密封结构及液冷电机的制作方法

1.本技术涉及电机技术领域，特别涉及一种密封结构，还涉及具有上述密封结构的一种液冷电机。


背景技术：

2.对于需要动静密封的场合，例如汽车电机对其高速转动的转子进行液冷时，需要在静止的喷射管和转动的转子构件之间设置密封结构以减少或避免冷却液的泄露。但是，现有密封结构的密封方式较为单一，导致电机的工作效果并不理想。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术提供了一种密封结构，能够提升电机的工作效果。本技术还提供了具有上述密封结构的一种液冷电机。
4.为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种密封结构，包括：
6.静止件，具有送液内腔；
7.转动件，绕自身轴线转动并与所述静止件套接，且具有与所述送液内腔连通的接液内腔；
8.密封环，设置在所述静止件和所述转动件中的一者上，并位于所述静止件和所述转动件的套接部位；
9.其中，所述密封环包括配合部，所述配合部能促进所述密封环由第一状态向第二状态转变，所述第一状态为所述静止件和所述转动件中未设置目标密封环的一者与所述目标密封环的配合部接触的状态，所述第二状态为未设置所述目标密封环的一者与所述目标密封环的配合部不接触的状态。
10.可选的，上述密封结构中，所述密封环包括连接部和所述配合部，所述连接部与所述静止件和所述转动件中的一者连接，并位于所述配合部和所述一者之间；
11.其中，所述配合部与所述静止件和所述转动件中另一者的接触面积小于所述连接部与所述一者的连接面积。
12.可选的，上述密封结构中，所述连接部与所述静止件连接，所述连接部的截面形状为矩形，所述配合部的截面形状为三角形，且所述三角形的远离所述连接部的尖角为所述配合部与所述另一者接触的部位。
13.可选的，上述密封结构中，所述密封环为沿所述静止件或所述转动件的径向凸出的径向凸环；
14.和/或，
15.所述密封环为沿所述静止件或所述转动件的轴向凸出的轴向凸环。
16.可选的，上述密封结构中，所述转动件套设在所述静止件的外侧，所述径向凸环为在所述静止件的轴向上间隔分布的多个，且在所述静止件的外周面上沿所述静止件的径向
向外凸出设置。
17.可选的，上述密封结构中，所述转动件套设在所述静止件的外侧，所述轴向凸环在所述静止件的端面上沿所述静止件的轴向向外凸出设置，所述转动件的内周面上设置有向轴心凸出设置的环形凸缘，所述轴向凸环与所述环形凸缘接触。
18.可选的，上述密封结构中，所述密封环与所述静止件或所述转动件为一体结构；
19.或，
20.所述密封环与所述静止件或所述转动件为分体结构，并通过组装实现连接。
21.可选的，上述密封结构中，所述密封环与所述静止件或所述转动件为分体结构，且所述密封环的材质为硬度小于所述静止件和所述转动件硬度的金属或非金属。
22.一种液冷电机，包括设置在液冷系统中的密封结构，其特征在于，所述密封结构上述任一项中的密封结构。
23.可选的，上述液冷电机中，所述静止件为所述液冷电机的冷却液喷射管，所述转动件为所述液冷电机的转子转轴，并且所述转子转轴上设置有连通所述接液内腔的径向通道，从所述送液内腔进入所述接液内腔中的冷却液能通过所述径向通道流向所述液冷电机的转子。
24.本技术提供的密封结构，在用于输送液体的、动静配合的静止件和转动件之间设置了密封环，密封环设置在静止件和转动件中的至少一者上，并位于静止件和转动件的套接部位，从而使得密封环能够对套接部位起到密封作用，并且还令密封环包括配合部，此配合部能够促进静止件和转动件中未设置目标密封环的一者与目标密封环的配合状态发生改变，即通过在密封环上设置配合部，能够使密封环与未设置此密封环的部件(该部件指的是静止件或转动件)更加容易、高效的由相互接触的第一状态转变为互不接触的第二状态，如此就能够使得密封环与静止件或转动件的密封配合方式能够由最初的接触配合转变为间隙配合，不仅密封方式更加多样，有利于装配初期的磨合，而且在保证较小漏率的前提下，能够实现静止件和转动件之间的高速运转，令安装有此密封结构的电机的工作效果得到了显著的提升。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
26.图1为本发明实施例提供的密封结构的剖视图；
27.图2为图1的局部放大图；
28.图3为图2的局部放大图；
29.图4为静止件和密封环配合的结构示意图。
30.在图1-图4中：
31.100-静止件，200-转动件；
32.110-径向凸环，111-配合部，112-连接部，120-轴向凸环，130-送液内腔；210-接液内腔，220-径向通道。
