一种非直线式往复杆件的空气密封装置的制作方法

本实用新型涉及一种密封性能可靠、泄漏量小、磨损小的空气密封装置，具体地说是涉及一种填补往复杆件与固定设备壳体间隙，阻止固定设备壳体内部气体介质外溢的密封装置。

二、

背景技术：

根据往复杆件的运动轨迹，可将其分为直线式往复运动杆件和非直线式往复运动杆件。所谓的直线式往复运动杆件是指杆件仅在其中心线方向往复运动，而在其它方向没有位移的运动，运动轨迹为直线；所谓的非直线式往复运动是指杆件在沿中心线方向往复运动的同时，在与中心线相交的平面内产生位移的运动，运动轨迹为曲线，即往复运动过程中发生较大幅度摆动、振动或晃动。

在直线式往复杆件的运动过程中杆件与壳体的间隙基本保持不变，这与往复轴的运动过程相似，对此类杆件的密封，目前已经有较为成熟的方法与装置。在非直线式往复杆件运动过程中，在杆件中心线与相交平面方向产生相对位移，杆件与壳体的间隙是周期性变化的，忽大忽小，对它密封一直是业内人士探索的重点。

迄今为止，对非直线式往复杆件的密封方式主要有填料密封和波纹管密封两种形式。

（1）填料密封又称为接触密封。是在往复杆件周围安装一套具有弹性的密封件，该密封件与杆件相接触，从而实现密封。密封常采用的密封元件分为两类，其一是依靠密封圈自身弹性变形产生径向压力实现密封效果的密封圈，如“O”型圈、斯特封圈等，该类密封圈在安装时需要给予一定的预紧力，因此，密封圈一直处在形变状态，极易老化，很快失去弹性，进而衰减了密封效果，使用寿命短；其二是依靠介质压力对密封元件的唇口张口进行挤压产生径向力实现密封效果的密封圈，如Y型、U型、V型密封圈等。该类密封圈尺寸过盈于安装空间，进而产生预紧径向力，实现密封，此类密封的优点是对不同的介质压力具有较好的补偿能力，可耐高压，但密封圈的唇口张口面对着介质压力，故而唇口磨损快，工作寿命短。填料密封有时为了能密封住介质或异物，常常采用弹簧来增加密封件与杆件的紧迫力，但这种依靠增加径向力来达到密封效果的密封方式，增加了杆件与密封件摩擦，加速了杆件与密封件的磨损，进而加速衰减了密封件的密封效果和使用寿命。另外，填料密封元件耐高温性差，环境温度升高会使密封件变形急剧增加，同时会减小接触压力，影响密封效果。

（2）波纹管密封。是波纹管的一端固定在设备壳体上，另一端固定在往复杆件上，与杆件之间形成静密封，波纹管随杆件机械运动而运动，没有摩擦，同时这种密封方式也具有一定的补偿缓冲拉伸、压缩能力。但在实际使用中发现，波纹管的抗扭裂能力较差，在密封往复运动速度大于0.1m/s和振幅大于5cm运动过程中，容易引起材料的疲劳破坏，影响波纹管的密封寿命。

专利号为201310324510X，一种多自由度运动的密封装置，该种密封形式属于接触密封的一种，缺点是：仅能应用于杆件在径向或轴向单一方面存在相对位移的情况，当杆件做非直线式往复运动时，杆件在非径向或轴向发生较大幅度摆动、振动或晃动，该密封装置对杆件运动的补偿能力有限，杆件与密封件之间的摩擦强度高，从而增加了杆件的磨损及运动阻力，同时也加剧了密封件的变形，密封效果差。

综上所述，已有的密封方法与装置存在许多缺陷，主要是在用于存在较大幅度摆动、振动或晃动的非直线往复运动杆件与壳体密封时，适用性差，寿命短，密封效果差。同时，非直线式往复杆件运动时产生的多向摆动、振动或晃动，增加了接触密封件与杆件的摩擦强度，产生大量热量，加速了密封件的磨损和老化；在采用波纹管密封方式时，振幅较大的杆件极易达到波纹管扭矩极限值，加速了波纹管扭裂，影响到密封元件的使用寿命，增加了设备运行成本。

