[发明专利]活塞杆填料盒密封件

说明书

本发明涉及一种具有一个上活塞端密封区和一个曲轴箱端第二密封区的内燃机活塞杆填料盒密封件。这种填料盒密封件特别适用于船舶柴油机。与其相关的密封件结构在奥格斯堡·纽伦堡股份公司机械厂的德国专利DE-B-21，14，152中有特别说明，欧洲专利EP-A-0，138，443则描述一种改型结构。

每一个填料盒密封件的任务都应包括一些主要条件，例如曲轴油与汽缸油要有尽可能好的分离，就是说从下方有效地刮去清洁的曲轴油，而从上方则是有效地刮去不清洁的汽缸油，由十字头有效地密封压力冲击以阻止溢油，上部吹洗空气压力的良好密封，长久的使用时间，甚至在极端情况下例如吹洗空气室燃烧时也有良好的性能，降低油耗以及活塞杆磨损尽可能小。

为达到高密封性能和挡油效果必须使密封环和挡油环紧密贴紧活塞杆。这可以通过采用较柔韧的材料来制造密封环，使其即便在活塞杆公差尺寸为下限时也能精确地紧贴活塞杆而达到密封，而且要使密封部位不会有油直接经环流出。

现有的挡油环均由金属制成，是组合的还具有直的密封部位，这些密封环与活塞杆匹配差并且只有施以较大弹力才能正好适应活塞杆的形状，因而在密封环和活塞杆处，特别是在起动时，首先在上、下死点产生剧烈的磨损。此外，这种金属磨屑还导致产生一定的划痕，从而进一步降低密封性。

这种密封件的使用时间特别依赖于润滑，而润滑在这里则通过沿活塞杆相当缓慢的泄漏得以完成，这种对润滑非常重要的泄漏则造成油量的大量额外消耗，通常金属密封环有三个或更多的分离缝，这也导致密封性的降低。

在德国专利DE-A-23，51，850（G，Espey）中首次提出可以将挡油环设置成整体的，并用弹性材料制成。根据欧洲专利EP-A-0，139，965有一些特制的密封环和挡油环被引用在活塞杆填料盒密封件中。这类密封环和挡油环在填料盒密封件中只是极小数量并且只在下曲轴箱端密封区使用，尽管其密封性能在此有所改善，但这种技术方案仍不能被接受，因为上方金属密封件的使用时间仍不能让人满意，而且活塞杆的磨损增大。

本发明的任务在于，改进本文开始所述类型的填料盒密封件，使活塞杆即使在公差尺寸下限时也能保持或显著改善密封性，同时提高使用时间，降低油耗，减少环，杆磨损，简化装配和保养以及配件保存等工作。

解决这一高难度任务的改进方案是，上密封区在活塞端由一个金属的、用作隔火环且无弹簧加载、围绕活塞杆的组合粗挡油器来限定，而位于其下方的密封环和导环则由塑料制成，并且下密封区的所有密封环和挡油环也是用塑料制成。

基于强度和温度的考虑人们至今认为，只有紧靠曲轴箱的密封件才能用塑料制作，而现在试验表明，这种填料盒密封件的理论寿命却短得难以解释，其反向运动面也承受大的磨损。申请人通过花费颇巨的测试确定，由塑料制成的整体密封环和挡油环密封性之高，使得其上方的金属密封环和挡油环润滑显得不充分。

相应地形成更大的磨损，更多的泄漏，因而导致填料盒密封件寿命较短。与专业界的估计相反，事实证明，具有上述改进方案特征的填料盒密封件有着特别高的效率和使用时间，同时油耗很低，这一方面可由这种填料盒密封件的密封性能来解释，另一方面则归因于密封环的润滑要求降低。

附图示有发明的两个实施例及几个部件的详图并借助下面的说明加以解释。其中：

图1表示一个带有导环和分离的上、下密封件的柴油机填料盒密封件的垂直剖面图;

图2表示另一没有导环的船舶柴油机填料盒其改型的部分纵向剖面图;

图3表示一个三段构成的隔火环平面图;

图4表示一个放大的横断面;

图5表示一个挡油环的径向剖面;

图6表示又一个接口的放大横断面;

图7表示密封环的又一个径向剖面;

图8表示一个接口的放大横断面。

图1示有一个船舶柴油机填料盒密封件实施例的垂直剖面图。其结构相当于温特图尔的苏尔策兄弟公司（Firma    Gebrüder    Sulzer    AG    in    Winterthur）的一种船舶发动机。中央可见垂直走向的活塞杆1，它由曲轴箱3通入活塞端的吹洗空气室2。从结构上可以明显分清两个密封区，即第一个，也就是活塞端密封区10和第二个也就是曲轴箱端密封区20。苏尔策公司其他型号产品的原理相同，所改变的只是例如密封环的数目。