柔性对准密封联轴器制造技术

一种用于柔性对准密封联轴器的密封件。密封件包括关于纵向轴线对称的环形构件。环形构件具有在第一轴向端部与第二轴向端部之间延伸轴向宽度的径向面向内的表面。在密封件的松弛状态下，径向面向内的表面具有不对称的大致凹形的V形截面并且由第一区段和第二区段限定。第一区段具有相对于平行于纵向轴线的线测量的第一密封件锥角。第二区段具有相对于平行于纵向轴线的另一条线测量的第二密封件锥角。第一密封件锥角小于第二密封件锥角。第一密封件锥角和第二密封件锥角中的每一个都大于零度且小于90度。度且小于90度。度且小于90度。

【技术实现步骤摘要】
柔性对准密封联轴器
相关申请的交叉引用本申请是2020年5月15日提交的共同拥有且共同未决的美国临时专利申请号63/025,505的非临时申请，并要求其优先权权益，该美国临时专利申请的内容通过援引以其全文并入本文。


本专利技术涉及柔性对准密封联轴器，这些柔性对准密封联轴器用于将管道组件和子组件彼此结合，同时允许密封移动以补偿结构运动学和动态载荷，并且本专利技术具体涉及在600
°
F最高温度和200PSI最高压力下操作的低温/低压气动系统。

技术介绍

现有技术的OEM发动机和飞行器气动系统利用作为波纹管和基于碳密封件的联轴器的组合建造的波纹管和/或联轴器。这种设计不提供对系统动态载荷的阻力，从而导致过早失效。此外，波纹管联轴器响应于动态的侧向偏移铰接而受到限制，并且针对扭转铰接而受到限制，从而当暴露于组合的动态载荷、振动和铰接时展现出裂纹。这些联轴器中的碳基密封件在动态载荷和振动下破碎，从而导致裂纹或过早且过度的磨损，冻结联轴器，并且这些碳基密封件使系统过载，从而导致可能在极端情况下导致管道裂纹和变形的疲劳和开裂。因此，波纹管联轴器可能疲劳和灾难性地失效，从而导致过度的系统泄漏并使压力显著下降到允许的极限以下。波纹管联轴器也无法产生轴向扭矩，轴向扭矩作为附加扭转载荷传递通过系统。现有柔性联轴器设计的问题在于，在操作条件下，基于波纹管或碳环或套筒的联轴器很容易因联轴器的机械振动而开裂和断裂。基于碳密封件或套筒的联轴器过早失效较为频繁，而较持久的波纹管在失效时将导致灾难性的失效。为了维修系统，必须移除波纹管并用新单元替换，而碳环或套筒替换也需要联轴器移除。在这两种情况下，切割失效单元和重新焊接新的或维修过的单元需要特殊的和适当装备的车间和经认证维修设施。因此，本领域需要一种密封的柔性对准联轴器，该密封的柔性对准联轴器含有能够耐受对机械应力和热应力以及振动的长期暴露而不会开裂、疲劳或断裂的密封环，并且需要具有一种密封的柔性对准联轴器，该密封的柔性对准联轴器能够在现场被拆开，并且使用标准的车间工具和技术来替换密封环，以消除对将联轴器从其附接的导管移除以发送到远处的经认证维修站的需要。