具体实施方式
33.本技术提供了一种密封结构，能够提升电机的工作效果。本技术还提供了具有上述密封结构的一种液冷电机。
34.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.如图1-图4所示，本技术实施例提供了一种密封结构，该密封结构可适用于输送液体的、动静配合的高速运转场合，例如可以应用于液冷电机的液冷系统中，此密封结构主要包括静止件100、转动件200和密封环，其中，静止件100为固定设置的部件，其并不发生转动和/或移动，并且此静止件100还具有送液内腔130，即静止件100为空心结构，例如管件等，送液内腔130用于输送液体，即静止件100为固定设置的、输送液体的部件；转动件200为在工作状态下绕自身轴线转动的部件，其具有与送液内腔130连通的接液内腔210，即静止件100输送来的液体会进入到转动件200中，由于转动件200具有接液内腔210，所以转动件200也例如为管件、空心轴等，而送液内腔130与接液内腔210的连通则通过转动件200与静止件100的套接实现，即转动件200的一端套接在静止件100一端的外侧，或静止件100的一端套设在转动件200的一端的外侧，如此在实现连接的同时还不会影响静止件100和转动件200之间的相对转动；同时，由于静止件100和转动件200的套接部位为连通送液内腔130和接液内腔210的、用于导流液体的部位，所以为了减少或避免液体在此处的泄露，需要在套接部位设置密封环，在具体设置时，将密封环设置在静止件100和转动件200中的至少一者上，也就是说，密封环可以仅设置在静止件100和转动件200中的一者上，也可以在这两者上均设置密封环(本技术附图以密封环仅设置在静止件100上为例进行体现)，并使密封环位于静止件100和转动件200之间，即在套接部位，静止件100、密封环和转动件200同心设置；更重要的是，本技术还令密封环包括配合部111(此配合部111为密封环的组成部分)，此配合部111能够促进密封环由第一状态向第二状态转变，第一状态为静止件100和转动件200中未设置目标密封环(当密封环仅设置在静止件100和转动件200中的一者上时，目标密封环即指的是仅设置在一者上的密封环，如图1-图4所示；当密封环设置在静止件100和转动件200中的两者上时，目标密封环则特指的是全部密封环中设置在静止件100上的部分密封环或全部密封环中设置在转动件200上的部分密封环)的一者与目标密封环的配合部111接触的状态，而第二状态为静止件100和转动件200中未设置目标密封环的一者与目标密封环的配合部111不接触的状态，也就是说，配合部111能够给密封环的状态转变提供便利，或者可以从某种意义上理解为密封环通过设置配合部111能够主动实现密封方式的改变。上述的密封结构中，密封环可以具有接触密封、非接触密封等多种密封方式，从而可以在不同的工作阶段令密封结构起到不同的密封效果，满足安装有密封结构的设备(如液冷电机)的不同工作需求，例如转动件200低速运转时令密封环接触密封，而当转动件200高速运转时则令密封环非接触密封。相对于现有的单一密封方式，不仅密封效果得到提升，而且还可以使设备满足多种工作需求(低、高速运转)，令设备的工作效果更加突出。
36.具体的，如图2所示，除配合部111以外，密封环还包括连接部112，即密封环包括连接部112和配合部111，连接部112与静止件100和转动件200中的一者(后续简称一者)连接，
并位于配合部111和此一者之间。也就是说，连接部112为密封环的用于连接静止件100或转动件200的部分，可以将其理解为环的内侧部或者说根部，而配合部111则为设置在连接部112上的、用于与静止件100和转动件200中的另一者(后续简称另一者)配合的外侧部或者说顶部。连接部112和配合部111可以为机加工成型或注塑成型的一体结构，即整个密封环为一体结构，也可以为分体结构，并通过组装形成完整的密封环。而之所以令密封环包括连接部112和配合部111，是为了使密封环具有更加良好的工作性能，关于此点可参见后续内容。
37.在本技术中，配合部111促进密封环发生状态改变的方式可以有多种选择，在第一种可选的方式中，令配合部111与另一者的接触面积小于连接部112与一者的连接面积。通过如此设置，令密封环远离一者的端部为小端部(此小端部即为配合部111的远离连接部112的端部)，而连接一者的端部为大端部，这不仅能够使密封环与一者具有较高的连接牢固性，令密封环具有更加良好的工作性能，更重要的是，在静止件100和转动件200装配的初期，密封环处于与另一者接触的第一状态，由于密封环的小端部与另一者具有较小的接触面积，所以可以使得相对于密封环转动的另一者能够更加容易的对小端部进行磨合，从而通过磨合使得小端部不再与另一者接触，小端部与另一者之间产生小间隙，此时密封环即转变为第二状态，以实现小间隙无接触的密封效果。也就是说，此种方式通过令配合部111与另一者具有较小的接触面积以使其更易被磨合而促进密封环状态的改变。
