汽车系统及密封装置的制作方法

文档序号:15549930发布日期:2018-09-28 23:48阅读:151来源:国知局

本发明实施例涉及密封技术领域,尤其涉及一种汽车系统及密封装置。



背景技术:

轴封是防止泵轴与壳体处泄漏而设置的密封装置。常用的轴封型式有填料密封、机械密封和动力密封。轴封应用场景非常广泛,比如,用于汽车系统以及其他工业。

机械密封是利用两个平面互相摩擦运行的原理,达到密封的目的。旋转密封面安装于轴上,而固定密封面安装于密封壳体内。由于一个密封面是运动的,而另一个密封面是静止不动的,因此将这类密封称之为动态密封。

机械密封是流体机械和动力机械中的重要部件,对整个机械的正常运转至关重要。然而,密封装置泄漏仍然是一个严峻的问题,泄漏会造成工艺介质、润滑剂等资源浪费,并影响工作的安全性,污染周围环境,增加停工时间和生产成本,降低生产效率。

因此,如何提高密封装置的密封性能,成为亟需解决的技术问题。



技术实现要素:

本发明实施例解决的技术问题是提供一种汽车系统及密封装置,以提高密封装置的密封性能。

为解决上述问题,本发明实施例提供一种密封装置,包括:

骨架,呈环状结构,所述骨架包括支撑部和弹性部,所述支撑部和所述弹性部均呈环状结构,所述支撑部连接所述弹性部;

所述骨架可沿其径向方向发生弹性变形。

可选地,所述支撑部的外环面位于所述弹性部的外环面的外侧。

可选地,所述支撑部包括第一支撑部和第二支撑部,所述第一支撑部和所述第二支撑部均呈环状结构,所述第一支撑部和所述第二支撑部在轴向横截面上的投影有重叠区域;

所述弹性部的两端连接所述第一支撑部和所述第二支撑部。

可选地,所述第一支撑部包括第一轴向部和第一径向部,所述第一轴向部连接于所述第一径向部的外环面;

所述弹性部的两端连接所述第一径向部和所述第二支撑部,且所述第二支撑部位于所述第一轴向部的内侧;

所述第一轴向部的外环面位于所述弹性部的外环面的外侧。

可选地,所述弹性部上设置有刚性支架,所述刚性支架嵌入所述弹性部内。

可选地,还包括:

密封唇,呈环状结构,所述密封唇外表面连接所述支撑部。

可选地,所述密封唇包括防尘密封唇和主密封唇,所述防尘密封唇的外端面为所述密封装置的外端面的局部,所述主密封唇的内端面为所述密封装置的内端面的局部。

可选地,还包括腰部,所述密封唇通过所述腰部与所述支撑部连接。

可选地,还包括弹簧,所述弹簧设置于所述密封唇的外环面。

为解决上述问题,本发明实施例提供一种汽车系统,包括:

壳体以及如上所述的密封装置,所述密封装置的支撑部与所述壳体接触。

与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下优点:

本发明实施例所提供的汽车系统及密封装置,包括整体呈环状结构的骨架,骨架包括支撑部和弹性部,支撑部和弹性部均呈环状结构,支撑部与弹性部相连接,骨架能够沿其径向方向发生弹性变形。弹性部能够降低骨架的刚性,因而密封装置的变形能力提高。在密封装置工作过程中(比如,密封装置用于轴封体系),密封装置会与转动部件(比如轴)相接触,当转动部件有大跳动时,即当密封装置受到载荷冲击时,如果骨架的刚性很大,骨架在载荷作用力方向发生变形的空间有限,使得密封装置与转动部件之间在载荷作用力的影响下,磨损严重,本发明所提供的密封装置,骨架包括支撑部和弹性部,可沿载荷作用力的方向发生弹性变形,从而降低密封装置与转动部件之间的作用力,降低产生偏心磨损的风险以及密封装置泄露的风险,不但延长了密封装置的使用寿命,而且提高了密封装置的密封性能。