技术实现思路

本文披露了一种用于柔性对准密封联轴器的密封件。密封件包括关于纵向轴线L对称的环形构件。环形构件具有在第一轴向端部与第二轴向端部之间延伸轴向宽度W1的径向面向内的表面。在密封件的松弛状态下，径向面向内的表面具有不对称的大致凹形的V形截面并且由第一区段和第二区段限定。第一区段具有相对于平行于纵向轴线L的线L1测量
的第一密封件锥角θ1，并且第二区段具有相对于平行于纵向轴线L的另一条线L2测量的第二密封件锥角θ2。第一密封件锥角θ1小于第二密封件锥角θ2。第一密封锥角θ1和第二密封锥角θ2中的每一个都大于零度且小于90度。在一个实施例中，第一区段从第一点向相对于第一点径向向外且轴向向内的第二点倾斜。第二区段从第三点向相对于第三点径向向外且轴向向内的第四点倾斜。第二点和第四点轴向地位于第一点与第三点之间。在一个实施例中，第一密封件锥角θ1是约10度。在一个实施例中，第二密封件锥角θ2是约60度。在一个实施例中，密封件具有底切凹槽，该底切凹槽位于第一区段与第二区段的接合处，并且定位在从第一轴向端部测量的环形构件的轴向宽度W1的约55％至约65％的距离W2处。在一个实施例中，密封件具有底切凹槽，该底切凹槽位于第一区段与第二区段的接合处，并且定位在从环形构件的外表面到环形构件的径向最内表面测量的环形构件的径向厚度R1的约45％至约55％的距离R2处。在一个实施例中，密封件包括位于第一轴向端部与底切凹槽之间的第一凸角。第一凸角从第一区段径向向内延伸。在一个实施例中，密封件包括位于第二轴向端部与底切凹槽之间的第二凸角。第二凸角从第二区段径向向内延伸。在一个实施例中，第二凸角径向向内延伸的程度大于第一凸角。在一个实施例中，第二凸角径向向内延伸环形构件的总径向厚度R1的约45％至约55％的距离R3。在一个实施例中，环形构件的第一轴向端部具有第一外径D1和第一内径D2，从而限定具有垂直于纵向轴线L的第一截面积的环形。环形构件的第二轴向端部具有第二外径D3和第二内径D4，从而限定具有垂直于纵向轴线L的第二截面积的环形。第一截面积是第二截面积的105％至115％。在一个实施例中，环形构件具有是第一外径D1的最大外径以及是第二内径D4的最小内径。径向厚度T1由最大外径和最小内径限定。在一个实施例中，环形构件是径向且轴向扩张的周向连续环。本文还披露了一种用于柔性对准密封联轴器的环固持器。环固持器包括关于纵向轴线L对称的管状本体。环固持器具有第一径向向外开放的第一凹槽。第一凹槽具有均围绕管状本体周向延伸的外侧壁和内侧壁以及在外侧壁与内侧壁之间延伸的凹形不对称V形表面。该V形表面由成相对于平行于纵向轴线L的线L5测量的外侧锥角γ1倾斜的第一凹槽段以及成相对于平行于纵向轴线L的另一条线L6测量的内侧锥角γ2倾斜的第二凹槽段限定。在一个实施例中，外侧锥角γ1是约40度。在一个实施例中，内侧锥角γ2是约10度。在一个实施例中，外侧壁具有第一外径D
O1
，并且内侧壁具有大于第一外径D
O1
的第二外径D
O2
。在一个实施例中，第二外径D
O2
是第一外径D
O1
的108％至112％。在一个实施例中，管状本体具有本体内表面，该本体内表面具有与第一凹槽段相
反形成的倒角。在一个实施例中，该倒角平行于第一凹槽段。在一个实施例中，该V形表面使坐在其中的偏置构件在密封件上施加力。该力具有由约60％的径向分量和约40％的轴向分量构成的方向。在一个实施例中，环固持器包括径向面向外的第二凹槽。第二凹槽具有均围绕管状本体周向延伸的外侧壁和内侧壁以及在外侧壁与内侧壁之间延伸的凹形不对称V形表面。该V形表面具有成相对于平行于纵向轴线L的线L7测量的外侧锥角γ1倾斜的第一凹槽段以及成相对于平行于纵向轴线L的另一条线L8测量的内侧锥角γ2倾斜的第二凹槽段。在一个实施例中，环固持器包括在第一凹槽与第二凹槽之间延伸的圆柱形管段。本文还披露了一种柔性对准密封联轴器。柔性对准密封联轴器包括第一套筒，该第一套筒具有在其中周向延伸的第一密封内表面。环固持器的第一凹槽设置在第一套筒内。第一偏置构件设置在第一凹槽中，并坐在该V形表面上。第一密封件设置在第一凹槽中，其中第一密封件的径向面向内的表面坐在第一偏置构件上。第一密封件的外表面与第一套筒的第一密封内表面滑动密封接合。在一个实施例中，柔性对准联轴器包括第二套筒，该第二套筒具有在其中周向延伸的第二密封内表面。环固持器的第二凹槽设置在第二套筒内。第二偏置构件设置在第二凹槽中，并坐在该凹形不对称V形表面上。第二密封件设置在该径向面向内的表面的第二凹槽中，并坐在该第二偏置构件上。第二密封件的外表面与第二套筒的第二密封内表面滑动密封接合。第一套筒和第二套筒允许相对于彼此的轴向、锥形且径向的移动。在一个实施例中，环固持器的第一凹槽的V形表面使第一偏置构件在第一密封件上施加对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于柔性对准密封联轴器(1000)的密封件(10，10')，该密封件(10，10')包括：环形构件，该环形构件关于纵向轴线(L)对称，该环形构件具有在其第一轴向端部(10A)与第二轴向端部(10B)之间延伸轴向宽度(W1)的径向面向内的表面(10C)，在该密封件(10，10')的松弛状态下，该径向面向内的表面(10C)具有不对称的大致凹形的V形截面并且由第一区段(11)和第二区段(12)限定，该第一区段(11)具有相对于平行于该纵向轴线(L)的线(L1)测量的第一密封件锥角(θ1)，并且该第二区段(12)具有相对于平行于该纵向轴线(L)的另一条线(L2)测量的第二密封件锥角(θ2)，其中，该第一密封件锥角(θ1)小于该第二密封件锥角(θ2)，其中，该第一密封件锥角(θ1)和该第二密封件锥角(θ2)中的每一个都大于零度且小于90度。