38.在此种方式中，如图2和图3所示，具体可令连接部112与静止件100连接，连接部112的截面形状为矩形，配合部111的截面形状为三角形，且三角形的远离连接部112的尖角为配合部111与另一者接触的部位。参见图2，通过对静止件100和密封环沿平行于静止件100轴线的方向进行剖切可以看出，用于连接静止件100的连接部112的截面形状为矩形，如此就能够使得连接部112与静止件100之间具有足够大的连接面积，以保证密封环能够牢固的设置在静止件100上；配合部111的截面形状为三角形，此三角形可以通过切削与连接部112相同的结构而得到，即配合部111为刀口形状，并通过令三角形的一个角成为前述的小端部，能够使得配合部111与转动件200的接触面积最大程度的减小，如此就可以更加容易的对小端部进行磨合而使密封环和转动件200之间产生间隙，使得密封环和转动件200之间形成间隙配合，令密封结构可以适应高速运转场合。此结构中，密封环的截面采用矩形和三角形组合的梯形截面，其中的矩形部分保证了密封环的刚度，三角形部分使得密封环在初始状态下更容易磨合，其不仅结构简单，加工难度较低，令密封环具有更加良好的工作性能，而且还不会增加额外的密封损耗，不会降低动密封寿命，使得密封结构的工作性能得到了显著的提升。此外，在满足刚度要求和易磨合要求的前提下，连接部112和配合部111的截面形状也可以为其他形状，例如令配合部111的形状为梯形、半圆形等。
39.在第二种可选的方式中，也可以不令配合部111与转动件200的接触面积较小，而是对密封环进行其他方面的改进，例如令配合部111为与连接部112形状、尺寸相同的结构，即令配合部111与连接部112等厚，但改变配合部111的材质，即令配合部111为易磨损材质，其与转动件200的接触面积虽然未减小，但更易磨损，所以在装配初期经过转动件200的磨合之后，其与转动件200之间也可产生间隙而使密封环与转动件200的配合方式由接触配合转变为间隙配合，同样能够使密封环自身具有促进密封方式改变的功能。
40.在第三种可选的方式中，还可以令连接部112和配合部111为分体结构，且在组装
时令配合部111可径向伸缩(此径向指的是静止件100和/或转动件200的径向)的设置在连接部112上，配合部111相对于连接部112伸出的状态为第一状态，即在密封结构装配的初期，配合部111不仅相对于连接部112伸出，而且配合部111还与转动件200接触，在工作过程中，相对于配合部111转动的转动件200在转动时对配合部111施加向心力，当转动件200的转速较低、施加给配合部111的向心力不足以使配合部111收缩时，密封环处于接触密封的第一状态，而当转动件200的转速增大以进行高速运转时，其施加给配合部111的向心力增大，配合部111在更大向心力的作用下向连接部112所在方向收缩(收缩后的配合部111无法再复位)，配合部111不再与转动件200接触，此时的密封环转变为非接触密封的第二状态。此方式也能够使密封环自身具有促进密封方式改变的功能。
41.如图2和图3所示，密封环为沿静止件100或转动件200的径向凸出的径向凸环110；和/或，密封环为沿静止件100或转动件200的轴向凸出的轴向凸环120。在本技术中，密封环在静止件100或转动件200上的设置位置也有多种选择，即，密封环可以仅设置在静止件100或转动件200的圆周面上，也可以仅设置在静止件100或转动件200的端面上，或者还可以在圆周面和端面上均设置，此三种设置方式均能够实现静止件100和转动件200之间的动密封。
42.本技术为了最大程度的提升密封效果，如图2所示，优选在圆周面和端面上均设置密封环，从而形成迷宫式密封结构以实现对液体的多重密封。具体的是，在静止件100和转动件200的套接部位，接液内腔210内的液体会先流经轴向凸环120和后述的环形凸缘的接触部位，液体在此部位的流动方向为转动件200的径向，轴向凸环120实现了对液体的第一次密封，如果液体能够经过此接触部位，其会沿转动件200的轴向流动至径向凸环110所在部位，并在径向凸环110与转动件200内壁接触的部位被第二次密封，如此就对液体实现了在多个方向上的多重密封(即迷宫式密封)，相对于现有技术中仅设置单一密封结构以在单一方向进行密封的方式，能够显著提升对液体的密封效果，避免了液体从套接部位的泄露，令密封结构的工作性能更加突出。
