專利名稱：用于唇狀密封件的安裝和展開套管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圍繞著穿過機(jī)器殼體或者主體的旋轉(zhuǎn)或者往復(fù)軸的環(huán)形、帶唇密封件的應(yīng)用。這種密封件用來(lái)對(duì)固定殼體或主體部件與旋轉(zhuǎn)或往復(fù)軸之間的環(huán)形間隙進(jìn)行封閉。例如，帶唇的油密封件通常用在內(nèi)燃機(jī)中圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸，并通常用于阻止例如水或者水基混合物的工藝流體沿著操作泵的軸滲漏。本發(fā)明涉及圍繞環(huán)形運(yùn)動(dòng)部件的唇狀密封元件的安裝和選擇性展開，其中環(huán)形運(yùn)動(dòng)部件例如為旋轉(zhuǎn)或者往復(fù)軸。
背景技術(shù)：
重要的是，利用相對(duì)于軸中心線正確對(duì)中的密封件的外部圓周的支撐，環(huán)形的帶唇密封件或唇狀密封件在中央嵌入到要密封的間隙內(nèi)。如果該間隙在一側(cè)比在另一側(cè)寬，則唇狀密封件的功能將喪失或者起負(fù)作用。在受讓給福特汽車公司的第5,013,050號(hào)和第5,052,695號(hào)美國(guó)專利中，公開了一種用于將唇狀密封件，例如圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸的油密封件，支撐和安裝在裝置的間隙內(nèi)的工具，其中該密封件的內(nèi)唇部圍繞軸向延伸的圓柱面或者套管彎曲到縮回狀態(tài)，連接到在密封件徑向向延伸的外板上。在該縮回唇狀密封件軸向插入到該軸和機(jī)器的固定殼體或者主體之間的間隙內(nèi)后，該工具的徑向延伸外板特別適于與該機(jī)器的外殼或者端板配合，用作對(duì)中引導(dǎo)件。通過與機(jī)器軸殼體的內(nèi)徑過盈配合，該密封件組裝到該間隙內(nèi)。利用圍繞該軸這樣安裝的密封件，該工具軸向地退回，使內(nèi)部唇部徑向地向內(nèi)彎曲到與該軸配合的位置?？梢詶壍艨捎盟芰现瞥傻墓ぞ摺?br> 在操作中，唇狀密封件由于磨損而具有有限的使用壽命。在使用壽命末期，在固定唇狀密封件和往復(fù)/轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間的接合部將產(chǎn)生滲漏。當(dāng)觀察到滲漏時(shí)，控制機(jī)器的流體的操作通常必須終止，并且機(jī)器至少局部地拆卸以拆除上述唇狀密封件進(jìn)行更換。由于更換唇狀密封件，而可能在操作停機(jī)時(shí)間上增加成本。
已經(jīng)試圖提出各種方法來(lái)改進(jìn)性能和/或延長(zhǎng)必要維修之間的使用周期。這樣，例如，Doble的第2836441號(hào)美國(guó)專利中公開了軸密封系統(tǒng)，其中該軸包括錐形面，并且該密封件可沿著該軸軸向地再定位，從而當(dāng)該密封件磨損時(shí)，改進(jìn)密封件和軸之間的配合。Walter的第3773336號(hào)美國(guó)專利公開了這樣的密封系統(tǒng)，其中備用密封元件初始位于軸(或者相關(guān)聯(lián)的套管)凹部附近，從而避免與軸接合，直到需要時(shí)為止。該備用密封元件可通過對(duì)密封座或者軸/套管軸向地再定位而與該軸接觸。Marnot的第5820132和6152454號(hào)美國(guó)專利也描述了這樣的密封系統(tǒng)，其中該備用密封件初始位于形成在該軸內(nèi)的停止區(qū)(set back region)附近。當(dāng)該備用的密封件軸向再定位以便與該軸接合時(shí)，被更換的密封件移動(dòng)到形成在該軸內(nèi)的停止區(qū)附近，即與該軸脫離接合。
發(fā)明人設(shè)計(jì)了更經(jīng)濟(jì)的套管型系統(tǒng)，用于使唇狀密封件或者密封件簡(jiǎn)單但可靠地安裝到圍繞軸的間隙內(nèi)，以使軸在機(jī)器操作期間得到密封。另外，發(fā)明人還設(shè)計(jì)出后備或者備用的密封件，以延長(zhǎng)密封操作的有用磨損壽命。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一方面，提供一種裝有環(huán)形帶唇密封件或者唇狀密封件的環(huán)形密封筒體。該密封環(huán)帶有內(nèi)側(cè)徑向前壁，該前壁連接到軸向延伸的包容壁，該包容壁用作外徑壁，該外徑壁環(huán)繞由該環(huán)攜帶的唇狀密封件，并以外側(cè)徑向延伸后板終止。該后板與唇狀密封件的環(huán)形延伸部平行而徑向地向內(nèi)延伸，延伸的程度比密封件的唇部延伸與該軸接觸的徑向延伸部短。
