CN101126450A - 轴用停机电磁密封装置 - Google Patents

Abstract

一种轴用停机电磁密封装置，其特征在于：主要由静环、动环、电磁铁和复位弹性元件构成，所述静环固定套装在被密封的转轴上，静环一端设有一圈环绕转轴布置的第一密封工作面；所述动环套设在转轴外，并沿轴向滑动支撑在被密封的壳座上，动环面对静环设有一圈环绕转轴布置的第二密封工作面，第一密封工作面与第二密封工作面构成一阻断泄漏的密封口；所述动环本身为软磁体或其上设有软磁体，电磁铁固定在壳座上并作用于动环，复位弹性元件设在壳座上并作用于动环；在机器工作时动环与静环相分离，彼此无机械摩擦，电磁密封不工作，在机器停止工作时，动环和弹性密封罩均与静环紧密接触，从而达到对停泵后的回流物料有效密封的效果。

Description

轴用停机电磁密封装置

技术领域

本发明涉及机械设备的流体密封领域，具体涉及用于机械设备中转轴处的一种流体电磁密封装置。该电磁密封装置在机械设备停机(即转轴停转)时起密封作用。

背景技术

在机械领域中，有很多内部存贮或流经压力流体的设备，这些设备通出的转轴与壳体间因为是动配合，转轴处的密封一直是是整个设备密封的关键，流体泵就是这些设备的一典型例，以下以流体泵的密封现状来说明：

当前，一些对密封要求高的流体泵比如野外油田、野外钻井、工矿、化工、冶金以及制药行业上用的砂泵、渣浆泵、杂质泵等，在工作时腔内处于高压状态且很多流过泵体的流体内含有超硬颗粒介质，其工况条件恶劣、介质颗粒硬、对密封装置的磨损严重，导致目前的泵体普遍存在着密封效果差，密封不过关的问题，而密封泄露的后果是严重的：一些有毒、有害气体及液体等泄露到外界环境中，造成大气或水体的污染，给人们的生产生活带来严重的影响。

现流体泵中，用于转轴处的密封装置很多，总结起来较先进和有效地的方式是：机械密封和副叶轮密封的组合。机械密封使用最为普遍，它是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它在转轴转动和停转时都能起到密封作用，但因其一对作用端面长期的高速磨擦，易磨损，使密封效果随着使用时间的增长而不断变差。而副叶轮密封是一种动力密封装置，具体是指在泵的叶轮后盖板背面附近同轴反方向安装一开式叶轮，当泵工作时，副叶轮随泵主轴一起旋转，副叶轮中的液体也会一起旋转，转动的液体会产生一个向外的离心力，这个离心力与流体物料的冲击力方向相反，可以阻挡一部分液体和颗粒的泄漏，一方面降低了机械密封处的压力。另一方面阻止介质中的固体颗粒进入机械密封的摩擦面中，减少机械密封磨块的磨损，延长了机械密封装置的使用寿命，但很明显副叶轮密封在停泵(即轴转停转)后就不起作用了。

而实际上，内部存贮或流经压力流体的设备特别是流体泵，在停止工作(即转轴停转)后，一部分物料会回流，回流的物料会对密封装置产生很大的静压力，而此时副叶轮密封不起作用，仅靠机械密封，密封不可靠，易发生泄漏事故。

发明内容

本发明目的是提供一种专门在机械设备停机时(即转轴停转时)进行密封，且密封端面无机械磨损，使用寿命长的轴用停机电磁密封装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种轴用停机电磁密封装置，主要由静环、动环、电磁铁和复位弹性元件构成，所述静环固定套装在被密封的转轴上，静环一端设有一圈环绕转轴布置的第一密封工作面；所述动环套设在转轴外，并沿轴向滑动支撑在被密封的壳座上，动环面对静环设有一圈环绕转轴布置的第二密封工作面，第一密封工作面与第二密封工作面构成一阻断泄漏的密封口；所述动环本身为软磁体或其上设有软磁体，电磁铁固定在壳座上并作用于动环，迫使第二密封工作面与第一密封工作面分离，复位弹性元件设在壳座上并作用于动环，迫使第二密封工作面与第一密封工作面接触密封。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述静环和动环顺着流体泄漏的方向设置，静环在前，动环在后；所述电磁铁设置在动环的后侧，而复位弹性元件为压簧也作用在动环的后端。

