專利名稱：背壓式高壓軸封的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種密封裝置，尤其是用于液壓、氣壓設施的耐高壓密封結構件，屬于液壓、氣動密封件技術領域。
背景技術：
骨架式橡膠軸封(以下稱軸封)是常用的密封件，此類密封件通常用于液壓、氣壓傳動裝置中旋轉面的密封，其基本結構在相應的密封技術手冊上可以找到，通常安裝在圓柱面的環(huán)型槽中。其中的橡膠圈對旋轉軸進行密封，前后兩個面分別承受阻隔開的高低壓介質。
據申請人了解，在液、氣壓傳動件中，尤其是液壓泵、液壓馬達之類的產品中，基本的動力輸出均為旋轉扭矩，因此要求密封圈能長時間耐受高壓和磨損，以阻止密封介質的泄漏。例如，對于20軸徑、在軸轉速500rpm時，采用一般軸封只能承受背壓1.0MPa。當液、氣等密封介質以大于1.0Mpa的高壓作用于軸封與轉軸配合的唇口處時，會導致唇口外翻而使密封失效；同時在高壓下軸封基體與轉軸將劇烈磨損，也會很快使密封失效。而另一方面，由于液、氣壓傳動件本身的裝配需要，要求各部件的空間尺寸盡可能小。
檢索發(fā)現(xiàn)，專利號為US5,213,343的美國專利公開了一種具有支撐構件和背環(huán)的軸封(Snaft seal with support member and backingring)，該軸封在現(xiàn)有密封件的基礎上增加了背環(huán)以及位于背環(huán)和密封件之間的中隔件，因此具有減小磨損、延長使用壽命、降低制造成本以及提高密封可靠性的作用效果。但該結構不能有效提高密封件的耐壓能力。
申請人研制的緊湊型高壓旋轉軸密封圈(200620071551.8)較好的解決了承壓密封與結構緊湊的問題，承受背壓能力已遠遠超出通常的軸封。該軸封適用于不直接與高壓介質相通的產品，完全可以承受轉定子副的內泄壓力，從而避免采用通常的外接泄油口結構。
但是對于軸封處直接與高壓介質相通的產品(如高速配流馬達)，該軸封顯得長時間承受高壓的能力不足，在高壓的作用下容易發(fā)熱，出現(xiàn)早期損壞現(xiàn)象。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對以上現(xiàn)有技術存在的不足，在深入探究軸封對高壓介質旋轉密封機理的基礎上，通過結構改進，提出一種可以直接承受高壓介質的背壓式高壓軸封，從而為液壓泵、液壓馬達之類的傳動裝置提供理想的旋轉密封。
本發(fā)明針對上述發(fā)明目的擬定的技術方案為一種背壓式高壓軸封，含有主體，所述主體包括制有中心穿孔的碗形骨架，所述骨架至少外圍及內孔附近包有外圍膠體和軸向凸出形成唇口的內圈膠體，所述外圍膠體的外圓與實體孔密封配合，所述唇口箍有彈性圈(如彈簧圈)，且其內孔與轉軸密封配合，改進之處在于所述主體與內圈膠體凸出相反的一側還配裝有副壓圈，所述副壓圈的外、內徑分別與實體孔和轉軸成密封配合，所述副壓圈靠主體一側的端面制有凹缺部位，組裝后與主體之間構成至少一個容液腔。
當處于高壓狀況下工作時，本發(fā)明的背壓式高壓軸封包括容液腔在內的空隙中均充滿具有一定壓力的壓力介質，從而使得軸封主體在內圈膠體凸出一側承受高壓的同時，靠副壓圈的一側也受到一定的液力，使唇口處于兩側受壓的浮動狀態(tài)，從而降低了唇口的單面負荷，既加強了密封效果，又提高了軸封的承壓能力以及耐用度。
實踐證明，當將本發(fā)明應用于液壓馬達之類的傳動裝置時，在成本幾乎不變的情況下，不僅可以承受更高等級的壓力，而且軸封的使用壽命明顯延長。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
圖1為本發(fā)明一個實施例的結構示意圖。
圖2為圖1中副壓圈的截面放大結構示意圖。
具體實施例方式
實施例一本實施例的背壓式高壓軸封應用在液壓馬達之類的液壓旋轉產品中，具體結構如圖1所示。圖中的各標號分別為軸承1、止推擋圈2、軸封主體3、副壓圈4、固定實體5、轉軸6。
主體3可以采用標準密封圈，中部為制有中心穿孔的碗形金屬骨架3-3，該碗形金屬骨架的外圍及內孔包有連體外圍膠體和內圈膠體構成的橡膠圈。外圍膠體的外圓與實體5的孔密封配合，內圈膠體的軸向凸出形成唇口3-1，該唇口3-1箍有彈簧圈3-2，唇口3-1的內孔與轉軸6密封配合。主體3與內圈膠體凸出相反的一側配裝有副壓圈4，該副壓圈的外、內徑分別與實體5的孔和轉軸6成密封配合。