大致L-形套管具有軸向延伸圓柱面和直立、徑向地延伸的外壁，其靠在密封環(huán)的后板上，使它的軸向延伸圓柱面把該密封件的唇部縮回(或者提升)到靜止的、非展開位置。套管外壁的徑向延伸程度小于密封環(huán)的直徑，因此不與機(jī)器的殼體或者端板配合。
該密封環(huán)安裝到圍繞該軸的間隙內(nèi)，該套管用來(lái)把密封環(huán)對(duì)中在間隙內(nèi)，并阻止在安裝期間該唇邊遭到損壞或者變形。通過密封環(huán)包容壁與軸殼體的內(nèi)徑表面的過盈配合，該密封環(huán)圍繞機(jī)器的軸殼體內(nèi)的軸安裝。在密封環(huán)圍繞軸并在該軸殼體內(nèi)安裝后該套管移出，使該唇狀密封件靠著該軸表面展開，然后該套管可廢棄。
借助于懸臂效應(yīng)，利用套管的L-形狀，該套管自身對(duì)中并自身支撐在密封環(huán)上。這樣，密封件的唇邊端對(duì)著該套管軸向延伸圓柱面的彎曲逆著所述被壓后板推壓所述套管外壁的前表面，并且作用在該套管上的力把L形套管保持在與該軸同心的適當(dāng)位置。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，在套管圓柱面的后端形成有定位臺(tái)階，以通過該臺(tái)階與密封環(huán)后板的內(nèi)徑接合而把套管對(duì)齊到該密封環(huán)上。
在本發(fā)明的第二方面，提供裝有至少兩個(gè)對(duì)接的環(huán)形帶唇密封件或者唇狀密封件的環(huán)形密封筒體。該密封環(huán)帶有內(nèi)側(cè)徑向前壁，該前壁連接到軸向延伸的包容壁上，該包容壁用作外徑壁，該外徑壁環(huán)繞通過該環(huán)攜帶的一系列唇狀密封件，并以外側(cè)徑向延伸后壁終止。該后壁與唇狀密封件的環(huán)形延伸部平行而徑向地向內(nèi)延伸，延伸的程度比密封件的唇狀部延伸與該軸接觸的徑向延伸部短。
具有軸向延伸圓柱面和直立、徑向延伸外壁的第一、大致L-形套管位于密封環(huán)的后壁上，使它的軸向延伸圓柱面將外側(cè)密封件的唇部縮回(或者提升)到靜止、非展開位置。第一套管外壁的徑向延伸程度小于密封環(huán)的直徑，因此不與機(jī)器的殼體或端板配合。
也具有軸向延伸圓柱面和徑向延伸后壁的第二、大致L-形套管安裝在第一套管的后部上，從而把內(nèi)側(cè)密封件放置在同樣的提升或縮回位置上，其中該軸向延伸圓柱面比第一套管的圓柱面長(zhǎng)。
利用位于該密封筒體上的第一和第二套管，該密封環(huán)安裝到圍繞該軸的間隙內(nèi)，該套管用來(lái)把密封環(huán)對(duì)中在間隙內(nèi)，并阻止在安裝期間該唇邊遭到損壞或者變形。通過密封環(huán)包容壁與軸殼體的內(nèi)徑表面的過盈配合，該密封環(huán)圍繞在機(jī)器的軸殼體內(nèi)的軸安裝。在該密封環(huán)圍繞該軸并在該軸殼體內(nèi)安裝后，第二最內(nèi)套管移出，從而該內(nèi)側(cè)唇狀密封件靠著該軸展開，然后該第二套管可廢棄。該第一套管與這樣安裝的密封環(huán)保持在一起，直到當(dāng)內(nèi)側(cè)密封件磨損到可檢測(cè)到滲漏的程度時(shí)。在檢測(cè)到經(jīng)過內(nèi)側(cè)密封件的滲漏后，該第一套管縮回，從而將作為后備的、下一個(gè)外側(cè)或者其他外側(cè)唇狀密封件展開。根據(jù)本發(fā)明，由于每個(gè)之前的密封件盡管磨損，但均將仍然提供一定程度的阻擋滲漏的作用，并因此降低作用在下一個(gè)鄰接外側(cè)密封件的壓力。這種展開的下一個(gè)或者備用外側(cè)密封件將比前面密封件磨損壽命更長(zhǎng)。當(dāng)已經(jīng)展開上一個(gè)外側(cè)密封件時(shí)，該第一套管將從該密封環(huán)上去掉，并可廢棄。
借助于懸臂效應(yīng)，利用套管的L-形狀，該套管自身對(duì)中并自身支撐在密封環(huán)上。這樣，密封件的唇邊端對(duì)著該套管軸向延伸圓柱面的彎曲逆著所述被壓后板推壓套管后壁的前表面，同時(shí)作用在該套管上的力把L形套管保持在與該軸同心的適當(dāng)位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，第一套管安裝有外側(cè)密封唇，以阻止大氣污染物，第二套管也用來(lái)把所述隔離密封件保持在縮回位置，直到密封筒體已經(jīng)圍繞該軸安裝同時(shí)第二套管已經(jīng)去掉后。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，在第一套管圓柱面的后端形成有定位臺(tái)階，通過該臺(tái)階與密封環(huán)后壁的內(nèi)徑接合而把第一套管對(duì)中到該密封環(huán)上。
