軸承隔離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軸承保護(hù)裝置及其在轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備中的使用，尤其涉及防止流體或固體進(jìn)入或排出空腔從而防止不當(dāng)?shù)負(fù)p害設(shè)備壽命的裝置。該裝置通常還被稱為軸承密封或軸承隔離裝置。該轉(zhuǎn)動(dòng)密封的使用超出對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備中的軸承的保護(hù)的范圍。因此，盡管下文被稱為軸承隔離裝置，應(yīng)理解的是本發(fā)明使用的該術(shù)語可涉及更寬泛的使用范圍?？梢愿爬ǖ厥褂眯g(shù)語隔離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隔離裝置或軸承隔離裝置通常被用于防止流體、固體和/或碎片進(jìn)入軸承腔中，同時(shí)防止流體和/或固體從支撐體腔中排出。通常軸承隔離裝置阻止水和灰塵顆粒進(jìn)入軸承腔以及阻止脂或油從軸承腔中滲出。
[0003]存在兩種通常使用類型的軸承保護(hù)裝置，其分別是:排斥或迷宮軸承隔離裝置和機(jī)械密封軸承隔離裝置。在本申請(qǐng)中描述的發(fā)明涉及前者即迷宮軸承式設(shè)計(jì)，其包括轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜止部件，兩者具有逆相似的輪廓，從而能夠裝配在一起形成復(fù)雜的或曲折的路徑。
[0004]已經(jīng)得知的是，當(dāng)軸承腔在使用時(shí)，軸承腔內(nèi)部的溫度升高至周圍環(huán)境的溫度以上。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)在軸承腔與環(huán)境之間形成壓力差，因此在軸承腔中存在更高的壓力。為了釋放該壓力可以使用靜態(tài)截止裝置，如在專利US20100219585A1中詳細(xì)描述的。
[0005]可以使用更簡單的O形密封圈與該發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜止部件接觸，使得O形圈位于兩個(gè)表面上從而當(dāng)軸承未被使用時(shí)形成密封。當(dāng)軸承被使用時(shí)O形圈動(dòng)態(tài)地升高離開轉(zhuǎn)動(dòng)部件的接觸表面從而形成可釋放壓力的路徑。
[0006]參考專利W02008155530A1和US3044787，其中描述了 O形密封圈被保持在傾斜角度面上從而在動(dòng)態(tài)操作中在兩個(gè)表面之間形成微間隙。
[0007]以下方式是有利的，S卩，使用的所有軸承隔離裝置能夠在被組裝時(shí)其形成單件，從而減少干涉、損壞或部件丟失的可能性。實(shí)現(xiàn)上述方式的方法包括但不限于使用簧環(huán)或聚四氟乙烯環(huán)以形成互鎖部分。使用諸如簧環(huán)或聚四氟乙烯還的專門部件的方法往往較昂貴并且增加供應(yīng)鏈的復(fù)雜性。還注意到聚四氟乙烯罩的公差對(duì)密封的性能具有影響，并且因?yàn)橛谢森h(huán)，有必要將其定位成相對(duì)靜止。
[0008]參考專利W02012075254，其中描述了包括能夠互鎖的定子和轉(zhuǎn)子的迷宮式軸承保護(hù)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明涉及包括相對(duì)于殼體固定的靜止部件和相對(duì)于軸固定的轉(zhuǎn)動(dòng)部件的裝置，靜止部件和轉(zhuǎn)動(dòng)部件相對(duì)于彼此被軸向保持，其中，將轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子相對(duì)彼此被軸向保持的手段是通過接觸面，使得定子和轉(zhuǎn)子之間的最小軸向距離是基本上恒定的，并且接觸環(huán)形面被設(shè)計(jì)成最初磨損至這種程度，從而在定子和轉(zhuǎn)子之間形成微間隙。使用優(yōu)選環(huán)形的接觸面能夠利用各部件的接觸使各部件對(duì)準(zhǔn)從而保證各部件被準(zhǔn)確定位?？梢跃哂幸讚p部分或尖端的接觸表面保證了部件之間的準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)，因?yàn)榄h(huán)形表面可以使用足夠的力定位從而保證其處于適當(dāng)位置，而不存在不對(duì)準(zhǔn)或由于施力過大的危險(xiǎn)。當(dāng)裝置隨后被第一次操作時(shí)，表面或尖端被磨損掉并且形成間隙以允許各部件自由轉(zhuǎn)動(dòng)。該對(duì)準(zhǔn)輔助在各部件以平行表面布置的情況下是尤其有利的，因?yàn)榉瞧叫卸ㄎ坏奈ｋU(xiǎn)被降低。
