[实用新型]牙轮钻头弹簧蓄能轴承密封圈

说明书

技术领域

本实用新型属于牙轮钻头轴承密封技术领域。适用于石油、地质、工程用的密封型牙轮钻头。 

背景技术

牙轮钻头的寿命主要取决于轴承。而轴承的寿命主要取决于密封。密封的任务一是防止轴承内的润滑脂泄漏，二是阻止钻头外部具有腐蚀性和研磨性的泥浆侵入轴承。密封一旦失效，轴承就会很快地被磨损，从而导致钻头失效。 

目前，牙轮钻头采用的密封主要有两种形式：橡胶密封和机械密封。 

如，专利US5524718、5655611采用的是一个橡胶O形圈密封，US3765495、US4037673采用的是一个矩形橡胶圈密封，其优点是制造简单，缺点是密封寿命短，与钻头其它构件的寿命不匹配。 

专利CN201080787Y、US6033117、US6254275B1采用的是双橡胶密封圈，它们的优点是比常规的单橡胶密封圈多了一重密封、延长了密封寿命，但是，结构复杂，制造难度大。 

另外一种形式的密封是机械密封。如专利US4516641、US4666001、US4923020，采用的是由两个橡胶供能密封圈和两个金属密封环组成的机械密封。其优点是动密封由金属密封面承担，延长了密封的寿命，缺点是制造难度大。 

专利CN101182756A采用金属弹簧蓄能圈作为静密封圈的同时为机械密封提供密封压力。其缺点与常规机械密封相同，制造难度较大。 

上述密封系统都要求轴承系统内的压力处于平衡的状态，以避免密封元件被挤压失效或密封面出现脱离现象。 

实用新型内容

本实用新型针对牙轮钻头上述密封中的不足，而提供了一种耐磨性极好、摩擦系数极低的牙轮钻头弹簧蓄能轴承密封圈。 

本实用新型的技术方案为：弹簧蓄能轴承密封圈设置在牙掌轴承、牙轮内孔和密封槽内，其不同之处在于所述的弹簧蓄能密封圈包含弹簧内圈和密封外壳。 

按上述方案，所述的弹簧蓄能密封圈包含弹簧内圈、密封外壳、中间填充物；所述的弹簧内圈的截面形状为U形、V形、○形、或椭圆形，由条状或圆形钢丝绕制而成；所述的弹簧内圈由不锈钢类合金制成；所述的密封外壳包含内凸缘、外密封唇、内密封唇；所述的密封外壳由高分子或超高分子的塑料类材料制作而成；所述的中间填充物由低硬度、耐高温的硅橡胶制作而成。 

本实用新型一种牙轮钻头弹簧蓄能轴承密封圈与现有技术相比的优点：采用在密封槽内安装一个弹簧蓄能轴承密封圈的技术，依靠密封圈的弹簧内圈张力给耐磨性极好、摩擦系数极低的塑料外壳提供密封力的方式，实现轴承的旋转密封。即具有制造简单的优点，又提高了轴承密封适应高转速的能力，延长了密封件的寿命和牙轮钻头的寿命。 

附图说明

图1是本实用新型的一种典型结构图。 

图2是弹簧蓄能密封圈的典型截面示意图。 

图3是本实用新型的第二种典型结构图。 

图4是本实用新型的第三种典型结构图。 

图5是中间装有填充物的弹簧蓄能密封圈的典型截面示意图。 

图6是采用U形弹簧内圈的弹簧蓄能密封圈典型截面图。 

图7是采用椭圆形弹簧内圈的弹簧蓄能密封圈典型截面图。 

图8是采用○形弹簧内圈的弹簧蓄能密封圈典型截面图。 

具体实施方式

图1是本实用新型的一种典型结构图。牙掌轴承1与牙轮内孔2配合，形成牙轮钻头的轴承。在轴承的根部有密封槽3，槽3内装有弹簧蓄能密封圈4。密封圈4的截面形状是V形的，其V形开口5朝着轴承的内部方向。弹簧蓄能密封圈是正向安装在密封槽中。 

图2是V形弹簧蓄能密封圈的截面示意图。弹簧蓄能密封圈由弹簧内圈8和密封外壳9组成。在外壳9上有内凸缘6、内密封唇18、外密封唇7。内凸缘6用于固定弹簧内圈8，外密封唇7、内密封唇18与密封槽接触，减少密封接触面积，提高密封圈适应高转速的能力。弹簧内圈8由片状不锈钢类别的钢材制作而成。如1Cr17Ni7、NiMo16Cr15W、CoCr20Ni15Mo等不锈钢。 

密封外壳9由耐高温、耐磨损、摩擦系数低的塑料类材质制作而成。如高分子或超高分子的聚四氟乙烯，且在聚四氟乙烯中填充一些能承受聚四氟乙烯烧结温度的添加剂，如玻璃纤维、金属、金属化氧化物、石墨、二硫化钼、碳纤维等。又如由聚醚醚酮、聚酰亚胺等塑料制作密封外壳。低摩擦系数提高了密封系统适应高转速的能力。 

图3是本实用新型的第二种典型结构图。图中牙掌轴承1、牙轮内孔2、密封槽3与图1中的相同。所不同的是，弹簧蓄能密封圈4是反向装在密封槽3中，其开口5朝着轴承的外部方向。