[发明专利]一种双向一体式弹簧蓄能密封牙轮钻头

说明书

技术领域

本发明涉及一种勘探钻头，尤其涉及一种双向一体式弹簧蓄能密封牙轮钻头。

背景技术

牙轮钻头的寿命主要取决于轴承。而轴承的寿命主要取决于密封。密封的任务一是防止轴承内的润滑脂泄漏，二是阻止钻头外部具有腐蚀性和研磨性的泥浆侵入轴承。密封一旦失效，轴承就会很快地被磨损，从而导致钻头失效。

目前，牙轮钻头采用的密封主要有两种形式：橡胶密封和机械密封。如专利US 5524718、5655611采用的是一个橡胶O形圈密封，US 3765495、US 4037673采用的是一个矩形橡胶圈密封，其优点是制造简单，缺点是密封寿命短，与钻头其它构件的寿命不匹配。

专利CN 201080787Y、US 6033117、US 6254275 B1采用的是双橡胶密封圈，它们的优点是比常规的单橡胶密封圈多了一重密封、延长了密封寿命，但是，结构复杂，制造难度大。

另外一种形式的密封是机械密封。如专利US 4516641、US 4666001、US4923020，采用的是由两个橡胶供能密封圈和两个金属密封环组成的机械密封。其优点是动密封由金属密封面承担，延长了密封的寿命，缺点是制造难度大。

专利CN 101182756B采用金属弹簧蓄能圈作为静密封圈的同时为机械密封提供密封压力。其缺点与常规机械密封相同，制造难度较大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种双向一体式弹簧蓄能密封牙轮钻头。该牙轮钻头结构简单、合理，密封效果好，制作简单，使用寿命长、安全、可靠。

本发明的技术方案包括包括密封装置，所述密封装置包括密封圈本体，设于所述密封圈本体上的蓄能件，所述密封圈本体的轴向相对两端分别设有容纳区，所述蓄能件包括分别设于密封圈本体上的所述容纳区内的相应的弹性件。

分别设于所述密封圈本体上相对两端的容纳区、和/或分别设于其两端的容纳区内的弹性件分别相互背向。

所述密封圈本体的位于其容纳区或/和其所设的弹性件的内外相对两侧部分构成所述密封圈本体的密封唇。

所述弹性件或/和密封圈本体的容纳区内设有填充物。

所述填充物包括硅胶。

弹性件嵌入式设于所述密封圈本体的容纳区内、或者通过分别设于所述密封圈本体的容纳区内相对两侧壁上的内凸缘固定设于所述密封本体的容纳区内。

所述密封圈本体的容纳区为一其横断面形状与所述弹性件的横断面的形状相适应的环凹槽或环管腔。

所述密封圈本体的环管腔设有与该密封圈本体外侧联通的平衡孔。

所述弹性件包括其横截面形状呈V形、U形、O形、或椭圆形的弹簧圈，所述密封圈本体的容纳区为一横断面形状与所述V形、U形、O形、或椭圆形的弹簧圈的横断面的形状相对应的V形、U形、O形、或椭圆形的环凹槽或环管腔。

所述V形和U形弹簧圈分别为包括两环形金属板簧分别自其一端相互连接形成的V形和U形板式弹簧圈，所述O形和椭圆形弹簧圈分别由螺旋弹簧自其两端相互连接形成的螺旋管式弹簧圈。

本发明通过在设于轴承密封槽内的一个密封圈本体的相互背向端分别设置弹簧圈构成一弹簧蓄能式密封圈，依靠弹簧圈的张力给耐磨性极好、摩擦系数极低的塑料圈（密封圈本体）提供密封力的方式，实现轴承的旋转密封。

当轴承系统内的油脂压力升高的时候，密封圈本体一端的朝着轴承内部方向的内、外密封唇更加紧密地与密封槽的密封面接触，加强了密封系统的密封能力。

当轴承系统外的泥浆压力升高的时候，密封圈本体另一端的朝着轴承外部方向的内、外密封唇更加紧密地与密封槽的密封面接触，也加强了密封系统的密封能力。

既可提高轴承密封适应高转速的能力和适应密封系统内外压差的能力，还可延长密封件乃至牙轮钻头的寿命，而且制造相对更为简单。

附图说明

图1为本发明双向一体式弹簧蓄能密封牙轮钻头一实施例结构示意图；图2为图1实施例中密封装置结构示意图；图3-6分别为本发明第2-5实施例中的密封装置结构示意图。 

具体实施方式