[0010]具有易損表面的部件可以通過比與其接觸的表面軟的材料形成，從而保證其在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)被磨損掉?；蛘?，易損表面可以包括施加至部件部分的表面涂層，使得部件可以包括與在工作中通過磨損容易地除去的易損表面相同的材料。
[0011 ]更加優(yōu)選地，接觸環(huán)形面被設(shè)計(jì)成在初始階段磨損至這種程度，從而在定子和轉(zhuǎn)子之間形成微間隙。磨損表面一方面幫助形成內(nèi)部間隙并且另一方面更好地防止流體和/或固體進(jìn)入。
[0012]本發(fā)明可擴(kuò)展至用于控制流體流動(dòng)的隔離裝置，其中，隔離裝置包括相對(duì)于殼體固定的靜止部件和相對(duì)于軸固定的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，靜止部件和轉(zhuǎn)動(dòng)部件相對(duì)于彼此被軸向保持，其中，提供環(huán)形密封件，該環(huán)形密封件具有與靜止部件和轉(zhuǎn)動(dòng)部件均接觸的第一部分以及與靜止部件和轉(zhuǎn)動(dòng)部件兩者或者其中一者接觸的第二部分，其中，靜止部件和轉(zhuǎn)動(dòng)部件的輪廓被構(gòu)造成在其之間形成流動(dòng)路徑，并且該流動(dòng)路徑具有至少一個(gè)減緩?fù)ㄟ^其中的流體的流動(dòng)的特征。使用減緩?fù)ㄟ^流動(dòng)路徑的流動(dòng)的至少一個(gè)特征允許增加過濾機(jī)構(gòu)以減小潛在的有害固體和/或流體通過系統(tǒng)進(jìn)入的風(fēng)險(xiǎn)。流動(dòng)路徑可以包括彎曲部、角部、弧曲部、隔擋部、突出部、漸縮部、過濾器和/或其他諸如曲折形狀的部件。
[0013]環(huán)形密封件從第一位置移動(dòng)至第二位置的能力提供了壓力釋放系統(tǒng)，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)部件相對(duì)于靜止部件旋轉(zhuǎn)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的軸承隔離裝置用于阻止靜止件與旋轉(zhuǎn)件之間的流體流動(dòng)，其中該靜止件在此指殼體，旋轉(zhuǎn)件在此指軸，其中包含在密封靜止部件，該密封靜止部件在此指定子，該密封靜止部件相對(duì)于殼體固定使其可作為第一密封件，還包含轉(zhuǎn)動(dòng)部件，在此指轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)動(dòng)部件相對(duì)于軸固定使其可作為第二密封件，第三環(huán)形密封件在軸處于固定不動(dòng)的情況下且在第二狀態(tài)下可以與定子和轉(zhuǎn)子均接觸，而在軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，其在與定子和轉(zhuǎn)子兩者或其中一者接觸的非永久性狀態(tài)下，還包括用于確保定子和轉(zhuǎn)子彼此被軸向保持的機(jī)構(gòu)，并且所述定子和轉(zhuǎn)子的輪廓使得在其各自的輪廓之間形成曲折路徑，從而幫助排斥或排出流體和/固體，定子和轉(zhuǎn)子的輪廓具有的直徑等于或小于與之相對(duì)布置的部件的軸向容納直徑。
[0015]有利地，第一部件的輪廓具有環(huán)形凹部并且另一部件的輪廓具有環(huán)形突出部，其中另一部件的突出部被接納在第一部件的凹部內(nèi)以形成流動(dòng)路徑的一部分。
[0016]優(yōu)選地，突出部基本上位于第一部件的一個(gè)邊緣處并且形成被接收在另一部件的相應(yīng)的凹邊緣內(nèi)，從而形成懸置。