三、

技术实现要素：

本实用新型目的在于解决上述各种方法存在的问题，为非直线式往复运动杆件提供一种新型密封方法和装置，它密封性能可靠、泄漏量小、磨损小、适用范围广，可适应振幅较大的往复运动杆件与设备壳体间的空隙的密封。

本实用新型采取的技术方案是：一种非直线式往复杆件的空气密封装置，杆件在设备壳体间做非直线往复运动，包括密封基座、随动摩擦板、密封压盖，密封基座固定在设备壳体上，所述的密封压盖固定在密封基座上、密封压盖与密封基座之间形成供随动摩擦板在内滑动的凹槽，所述的密封基座和随动摩擦板上设有供杆件穿过的孔，杆件插入孔中并伸入壳体内部，随动摩擦板与杆件侧部无缝滑动接触，所述的密封基座与壳体之间、所述的凹槽与随动摩擦板之间、所述的随动摩擦板与杆件之间，均密封紧密接触。

本实用新型所述的凹槽半径大于随动摩擦板半径与杆件振幅之和，所述的密封基座上孔的直径大于随动摩擦板上孔的直径。

本实用新型所述的凹槽与随动摩擦板涂有硫化钼润滑脂。

本实用新型所述的密封盖板上，设有向凹槽内注油的注油孔。

一种非直线式往复杆件的空气密封方法,通过随动摩擦板对非直线往复运动杆件进行密封，所述的随动摩擦板消除了杆件往复式运动产生的非直线摆动、振动或晃动对密封效果的负面作用。

本实用新型的工作原理是：首先采用密封基座将壳体端密封，所述的密封基座可以描述为“凹型”密封基座，所谓“凹型”密封基座即一面为平面，一面为凹面，平面固定在壳体上，消除密封基座与壳体的间隙；然后将随动摩擦板将杆件密封，消除随动摩擦板与杆件的间隙，杆件往复运动时，随动摩擦板在杆件上滑动，始终保持密封状态；再通过密封盖板将密封基座与随动摩擦板结合在一起，即随动摩擦板置于密封基座凹型槽内，通过密封盖板将其定位；往复杆件在发生摆动、振动或晃动时，通过摩擦力带动随动摩擦板在凹型槽内运动，消除杆件摆动、振动或晃动对密封件的影响，提高了密封件的耐久性和密封稳定性。

本实用新型“凹型”密封基座的平面固定在设备壳体上，凹面与密封盖板通过螺栓相连，两者间的凹槽为随动摩擦板轨道，随动摩擦板位于轨道中，随动摩擦板的内环与往复杆件相接触。

本实用新型往复杆件在运动过程中，杆件发生摆动、振动或晃动，杆件与壳体6的间隙会发生周期性变化，设备壳体端由“凹型”密封基座密封，杆件端由随动摩擦板5密封，随动摩擦板由密封盖板定位于凹型槽轨道中，杆件发生摆动、振动或晃动时，通过摩擦力带动随动摩擦板在轨道中运动，从而消除摆动、振动或晃动对密封件的影响，整个过程密封件与杆件始终保持密封状态。

本实用新型具有以下特点：

1、密封性可靠。本实用新型随动摩擦板随非直线式往复杆件运动而运动，与往复杆件始终保持密切接触的状态，具有消除非直线式往复杆件摆动、振动或晃动对空气密封的影响产生的负面作用。

2、密封件磨损小，使用寿命长。在随动摩擦板运动导轨中添加了润滑剂，减小了随动摩擦板运动过程的摩擦阻力，随动摩擦板运动所需的作用力小，有效降低了密封件的的损伤，延长了密封件的使用寿命。

3、杆件不受磨损。本实用新型随动摩擦板内环被抛光至镜面光洁度，摩擦系数小，密封件活动灵活，随动摩擦板内环与杆件侧部形状相适应，杆件运动可轻易带动密封件运动，杆件不受磨损。

