部，其中在使用时活塞或柱塞相对于腔室运动；-前密封装置；和-后密封装置，其中在使用时密封芯部相对于腔室运动，从而获得密封力。例如，根据本专利技术的密封组件可以用于活塞或柱塞。通常柱塞泵由内置有往复运动的柱塞的缸体构成。吸入阀和排出阀通常安装在该缸体的头部中。在吸入冲程中，柱塞后退而吸入阀打开，以使流体进入缸体。在向前冲程中，柱塞通过排出阀将流体推出缸体。本申请的目的是，对于活塞来说，作用在密封组件上的力与柱塞的情况相比是相反的。根据本专利技术的密封组件带有密封芯部、前密封装置和后密封装置。密封芯部可以放置在类似泵的装置的腔室内。在使用时，腔室相对于活塞或柱塞运动。根据本专利技术，密封芯部在使用时相对于腔室运动，从而获得所需的密封力。以这种方法，密封力适于作用在密封组件上的力。例如，在进入冲程中以及在静止状态中，密封装置应该能够像水龙头一样在低压源供给装置的情况下保持负压或者接近真空。需要密封组件在一侧密封抵靠装置的腔室并在另一侧密封抵靠柱塞。前密封装置在密封芯部和腔室之间进行密封。后密封装置在芯部和柱塞之间进行密封。在排出或压缩冲程中，密封组件将面临更高的压力。同样地，前密封装置在芯部和腔室之间进行密封，后密封装置在芯部和柱塞之间进行密封。前密封装置被缸体中的压力推靠于密封芯部和腔室，以使前密封装置的力向外引导，藉此只为密封芯部抵靠芯部柱塞提供最小的协助。当沿远离缸体容积的方向推动密封组件而且被压缩的流体抵靠支撑区域时，芯部抵靠柱塞的密封力随着缸体内压力的增大而增大。这为密封芯部密封抵靠柱塞提供了作用力。通过根据缸体中的压力自动地增加密封力，密封组件能够正常地运行直至相对较高的压力。例如，已经图示根据本专利技术的密封组件在压力高于10巴、高于500巴、高于1000 巴、高于1500巴并直至2000巴的油水混合物中使用时可以正常运行。优选地，前密封装置包括设置在密封芯部的凹部凹口中的0形圈。同样优选地，后密封装置包括设置在密封芯部的凹槽内的0形圈。密封芯部优选地设置在流体中或类似泵的装置中。为了能够调节密封力，密封芯部能够根据沿柱塞或活塞的实际方向作用在密封组件上的作用力相对于腔室轻微地运动。优选地，前密封装置和/或后密封装置包括肖氏硬度为70的丁晴胶(NBR)。优选地，密封芯部包括聚合物材料，最优选地是1000等级的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。这种特殊材料相对容易获取，并且可以利用常规工具进行精加工，同时具有耐磨性，并且可以与水和/或化学品一起应用。作为根据本专利技术的一个附加优点，组件相对容易安装。此外，在安装密封装置时破坏密封件的风险是最小的，藉此增加了根据本专利技术的密封组件的效率。根据本专利技术的密封组件的又一个附加优点是，可以使用通常可获取的材料而不需要困难且昂贵的精加工。这致使根据本专利技术的密封组件成本有效降低。在根据本专利技术的一个优选实施例中，密封芯部设有带孔的开口，其中在使用使柱塞设置在开口内，并且其中孔的尺寸比柱塞的尺寸小。通过提供具有与芯部柱塞的外尺寸相比更小的孔的密封芯部，密封芯部的材料被拉伸藉此获得低压密封的效果，密封芯部的外尺寸也略微地增大。与已知的密封件不同，该密封芯部只能拉伸不能压缩。这能够获得所需的密封力。在图示的示例中，柱塞设有8mm的直径。芯部孔设有7. 5mm的直径。当柱塞插入芯部孔内时，芯部被拉伸以获得预张力，达到低压密封的效果。另外，拉伸考虑了长期运行不降低低压密封效果时的磨损。这提升了根据本专利技术的密封组件的效率。密封芯部的外径略小于装置的腔室尺寸。