從下面詳細(xì)說(shuō)明以及實(shí)施例中，本公開內(nèi)容的許多其他優(yōu)點(diǎn)和特征將容易地得到。


參考如下附圖，本公開主題所屬領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可更容易理解如何構(gòu)造和使用本發(fā)明用于唇狀密封件的套管型安裝和展開系統(tǒng)，其中圖1為唇狀密封筒體的剖視圖，其中示出了利用套管將該密封件支撐在縮回、非展開位置，將這樣布置的唇狀密封件安裝到圍繞軸的軸殼體間隙內(nèi)，以及移開套管以展開該唇狀密封件；圖2為示出了套管階梯形狀的唇狀密封筒體剖視圖；圖3為唇狀密封筒體的剖視圖，其中示出了如何在運(yùn)輸前將該套管安裝到位，并作好將該密封筒體安裝到該間隙內(nèi)的準(zhǔn)備；圖4為多唇狀密封件的剖視圖，其中利用第一套管把該外側(cè)密封件支撐在縮回、非展開位置；圖5為第二套管施加到該多個(gè)唇狀密封件筒體上以及這樣布置的唇狀密封筒體安裝到圍繞該軸殼體間隙內(nèi)的剖視圖，從而第二套管移開以展開該內(nèi)側(cè)唇狀密封件；圖6為唇狀密封筒體的剖視圖，其中示出了密封唇邊在該第一套管后壁的應(yīng)用，同時(shí)示出了如何用第二套管把該后壁唇邊靠著伸出部保持并展開，直到在密封環(huán)安裝在該間隙時(shí)移開第二套管；圖7為示出了第一套管階梯狀的唇狀密封筒體的局部剖視圖；以及圖8為唇狀密封筒體的剖視圖，其中示出了第一套管、在運(yùn)輸前如何將套管安裝到位，并作好把密封筒體安裝到間隙內(nèi)的準(zhǔn)備。
具體實(shí)施例方式
下面借助于具體的實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，同時(shí)可以理解的是，本說(shuō)明書應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是發(fā)明原理的范例。
圖1示出了被稱為安裝套管的套管10在唇狀密封筒體20上的應(yīng)用，其中該筒體20裝有環(huán)形唇狀密封件21，該唇狀密封件具有朝向內(nèi)的柔性唇部22。該唇狀密封筒體20安裝在軸30和機(jī)器外罩、殼體、壓蓋或者其它固定式結(jié)構(gòu)31之間的間隙孔內(nèi)，用于對(duì)圍繞該軸的間隙進(jìn)行密封，以防止流體滲漏。例如，軸30可以是在例如發(fā)動(dòng)機(jī)、傳輸裝置、變速裝置或者齒輪箱的汽車設(shè)備中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。同時(shí)，例如，軸30也可以是在活塞-圓筒泵或者電機(jī)設(shè)備中的往復(fù)軸。
如圖1所示，安裝套管10為L(zhǎng)-形結(jié)構(gòu)，具有向內(nèi)軸向延伸的圓柱面11。在圓柱面11的后側(cè)或者外側(cè)端為徑向直立的后壁12。
唇狀密封筒體20為圍繞軸30同心地延伸的環(huán)形元件。密封環(huán)23圍繞該密封筒體的外徑將其包住，其中密封環(huán)23具有由徑向前壁限定的前端、軸向包容壁和徑向后板，其中該后板較短，因此在其內(nèi)徑和軸30的外徑之間提供了間隙。密封環(huán)23裝有唇狀密封件21。該唇狀密封件具有大致L-形的外形，其中柔性唇部例如通過卡緊彈簧24的作用，靠在軸30的外徑上。因此，每一密封件的柔性唇部的內(nèi)徑被選擇成比軸30外徑小(在它的操作狀態(tài))。使用中，該唇狀密封筒體通過與該結(jié)構(gòu)31內(nèi)徑的過盈配合牢固地保持，從而密封件的柔性唇部靠著該軸外表面而展開，這根據(jù)本發(fā)明是允許的。
如圖1所示，安裝套管的用途是首先將其安裝抵靠在筒體密封環(huán)的后板上，從而套管的圓柱面11經(jīng)過密封環(huán)后板的內(nèi)部，并在該密封件下面，從而使該密封件的柔性唇部22升高，并不與該軸進(jìn)行可能的接觸。該安裝套管安裝到該筒體密封環(huán)上，使套管直立壁12的正面與該密封環(huán)后板鄰接。套管直立壁12和密封環(huán)后板之間的接觸用來(lái)定位安裝套管，并用來(lái)通過圓柱面11對(duì)齊該柔性唇的提升。這種對(duì)齊通過利用安裝套管L-形狀的懸臂作用而形成。這樣，當(dāng)與唇狀密封筒體組裝在一起時(shí)，密封件的柔性唇部22徑向向內(nèi)壓在套管圓柱面11的外徑上，但同時(shí)，借助于緊靠在該密封環(huán)23的后板上的直立壁12，該圓柱面保持在該軸上面的水平上。然后，該密封筒體安裝在該機(jī)器外罩上，如圖1中左手所示。
利用如此組裝到該唇狀密封筒體上的套管，以及被提升與該軸外徑脫離接合的密封件的密封唇，于是密封環(huán)被施加在軸30和外殼結(jié)構(gòu)31之間的間隙上，并壓配合到密封環(huán)因此保持在位的間隙內(nèi)。在把密封環(huán)安裝到環(huán)形間隙內(nèi)后，然后軸向抽出安裝套管，因此該唇狀密封件展開，從而該柔性唇可密封地與軸30的外徑配合。
