[发明专利]多体式密封环

说明书

技术领域

本发明涉及一种多体式密封环，包括多个弓形段和多个密封段， 它们紧密地彼此靠紧和形成一个环地设置并且具有在径向内部弯曲的 圆周面，其中弓形段沿圆周方向在两端通过径向的第一端面限定，并 且在弓形段上在径向外部的区域内设置一轴向突出的凸肩，其在径向 内部通过一切向的密封面限定。本发明还涉及一种包括一这样的多体 式密封环的压力密封体和密封装置。

背景技术

活塞式压缩机，特别是以双作用的构造方式，在气缸中需要曲柄 侧的压缩室的沿往复运动的活塞杆5的密封，在气缸中存在随时间变 化的(高的)气缸压力p_zyl。典型地必须相对于曲柄箱中存在的(低 的)环境压力p_u实现该密封。用于这样的密封装置4中的各密封元件 称为密封环6、7并且设置于一所谓压力密封体2中，通常包括多个密 封环6、7，如示例性在图1的传统的实施形式中所示的。各密封元件 在此可以跟随活塞杆5的不可避免的横向运动，而不丧失其密封作用。 为了提高压力密封体2的使用寿命和可靠性，在压力密封体2中串联 多个这样的密封环6、7。在一密封装置4中通常接连排列多个压力密 封体。这样的压力密封体2或密封装置4由现有技术以不同的实施形 式是充分已知的，例如由GB 928 749 A或US 1 008 655 A。

密封环6、7是自激活的密封体，其为了足够的密封作用，因此充 分小的泄漏，通常需要一定的待密封的压力差p₁-p₂(图1c)。在一密 封腔3中的气体压力在一密封环6、7的待密封的间隙中从较高的水平 p₁降到下一密封腔3中的较低的水平p₂。图1c示意示出在密封环6、 7与活塞杆5之间形成的密封间隙中的这样的压降。关于密封环6、7 的效能对该密封间隙起着重要的作用，因为活塞杆5与环6、7之间的 接触面的相对运动引起密封环6、7的磨损。该环磨损通常要求剖分的 环形式，其在该环/活塞杆密封间隙处的材料磨耗时能够实现环自动的 连续的调整。对此工业标准是径向的和切向剖分的环6、7，其成对地 装入压力密封体的密封腔中，以便相互覆盖发生的对接间隙以补偿磨 损，如图1b中示意示出的。这样的径向/切向剖分的环组合是单一作 用的密封体，其只向十字头的方向密封，而在活塞式压缩机1的曲柄 侧的重新膨胀阶段的过程中各径向切口确保，可以没有较高的压力封 入密封体中。在剖分的环形式中众所周知地通常采用沿外圆周卷绕的 螺旋弹簧(环形弹簧：Umfangfeder)9，其在无压力的状态下也将密 封环6、7压到活塞杆5上。

特别在较高的压力时在传统的装置中也可以在活塞杆5与密封壳 体或腔圆盘10之间形成的间隙中产生密封环6、7的值得一提的挤压。 为了最大可能避免这样的挤压，可以在环在低压侧面上与腔圆盘10 之间使用附加的金属的面状地接触活塞杆5的支承环8，如例如在US 3305241A中公开的。

在一径向和一切向剖分的密封环的组合中向活塞杆那边的密封基 本上只通过切向剖分的密封环来实现，其各弓形段通过切向的通口在 磨损时可以移到一起并因此保留密封作用。径向剖分的密封环基本上 只用于在轴向和径向的方向密封切向的密封环的磨损间隙。径向的密 封环只一直磨损到各弓形段在圆周方向彼此靠紧。因此径向和切向剖 分的各密封环磨损是不同的。为了防止径向剖分的和切向剖分的密封 环相互相对旋转，其可能导致不再覆盖切向剖分的密封环的磨损间隙 并因此会丧失密封作用，必须在各环之间设置一防转装置。一种这样 的防转装置通常构成为销，其插入在径向和切向剖分的密封环中的配 置的孔隙内。但由于径向和切向剖分的各密封环的不同的磨损，这样 的销随着连续的磨损经受一越来越大的剪切负荷，这经常导致销断裂 并从而不再防转，并且接着也可能丧失密封装置的密封作用。