[发明专利]带有保护性过滤器的密封组件

说明书

技术领域

本发明一般涉及流体密封组件，更具体地说，涉及流体密封单元与专用保护性过滤单元的组合，从而可以提供一种密封组件，其在使用过程中以改进的无故障方式工作。本发明一个方面涉及专用保护性过滤单元，其适配成与流体密封件一起使用，还涉及保护性过滤单元与关联的密封单元相组合以形成一种新颖的密封组件。本发明提供一种可靠性提高的密封件，特别是在高内压且可能存在颗粒型杂质的专用密封件中提高可靠性。

背景技术

现代流体密封件用途极其多样化，并且例如在压力和温度多变的条件下，在设备循环数百万次的生命周期内，无渗漏地密封油料。用在液压回路场合下的通常油料密封件现在一般包括刚性外部壳体元件，诸如金属冲压件或类似部件，该外部壳体元件具有结合于其上的弹性体密封唇部主体。该壳体可以局部或全部以弹性体材料包围，用来将密封件定位并安装在关联的设备部件内，即收容沉孔内。

在使用过程中，弹性体密封件主体的唇部设置旋转轴或往复轴上，或设置在进行这两种运动的轴上。具体来说，在许多液压机构内，包括汽车动力转向单元内，油料或类似的液压流体可以以极高的压力包含在密封腔内，该压力可能高达500-2000psi或更高。将油料保持在形成所述机构内部的腔中的密封件通常包括主唇部，并且通常还包括一个或多个辅助封隔器唇部，所述辅助封隔器唇部形成所述主唇部的一部分，或者单独形成，并在使用过程中与和密封单元关联的另一个部件一起使用。

动力转向机构，特别是齿轮齿条型的那种，包括往复轴或齿条，其具有在强大的力协助下进出密封区域的端部，该强大的力反过来作用在需要以该密封件进行约束的液压流体上。只要维持恰当的密封环境，对于极大数目的循环来说，现有的密封件设计完全能将这种流体保持在密封区域内，即使在这样高的压力下也行。

但是，这种性能取决于是否存在适当的工作条件。为了让密封件以这样的方式工作，相对于密封件往复运动的被密封部件必须让其表面精加工地落入严格限定的公差范围内，并且机构设计必须允许在密封件—轴界面处慷慨地提供流体。在许多情况下，如果存在于被密封的流体中的杂质到达该界面，则原本令人满意的密封件将会泄漏，或者被密封的部件可能被严重划伤或者遭遇其他损坏。因此，在通常汽车动力转向应用场合，如果金属屑或其他来自机加工过程的残留物夺路进入液压流体，则这些颗粒可能积存在密封唇部和被密封部件之间。随着时间推移以及被密封部件的持续往复运动，在该部件上发展出来的划痕或凹槽可能达到足以导致密封件渗漏的程度，在有些情况下，损坏会导致不仅需要更换密封件，而且必须更换轴或者其他元件。

不言自明，形成液压机构的被密封部件其更换费用令人咋舌，尤其要考虑技术服务的高成本以及接触被密封部件的难度。还有，这类产品的终端用户可能会认为油料渗漏和/或需要更换重要机构的部件是车辆质量低下的表现，总体上对于难脱干系的制造商或者销售商来说造成极其严重的不良后果。相同的担忧也折磨那些给车辆制造商和/或组装商提供部件或子组件的供应商。

因此，需要改进的密封系统，该密封系统尽可能确保无法提供超级清洁的个别设备元件的失误不会导致随后的密封件失效以及伴随而来的大开销、质量信誉扫地，甚至在有些情况下昂贵的被密封设备部件完全失效。

在液压组件包括动力转向单元制造中，大家都知道需要复杂的机加工操作包括镗孔、珩磨、扩孔、钻孔、攻丝、端铣平面以及其他步骤。这些操作通常在非常复杂的自动化机床上依次进行。当机加工和精加工循环完成之后，需要清洁部件，以使来自机加工操作中的切屑和其他残留物不会保留在精加工部件上。

但是，和在其他高度自动化和工程化的产品中一样，总是有可能存在隔离失效，因此，存在对诸如本发明提供的产品的需求，该产品将预防这种失效的可能性，并优选以低成本高可靠性来实现之。

发明内容

根据本发明，提供了一种带有形式改进的保护性过滤单元和擦拭器唇部的密封系统，其中保护性过滤单元与现有高压密封件串联应用，让该过滤器定位成能捕捉任何存在于流体中的碎屑，并且将它们保持在密封件表面上，或者将它们约束在不会被强大液压动作楔入密封唇部和往复部件之间的区域中。

在这一方面，应该理解，现代液压密封件设计成随着密封腔中的压力升高，该压力将作用在弹性体密封唇部主体的外周边周围，并且这样将反过来通过该弹性体向被密封部件表面施加增大的径向压缩密封载荷。换句话说，随着导致渗漏的液压力升高，密封唇部—设备元件界面处产生的密封压力相应升高，以抵消渗漏的倾向或趋势。因此，密封件基本上不受压力影响。