可选方案中,本发明实施例所提供的汽车系统及密封装置,所述弹性部上设置有刚性支架,所述刚性支架嵌入所述弹性部内。刚性支架使得弹性部的刚度提高,使得弹性部相对于支撑部的变形不会过大,保证与支撑部的连接牢固性。降低由于密封装置长时间工作,弹性部与支撑部连接处分离的风险。而且,刚性支架提高了整个骨架的支撑连接作用,同时弹性部又保证了整个骨架具有径向变形能力,当密封装置受到载荷的冲击时,骨架可沿载荷作用力的方向发生弹性变形,从而降低密封装置与转动部件之间产生偏心磨损的风险以及密封装置泄露的风险,不但延长了密封装置的使用寿命,而且提高了密封装置的密封性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是一种密封装置的剖视图;

图2是本发明一种实施例的密封装置的剖视图;

图3是本发明另一种实施例的密封装置的剖视图;

图4是本发明又一实施例的密封装置的剖视图。

其中:

1-骨架;3-连接部;6-密封唇;10-支撑部;110-第一支撑部;120-第二支撑部;1111-第一轴向部;1112-第一径向部;30-腰部;40-弹簧;50-弹性部;510-刚性支架;60-密封唇;610-主密封唇;620-防尘密封唇

具体实施方式

由背景技术可知,密封装置的密封性能仍有待提高。现结合一种密封装置,分析其密封性能仍有待提高的原因。

请参考图1,图1是一种密封装置的剖视图。

如图1所示,密封装置包括骨架1和密封唇6,骨架1和密封唇6通过连接部3相连接,密封装置整体为环状结构。当密封装置用作轴封时,骨架1与壳体接触,密封唇6与轴形成接触密封。

由于密封装置与轴在装配过程中,很难保证完全同心,因此在转动过程中,轴与密封装置之间难免会存在跳动。当轴转速过快时,加之装配又不同心,跳动幅度会越来越大,轴封一侧与轴接触更紧,轴与密封装置之间会产生较大的摩擦,因此,轴与密封装置之间会产生偏心磨损。恶劣工况下的跳动将导致轴封一侧磨损严重,导致泄漏。

当轴与密封装置之间存在大跳动时,由于完整的骨架1是由金属材料制成的,支撑力较大,因而整个密封装置的刚度较大,密封装置受到轴的载荷冲击时变形较小,故在大跳动的情形下,导致密封唇6磨损严重,甚至导致泄漏。

因此,为了提高密封装置的密封性能,密封装置必须能够快速适应跳动,故应降低整个密封装置的刚度,使密封装置具有较好的变形能力。

为了提高密封装置的密封性能,本发明实施例提供了一种汽车系统及密封装置,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参考图2至图4,图2是本发明一种实施例的密封装置的剖视图;图3是本发明另一种实施例的密封装置的剖视图;图4是本发明又一实施例的密封装置的剖视图。

如图2所示,本发明实施例提供了一种密封装置,包括:骨架,呈环状结构,所述骨架包括支撑部10和弹性部50,所述支撑部10和所述弹性部50均呈环状结构,所述支撑部10连接所述弹性部50;所述骨架能够沿其径向方向发生弹性变形。

需要说明的是,本文所述环状结构不但包括柱状环形,还包括锥状环形。本文所述的外环面指的是在径向方向上远离所述密封装置的轴线的一侧,内环面指的是在径向方向上靠近所述密封装置的轴线的一侧,如图2中所示的r方向为密封装置的径向。

所述支撑部10与所述弹性部50相连接,所述弹性部50可以位于所述支撑部10的外环面,也可位于所述支撑部10的内环面,所述支撑部10还可以嵌入所述弹性部50里,只要保证所述弹性部50与支撑部10形成一个整体骨架,整个骨架能够沿其径向方向发生弹性变形即可。

所述骨架能够沿其径向方向发生弹性变形,指的是所述骨架整体能够沿其径向方向发生弹性变形,而并非所述弹性部50能够沿其径向方向发生弹性变形,比如,当所述弹性部50附着于所述支撑部10的径向表面,但不附接于所述骨架的两端时,所述弹性部50可以发生弹性变形,而包括所述支撑部10和所述弹性部50的骨架整体却无法发生弹性变形,故该方案不在本发明的保护范围之内。

