带有套筒的液压密封装置的制作方法

文档序号:5776779阅读:351来源:国知局
专利名称:带有套筒的液压密封装置的制作方法
技术领域
在目前所知的带有连接保持套筒的液压连接管密封装置中,要用到由弹性材料制成的垫圈,该垫圈通常由管状连接的圆柱部分和连接配件构成,垫圈开口的直径小于管状部分的内径,这样可以在开口周围建立一个内部环状凸拱。管状的圆柱部分被挤压进由两个连接体中的第一个提供的圆柱形容纳底座中,在该两个连接体之间,当一个连接体的底部被弹性地推挤而抵靠另一个连接体时需要建立起液压保持。当没有液压力时,垫圈必须产生的、作用在第二连接体上的弹性力由在管连接套筒和第一管的底座和垫圈底部的环形凸拱之间的介质内嵌入的弹簧产生。当系统产生内部压力时,容纳底座和根部开口部分之间的压差产生施加到垫圈上的附加力,使其更加靠向第二连接体。
这些保持装置因其有效性得到了广泛的应用,但的确也存在很多的不便。当该垫圈工作于其中的两个保持部件以任何方式发生移动时,垫圈往往会被拖拽,且当其保持在容纳底座上的保持力不足以将其保持到位时就有损坏的风险。这样,保持的能力被减弱,引起的泄漏导致垫圈底座腐蚀,腐蚀又使保持力变小。在某些情况下,垫圈甚至会被拖出其底座并通过其部件发生泄漏。因为需要给弹簧留有足够的空间,垫圈的管状部分的尺寸无法做得太大,这使得垫圈更容易受到变形。此外,弹簧的存在会扰乱经过垫圈的流动,产生对流体自然流动的阻力,甚至会产生噪音。需要将垫圈与相关的弹簧一起安装增加了安装工作的困难,以致用任何工艺方式都无法安装。最后,对弹簧进行精确的校准非常困难,这就意味着为了确保其正常工作,不得不使用最有力的弹簧,这样又必然在动态保持装置的情况下使运动阻力增加。
我们曾试图通过对垫圈的内部采取适当的手段而代替弹簧,关键性地将其设置成弹性地压靠于容纳底座的底部来解决这些不便,但由于无法获得垫圈的任何程度上的确定性及任何合适及充分的要求性能(solicitation),结果并不令人满意。

发明内容
本发明的目的是通过向现有所知的连接液压密封装置赋予一些附加的有用的功能来消除上文提及的连接液压密封装置的各种不便。更具体地说,目的之一就是确保垫圈更有效地附着在其容纳底座上以避免由于变形而产生损坏的任何趋势。另一个目的是考虑取消弹簧及由此取消带来的所有的不便,同时保证垫圈被充分地激励而便于能够以合适的工艺方式使用的该密封装置的安装。还有一个目的是使垫圈按照需要充分地增加厚度因此而增加其阻力。在一些特定的模式中,目的之一是使装置具备改变压力大小的能力,以此减小产生的相关噪音。
在必须使用弹性材料连接以及必须有该同一个连接的在开口和底部之间延伸的容纳底座的保持密封装置中,本发明的主要目的通过以下事实达到,在工作条件下容纳底座呈现自开口向内底逐渐变窄的横截面,至少在合适高度的水平面上,该横截面小于由垫圈在同一高度的水平面上呈现的横截面。
由于这些特性,在工作条件下,嵌入容纳底座的垫圈接收至少在某个水平上的使其横截面减小的径向压力。由于容纳底座的横截面自开口至底部逐渐减小而导致的底座壁的倾斜,该主径向力也提供一个轴向分力,此分力朝向底座的开口,有将垫圈推出容纳底座的趋势。这样,就可以通过选择合适的部件尺寸和结构以及构成垫圈的材料而保证所述轴向分力足以替代通常为达到此目的而采用的但现在可省略的弹簧的作用。垫圈成为唯一必须嵌入容纳底座的部件的事实大大方便了安装工作,这意味着通过某个工艺方式就可以容易地完成安装,无须再为必须在流体中插入弹簧而烦恼,也不再有噪音的问题。被压向内部的径向的垫圈有效地附着到容纳底座的壁上并以此固定,避免任何变形或被推出其底座的趋势。此外,因为无须再在垫圈内部为弹簧预留额外的空间,垫圈壁可以做得比通常更厚,使垫圈有更大的硬度。这还意味着可以自由地选择垫圈的内部形状,使垫圈更便于流体通过。
