[发明专利]具有压力平衡金属面密封的牙轮钻头

权利要求书

1.一种用于包括轴区和旋转锥体的钻头的密封系统，包括：

第一环形压盖，其被限定在所述旋转锥体内；

第一环，其被安装在所述第一环形压盖内并具有第一金属密封面；

第二环，其被安装在所述轴区的基部；

第三环，其被定位在所述第一环与所述第二环之间，所述第三环包括与所述第一金属密封面接触的第二金属密封面并且进一步包括与所述第二金属密封面轴向相对的偏压表面；以及

激励结构，其邻近第二环安装并且被配置为抵靠所述第三环的所述偏压表面在大约径向位置处施加轴向力，所述径向位置基本上径向对应于所述第二金属密封面的径向中心。

2.根据权利要求1所述的密封系统，其中所述轴区包括柱形表面和从所述柱形表面垂直延伸的径向表面，并且其中所述第二环被安装到所述轴区的所述径向表面。

3.根据权利要求1所述的密封系统，其中所述轴区包括柱形表面和从所述柱形表面垂直延伸的径向表面，并且进一步包括从所述径向表面延伸的环形突出部，并且其中所述第二环被安装到所述环形突出部。

4.根据权利要求1所述的密封系统，其中所述轴区包括柱形表面和从所述柱形表面垂直延伸的径向表面，并且进一步包括在所述径向表面中形成的环形压盖，并且其中所述第二环被安装在所述环形压盖中。

5.根据权利要求1所述的密封系统，进一步包括：

形成在所述第二环与所述第三环之间的第二环形压盖；以及

压缩在所述第二环形压盖内的O形环密封构件。

6.根据权利要求5所述的密封系统，其中所述O形环密封构件被径向压缩在所述第二压盖内处于所述第二环的第一柱形表面与所述第三环的第二柱形表面之间，并且其中所述第二压盖的尺寸被设计为在所述第二环的第一径向表面与所述第三环的第二径向表面之间，以允许所述O形环密封构件响应于压力变化在所述第二压盖内的轴向运动。

7.根据权利要求1所述的密封系统，其中所述轴区包括柱形表面和从所述柱形表面垂直延伸的径向表面，并且其中所述激励结构包括碟形弹簧构件，所述碟形弹簧构件包括与所述轴区的所述径向表面接合的内边缘和与所述第三环的所述偏压表面接合的外边缘。

8.根据权利要求1所述的密封系统，其中所述轴区包括柱形表面和从所述柱形表面垂直延伸的径向表面，并且其中所述激励结构包括碟形弹簧构件，所述碟形弹簧构件包括与所述轴区的所述径向表面接合的外边缘和与力转移环接合的内边缘，所述力转移环被配置为径向地转移用于应用到所述第三环的所述偏压表面的轴向力。

9.根据权利要求1所述的密封系统，其中所述第二环包括径向向内延伸的凸缘，并且其中所述激励结构包括碟形弹簧构件，所述碟形弹簧构件包括与所述径向向内延伸的凸缘接合的内边缘和与所述第三环的所述偏压表面接合的外边缘。

10.根据权利要求1所述的密封系统，其中所述第三环上的所述第二金属密封面包括被环形沟道彼此分开的一对同轴布置的表面部分。

11.根据权利要求10所述的密封系统，其中所述一对同轴布置的表面部分中的第一表面部分与所述第一环上的所述第一金属密封面处于滑动密封配置。

12.根据权利要求11所述的密封系统，其中所述一对同轴布置的表面部分中的第二表面部分包括与所述环形沟道连接的多个径向延伸沟道。

13.根据权利要求11所述的密封系统，进一步包括多个径向延伸通道，所述径向延伸通道穿过所述第三环并与所述环形沟道连接。

14.根据权利要求1所述的密封系统，进一步包括将所述第二环与所述第三环相互连接的至少一个径向延伸驱动销。

15.根据权利要求1所述的密封系统，其中所述激励结构包括多个弹簧构件，所述多个弹簧构件被配置为抵靠所述第三环的所述偏压表面在所述径向中心附近施加轴向力。

16.根据权利要求15所述的密封系统，其中每个弹簧构件是螺旋弹簧。

17.根据权利要求16所述的密封系统，进一步包括耦接至所述第三环的至少一个轴向延伸驱动构件。