所述支撑部10的材料为金属材料,所述弹性部50的材料为橡胶材料。在一种实施例中,所述弹性部50的材料可以是丁腈橡胶,在其他实施例中,所述弹性部50还可以是氟橡胶,硅橡胶,氟硅橡胶或者三元乙丙橡胶。

所述支撑部10的数量可以是1个,也可以是2个或者多个。

如图2所示,当所述支撑部10的数量为2个时,即所述支撑部10包括第一支撑部110和第二支撑部120时,在所述密封装置的轴向横截面上,所述弹性部50可以与所述第一支撑部110位于同一平面上,所述弹性部50也可以与所述第二支撑部120位于同一平面上,所述弹性部50还可以同时与所述第一支撑部110和所述第二支撑部120位于同一平面上,或者,所述弹性部50既不和所述第一支撑部110在同一平面上,也不和所述第二支撑部120在同一平面上。只要保证所述第一支撑部110、第二支撑部120和弹性部50连接成为一个整体,整个骨架可沿其径向方向发生弹性变形即可。

当所述支撑部10的数量为多个时,所述弹性部50的数量也相应的增加,相邻的支撑部10之间通过所述弹性部50相连接。

所述密封装置设置于静止部件和转动部件之间,所述静止部件与所述密封装置相对静止,所述转动部件与所述密封装置相对转动。本实施例中,所述密封装置用于轴封,所述静止部件为壳体,所述转动部件为轴。在其他实施例中,所述密封装置还可以用于轴承密封,即所述静止部件为轴承外圈,所述转动部件为轴承内圈。如无特殊说明,以下均以轴封为例对实施例进行详细阐述。

本发明实施例所提供的密封装置,由于在所述支撑部10上连接了弹性部50,故能够降低骨架整体的刚性,因而密封装置的变形能力提高。当密封装置在工作过程中受到载荷的冲击时,骨架可沿载荷作用力的方向发生弹性变形,从而降低密封装置与转动部件之间产生偏心磨损的风险,因而降低了密封装置泄露的风险,不但延长了密封装置的使用寿命,而且提高了密封装置的密封性能。

继续参考图2,在一种实施例中,所述支撑部10的外环面位于所述弹性部的外环面的外侧。

以图2为例,图2中的密封装置的上方为外侧,下方为内侧。

通过使所述支撑部10的外环面位于所述弹性部50的外环面的外侧,可以使支撑部10的外环面直接与壳体接触。所述支撑部10的靠近其轴线的一端可以直接与所述弹性部50连接,或者所述支撑部10靠近其轴线的一端也可以嵌入所述弹性部50中,只要保证所述支撑部10的远离其轴线的一端能够直接与壳体接触即可。

通过使所述支撑部10直接与壳体接触,避免了弹性部50直接与壳体接触导致的密封装置旋转过程中带动弹性部50一起旋转,导致密封装置与骨架间形成相对转动。因此,通过使所述支撑部10的外环面位于所述弹性部50的外环面的外侧,使得所述骨架与壳体的结合面更牢固,从而提高了整个密封装置的密封性能。

在一种实施例中,所述支撑部10包括第一支撑部110和第二支撑部120,所述第一支撑部110和所述第二支撑部120均呈环状结构,所述第一支撑部110和所述第二支撑部120在轴向横截面上的投影有重叠区域;所述弹性部50的两端连接所述第一支撑部110和所述第二支撑部120。

所述第一支撑部110可以是柱状环形,也可以是锥状环形。所述第二支撑部120可以是柱状环形,也可以是锥状环形。所述第一支撑部110的外环面与壳体接触,所述弹性部50的两端连接所述第一支撑部110和第二支撑部120,所述弹性部50可以是柱状环形,也可以是锥状环形。

当所述第一支撑部110和所述第二支撑部120均为柱状环形时,若所述第一支撑部110、所述第二支撑部120及所述弹性部50位于骨架同一轴向横截面上时,所述第一支撑部110和所述第二支撑部120在轴向横截面上的投影无重叠。