4、适用性高。本实用新型密封件结构简单，可以采用塑料、陶瓷、石墨、碳钢、不锈钢等材料制作而成，适用范围广，不仅可以满足常温状态下运行，又能适用于低温或极限低温环境，还可以在高温环境下运行。

5、本实用新型可广泛应用于非直线往复运动杆件在非径向或轴向发生较大幅度摆动、振动或晃动过程杆件与壳体间隙的空气密封。

四、附图说明

图1本实用新型装置示意图；

图2是本实用新型实施实例一的密封示意图；

图3是本实用新型实施实例二的密封示意图；

五、具体实施方式

本实用新型为非直线式往复杆件密封提供一种新的密封装置，首先采用“凹型”密封基座3将壳体端密封，即密封基座3一面为平面，一面为凹面，平面固定在壳体6上，消除密封基座3与壳体6的间隙；然后采用随动摩擦板5将杆件1密封，消除随动摩擦板5与杆件1的间隙，杆件1往复运动时，随动摩擦板5在杆件1上滑动，始终保持密封状态；为了减小杆件1与随动摩擦板5的磨损，随动摩擦板5内环被抛光至镜面光洁度，从而减小两者间的摩擦；再通过密封盖板将密封基座3与随动摩擦板5结合在一起，即随动摩擦板5置于密封基座凹型3槽内，通过密封盖板2将其定位，密封基座3凹型槽半径大于随动摩擦板5半径与杆件1振幅之和；为了减小密封件的磨损，通过加油口10向凹型槽轨道4中添加润滑剂；往复杆件1在发生摆动、振动或晃动时，带动随动摩擦板5在凹型槽内运动，消除了摆动、振动或晃动对密封件的影响，延长了密封件的使用寿命。

“凹型”密封基座3的平面固定在设备壳体6上，凹面与密封盖板2通过螺栓7相连，两者间的凹型槽为随动摩擦板轨道4；随动摩擦板5位于轨道4中，随动摩擦板5的内环与往复杆件1相接触。

往复杆件1在运动过程中，杆件1发生摆动、振动或晃动，导致杆件1与壳体6的间隙发生周期性变化；设备壳体端由“凹型”密封基座3密封，杆件端由随动摩擦板5密封，密封盖板2将随动摩擦板5定位于凹型槽轨道4中；杆件1往复运动并发生摆动、振动或晃动时，在摩擦力的作用下，随动摩擦板5在杆件1上滑动，并随杆件1振动或晃动在轨道4中运动，从而消除摆动、振动或晃动对密封件的影响，整个过程密封件与杆件1始终保持密封状态。

本实用新型实施实例之一，见图2。动力装置8通过支架9带动杆件1作非直线往复运动，杆件1在其中心线垂直平面发生摆动，杆件1与壳体6的间隙发生周期性变化；“凹型”密封基座3固定在设备壳体6上，将设备壳体端密封，随动摩擦板5内环紧贴在杆件1上，将杆件端密封；然后采用密封盖板2将随动摩擦板5定位于凹型槽轨道4中；杆件1往复运动并发生摆动、振动或晃动过程中，随动摩擦板5在杆件1上滑动，并随杆件1的摆动、振动或晃动在轨道4中运动，从而消除摆动、振动或晃动对密封件的影响，整个过程密封件与杆件1始终保持密封状态。

本实用新型实施实例之二，见图3。动力杆8通过杆件1带动从动杆9往复摇动，此过程中杆件1作非直线往复运动，杆件1在其中心线垂直平面发生晃动，杆件1与壳体6的间隙发生周期性变化；“凹型”密封基座3固定在设备壳体6上，将设备壳体端密封，随动摩擦板5内环紧贴在杆件1上，将杆件端密封；然后采用密封盖板2将随动摩擦板5定位于凹型槽轨道4中；杆件1往复运动并发生摆动、振动或晃动过程中，随动摩擦板5在杆件1上滑动，并随杆件1的摆动、振动或晃动在轨道4中运动，从而消除摆动、振动或晃动对密封件的影响，整个过程密封件与杆件1始终保持密封状态。