如圖2所示，副壓圈4的半截面呈“7”字形，中心形成內孔凸臺，靠主體3的一側由內孔凸臺的軸向外圓表面4-1與徑向斜面4-2形成第一端面凹缺，當與主體3緊靠安裝后，之間構成第一容液腔A。其次，內孔凸臺的前凸端面4-3周邊徑向缺角，組裝后與軸封主體3的唇口之間形成第二容液腔C。另外，由于軸封主體3的端面與外圓柱面圓弧過渡，因此，組裝后副壓圈的徑向斜面4-2還與圓弧過渡段形成第三容液腔B。此外，實體5的端面底部制有凹陷，與副壓圈構成對第三容液腔B的補充腔。
工作時，壓力方向為P。止推擋圈2、固定實體5、轉軸6、和軸封主體3之間因受壓而注有高壓介質。為了保證轉軸6在高速旋轉時間的運動自如，止推擋圈2與固定實體5和轉軸6之間留有足夠的間隙。當高壓介質通過止推擋圈2時雖將產生一定的壓降，但高壓介質的阻隔需要依靠軸封主體3。
由于液壓馬達之類液壓旋轉產品的介質壓力很高，在無副壓圈的情況下，軸封主體3長時間受到單向負荷，密封性能下降，對高壓介質的阻隔能力降低，結果引起“冒”或“漏”。從提高軸封3的材料性能與改進其自身結構的角度考慮，一直沒有良策。而借用往復運動機構中的多級密封結構，又因產品結構尺寸與裝配性限制，難以實現(xiàn)。
采用本實施例后，在不改變原有結構的前提下，僅增加了一個具有斜面結構的副壓圈4。當高壓介質通過轉軸6的旋轉逐漸滲過軸封主體3進入到各容液腔后，逐漸累積形成了具有相對壓力稍低的背壓。結果，在各容液腔的作用下，軸對主體3的前后受到液力作用，因此減少了唇口的壓力差，顯著提高了唇口的承壓能力等級，并有利于唇口刃的潤滑，減少了劇烈發(fā)熱以及磨損，防止了唇口橡膠彈性體壓力不夠而泄漏，徹底消除了前唇口外翻導致的密封失效現(xiàn)象。
實踐證明，副壓圈4采用聚四氟乙烯主材制造效果較好，其中可以添加減熱減磨作用物質(如二硫化鉬等)，從而提高耐高溫和耐磨性能。本實施例的背壓式高壓軸封已成功運用于需要承受高壓介質的液壓傳動轉軸上，在軸轉速0～500rpm時，密封圈可承受壓力(背壓)達20MPa以上，工作壽命明顯延長。本發(fā)明還可以有其他實施方式。例如，僅有第二容液腔即可獲得較好效果，而不一定要設置其它容液腔；副壓圈的端面凹缺可以由圓弧等其它曲面構成。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種背壓式高壓軸封，含有主體，所述主體包括制有中心穿孔的碗形骨架，所述骨架至少外圍及內孔附近包有外圍膠體和軸向凸出形成唇口的內圈膠體，所述外圍膠體的外圓與實體孔密封配合，所述唇口箍有彈性圈，且其內孔與轉軸密封配合，特征在于所述主體與內圈膠體凸出相反的一側還配裝有副壓圈，所述副壓圈的外、內徑分別與實體孔和轉軸成密封配合，所述副壓圈靠主體一側的端面制有凹缺部位，組裝后與主體之間構成至少一個容液腔。
2.根據權利要求1所述背壓式高壓軸封，其特征是所述副壓圈的半截面呈“7”字形，靠主體的一側由內孔凸臺的軸向外圓表面與徑向斜面形成端面凹缺，與所述主體緊靠安裝后，構成第一容液腔。
3.根據權利要求1或2所述背壓式高壓軸封，其特征是所述副壓圈靠主體一側的內孔凸臺前凸端面周邊徑向缺角，組裝后與所述主體的唇口之間形成第二容液腔。
4.根據權利要求3所述背壓式高壓軸封，其特征是所述主體的端面與外圓柱面圓弧過渡，組裝后所述副壓圈的徑向斜面與圓弧過渡段形成第三容液腔。
5.根據權利要求4所述背壓式高壓軸封，其特征是所述副壓圈采用聚四氟乙烯主材制造。
6.根據權利要求1所述背壓式高壓軸封，其特征是所述副壓圈的端面凹缺由圓弧曲面構成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于液壓、氣壓設施的背壓式高壓軸封，屬于密封件技術領域。該軸封的主體包括制有中心穿孔的碗形骨架，骨架至少外圍及內孔附近包有外圍膠體和軸向凸出形成唇口的內圈膠體，外圍膠體的外圓與實體孔密封配合，唇口箍有彈簧圈，內孔與轉軸密封配合，主體與內圈膠體凸出相反的一側還配裝有副壓圈，副壓圖的外、內徑分別與實體孔和轉軸成密封配合，副壓圈鄰近主體一側的端面凹缺，與主體之間構成容液腔。當將本發(fā)明應用于液壓馬達之類的傳動裝置時，在成本幾乎不便的情況下，不僅可以承受更高等級的壓力，而且軸封的使用壽命明顯延長。
文檔編號F16J15/32GK1928398SQ200610096439
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權日2006年9月26日
發(fā)明者潘正東, 張智敏, 王志生, 王順發(fā), 吳術 申請人:鎮(zhèn)江大力液壓馬達有限責任公司