[发明专利]压力平衡式轴密封组合件

说明书

申请人陈述本发明专利申请案主张第12/156,476号美国专利申请案的优先权，且是所述发明专利申请案的部分接续申请案，所述发明专利申请案主张作为所述发明专利申请案的接续申请案的第11/405,207号美国专利申请案(现为第7,396,017号美国专利)的优先权，所述第11/405,207号美国专利申请案主张第10/177,067号美国专利申请案(现为第7,090,403号美国专利)(作为部分接续申请案)以及第60,697,434号临时专利申请案两者的优先权，其全部以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及具有多个实施例的压力平衡式轴密封组合件。本发明揭示并主张一种用于将润滑溶液保持在毂组合件的轴承腔(例如，轴承外壳)内的迷宫式密封件，其应用于可旋转轴以将污染物保持在轴承腔外部，同时允许密封流体平衡密封件的处理侧上的压力。在另一实施例中，压力平衡式轴密封组合件可用作产品容器与其中的轴之间的产品密封件。

关于联邦政府赞助研究或开发的声明

没有使用联邦基金来创造或形成本文的发明。

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背景技术

多年以来，已为当可旋转轴有角度地未对准而导致轴跑出时提供令人满意的密封件进行了大量尝试和构想。通常，所提出的解决方案未能在允许操作期间可接受量的轴未对准的同时提供适当密封件。所述问题在产品密封件中尤其尖锐，在产品密封件中，轴孔未对准的可能性可能达到最大。现有技术中的典型解决方案是增加旋转轴与密封部件之间的操作间隙以形成“松散”间隙或操作条件。然而，为了调节或响应于操作条件(尤其是，轴相对于定子或静止部件的未对准)的“松散”转动通常减小或降低密封部件的效率和功效。

举例来说，迷宫式密封件多年以来已普遍使用以应用于密封可旋转轴。迷宫式密封件优于接触式密封件的几个优点是增加耐磨性、延长操作寿命和减少使用期间的功率消耗。然而，迷宫式密封件还取决于与可旋转轴的接近且经界定的间隙以实现适当功能。轴未对准也是“接触式”密封件具有的问题，因为密封件与未对准的轴之间的接触通常导致较大磨损。产品的磨蚀性也影响接触式密封件的磨损方式和有效寿命。

使用流体压力(蒸气或液体)与密封部件(例如迷宫式密封件或接触式密封件)组合来密封液体和固体材料两者的现有尝试尚不完全令人满意，原因是形成密封件与密封件的另一侧上的产品之间的所需压力差所必需的“紧密”或低间隙(即，密封件越紧密，则维持密封件相对于材料的外部压力所需的流体的体积越低)。现有技术中的另一不足是许多产品密封件将产品密封件的可移动多网格密封面或表面暴露于产品，从而导致侵入式磨损和不良可靠性。此外，对于某些应用，产品密封件可能需要从轴密封组合件完全移除以进行清洁，原因是产品暴露于密封面或表面。

在许多轴密封系统(尤其是泵外壳)中，产品被加压到高于周围条件且在密封件的内部表面上施加力，其可导致密封件的过多磨损。

现有技术因而未能提供允许用以实现有效密封的密封部件与静止部件之间的“紧密”转动间隙以及为了调节或响应于操作条件(尤其是，可旋转轴相对于定子或静止部件的未对准)的“松散”转动间隙两者的解决方案。

发明内容

本技术提供与现有技术相比经改进的轴密封和产品密封件性能。本文揭示和主张的轴密封组合件解决方案允许密封部件与静止部件之间的紧密或低转动间隙以及为了调节或响应于操作条件(尤其是，可旋转轴相对于定子或静止部件的未对准)的松散转动间隙两者。

如本文所揭示，本技术描述并提供通过允许迷宫式密封件适应轴的径向、轴向和有角度移动同时维持所需的轴到迷宫间隙而实现的改进的功能。本技术还通过允许排放而允许迷宫图案上的压力的均衡且因此与当前可用设计相比实现改进的功能。另外，可穿过排放口或端口位置施加密封流体(空气、蒸汽、气体或液体)压力以建立比内侧或外侧压力大的内部密封压力(过量加压)。这使迷宫能够适应密封件的内侧与外侧之间可能存在的密封压力差。轴密封组合件的内部部分的加压通过设计并与经加压流体阻挡层组合有效地将轴密封组合件的移动或啮合面隔离以便不与产品接触。

因此，本发明的目的是提供一种用于与外壳啮合的轴密封组合件，其在在轴上施加轴向、有角度或径向力时维持其与所述轴的密封完整性。

本发明的另一目的是提供一种轴密封组合件，其可安装到容器壁以与轴啮合，所述轴密封组合件在轴的轴向、有角度或径向力移动期间或响应于所述移动而维持其与所述轴的密封完整性。