2.如权利要求1所述的密封件(10，10')，其中，其中，该第一区段(11)从第一点(11Q)向相对于该第一点(11Q)径向向外且轴向向内的第二点(11R)倾斜，并且该第二区段(12)从第三点(12Q)向相对于该第三点(12Q)径向向外且轴向向内的第四点(12R)倾斜，其中，该第二点(11R)和该第四点(12R)轴向地位于该第一点(11Q)与该第三点(12Q)之间。3.如前述权利要求中任一项所述的密封件(10，10')，其中，该第一密封件锥角(θ1)是约10度，并且该第二密封件锥角(θ2)是约60度。4.如前述权利要求中任一项所述的密封件(10，10')，进一步包括底切凹槽(10G)，该底切凹槽位于该第一区段(11)与该第二区段(12)的接合处并且定位在从该第一轴向端部(10A)测量的该环形构件的轴向宽度(W1)的约55％至约65％的距离(W2)处。5.如前述权利要求中任一项所述的密封件(10，10')，进一步包括底切凹槽(10G)，该底切凹槽位于该第一区段(11)与该第二区段(12)的接合处并且定位在从该环形构件的外表面(10E)的最外部分到该环形构件的径向最内表面(10H)测量的该环形构件的径向厚度(R1)的约45％至约55％的距离(R2)处。6.如前述权利要求中任一项所述的密封件(10，10')，进一步包括位于该第一轴向端部(10A)与该底切凹槽(10G)之间的第一凸角(10L1)，并且该第一凸角(10L1)从该第一区段(11)径向向内延伸；以及位于该第二轴向端部(10B)与该底切凹槽(10G)之间的第二凸角(10L2)，并且该第二凸角(10L2)从该第二区段(12)径向向内延伸，其中，该第二凸角(10L2)径向向内延伸的程度大于该第一凸角(10L1)，并且其中，该第二凸角(10L2)径向向内延伸该环形构件的总径向厚度(R1)的约45％至约55％的距离(R3)。7.如前述权利要求中任一项所述的密封件(10，10')，其中，该环形构件的第一轴向端部(10A)具有第一外径(D1)和第一内径(D2)，从而限定具有垂直于该纵向轴线(L)的第一截面积的环形，该环形构件的第二轴向端部(10B)具有第二外径(D3)和第二内径(D4)，从而限定具有垂直于该纵向轴线(L)的第二截面积的环形，并且该第一截面积是该第二截面积的105％至115％。8.如前述权利要求中任一项所述的密封件(10，10')，其中，该环形构件具有是第一外径(D1)的最大外径、是第二内径(D4)的最小内径以及由该最大外径和该最小内径限定的径向厚度(T1)。9.如前述权利要求中任一项所述的密封件(10，10')，其中，该环形构件是被配置成径向和轴向扩张的周向连续环。10.一种用于柔性对准密封联轴器(1000)的环固持器(100)，该环固持器(100)包括：
管状本体(110)，该管状本体关于纵向轴线(L)对称并具有形成在其上的径向向外开放的第一凹槽(110G1)，该第一凹槽(110G1)具有均围绕该管状本体周向延伸的外侧壁(111W)和内侧壁(112W)以及在该外侧壁(111W)与该内侧壁(112W)之间延伸的凹形不对称V形表面(113V)，该第一V形表面(113V)由成相对于平行于该纵向轴线(L)的线(L5)测量的外侧锥角(γ1)倾斜的第一凹槽段(113A)以及成相对于平行于该纵向轴线(L)的另一条线(L6)测量的内侧锥角(γ2)倾斜的第二凹槽段(113B)限定。11.如权利要求10所述的环固持器(100)，其中，该外侧锥角(γ1)是约40度，并且该内侧锥角(γ2)是约10度。12.如权利要求10和11中任一项所述的环固持器(100)，其中，该外侧壁(111W)具有第一外径(D
O1
)，并且该内侧壁(112W)具有是该第一外径(D
O1
)的108％至112％的第二外径(D
O2
)。13.如权利要求10至12中任一项所述的环固持器(100)，其中，该管状本体(110)具有本体内表面(114)，该本体内表面具有与该第一凹槽段(113A)相反形成的倒角(116)，其中，该倒角(116)平行于该第一凹槽段(113A)。14.如权利要求10至13中任一项所述的环固持器(100)，其中，其中，该V形表面(113V)被配置为使坐在其中的偏置构件在如权利要求1至9中任一项所述的密封件上施加力，该力具有由约60％的径向分量和约40％的轴向分量构成的方向。15.如权利要求10至14中任一项所述的环固持器(100)，进一步包括：形成在其上的径向面向外的第二凹槽(110G2)，该第二凹槽(110G2)具有均围绕该管状本体周向延伸的外侧壁(111U)和内侧壁(112U)以及在该外侧壁(111U)与该内侧壁(112U)之间延伸的凹形不对称V形表面(113V')，该V形表面(113V...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯梅尔，
申请(专利权)人：美国罗勒轴承公司，
类型：发明
国别省市：