根据本发明的机械保持装置中使用的密封管状连接保持套筒可具有圆柱形的径向外表面。在这种情况下,如果已知的管状密封垫圈的有机特性被认为是充分的,就可以在符合本发明的保持装置中使用该种商业化的垫圈,商业化的垫圈因节省而具有较强的经济性优点。该商业化垫圈本欲使用弹簧,但现在也可不使用弹簧。
然而,正如容纳底座的情况一样,符合本发明的密封保持装置中使用的连接保持套筒垫圈可呈现径向外表面,尺寸自垫圈的轴向外端向轴向内端减小。即使在这种情况下,也可以在工作条件下得到一个施加到垫圈上的有用的轴向分力,只要符合上述工作条件且在工作条件下至少在某些水平上容纳底座的横截面小于在同一水平上的垫圈呈现的横截面。
容纳底座的表面可以具有直线形的母线,因此具有锥体的构型,或者具有朝向底座内侧取向的稍许弯曲,凹形或凸形的母线。
类似地,垫圈的径向外表面也可具有直线形的母线,因此具有圆柱形结构或截顶圆锥形构型的形状;也可具有朝向外侧取向的稍许弯曲,凹形或凸形的母线。
为了减小与容纳底座的磨损,垫圈的径向外表面还可以呈现缩进形的截面。这些缩进部分不会损害垫圈对容纳底座壁的有用的附着,只要至少靠近垫圈端面处水平的附着能得到保证。
这些垫圈径向外表面上的缩进部分的尺寸可以是很显著的。这种情况下,这些部分确定了可保持一定数量的空气的空间,这些空气可使垫圈具有重要的抗噪特性,因为它可以吸收产生噪音的微小的压力变化。此外,这些由垫圈外表面的缩进部分形成的空间还可容纳少量油脂或其它润滑剂,有助于垫圈的径向外表面在容纳底座壁上滑动。
在垫圈的径向外表面上的缩进部分相当显著的情况下,就可以有利地通过轴向延伸而把缩进部分连接到一起。
考虑到下文对现有条件下说明实施本发明的最佳方式的说明性实施例的详细描述,本发明的其他特色和优点对本技术领域的熟练者来说是很明显的。
附图简要说明附图的详述参照了下列各图,其中

图1说明已知的带有连接保持套筒垫圈的保持装置的横截面;图2说明根据图1的连接保持套筒垫圈和作为保持装置的一部分的相应的弹簧;图3说明根据本发明的说明性实施例的保持装置在安装的初始阶段的横截面;图4类似地说明在安装的中间阶段的图3中的保持装置;图5类似地说明在最终的工作阶段的图3中的保持装置图6说明能对连接保持套筒垫圈进行的可能的修改;图7说明可用于本发明中作为保持装置的商业化连接保持套筒垫圈的轴向剖面图;图8至图10说明能对连接保持套筒垫圈进行的修改;图11说明相关于配备轴向延伸的垫圈的轴线的横截面。
具体实施例方式
图1和图2描绘了一种不带有连接保持套筒的密封装置。在图I及以下的图3和图5中,字母A代表第一元件或部件,对于元件A和由字母B代表的与其配合的第二元件或部件必须建立液压保持,两者都安装在C的周围,C是流体必须从中流过的区域。元件A和B可设置为一个不能在另一个上移动,或其中之一可专用于将一个元件连接到另一个元件的移动。这些相应的可移动或不可移动的可能性确定了由该密封实现的液压保持是静态的还是动态的。