当所述第一支撑部110和所述第二支撑部120的形状为锥状环形,沿密封装置的径向截面方向,所述第一支撑部110、所述第二支撑部120及所述弹性部50位于同一斜线时,所述第一支撑部110和所述第二支撑部120在轴向横截面上的投影无重叠。

如图2所示,在所述密封装置的轴向方向上,可以是第一支撑部110位于所述密封装置的外端面,所述第二支撑部120位于所述密封装置的内端面;也可以是所述第二支撑部120位于所述密封装置的外端面,所述第一支撑部110位于所述密封装置的内端面。

需要说明的是,图2中所示的a方向为密封装置的轴向,油脂位于密封装置的右侧,水泥、灰尘等污物位于密封装置的左侧,即密封装置的外端面为图2中密封装置的左侧端面,密封装置的内端面为图2中密封装置的右侧端面。

由于整个密封装置的高度有限,通过使所述第一支撑部110和所述第二支撑部120在密封装置的轴向横截面上有投影,可以避免弹性部50占用支撑部10在径向方向上的高度,避免骨架两端的支撑部10高度降低导致整个骨架刚性下降,支撑作用降低。由于保证了支撑部10在径向方向上的高度,从而保证整个骨架的刚性;而且弹性部50的存在又保证了所述密封装置在遇到载荷冲击时能够及时产生形变,以降低接触处的摩擦磨损,从而提高了所述密封装置的密封性能。

继续参考图2,在一种实施例中,所述第一支撑部110包括第一轴向部1111和第一径向部1112,所述第一轴向部1111连接于所述第一径向部1112的外环面;

所述弹性部50的两端连接所述第一径向部1112和所述第二支撑部120,且所述第二支撑120部位于所述第一轴向部1111的内侧;

所述第一轴向部1111的外环面位于所述弹性部50的外侧面。

所述第一轴向部1111与壳体接触,所述第一轴向部1111与壳体为过盈配合,所述第一轴向部1111沿轴向方向水平延伸,增大了密封装置与壳体的接触面积,使所述第一轴向部1111与所述壳体接触更牢固,提高了骨架的支撑作用,从而提高了密封装置的密封性能。

所述第一径向部1112也可以为锥状环形,即所述第一径向部1112与所述第一轴向部1111的夹角在0°-180°之间。

所述第二支撑120部位于所述第一轴向部1111的内侧,关于内侧的说明请参考上文,在此不再赘述。

为了便于成型,在一种具体实施例中,在所述密封装置的径向方向上,所述第一径向部1112垂直于第一轴向部1111,即所述第一径向部1112与所述第一轴向部1111的夹角为直角。

所述弹性部50的两端连接所述第一径向部1112和所述第二支撑部120。所述弹性部50可以是柱状环形,也可以是锥状环形,即在所述密封装置的径向截面上,所述弹性部50可以水平连接所述第一径向部1112和所述第二支撑部120,也可以倾斜连接所述第一径向部1112和所述第二支撑部120。

所述弹性部50在径向方向上的厚度不宜过厚,也不宜过薄,当厚度过薄时,所述弹性部50与所述支撑部10之间的连接牢固性不好,在所述密封装置旋转过程中,所述弹性部50与所述第二支撑部120连接的一端就可能产生撕裂,若是厚度适中,即使弹性部50发生局部撕裂,所述弹性部50与所述第二支撑部120整体依然相连接,从而提高设备运行中的安全。当弹性部50的厚度过厚时,虽然整个骨架可变形的能力提高,但是会浪费材料,增加成本。因此,弹性部50的厚度由生产工艺而定。