2、上述方案中，所述静环的外缘与被密封的壳座间连接有弹性密封罩，该弹性密封罩阻挡封住动环后侧；并且，弹性密封罩的前沿还向前方延伸有延伸段，在密封口密封状态下，延伸段的前沿口与静环的后端面相抵接触，在这里弹性密封罩起密封和防尘两大作用。

3、上述方案中，所述复位弹性元件为2至4个，它们在转轴的周向上均布。

4、上述方案中，所述电磁铁是指通电产生磁力的装置，它一般由外壳和电磁线圈构成。它的数量可以是1个或多个，形状也不限，最佳方案是它是1个环形圈状，整体环设于动环的后侧。

5、上述方案中，软磁体是指铁、钴、镍等导磁性金属体。

6、上述方案，一般可与机械密封装置或/和副叶轮密封装置相组合使用，保证机械设备(如流体泵)的转轴在转动和停止时都能有效地密封。

7、上述方案中，所述“并沿轴向滑动支撑在被密封的壳座上”中的“被密封的壳座”是指机械设备的壳座，也可称为外壳，对于流体泵就是泵壳。

本发明工作原理是：当机械设备(如流体泵)通电工作(即转轴转动)时，电磁铁也通电，由右手螺旋定则可知，电磁线圈会产生一个方向的磁场，电磁体产生磁力，从而吸附动环克服压簧的弹力向后方运动，从而实现动环与静环(即第一密封工作面与第二密封工作面)相分离，此时电磁密封不起作用；当机械设备(如流体泵)断电停止工作(即转轴停转)的瞬间，电磁线圈也随之断电，电磁体失去磁力，动滑在压簧的推力作用下前移，动环与静环(即第一密封工作面与第二密封工作面)紧密接触阻断密封口，弹性密封罩也与静环紧密接触，从而达到密封的作用。

由于上述技术方案运用，本发明具有下列优点和效果：

1、由于本发明采用电磁铁控制动环动作，使本发明专在机械设备(如泵)停止工作(即转轴停转)时起密封作用，有效防止了因回流的物料发生泄漏的事故。

2、由于本发明在机械设备(如泵)工作(即转轴转动)时，动环与静环是相分离的，从而避免了两者间的机械摩擦，提高了密封的使用寿命。

附图说明

附图1为本发明实施例的结构剖视示意图

以上附图中：1、转轴；2、壳体；3、静环；4、弹性密封罩；5、动环；6、压簧；7、轴套；8、电磁铁；9、密封环；10、支撑轴承。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：参见附图1所示，一种电磁密封装置，主要由静环3、动环5、电磁铁8、复位弹性元件(具体是4个压簧6)构成，所述静环3固定套装在被密封的转轴1上，静环3一端设有一圈环绕转轴1布置的第一密封工作面；所述动环5套设在转轴1外，并沿轴向滑动支撑在被密封的壳座上，动环5面对静环3设有一圈环绕转轴1布置的第二密封工作面，第一密封工作面与第二密封工作面构成一阻断泄漏的密封口；所述动环5本身为铁制，电磁铁8固定在壳座上并作用于动环5，迫使第二密封工作面与第一密封工作面分离，有个压簧6设在壳座上并作用于动环5，迫使第二密封工作面与第一密封工作面接触密封。