在图1和图2中,字母G代表已知型式的连接保持套筒垫圈,该垫圈必须有嵌入到元件A中具有类似圆柱形的底座中的管状圆柱形的结构和旨在受到推动而抵靠元件B的表面的根部,并且配备与流体的流动在其中发生的通道C相对应的开口。垫圈的弹性带来的唯一结果是相对于容纳垫圈的底座而保持垫圈G,且垫圈弹性压靠底座壁的力必须较弱,否则垫圈就不可能嵌入到底座里。一定程度的变形以后很可能会导致垫圈最终的泄漏。此外,垫圈G必须受到推动而抵靠元件B的力必须由容纳在其内部的弹簧M施加。这样图2中的G和M的组合体必须嵌入到容纳底座中,因此极大地阻碍了嵌入工艺的操作。很明显的还有,垫圈G内的弹簧M阻碍了流经通道C的流体的流动,引起扰动甚至噪音。
在本发明的申请中,如图3中所清楚地表明,本垫圈的容纳底座呈现一个自开口2延伸至根部3的壁1。因为底座呈现出自开口2向根部3逐渐变窄的横截面,所以壁1是倾斜的。在本实例中,壁1的母线为直线形,故壁的形状为截顶的锥体形。
在一个实例中,所使用的垫圈是商业化的类型,意味着与图1、2中的垫圈G相同。该垫圈呈现带有径向外表面5的管状部分4和呈现开口7的底根部6。由于开口7的截面小于管状部分4的内截面,在开口7的周围呈现一个环状的表面7’,在已知的装置中,表面7’就是弹簧M作用的表面。
垫圈4-7被抵靠着容纳底座的开口2放置(图3),然后被推向内部(图4)。由于在说明性的实施例装置中不再存在先前已知装置中的弹簧的事实,因此这一操作容易通过工艺性的措施实现。当垫圈4-7被推入容纳底座内部时,该垫圈与逐渐变小的底座外壁1的截面相接合,一个逐渐变大的朝向中心的力施加到垫圈的部分4上使垫圈紧固。由于壁1呈现倾斜的事实,施加到垫圈的部分4上的力呈现沿圆周指向中心的较大的分力,但也呈现轴向的指向开口2的分力,该分力将垫圈推向外部。因此该力的轴向分力类似于已知装置中弹簧M施加的力。通过考虑构成垫圈的材料的弹性效应和摩擦系数而合适地选择壁1的倾斜度,就可以在装置的工作结构下(图5)获得一个轴向分力,也就是说当第二元件B被抵靠着垫圈放置时,该分力足以代替取消的弹簧M的地位。
在这种条件下,垫圈紧密地附着在底座的壁1上并得到底座有效的保持,因此确保不产生垫圈的变形。此外,通过使用如本实例中的商业化垫圈,注意到弹簧的取消可使更多的流体流过。
从图6中可以看出,垫圈的部分4的外表面5上可以有一个缩回或缩进部分8,该缩进部分8限制了与容纳底座接触的接触表面,因此减小了摩擦。
可以采用图7中表示的前述商业化类型的垫圈以达到更大的经济上的节省,但是本发明的申请也能够采用更有利的垫圈结构。
如图8中所示,由于无须考虑弹簧的内部空间,垫圈的壁4可以被选择为显著加厚以增强其阻力和稳定性。此外,壁4的内表面9可以自垫圈的轴向里端(图中较低部分)至位于轴向外端(图中较高部分)的开口7呈现逐渐变窄,这样就使得内部通道结构更有助于容易让流体流过。
如图9所示,在壁4的外表面5上可看到一些具有可观的不同容积的缩进部分10,这些缩进部分可以截留一定量的空气,空气给予垫圈吸收压力变化的能力,而该压力通常会产生噪音。
类似地,根据图10可看到单个尺寸较大的缩进部分11,在缩进部分11(或缩进部分11的全体)会过分减弱垫圈的强度或妨碍垫圈嵌入到容纳底座中的情况下,如图11所示,可看出垫圈可以通过沿轴线走向的肋12得到加强。
