CN101021270A - 用于高黏度介质的机械密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及各种高黏度及含有杂质的流体机械的旋转轴端面密封，动环和静环其中之一的一侧端面上设置成刃口状，动环和静环之间构成端面与刃口密封配合，将动环或静环之一设计成带有刃口的形状，这样能使机械密封端面产生大端面比压，在密封端面形成高压强，切断由于高黏度液体在密封端面上形成的结焦和缠绕，改善密封的运行条件。
Description
技术领域
本发明涉及各种高黏度及含有杂质的流体机械的旋转轴端面密封。
背景技术
现有技术中，用于高黏度介质的机械密封装置，由于高黏度及含有杂质的液体存在，密封问题始终是个难题，突出的问题就是液体在密封端面上形成的结焦和缠绕，密封处的运行条件恶劣，密封部件的使用寿命减少。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于高黏度介质的机械密封装置，用于高黏度及含有杂质的液体中运动副之间的密封，切断由于高黏度液体在密封端面上形成的结焦和缠绕，改善密封的运行条件。
为实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：用于高黏度介质的机械密封装置，其特征在于：动环和静环其中之一的一侧端面上设置成刃口状，动环和静环之间构成端面与刃口密封配合。
由上述技术方案可知，将动环或静环之一设计成带有刃口的形状，在动环和静环之间的配合部构成端面与刃口的密封配合形式，所述的刃口的夹角θ为10°＜θ＜80°，这样能使机械密封端面产生大端面比压，本发明适合用于高黏度及含有杂质的液体环境条件下的动态密封，在密封端面形成高压强，切断由于高黏度液体在密封端面上形成的结焦和缠绕，改善密封的运行条件，提高密封件的使用寿命，有效地减少了设备维护工时和费用。
附图概述
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中静环的剖面结构示意图；
图3是图2的左视图。
具体实施方式
本发明公开的用于高黏度介质的机械密封装置包括动环10和静环20，两者其中之一的一侧端面上设置成刃口状，动环10和静环20之间构成端面与刃口密封配合，如图1所示。将动环10和静环20之间的配合设计成端面与刃口配合形式的密封，实际可以构成线接触形式的密封配合，这样就能使机械密封端面产生大端面比压，可以容易地切断由于高黏度液体在密封端面上形成的结焦和缠绕，密封的运行条件得到有效改善。
较为理想的刃口的夹角θ为10°＜θ＜80°，优选的刃口的夹角θ为45°＜θ＜75°，选择θ为06°时可以保证刃口处的应力集中现象、加工的难易以及刃口的使用寿命达到一个合理的平衡点，结合图2、3所示。
不仅上述刃口的夹角θ需要选定一个合理取值范围，所述的形成刃口的刃面与端面之间的夹角也应当取值合理。较为理想的方案是：所述的环静20的一侧端面设置成刃口21，其外侧坡面与端面之间的夹角为α，90°＜α＜180°，内侧坡面与端面之间的夹角为β，90°＜β＜180°；优选的方案是：所述的外侧坡面与端面之间的夹角为α，120°＜α＜150°，内侧坡面与端面之间的夹角为β，120°＜β＜150°。
形成刃口的内、外侧刃面与端面之间的夹角α、β均为120°，且刃口的夹角θ为60°时，刃口处的应力集中现象、刃口的内外侧刃面与端面之间的应力集中现象以及加工的难易、刃口的使用寿命达到一个合理的平衡点，如图2、3所示，此处所说的端面是指动环10和静环20上的与其中心轴垂直的端面。
所述的动环10和静环20选用材料为工程陶瓷或硬质合金，选用此类材料可以保持刃口的形状，密封配合的耐磨性能好，特别适于动密封场合使用，这一点尤为重要。
以下结合图1对动态密封的构成以及辅助部件的连接关系作如下说明。