参见附图1所示，具体是：还包括轴套7，该轴套7固定套设在转轴1上，静环3再固定于轴套7上经过轴套7与转轴1固定连接；还包括一壳体2，该壳体2罩在动环5、静环3、电磁铁8及复位弹性元件的外部，它通过支撑轴承10套在轴套7上，并且与被密封的机械设备(如泵)的壳座固定连接，静环3和动环5是顺着流体泄漏的方向前后设置的，静环3在前，动环5在后，动环5沿轴向的后侧设电磁铁8，将动环5后吸，复位弹性元件(即四个压簧6)也设置于动环5的后端，将动环5前推。

参见附图1所示，上述电磁铁8具体为一环形，它嵌设固定在壳体2中，经过壳体2与被密封的机械设备(如泵)的壳座固定连接，而动环5嵌在电磁铁8的内径中，动环5的外表面与电磁铁8的内径接触滑动配合，电磁铁8前侧径向环面贴接有弹性密封罩4，弹性密封罩4靠近密封口处设一凹环，动环5与此相配合在与轴1垂直的环面边缘为凸环结构，凸环可以嵌套在凹环内并保证固定连接。所述四个压簧6沿动环5周向均匀分布，两端抵在动环5后端与壳体2后端面之间，以保证动环5在滑动的过程中不产生偏斜。所述轴套7是辅助，它的作用是对轴1起保护作用，方便安装，实例中不设轴套7也可，静环3直接固定在转轴1上。

使用时，电磁铁8的通断电应与机械设备的通断电同步，具体可将电磁铁8经与机械设备的开关连动的开关连接至电源，这是电控部分，为现有技术，这里不详述。

本实例使用工作过程如下：工作时，当机械设备(如泵)通电的同时，电磁铁8也通电，电磁铁8产生磁性，从而吸附由软磁材料制成的动环5，使动环5克服压簧6的弹力向后滑动，使动环5的第二密封工作面与静环3的第一密封工作面分离开，电磁密封不起作用，(泵工作时，静环3会随轴1高速旋转)避免了密封工作面之间的摩擦。而当机械设备(如泵)断电停止工作的同时，电磁铁8也随之断电，电磁铁8失去对动环5的吸附力，此时压簧6会推动动环5向前滑动，使得动环5的第二密封工作面靠上静环3的第一密封工作面，达到密封口的紧密密封阻断了泄漏。

本实例中，为了提高密封效果，在动环5朝向静环3的前端面上可卡接有密封环9，以密封环9的前端面作为第二密封工作面，与静环3的第一密封工作面配合。并且，上述弹性密封罩4和密封环9可均采用耐腐蚀，弹性好的塑胶或氟塑材料制作。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种轴用停机电磁密封装置，其特征在于：主要由静环、动环、电磁铁和复位弹性元件构成，所述静环固定套装在被密封的转轴上，静环一端设有一圈环绕转轴布置的第一密封工作面；所述动环套设在转轴外，并沿轴向滑动支撑在被密封的壳座上，动环面对静环设有一圈环绕转轴布置的第二密封工作面，第一密封工作面与第二密封工作面构成一阻断泄漏的密封口；所述动环本身为软磁体或其上设有软磁体，电磁铁固定在壳座上并作用于动环，迫使第二密封工作面与第一密封工作面分离，复位弹性元件设在壳座上并作用于动环，迫使第二密封工作面与第一密封工作面接触密封。

2.根据权利要求1所述的电磁密封装置，其特征在于：所述静环和动环顺着流体泄漏的方向设置，静环在前，动环在后；所述电磁铁设置在动环的后侧，而复位弹性元件为压簧也作用在动环的后端。

3.根据权利要求2所述的电磁密封装置，其特征在于：所述静环的外缘与被密封的壳座间连接有弹性密封罩，该弹性密封罩阻挡封住动环后侧；并且，弹性密封罩的前沿还向前方延伸有延伸段，在密封口密封状态下，延伸段的前沿口与静环的后端面相抵接触。

4.根据权利要求1所述的电磁密封装置，其特征在于：所述复位弹性元件为2至4个，它们在转轴的周向上均布。

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