必须理解,本发明并不局限于以上实例中描述和说明的实现形式。一些可能的修改在上文的描述过程中已经被提及,而在本技术领域的任何技术人员能够达到的范围之内还可以进行其他修改。这些和其他的修改可以由本领域技术人员作为类似技术的替代可被添加到上文的描述和说明中而不背离本发明的范围和本专利的意义。
权利要求
1.一种旨在在流体从中流过的两个元件之间建立静态或动态液压保持的密封装置,该密封装置配备弹性材料制成的连接保持套筒及适合该套筒的容纳底座;在上述两个元件中的一个内,所述套筒在出入口与内部之间延伸;其特征在于,所述容纳底座的截面呈现自开口向内根部逐渐变窄的形状,至少在某些高度的水平面上,在工作条件下该截面小于同一高度的水平面上垫圈呈现的截面。
2.如权利要求1所述的密封装置,其特征在于,所述连接套筒垫圈呈现圆柱形的径向外表面。
3.如权利要求2所述的密封装置,其特征在于,所述连接套筒垫圈是商业型的连接套筒垫圈。
4.如权利要求1所述的密封装置,其特征在于,所述连接套筒垫圈的径向外表面呈现自垫圈的轴向外端向轴向内端逐渐变窄的形状。
5.如权利要求1所述的密封装置,其特征在于,所述容纳底座呈现具有直线形母线的表面,因此具有截顶圆锥构型。
6.如权利要求1的密封装置,其特征在于,所述容纳底座的表面呈现具有在朝着底座内部的凹和凸的方向上稍许弯曲的母线的表面。
7.如权利要求1所述的密封装置,其特征在于,所述垫圈呈现具有直线形母线的径向外表面,因此具有圆柱或截顶圆锥的构型。
8.如权利要求1所述的密封装置,其特征在于,所述垫圈呈现具有朝向外侧的稍许弯曲,凹形或凸形的母线的径向外表面。
9.如权利要求1所述的密封装置,其特征在于,所述垫圈的径向外表面呈现一定数量的缩进部分。
10.如权利要求9所述的密封装置,其特征在于,所述垫圈的径向外表面的缩进部分确定了一些空间,该空间了封闭一定数量的空气,从而赋予所述垫圈防噪音的性能。
11.如权利要求9所述的密封装置,其特征在于,所述垫圈的径向外表面的缩进部分确定了一些空间,该空间了容纳少量油脂或其它类似的润滑剂。
12.如权利要求9所述的密封装置,其特征在于,所述垫圈的径向外表面的缩进部分通过径向延伸的肋连接在一起。
13.如上述一个或多个权利要求所述的密封装置,其特征在于,所述垫圈的径向内表面的形状采取有利于和便于流体流动的形式。
14.一种旨在在两个设置成引导流体流动的元件之间建立静态或动态液压保持的密封装置,其特征在于,该密封装置具有诸如上文描述和附图中提到的特点、配置和功能,也可以通过组合或单独的具有所有这些特点、配置和功能的类似等效技术替代。
15.一种构造成在第一和第二组件之间提供流体密封的密封装置,其特征在于,该密封装置包括形成在第一个组件内并包括限定开口的壁的容纳底座在所述容纳底座的开口内延伸的垫圈,该垫圈包括管状部分,该管状部分具有外表面并被构造成能使第一和第二组件之间的流体流动;以及其中容纳底座的壁相对于所述垫圈的外表面具有角度,用于提供使所述垫圈离开第一组件并朝向第二元件偏移的轴向力。
16.如权利要求15所述的密封装置,其特征在于,其中容纳底座和垫圈中的至少一个具有截顶圆锥形的横截面。
17.如权利要求15所述的密封装置,其特征在于,其中所述容纳底座具有从开口向第二组件内逐渐变窄的横截面,且所述垫圈具有大于所述底座横截面的至少一部分的横截面。