本發(fā)明設(shè)想的是，該安裝套管可由金屬、最好由鋁或者硬塑性材料制成。同時(shí)還設(shè)想的是，該套管直立壁的上端可形成有凹部或者其它形式的抓握部，以便手動(dòng)將其從該密封筒體中抽出。此外還注意的是，根據(jù)本發(fā)明，該套管直立壁的徑向延伸程度較短，沒有到達(dá)該筒體密封環(huán)的外徑。由于通過上述懸臂動(dòng)作實(shí)現(xiàn)在組裝到密封筒體中套管的定位和對(duì)齊，因此不必使直立壁進(jìn)一步向外延伸或者使用另外的裝置以與該機(jī)器殼體31的表面定位。
圖2示出了利用了臺(tái)階定位器14的安裝套管13的又一個(gè)實(shí)施例。該臺(tái)階14位于該圓柱面和直立后壁12之間的內(nèi)角處。該臺(tái)階14的用途是，當(dāng)該安裝套管組裝到該密封筒體上，并且該套管后壁正面緊靠該密封外殼后板的后表面時(shí)，其與該筒體密封環(huán)23的后板內(nèi)徑一致。該臺(tái)階14用來(lái)在該密封筒體安裝期間，在該密封筒體上以及圍繞軸30進(jìn)一步對(duì)齊和定位該安裝套管。帶臺(tái)階14的安裝套管13根據(jù)如上結(jié)合圖1所述的創(chuàng)造性操作來(lái)起作用。
參見圖3，從右到左示出了這樣一個(gè)系統(tǒng)，借助于該系統(tǒng)，在準(zhǔn)備安裝的完整組件裝運(yùn)前，該安裝套管可與該唇狀密封筒體20安裝到位。為把該套管10施加到該唇狀密封筒體20的內(nèi)部空間，設(shè)置適當(dāng)?shù)膸О疾康膱A柱形塞50，其中該柱塞50具有縮小直徑后端51，在該后端前面為截頭圓錐引導(dǎo)表面52和恒定直徑中間表面53，該縮小直徑端部從該恒定直徑中間表面53向下凹入。后表面51的外徑以同心方式接納該套管的圓柱面部分。然后，該柱塞向前移動(dòng)穿過由該密封筒體限定的內(nèi)部中心空間。然后，套管組裝到密封筒體上，當(dāng)套管的直立壁緊靠筒體的后板上時(shí)，柱塞連續(xù)穿過密封筒體的中心空間。這樣使套管處于這樣的位置，該位置相對(duì)于密封筒體中心放置，同時(shí)與唇狀密封件的柔性唇部接合，使唇提升與軸分開，直到套管退回，唇狀密封靠著軸外徑展開，其中該密封筒體圍繞該軸安裝。
從根據(jù)說(shuō)明性結(jié)構(gòu)尺寸的以下描述中，可以對(duì)上述套管方案中結(jié)構(gòu)和組件中尺寸以及公差更具體地理解。參考圖1，用英寸表示的尺寸如下軸徑W＝1.625在其松弛狀態(tài)下內(nèi)部唇徑R＝1.560該密封外殼后板的內(nèi)徑S＝1.670該安裝套管圓柱面外徑T＝1.667該安裝套管圓柱面內(nèi)徑U＝1.630該安裝套管后壁外徑V＝2.5該筒體密封殼體外徑X＝2.80。
在這里提到的這樣實(shí)施例的背景內(nèi)，結(jié)合圖2描述的該臺(tái)階14外徑將是0.003英寸，該尺寸小于該唇狀密封筒體后板內(nèi)徑，其中臺(tái)階定位器安裝套管施加在該唇狀密封筒體上。
再來(lái)看本發(fā)明的另一個(gè)方面，圖4示出了被稱為展開套管的第一套管110施加到唇狀密封筒體120上，其中唇狀密封筒體120裝有多個(gè)軸向連續(xù)的唇狀密封件，在這里為兩個(gè)唇狀密封件，內(nèi)側(cè)的唇狀密封件121和外側(cè)的唇狀密封件122。唇狀密封筒體120安裝在軸130和機(jī)器殼體、外罩、壓蓋或者其它固定式結(jié)構(gòu)131之間的間隙孔內(nèi)，用于密封圍繞該軸的間隙，防止流體滲漏。例如，軸130可以是在汽車設(shè)備中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，該汽車設(shè)備例如為發(fā)動(dòng)機(jī)、傳輸、變速裝置或者齒輪箱。同時(shí)，例如，該軸130也可以是在活塞-圓筒泵或者電機(jī)設(shè)備中的往復(fù)軸。
如圖4所示，該展開套管110為L(zhǎng)形形狀，具有向內(nèi)軸向地延伸的圓柱面111。在該圓柱面111的后側(cè)或外側(cè)端是徑向直立壁112。
唇狀密封筒體120為環(huán)形元件，用于圍繞該軸130同心地延伸。該密封筒體外徑由密封環(huán)123包住，其中密封環(huán)123具有由徑向前壁限定的前端、軸向包容壁和徑向后板，其中該后板較短，因此在其內(nèi)徑和軸130的外徑之間提供了間隙。密封環(huán)123裝有一對(duì)環(huán)形唇狀密封件121和122，每個(gè)唇狀密封件具有大致L形外形，其中柔性唇部例如通過卡緊彈簧124的作用靠在軸130的外徑上。因此，每一密封件的柔性唇部的內(nèi)徑選擇成比軸130的外徑小(在其可操作狀態(tài))。使用中，唇狀密封筒體利用與結(jié)構(gòu)131內(nèi)徑的過盈配合而牢固保持，從而密封件的柔性唇部可以靠著軸外表面展開，這根據(jù)本發(fā)明是允許的。