43.进一步的，如图2和图3所示，在装配密封结构时，令转动件200的端部套设在静止件100的端部的外侧，径向凸环110为在静止件100的轴向上间隔分布的多个，且在静止件100的外周面上沿静止件100的径向向外凸出设置。也就是说，当密封环设置在圆周面上时，基于不同的套设方式，密封环可以设置在不同的圆周面上，例如当转动件200套设在静止件100的外侧时，如图2所示，密封环向外侧凸出的设置在静止件100的外周面上；或者，当静止件100套设在转动件200的外侧时，密封环也可以向内凸出的设置在静止件100的内周面上。但考虑到静止件100和转动件200与其他部件的配合，本技术优选将转动件200套设在静止件100的外侧，并使密封环在静止件100的外周面上沿静止件100的径向向外凸出设置。而在静止件100的轴向上间隔分布多个径向凸环110，能够进一步提升密封结构的密封效果。
44.在转动件200套设在静止件100外侧的前提下，如图2所示，轴向凸环120在静止件100的端面上沿静止件100的轴向向外凸出设置，转动件200的内周面上设置有向轴心凸出设置的环形凸缘，轴向凸环120与环形凸缘接触。在转动件200的内周面上设置环形凸缘，并使其与轴向凸环120接触，能够保证轴向凸环120可以正常起到密封作用。其中，轴向凸环120在装配初期与环形凸缘接触，并在磨合一段时间后与环形凸缘之间产生间隙。
45.具体的，密封环与静止件100或转动件200的连接方式也可以有不同的选择，即，密
封环与静止件100或转动件200为一体结构；或，密封环与静止件100或转动件200为分体结构，并通过组装实现连接。当密封环与静止件100或转动件200为一体结构时，可以在加工静止件100或转动件200时一体成型密封环，此时密封环与静止件100或转动件200的材质相同；而当密封环与静止件100或转动件200为分体结构时，密封环的材质为硬度小于静止件100和转动件200硬度的金属或非金属，即令密封环为易磨损材质，例如铜、铝等软质金属，或者特氟龙、尼龙、塑料等非金属的高分子材料。并且，密封环与静止件100或转动件200的装配方式，可以根据不同的材质、不同的装配要求来适当选取，例如螺纹连接、套接、卡接等。
46.另外，本技术还提供了一种液冷电机，其包括设置在液冷系统中的密封结构，此密封结构即为上述的密封结构，密封结构中输送的液体为冷却液。此液冷电机可以为汽车电机，其在使用上述的密封结构后，能够在不增加系统损耗和不降低密封寿命的基础上，有效减少冷却液的泄漏量，提高了整个设备的冷却效率。
47.具体的，上述的静止件100为液冷电机的冷却液喷射管，上述的转动件200为液冷电机的转子转轴，并且转子转轴上设置有连通接液内腔210的径向通道220(此径向通道220可以为径向孔或径向槽)，从送液内腔130进入接液内腔210中的冷却液能通过径向通道220流向液冷电机的转子。即，冷却液喷射管内的冷却液被喷射到转子转轴的接液内腔210中以后，冷却液随转子转轴高速旋转，在离心力的作用下，冷却液通过径向通道220沿径向方向进入转子冲片，实现对转子冲片部分的冷却。
48.由于液冷电机具有上述的密封结构，所以液冷电机由密封结构带来的其他有益效果请参见上述内容，在此不再赘述。
49.本技术中涉及的部件、装置仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照附图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些部件、装置。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
50.还需要指出的是，在本技术的装置中，各部件是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本技术的等效方案。
51.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本技术。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本技术的范围。因此，本技术不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
52.为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本技术的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
53.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本技术的保护范围之内。