例如，密封芯部的外径是15. 76mm，而腔室的孔径为16mm。根据上述的柱塞和芯部孔的尺寸，芯部被拉伸，并且芯部的外径将在安装后达到16mm，藉此精确地与腔室的尺寸相匹配。所以，在这个优选实施例中，密封芯部的外尺寸小于流体缸头的腔室的尺寸。优选地，柱塞、腔室、芯部孔的尺寸与密封芯部外尺寸是匹配的，致使在将柱塞安装到芯部内之后，密封芯部符合腔室的尺寸。在使用时，其优选地拉伸了密封芯部的材料。优选地，在将柱塞和密封组件安装在腔室内之前和之后，密封芯部的尺寸呈下述关系芯部的区域最终外径-芯部的最终内径=安装前的区域外径-安装前的内径。在上述示例中，安装前的外径为15. 76mm、内径为7.5mm。安装后的芯部内径为 8mm、芯部外径为16mm。在该示例中，安装前的密封芯部的外尺寸小于腔室的尺寸。这能够拉伸芯部的材料。在根据本专利技术的一个可替代优选实施例中，密封芯部的外尺寸大于腔室的尺寸， 孔的尺寸大于活塞或柱塞的尺寸。通过提供尺寸大于腔室的密封芯部以及尺寸也大于活塞或柱塞的孔，以上密封原理被逆转，致使根据本申请中使用的用语，密封组件可以用作活塞密封件。诸尺寸以如上所述的类似方式相互关联。在根据本专利技术的一个优选实施例中，在使用时后密封装置密封抵靠主体的支撑区域。通过抵靠主体的支撑区域，密封力随着缸体内部所遇到的压力增大而增大。优选地，主体是密封套(gland)或类似部件。优选地，后密封装置设置在密封芯部的凹槽内。同样优选地，该凹槽被构造成几乎容纳被完全压缩的类似0形圈的后密封装置。当缸体容积被加压时，密封组件的整个前方区域受到作用力。受压缩的后密封装置提供反作用力并支撑抵靠主体的密封组件。由于后密封装置的抵靠主体的支撑区域小于密封组件的前方区域，密封芯部的凹槽中产生的压力大于作用在密封组件上的前方压力。这使得密封力大于配合的前方压力，藉此形成适于密封组件的作用力的紧密密封。较大的作用力产生稍大一点的反作用力，而相对较小的作用力产生较小的反作用力。这减少了根据本专利技术的密封组件的磨损。本专利技术还涉及一种设有上述密封组件的装置。这种装置提供与密封组件相同的效果和优点。例如，这种装置是活塞泵、柱塞泵或发动机。本专利技术又涉及一种密封方法，该方法包括提供上述密封组件的步骤。 这种方法提供与密封组件相同的效果和优点。附图说明本专利技术的更进一步的优点、特征和细节将基于其优选实施例结合附图进行阐述， 其中-图1示出了根据本专利技术的高压泵的柱塞密封件；-图2示出了图1的密封芯部；-图3A和B示出了图1的密封组件；-图4A和B分别示出了吸入冲程和压缩冲程中的密封组件；和-图5示出了根据本专利技术的密封组件的可替代实施例。具体实施例方式密封组件2 (图1)可以使用在高压泵4中。泵4包括流体缸头6、密封件支撑盘8 和密封套10。此外，泵4设有进口 12和进口止回阀14，以及出口 16和出口止回阀18。柱塞20可以沿其轴向在与吸入冲程对应的方向A中运动，以及在与排出或压缩冲程对应的方向B中运动。密封组件2包括放置在泵4的腔室23内的芯部22、前0形圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于密封活塞或柱塞的密封组件，包括：－可以放置在腔室内的密封芯部，其中在使用时所述活塞或柱塞相对于所述腔室运动；－前密封装置；和－后密封装置，其中在使用时所述密封芯部相对于所述腔室运动，从而获得密封力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：简·诺德，
申请(专利权)人：简·诺德，
类型：发明
国别省市：NL