请参考图3,在一种具体实施例中,所述弹性部50上设置有刚性支架510,所述刚性支架510嵌入所述弹性部50内。

在本实施例中,所述刚性支架510的数量为一个,在其他实施例中,所述刚性支架510的数量还可以是2个或者多个。

通过在所述弹性部50上设置刚性支架510,且所述刚性支架510嵌入所述弹性部50内,能够提高所述弹性部50与所述第一支撑部110和所述第二支撑部120之间的连接稳定性。刚性支架510使得弹性部50的刚度提高,使得弹性部50与第一支撑部110和第二支撑部120的连接更牢固,当密封装置长时间工作时,弹性部50与第二支撑部120连接处分离的风险降低。而且,刚性支架510提高了整个骨架的支撑连接作用,同时弹性部50又保证了整个骨架具有径向变形能力,当密封装置受到载荷的冲击时,骨架可沿载荷作用力的方向发生弹性变形,从而降低密封装置与转动部件之间产生偏心磨损的风险,因而降低了密封装置泄露的风险,提高了密封装置的寿命,因而提高了密封装置的密封性能。

在本发明所提供的实施例中,所述密封装置还包括密封唇60,呈环状结构,所述密封唇60外表面连接所述支撑部10。

在本实施例中,所述支撑部10包括第一支撑部110和第二支撑部120,所述密封唇60外表面连接所述第二支撑部120。在其他实施例中,当所述支撑部10的数量为1个时,所述密封唇60连接所述支撑部10。所述密封唇60的材料为橡胶材料。

在轴承工作过程中,所述密封唇60内表面与轴(未标示)相接触,所述密封唇60与所述轴之间形成接触密封,不但能够防止油泄漏,也可以起到防止外界灰尘、水泥等污物进入的作用。

需要说明的是,本文所述的外表面指的是在径向方向上远离所述密封装置的轴线的一侧,内表面指的是在径向方向上靠近所述密封装置的轴线的一侧。

请参考图4,在一种具体实施例中,所述密封唇60包括防尘密封唇620和主密封唇610,所述防尘密封唇620的外端面为所述密封装置的外端面的局部,所述主密封唇610的内端面为所述密封装置的内端面的局部。

所述主密封唇610与所述轴形成接触密封,所述防尘密封唇620与所述轴形成接触密封。所述防尘密封唇620可以过滤掉大的灰尘,防止灰尘进入主密封唇610与轴磨损,导致密封装置泄漏。

在一种实施例中,所述防尘密封唇620的数量为一个,在其他实施例中,所述防尘密封唇620的数量还可以为2个或者多个。通过增加所述防尘密封唇620的数量,能够构建多重密封屏障,从而进一步提高所述密封装置的密封性能。

关于外端面和内端面的说明详见上文,在此不再赘述。

在一种具体实施例中,所述密封装置还包括弹簧40(如图2所示),所述弹簧40呈环状,所述弹簧40设置于所述主密封唇610的外环面。由于所述主密封唇610是靠自身的弹性力与所述轴接触,所述弹簧40可以通过弹性力使所述主密封唇610与所述轴的接触更紧密,进而提高所述主密封唇610的密封性能。

在一种具体实施例中,所述密封装置还包括腰部30(如图2所示),所述密封唇60通过所述腰部30与所述第二支撑部120连接。所述腰部30为橡胶材料。在其他实施例中,比如支撑部10的数量为1个时,所述腰部30直接与支撑部10相连。当然,在一种实施例中,所述腰部30的厚度也可以适当变薄,从而增加整个密封装置的变形能力,提高密封装置的密封性能。

本发明实施例还提供一种汽车系统,包括壳体以及前述的密封装置,所述密封装置的支撑部10与所述壳体接触。所述密封装置的骨架包括支撑部10和弹性部50,支撑部10和弹性部50均呈环状结构,支撑部10与弹性部50相连接,骨架可沿其径向方向发生弹性变形。所述密封装置用于汽车系统中的轴封,弹性部50能够降低骨架的刚性,因而密封装置的变形能力提高。在密封装置工作过程中,密封装置会与轴形成接触密封,当轴出现较大跳动时,密封装置会受到载荷的冲击,此时骨架可沿载荷作用力的方向及时发生弹性变形,从而降低密封装置与轴之间产生偏心磨损的风险,因而降低了密封装置泄露的风险,提高了密封装置的寿命,因而提高了密封装置的密封性能。

虽然本发明实施例披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

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