如圖4所示，展開套管的用途是首先安裝抵靠在該筒體密封環(huán)后板上，使套管的圓柱面111穿過密封環(huán)后板內(nèi)部并在外側(cè)密封件122下面，以便使外側(cè)密封件的柔性唇部向上提升離開與該軸可能接觸的位置。該展開套管安裝到該筒體密封環(huán)上，使該套管直立壁112的正面與該密封環(huán)后板鄰接。套管直立壁112和密封環(huán)后板之間的接觸用來(lái)使展開套管定位，并通過該圓柱面111對(duì)齊該柔性唇的高度。通過利用展開套管L-形狀的懸臂作用實(shí)現(xiàn)這種對(duì)齊。因此，當(dāng)與該唇狀密封筒體組裝時(shí)，外側(cè)密封件的122的柔性唇部徑向向內(nèi)壓在套管圓柱面111的外徑上，但同時(shí)，借助于緊靠密封環(huán)123后板的直立壁112，該圓柱面保持向內(nèi)壓靠著該軸。如圖4左手部分，利用安裝在該機(jī)器殼體內(nèi)的密封筒體，這種展開用來(lái)充填該外側(cè)密封件，同時(shí)不影響該內(nèi)側(cè)密封件的展開。
如圖5所示，該發(fā)明包括被稱為安裝套管的第二套管140，該套管140也是L形，具有細(xì)長(zhǎng)的、軸向延伸圓柱面141和直立端壁142。在圖5中從右到左，安裝套管140施加在展開套管110的后面，使端壁142與展開套管的后壁112鄰接，并且圓柱面141在展開套管的圓柱面111下面延伸，并在展開套管軸向向內(nèi)延伸。該安裝套管的內(nèi)端用來(lái)使筒體120內(nèi)側(cè)密封件的密封唇提升，正如以上的討論，該安裝套管被定位并對(duì)齊與該展開套管結(jié)合。利用如此組裝到該唇狀密封筒體上的套管，以及從與該軸外徑接合中提升的密封件的密封唇，該密封環(huán)于是施加在軸130和外殼結(jié)構(gòu)131之間的間隙上，并壓配合到密封環(huán)因此保持在位的間隙內(nèi)。在把該密封環(huán)安裝到該環(huán)形間隙后，該安裝套管沿軸向退回，于是該內(nèi)側(cè)唇狀密封件展開，從而其柔性唇密封地與軸130外徑配合。于是，通過使該套管裂開，或者優(yōu)選的是，使該套管在軸向弱線(未示出)裂開，該退回套管可以從圍繞該軸的狀態(tài)移出而廢棄，同時(shí)使機(jī)器并不停止。
在圖5中左邊示出的操作階段，在密封筒體120中的內(nèi)側(cè)密封件在起作用。該外側(cè)密封件借助于與密封筒體如此安裝的展開套管，不與該軸接觸，而儲(chǔ)備待用。當(dāng)內(nèi)側(cè)密封件磨損到可從該間隙中檢測(cè)到滲漏，例如觀察到滲漏，則展開套管以安裝套管方式從該密封筒體退出，以便此刻展開該外側(cè)密封件，繼續(xù)密封該間隙。本發(fā)明設(shè)想的是，外側(cè)密封件比內(nèi)側(cè)密封件的磨損壽命長(zhǎng)，這是因?yàn)?，盡管內(nèi)側(cè)密封件先前展開和損耗，但可以縮小作用于該外側(cè)密封件的滲漏壓力。
本發(fā)明還設(shè)想的是，該展開和安裝套管中兩者或者兩者之一可由金屬制造，優(yōu)選的是由鋁或者如丙烯酸的硬塑性材料制造。此外，由于塑料一般比金屬更脆，因此當(dāng)從該密封筒體上去掉套管時(shí)，由塑料制成的套管更易破裂。同時(shí)還設(shè)想的是，套管直立壁的上端可形成有凹部或者其它形式的抓握部，以便于手動(dòng)將其從密封筒體中抽出。此外還注意的是，根據(jù)本發(fā)明，套管直立壁的徑向延伸程度較短，沒有到達(dá)該筒體密封環(huán)的外徑。由于在組裝到該密封筒體中時(shí)，通過上述討論的懸臂動(dòng)作進(jìn)行套管的定位和對(duì)準(zhǔn)，因此不必使該直立壁進(jìn)一步向外延伸或者使用另外的裝置來(lái)進(jìn)行與該機(jī)器殼體131的表面定位。
作為上述討論的套管方案的又一個(gè)實(shí)施例，圖6示出了這樣的展開套管，其中唇狀密封件113固定到該展開套管110直立后壁的后表面上。該唇狀密封件113定向?yàn)?，?dāng)如圖6所示展開時(shí)，其柔性唇部將與該軸130外徑接合。這樣，唇狀密封件113用來(lái)隔離例如灰塵、鹽、水等等大氣污染物以避免它們進(jìn)入該唇狀密封筒體120，更具體地說(shuō)防止這些污染物進(jìn)入到內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封件之間的間隙以及當(dāng)展開后外側(cè)密封件將抵靠在其上的軸區(qū)域。