所述的静环20位于端面压盖100的内侧且两者之间设置O型密封圈101，弹簧30位于筒管状的弹簧座40内，所述的动环10一侧端面与静环20的刃口21配合，所述的动环10另一侧面端与弹簧座40径向固定、轴向滑动连接，弹簧座40内部位于动环10一端设置推环50，弹簧30的一端抵靠在推环50上，另一端抵靠在弹簧座40上，所述的动环10、弹簧座40、推环50和弹簧30固定套设在轴110上，其间设置密封件。所述的动环10和推环50之间设置O型密封圈60以及弹簧座40上设置O型密封圈70与轴110密封配合，在密封环境下，用于容纳弹簧30的弹簧座40的内部腔体中无高黏度介质，确保弹簧30保持弹力工作状态。所述的弹簧座40与轴110设置有固定连接的螺钉90。
所述的动环10的后侧一端设置有凸部与弹簧座40上的凹部配合，所述的凹凸配合的设置可以相互对调布置，这种配合可以保证动环10与弹簧座40同步转动，同时两者在轴长方向可以相对滑动，确保弹簧30的弹力作用下将动环10推到静环20上，该结构简单可靠。
将动环10、O型密封圈60、推环50、弹簧30、弹簧座40以及O型密封圈70连接装配后由螺钉90将其固定在轴110上，当轴110转动时，上述构件随其一同转动，在弹簧30的弹力作用下，动环10被可靠地抵压到静环20一侧使两者可靠接触，在此时动环10与静环20构成刃口稳定的接触式密封。
Claims (10)
1、一种用于高黏度介质的机械密封装置，其特征在于：动环(10)和静环(20)其中之一的一侧端面上设置成刃口状，动环(10)和静环(20)之间构成端面与刃口密封配合。
2、根据权利要求1所述的用于高黏度介质的机械密封装置，其特征在于：所述的刃口的夹角θ为10°＜θ＜80°。
3、根据权利要求2所述的用于高黏度介质的机械密封装置，其特征在于：所述的刃口的夹角θ为45°＜θ＜75°。
4、根据权利要求1所述的用于高黏度介质的机械密封装置，其特征在于：所述的环静(20)的一侧端面设置成刃口(21)，其外侧坡面与端面之间的夹角为α，90°＜α＜180°，内侧坡面与端面之间的夹角为β，90°＜β＜180°。
5、根据权利要求4所述的用于高黏度介质的机械密封装置，其特征在于：所述的外侧坡面与端面之间的夹角为α，120°＜α＜150°，内侧坡面与端面之间的夹角为β，120°＜β＜150°。
6、根据权利要求1所述的用于高黏度介质的机械密封装置，其特征在于：所述的动环(10)和静环(20)选用材料为工程陶瓷或硬质合金。
7、根据权利要求1、2、3、4或5所述的用于高黏度介质的机械密封装置，其特征在于：所述的静环(20)位于端面压盖(100)的内侧且两者之间设置O型密封圈(101)，弹簧(30)位于筒管状的弹簧座(40)内，所述的动环(10)一侧端面与静环(20)的刃口(21)配合，所述的动环(10)另一侧端面与弹簧座(40)径向固定、轴向滑动连接，弹簧座(40)内部位于动环(10)一端设置推环(50)，弹簧(30)的一端抵靠在推环(50)上，另一端抵靠在弹簧座(40)上，所述的静环(20)、弹簧座(40)、推环(50)和弹簧(30)固定套设在轴(110)上，其间设置密封件。
8、根据权利要求7所述的用于高黏度介质的机械密封装置，其特征在于：所述的静环(20)和推环(50)之间设置O型密封圈(60)以及弹簧座(40)上设置O型密封圈(70)与轴(110)密封配合。
9、根据权利要求7所述的用于高黏度介质的机械密封装置，其特征在于：所述的弹簧座(40)与轴(110)设置有固定连接的螺钉(90)。
10、根据权利要求7所述的用于高黏度介质的机械密封装置，其特征在于：所述的动环(10)的后侧一端设置有凸部与弹簧座(40)上的凹部配合。
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