18.如权利要求15所述的密封装置,其特征在于,其中所述垫圈的外表面是圆柱形。
19.如权利要求15所述的密封装置,其特征在于,其中所述垫圈的外表面沿其轴向在从第一组件到第二组件的方向上逐渐变窄。
20.如权利要求15所述的密封装置,其特征在于,其中所述容纳底座的壁包括具有由至少一条直线母线限定的截顶圆锥构型的表面。
21.如权利要求15所述的密封装置,其特征在于,其中所述容纳底座的壁包括由至少一条具有朝着所述底座内部凹和凸方向上具有曲率的母线限定的表面。
22.如权利要求15所述的密封装置,其特征在于,其中所述垫圈的外表面具有由至少一条直线母线限定的截顶圆锥的构型。
23.如权利要求15所述的密封装置,其特征在于,其中所述垫圈的外表面由至少一条具有曲率的母线限定。
24.如权利要求15所述的密封装置,其特征在于,其中所述垫圈的外表面包括多个缩进部分。
25.如权利要求24所述的密封装置,其特征在于,其中多个缩进部分限定空间,该空间构造成封闭空气从而防止噪音产生。
26.如权利要求24所述的密封装置,其特征在于,其中多个缩进部分限定空间,该空间构造成容纳润滑剂。
27.如权利要求24所述的密封装置,其特征在于,该密封装置进一步包括沿径向延伸并连接多个缩进部分的肋。
28.一种构造成在第一组件和第二组件之间延伸的密封装置,其特征在于,该密封装置包括由第一组件支撑并包括限定开口的壁的容纳底座,该壁具有截顶圆锥部分;在所述容纳底座的开口内延伸的垫圈,该垫圈包括具有外表面的管状部分;以及其中所述容纳底座壁的截顶圆锥部分构造成提供将所述垫圈朝向所述第二组件偏移的轴向力,和将所述垫圈朝向所述开口的中心轴偏移的径向力。
29.如权利要求28所述的密封装置,其特征在于,其中所述垫圈的外表面是圆柱形。
30.如权利要求28所述的密封装置,其特征在于,其中所述垫圈的外表面是截顶圆锥形。
31.如权利要求28所述的密封装置,其特征在于,其中垫圈的外表面包括多个缩进部分。
32.如权利要求31所述的密封装置,其特征在于,其中多个缩进部分限定空间,该空间构造成封闭空气从而减小噪音。
33.如权利要求31所述的密封装置,其特征在于,其中所述多个缩进部分限定空间,该空间构造成容纳润滑剂。
34.如权利要求31所述的密封装置,其特征在于,该密封装置进一步包括沿径向延伸并连接多个缩进部分的肋。
全文摘要
一种用于在两个在其中输送流体的导管(A和B)之间建立静态或动态液压密封的密封装置;该密封装置配备用弹性材料制成的套筒,套筒安装在合适的凹形容纳底座里,整个装置呈现自外边缘线(2)向内部深度(3)尺寸逐渐变窄的截面。连接保持套筒呈圆柱形的径向外表面(5),甚至最终可以是商业化类型的连接套筒;或者可以具有从连接端朝向相应的内部轴向端逐渐轴向变窄的径向外表面。保持底座和套筒的径向外表面(5)都可以具有直线的或稍许弯曲的凹形或凸形的母线。套筒的径向外表面(5)可以呈现一些缩进部分(8,10,11),该缩进部分最终可封闭空气或润滑剂,以及可通过在轴向延伸的肋(12)彼此连接。
文档编号F16J15/34GK1981148SQ200580020441
公开日2007年6月13日 申请日期2005年4月22日 优先权日2004年4月22日
发明者阿尔方斯·克纳普 申请人:格维皮公司
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