該隔離密封件113優(yōu)選結(jié)合到該展開套管110后壁后表面上的凹部。在安裝期間，該安裝套管為改進(jìn)型140，其操作與如前所述的展開套管110相同，只是當(dāng)該隔離密封件存在時(shí)，該安裝套管的圓柱面141也將用來(lái)使密封件113的唇部提升，并且凹部143形成在套管140的后壁內(nèi)，以容納密封件113的唇部。當(dāng)去除該安裝套管以展開內(nèi)側(cè)密封件時(shí)，抽出該套管也將展開隔離密封件113。
圖7示出了其中利用臺(tái)階定位器114的展開套管110的又一個(gè)實(shí)施例。臺(tái)階114位于該圓柱面和直立后壁112之間的內(nèi)角處。臺(tái)階114的用途是，當(dāng)該展開套管組裝到該密封筒體上，并且該套管后壁正面緊靠該密封外殼后板的后表面時(shí)，其與筒體密封環(huán)123的后板內(nèi)徑一致。在該密封筒體安裝期間以及在筒體密封操作期間，直到該展開套管退回，該臺(tái)階114用來(lái)在密封筒體上并圍繞軸130進(jìn)一步對(duì)中和定位該展開套管。換句話說(shuō)，帶臺(tái)階114的展開套管110根據(jù)結(jié)合圖4和圖5所述的有創(chuàng)造性的操作來(lái)起作用。
最后，參見圖8，從右到左示出了這樣一個(gè)系統(tǒng)，借助于該系統(tǒng)，在準(zhǔn)備安裝的完整組件裝運(yùn)前，該展開或安裝套管可與該唇狀密封筒體120安裝到位。為把套管，如圖8所示的展開套管110施加到該唇狀密封筒體的內(nèi)部空間，提供適當(dāng)?shù)膸О疾康膱A柱形塞150，其中柱塞150具有縮小直徑的后端151，在該后端前面為截頭圓錐引導(dǎo)表面152和恒定直徑中間表面153，該縮小直徑端部從該恒定直徑中間表面153向下凹入。后表面151的外徑以同心方式接納該套管的圓柱面部分。然后，該柱塞向前移動(dòng)穿過由該密封筒體限定的內(nèi)部中心空間。然后，該套管組裝到該密封筒體上，當(dāng)該套管的直立壁緊靠該筒體的后板或者前面套管的直立后表面時(shí)，該柱塞連續(xù)穿過該密封筒體的中心空間。這樣使該套管處于這樣的位置，即，相對(duì)于該密封筒體中心放置，并且與該唇狀密封件的柔性唇部接合，使該唇部提升與套裝密封筒體的軸分開，直到該套管退回，并且該唇狀密封件靠著該軸外徑展開。
從以下典型結(jié)構(gòu)尺寸的描述中，可以對(duì)上述兩個(gè)套管方案中結(jié)構(gòu)和組件中的尺寸以及公差更具體地理解。發(fā)明人已經(jīng)測(cè)試這些尺寸并發(fā)現(xiàn)是滿意的。參考圖4-6，用英寸表示的尺寸如下軸徑A＝1.625在它的松弛狀態(tài)下內(nèi)部唇徑B＝1.560密封外殼的后板內(nèi)徑C＝1.720展開套管的圓柱面的外徑D＝1.717展開套管的圓柱面的內(nèi)徑E＝1.670展開套管的后壁外徑F＝2.50筒體密封殼體的外徑G＝2.80
安裝套管的圓柱面的外徑H＝1.667安裝套管的圓柱面的內(nèi)徑J＝1.628在它的松弛狀態(tài)下隔離密封件的內(nèi)部唇徑K＝1.615。
這里提到的實(shí)施例中，結(jié)合圖7描述的臺(tái)階114的外徑是0.003英寸，該尺寸小于該唇狀密封筒體后板的內(nèi)徑L，其中臺(tái)階定位器展開套管施加在該唇狀密封筒體上。
盡管本說(shuō)明書提供了對(duì)于優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離如附加權(quán)利要求書限定的本發(fā)明精神和范圍及其合理的等效范圍的情況下，可以對(duì)在這里公開的套管安裝和展開唇狀密封系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置與操作進(jìn)行各種改型和變化。例如，可以設(shè)想，可根據(jù)本發(fā)明具體應(yīng)用來(lái)對(duì)如上所述結(jié)合具體實(shí)施例的全部密封件和套管尺寸進(jìn)行變化。還可以設(shè)想的是，在操作中，由于只有大氣壓密封，因此在隔離密封件和軸外徑之間的密封干涉將相對(duì)較低。還可以設(shè)想的是，相容的油脂潤(rùn)滑劑可在運(yùn)輸前擠入到套管組裝的密封筒體空腔內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)軸和周圍結(jié)構(gòu)之間的區(qū)域進(jìn)行密封的唇狀密封筒體，包括具有前端和后端的密封環(huán)，所述密封環(huán)環(huán)狀地包住一個(gè)唇狀密封件，所述唇狀密封件朝向所述軸徑向地向內(nèi)推壓，并可選擇地與所述軸配合；以及與所述密封環(huán)軸向地對(duì)齊的安裝套管，所述安裝套管包括環(huán)形阻擋件，當(dāng)所述安裝套管處于初始位置時(shí)，所述環(huán)形阻擋件把所述唇狀密封件與所述軸隔開，所述安裝套管可以沿著所述軸離開所述初始位置軸向地移動(dòng)，于是所述環(huán)形阻擋件停止把所述唇狀密封件與所述軸隔開，從而使所述唇狀密封件與所述軸配合。
