[发明专利]浸没式轴承隔离器

说明书

本申请要求2009年11月11日提交的，第61/260,282号美国临时专利申请和2010年6月1日提交的，第61/350,371号美国临时专利申请的优先权，在此结合该两个临时专利申请的全部内容作为参考。

背景技术

迷宫式密封装置通常用来提供转轴和轴承箱之间的动态密封。密封装置防止污染物进入轴承箱同时也防止轴承润滑剂损失。在一些应用中，轴承箱的润滑剂高度在密封件的最低点之上。通常，在使用非接触密封件的地方，润滑剂将最终通过密封并泄漏。接触型密封件在这种应用中是期望的。

在常规的转子和定子构造中，保持转子和定子彼此接触是重要的。转子以非常高的速度旋转。如果转子的表面以该速度接触定子的表面，将产生摩擦热，零件将磨损并且设备的整个效率将下降。因此，保持转子和定子分离是重要的。转子和定子之间的密封件通过在两者之间提供低摩擦接触而在径向方向上使它们保持分离。如果相同的密封件也能防止轴向方向上的接触，它将是有利的。

当轴承箱被润滑剂“浸没”时出现了进一步的问题。浸没式轴承箱指轴承腔具有过多的润滑剂，因此“浸没”。如果用在浸没式箱中，常规的非接触密封件不能正常地起作用。

先前已经开发了多种密封装置以提供转轴和轴承箱之间的动态密封。然而，这些先前的设计都没有解决这些类型的密封件所经历的全部操作问题。例如，Orlowski等人的美国专利6,234,489披露了一种包括转子和定子的密封件。具有环行弹性构件的插入件被套入在转子和定子内，以使插入件的一侧保持与转子的外径向表面牢固接触。这种设计的缺点是，在它的优选构造中，环行弹性构件被提供为O形环。

在Fedorovich的美国专利第6,386,546号内披露的另一种密封件设计，其包括被布置成形成迷宫部分和接触部分的转子和定子。定子包括朝着转子表面偏压以形成密封件的接触部分的一个或多个凸缘。这种类型的密封件的固有问题是朝着转子偏压的铺设唇缘或凸缘不能解决未对准。一旦密封件不对准了，唇缘朝着密封件的一侧弯曲，且接着永久地变形。如果未对准移动了，那么润滑剂接着在密封唇缘下泄漏。

发明内容

提供本发明内容以简单介绍在以下具体实施方式中将对其做进一步的描述的某些概念的选择。本发明内容和背景技术不旨在确定所要求保护的主题的关键方面或实质方面。此外，本发明内容不旨在辅助用作确定要求保护的主题的范围。

在许多实施方式中，这里公开了一种用在转轴和轴承箱之间的迷宫式密封装置。在该实施方式中，设计将包括与箱接合的内定子和与轴接合的转子。在转子和定子之间限定迷宫式路径以防止润滑剂和/或污染物在任一方向上迁移。在一些实施方式中，转子作为密封元件的运行表面，但是也可以用作从密封唇缘远离地朝着油箱持续地抽润滑剂的泵。

在一些实施方式中，定子与密封元件相匹配，密封元件也作为用于转子和定子部件的整体（unitizing）特征。在这种实施方式中，唇形密封件可以用作在转子处接触的标准唇形密封件。密封唇缘能被提供有平坦的接触面，在该接触面密封唇缘与转子接触。密封元件的接触面的一部分将接触转子的光滑表面，同时密封元件的剩余的平坦区域将被悬在转子的螺旋形泵送特征上方。

密封装置的各实施方式都基于独特形状的唇形密封件和特别设置的泵送特征，该唇形密封件可由PTFE形成。当静止时密封元件的平坦面和转子的平坦面将密封，但是密封的平坦面的剩余部分下方的螺旋形泵送特征将润滑油从密封唇缘远离地抽吸。

在另一实施方式中，定子和密封元件被提供为单个元件，或密封定子，其可以由密封材料形成。提供唇形密封件以密封地接合转子的运行表面。然而，唇形密封件的密封表面的接触部分被提供有凹部，其在密封表面的接触部分处形成压差。这限制了流体和碎屑的通过同时限制了磨损。在这种实施方式中，密封定子包括从径向向外设置的凸缘延伸的突起。突起可以被压配合通过从转子的外边缘向外延伸的匹配结节。一旦转子和密封定子被放置在了突起和匹配结节彼此接合的位置中，那么可以沿着密封定子的下表面设置一个或多个脊或耐磨突起以接合转子，由此在转子和密封定子之间获得最小的摩擦接合。