[0017]優(yōu)選地，定子的最外部分的直徑等于或小于轉(zhuǎn)子的最大直徑。更優(yōu)選地，定子的最外部分的直徑小于轉(zhuǎn)子的最大直徑。這種設(shè)計(jì)有助于增強(qiáng)密封的迷宮輪廓，從而降低潛在有害的流體和/或固體的速度并阻止其進(jìn)入。靜止部件的最外部分的輪廓具有定子與轉(zhuǎn)子之間的單元化裝置。靜止部件的最外部分可以包括唇部并且轉(zhuǎn)動(dòng)部件可以包括相應(yīng)的凹部。
[0018]優(yōu)選地，定子的最外部分輪廓具有定子和轉(zhuǎn)子之間的單元化裝置。更優(yōu)選地，單元化使得在安裝過程中轉(zhuǎn)子不會(huì)與定子發(fā)生干涉。這種單元化能夠節(jié)省組裝成本并且將丟失或損害部件的可能性降至最低。
[0019]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子的形成最大直徑的輪廓使得緊鄰的定子上的輪廓部分在其最低點(diǎn)處的直徑較小。更加優(yōu)選地，鄰近的表面成角度以形成相對(duì)于迷宮的正常路徑的偏斜面，使得通過迷宮進(jìn)入的路徑偏斜從而進(jìn)一步降低有害流體和/或固體的速度并且提供自身自存的隔離。
[0020]優(yōu)選地，將轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子軸向保持的手段是通過接觸環(huán)形面使得所有的內(nèi)部間隙均被設(shè)置成在安裝時(shí)被設(shè)定。
[0021]優(yōu)選地，通過一個(gè)或多個(gè)同心地突出的輪廓形成曲折路徑。更有利地，多個(gè)突出輪廓直徑上的同心度較低使得其可被稱為是交錯(cuò)的。如此形成的輪廓形成更不易使流體和/或固體通過其進(jìn)入的路徑。
[0022]優(yōu)選地，由干涉部分形成的曲折路徑在輪廓中包括一個(gè)或多個(gè)環(huán)形槽。環(huán)形槽有助于阻止進(jìn)入。
[0023]優(yōu)選地，定子的最低重力點(diǎn)具有向內(nèi)突出的空隙，從而能夠除去進(jìn)入的流體和/或固體。更加優(yōu)選地，向內(nèi)突出的空隙能夠?qū)⒁堰M(jìn)入的流體和/或固體從位于環(huán)形密封件之前的所有內(nèi)部空腔中排出。突出空隙或切口因此能夠在流體和/或固體進(jìn)入密封空腔之前將其除去。
[0024]優(yōu)選地，第三密封件或環(huán)形O型圈位于轉(zhuǎn)子上使得當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)該O形圈被連續(xù)地驅(qū)動(dòng)至升高的狀態(tài)。更加優(yōu)選地，O形圈處于小量的拉伸使其牢固地安置于轉(zhuǎn)子和定子的密封面上。
【附圖說明】
[0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明的軸承隔離裝置的第一實(shí)施例的橫截面圖；
[0026]圖2是圖1的系統(tǒng)的一部分的放大視圖；
[0027]圖3是單元化特征的實(shí)施例；
[0028I圖4是單元化特征的又一實(shí)施例；
[0029]圖5是單元化特征的另一實(shí)施例；
[0030]圖6是根據(jù)本發(fā)明的軸承隔離裝置的第二實(shí)施例的橫截面圖；
[0031 ]圖7是圖6示出的實(shí)施例的更詳細(xì)的視圖；
[0032]圖8是根據(jù)本發(fā)明的懸置的靜止部件的另一實(shí)施例；
[0033]圖9是根據(jù)本發(fā)明的軸承隔離裝置的又一實(shí)施例的橫截面視圖；
[0034]圖10是圖9示出的實(shí)施例的更加詳細(xì)的視圖；
[0035]圖11是根據(jù)本發(fā)明的曲折路徑的不同實(shí)施例；
[0036]圖12是根據(jù)本發(fā)明的曲折路徑的又一實(shí)施例；
[0037]圖13是根據(jù)本發(fā)明的軸承隔離裝置的又一實(shí)施例的橫截面視圖；
[0038]圖14是圖13示出的密封環(huán)形件的實(shí)施例的更詳細(xì)的視圖；
[0039]圖15是根據(jù)本發(fā)明的密封環(huán)形件的實(shí)施例；
[0040]圖16是根據(jù)本發(fā)明的密封環(huán)形件的又一實(shí)施例；
[0041]圖17是根據(jù)本發(fā)明的密封環(huán)形件的另一實(shí)施例；
[0042]圖18是根據(jù)本發(fā)明的軸承隔離裝置的下部的橫截面視圖；
[0043 ]圖19是詳細(xì)示出排放口的圖18的下部的更詳細(xì)的視圖；和