2.如權(quán)利要求1的唇狀密封筒體，還包括密封環(huán)的徑向后板，所述后板在其中具有中心孔，其具有從所述軸外徑軸向地向外隔開的直徑；以及所述安裝套管的直立壁，所述直立壁具有當(dāng)所述安裝套管處于初始位置時(shí)與所述密封環(huán)后板鄰接的前表面。
3.如權(quán)利要求1的唇狀密封筒體，其中，所述安裝套管包括臺(tái)階定位器，所述臺(tái)階定位器位于環(huán)形阻擋件和安裝套管直立壁之間的內(nèi)角部，當(dāng)所述安裝套管處于其初始位置時(shí)，所述臺(tái)階定位器與所述密封環(huán)的后板在其中心孔處鄰接。
4.如權(quán)利要求1的唇狀密封筒體，其中所述安裝套管的環(huán)形阻擋件由硬塑性材料制成。
5.如權(quán)利要求1的唇狀密封筒體，還包括大致圓柱塞件，所述圓柱塞件具有截頭圓錐引導(dǎo)表面、恒定直徑中間表面、以及直徑比所述中間表面小的后圓柱形部分，所述大致圓柱塞件接納在所述唇狀密封筒體內(nèi)，其中后圓柱形部分同心地位于所述安裝套管的環(huán)形阻擋件內(nèi)，并且所述中間表面以及截頭表面引導(dǎo)表面位于所述環(huán)形阻擋件的前端前面。
6.如權(quán)利要求1的唇狀密封筒體，還包括第二唇狀密封件，所述第二唇狀密封件朝所述軸徑向地向內(nèi)推壓，并有選擇地與所述軸配合；以及與所述密封環(huán)軸向?qū)R的安裝套管，所述安裝套管包括環(huán)形阻擋件，當(dāng)所述安裝套管處于初始位置時(shí)，所述阻擋件把至少一個(gè)所述唇狀密封件或所述第二唇狀密封件與所述軸隔開，所述唇狀密封展開套管可以沿著所述軸離開所述初始位置軸向地移動(dòng)，于是所述環(huán)形阻擋件停止把多個(gè)所述唇狀密封件與所述軸隔開，從而使所述唇狀密封件與所述軸配合；其中所述安裝套管具有環(huán)形阻擋件，所述環(huán)形阻擋件位于所述軸和所述唇狀密封件以及第二唇狀密封件之間，所述安裝套管的環(huán)形阻擋件還位于所述軸和所述唇狀密封展開套管之間，所述安裝套管可從所述唇狀密封筒體軸向地移出，于是所述軸與所述唇狀密封件或者第二唇狀密封件配合，其中所述唇狀密封件最初不通過所述唇狀密封展開套管與所述軸隔開。
7.一種用于對(duì)軸和周圍結(jié)構(gòu)之間的區(qū)域進(jìn)行密封的唇狀密封筒體，包括具有前端和后端的密封環(huán)，所述密封環(huán)環(huán)狀地包住多個(gè)唇狀密封件，每一唇狀密封件朝向所述軸徑向地向內(nèi)推壓，所述多個(gè)唇狀密封件中至少一個(gè)可選擇地與所述軸配合；以及與所述密封環(huán)軸向地對(duì)齊的唇狀密封展開套管，所述唇狀密封展開套管包括環(huán)形阻擋件，當(dāng)所述唇狀密封展開套管處于初始位置時(shí)，所述阻擋件把所述多個(gè)唇狀密封件中至少一個(gè)與所述軸隔開，所述唇狀密封展開套管可沿著所述軸離開所述初始位置軸向地移動(dòng)，從而所述環(huán)形阻擋件停止把所述多個(gè)唇狀密封件中一個(gè)與所述軸隔開，使所述唇狀密封件與所述軸配合。
8.如權(quán)利要求7的唇狀密封筒體，還包括密封環(huán)的徑向后板，所述后板在其中具有中心孔，其具有從所述軸外徑軸向地向外隔開的直徑；以及所述唇狀密封展開套管的直立壁，當(dāng)所述唇狀密封展開套管處于初始位置時(shí)，所述直立壁具有與所述密封環(huán)后板鄰接的前面。
9.如權(quán)利要求7的唇狀密封筒體，還包括安裝套管，其包括位于軸和所有多個(gè)唇狀密封件之間的環(huán)形阻擋件，其中所述密封件包括初始通過所述唇狀密封展開套管與所述軸隔開的密封件，所述安裝套管的環(huán)形阻擋件還位于所述軸和所述唇狀密封展開套管的環(huán)形阻擋件之間；以及從所述唇狀密封筒體上可軸向地移出的安裝套管，于是所述軸可與任何初始不通過所述唇狀密封展開套管與所述軸隔開的所述多個(gè)唇狀密封件配合。
10.如權(quán)利要求9的唇狀密封筒體，還包括密封環(huán)的徑向后板，所述后板在其中具有中心孔，其具有從所述軸外徑軸向地向外隔開的直徑；以及所述唇狀密封展開套管的直立壁，當(dāng)所述唇狀密封展開套管處于初始位置時(shí)，所述直立壁具有與所述密封環(huán)后板鄰接的前面；其中，所述安裝套管包括直立端壁，在所述安裝套管軸向移去前，所述直立端壁與所述唇狀密封展開套管的直立壁鄰接。
11.如權(quán)利要求9的唇狀密封筒體，其中所述唇狀密封展開套管的環(huán)形阻擋件和所述安裝套管的環(huán)形阻擋件中至少一個(gè)由硬塑性材料構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求11的唇狀密封筒體，其中所述硬塑性材料包括丙烯酸。
13.如權(quán)利要求8的唇狀密封筒體，還包括固定到所述唇狀密封展開套管直立壁后表面上的環(huán)狀密封元件，所述環(huán)狀密封元件包括與所述軸外徑配合的柔性唇部，以阻止大氣污染物進(jìn)入到所述唇狀密封筒體內(nèi)。
14.如權(quán)利要求13的唇狀密封筒體，還包括安裝套管，所述安裝套管包括位于軸和所有多個(gè)唇狀密封件之間的環(huán)形阻擋件，其中所述密封件包括初始通過所述唇狀密封展開套管與所述軸隔開的密封件，所述安裝套管的環(huán)形阻擋件還位于所述軸和所述唇狀密封展開套管的環(huán)形阻擋件之間，以及位于所述軸和固定到所述唇狀密封展開套管的直立壁后表面上的環(huán)形密封元件之間；所述安裝套管還包括直立端壁，在所述安裝套管軸向移去前，所述直立端壁與所述唇狀密封展開套管的直立壁鄰接；所述安裝套管還包括在所述直立端壁內(nèi)以容納所述環(huán)狀密封元件唇部的凹部；以及可從所述唇狀密封筒體上軸向地移出的安裝套管，所述軸可與任何初始不通過所述唇狀密封展開套管和所述環(huán)狀密封元件與所述軸隔開的所述多個(gè)唇狀密封件配合。
15.如權(quán)利要求7的唇狀密封筒體，其中所述唇狀密封展開套管還包括位于環(huán)形阻擋件和唇狀密封展開套管直立壁之間的內(nèi)角處的臺(tái)階定位器，當(dāng)所述唇狀密封展開套管處于其初始位置時(shí)，所述臺(tái)階定位器與所述密封環(huán)的后板在其中心孔鄰接。
16.如權(quán)利要求7的唇狀密封筒體，還包括大致圓柱形塞，所述圓柱形塞具有截頭圓錐引導(dǎo)表面、恒定直徑的中間表面以及直徑比所述中間表面小的后圓柱形部分，所述大致圓柱形塞接納在所述唇狀密封筒體內(nèi)，所述后圓柱形部分同心地位于所述唇狀密封展開套管的環(huán)形阻擋件內(nèi)，所述中間表面和截頭圓錐表面位于所述環(huán)形阻擋件前端的前面。
17.一種用于對(duì)軸和周圍結(jié)構(gòu)之間的區(qū)域進(jìn)行密封的唇狀密封筒體，包括具有前端和后端的密封環(huán)，所述密封環(huán)環(huán)狀地包住多個(gè)唇狀密封件，每一唇狀密封件朝向所述軸向內(nèi)推壓，所述多個(gè)唇狀密封件中至少一個(gè)可選擇地與所述軸配合；與所述密封環(huán)軸向地對(duì)齊的唇狀密封展開套管，所述唇狀密封展開套管包括環(huán)形阻擋件，當(dāng)所述唇狀密封展開套管處于初始位置時(shí)，所述阻擋件把所述多個(gè)唇狀密封件中至少一個(gè)與所述軸隔開，所述唇狀密封展開套管可沿著所述軸離開所述初始位置軸向地移動(dòng)，于是所述環(huán)形阻擋件停止把所述多個(gè)唇狀密封件中一個(gè)與所述軸隔開，從而使所述唇狀密封件與所述軸配合；安裝套管，其具有位于所述軸和所有多個(gè)唇狀密封件之間的環(huán)形阻擋件，其中所述密封件具有初始通過所述唇狀密封展開套管與所述軸隔開的密封件，所述安裝套管的環(huán)形阻擋件還位于所述軸和所述唇狀密封展開套管的環(huán)形阻擋件之間；以及可從所述唇狀密封筒體上軸向地移出的安裝套管，于是所述軸與任何初始不通過所述唇狀密封展開套管與所述軸隔開的所述多個(gè)唇狀密封件配合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括至少兩個(gè)對(duì)接的唇狀密封件的密封筒體(120)。第一大致L－形套管(110)抵靠在該密封環(huán)(121)的后壁上，從而其軸向地延伸的圓柱面(111)把該外側(cè)密封件的唇部縮回到非展開位置。第二大致L－形套管(140)安裝在第一套管的后部，以便把內(nèi)側(cè)密封件的唇端放置在同樣升高或者退回位置。在該密封環(huán)圍繞該軸并在該軸殼體內(nèi)安裝后，第二最內(nèi)側(cè)套管移出，從而該內(nèi)側(cè)唇狀密封件靠著該軸(130)的表面展開。在探測(cè)到該內(nèi)側(cè)密封件的滲漏后，第一套管縮回，從而把備用外側(cè)唇狀密封件(122)展開。
文檔編號(hào)F16J15/32GK1653285SQ03810762
公開日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2003年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月13日
發(fā)明者托馬斯·W·拉姆奇 申請(qǐng)人:托馬斯·W·拉姆奇