CN101863372A - 自补偿密封装置 - Google Patents

Abstract

一种自补偿密封装置，适用于工矿企业的旋转装置，尤其适用于托辊等包括：密封圈，密封圈为C槽带V型摩擦面的密封圈，其密封圈的周向带有C型槽，C型槽内装有O型橡胶胀圈，密封圈的孔径处带有V型摩擦面。C槽带V型摩擦面的密封圈的孔径内安装有耐磨塑料套，耐磨塑料套固定套装在轴上，C槽带V型摩擦面的密封圈与耐磨塑料套转动摩擦连接。C槽带V型摩擦面的密封圈由低于300万以下超高分子量聚乙烯材料制作而成；耐磨塑料套由500万以上超高分子量聚乙烯材料制作而成。本发明抗磨自补偿、耐腐蚀、密封性好、抗冲击、耐长期磨损、使用寿命长。

Description

自补偿密封装置

技术领域

本发明涉及一种密封装置，尤其涉及一种自补偿密封装置，适用于工矿企业的旋转装置，尤其适用于托辊等。

背景技术

托辊在工矿企业有皮带运输的设备上大量使用，使用环境条件比较恶劣，往往在运转过程中伴有粉、尘、潮湿水气和腐蚀性物质，并且密封轴承绝大部分采用铁质材料。在黑暗巷道中检查、检修不方便，维修人员多，不耐腐蚀和磨损快，使用寿命短，检查效率低。另外，在托辊内采用的钢质滚动轴承，需要定期进行保养，特别在密封不好的情况下，钢质轴承会因工作环境潮湿、粉尘、腐蚀物质的渗入大大降低了其使用寿命。虽然在有些专利技术中部分解决和改善了一些缺陷，但并不能从根本上解决托辊的使用寿命短和检查检修托辊是否损坏效率低的问题。绝大部分只是采用不同的密封结构和材料，对运转的托辊筒和金属轴之间密封，因为这些结构和材料与铁轴密封时金属轴本身耐腐蚀性也不好，自润滑性差，密封圈磨损后不能提供足够的自补偿密封，时间长后依然会产生渗透，造成轴承故障，严重影响着输送皮带的正常运转和输送效率，维护、检查人员的数量也大大增加。

目前有些托辊采用尼龙密封圈，因其膨胀系数关系，受热易将密封磨损，受冷时，产生间隙，导致泄漏，密封效果差；有些采用迷宫式密封只能防尘，不能防水，在实际使用中往往渗透的水将轴承锈蚀损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗磨自补偿、耐腐蚀、密封性好、抗冲击、耐长期磨损、使用寿命长的自补偿密封装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种自补偿密封装置，包括：密封圈，其特征是：密封圈为C槽带V型摩擦面的密封圈，其密封圈的周向带有C型槽，密封圈的孔径处带有V型摩擦面。

根据所述的自补偿密封装置，其特征是：所述C槽带V型摩擦面的密封圈的C型槽内装有O型橡胶胀圈。

根据所述的自补偿密封装置，其特征是：C槽带V型摩擦面的密封圈的孔径内安装有耐磨塑料套，耐磨塑料套固定套装在轴上，C槽带V型摩擦面的密封圈与耐磨塑料套转动摩擦连接。

根据所述的自补偿密封装置，其特征是：所述的C槽带V型摩擦面的密封圈由聚乙烯材料制作而成；所述耐磨塑料套由聚乙烯材料制作而成。

根据所述的自补偿密封装置，其特征是：所述的C槽带V型摩擦面的密封圈由低于300万以下超高分子量聚乙烯材料制作而成；所述耐磨塑料套由500万以上超高分子量聚乙烯材料制作而成，C槽带V型摩擦面的密封圈超高分子量聚乙烯材料的分子量低于耐磨塑料套超高分子量聚乙烯材料的分子量。

根据所述的自补偿密封装置，其特征是：C槽带V型摩擦面的密封圈和耐磨塑料套的外面连接有密封装置外壳。

根据所述的自补偿密封装置，其特征是：密封圈和耐磨塑料套的一侧安装有轴承，密封圈、耐磨塑料套和轴承位于密封装置外壳内。

根据所述的自补偿密封装置，其特征是：自补偿密封装置安装在托辊筒内的一端。

本专利针对皮带运输机托辊存在的密封性能差、使用寿命短、检查检修工作量大、效率低的缺陷，特别是在煤矿井下高瓦斯和煤尘等恶劣环境下，运输带在黑暗中运行不易发现不运转的托辊摩擦生热，甚至产生火花和皮带跑偏，安全隐患大，综合上述缺点，设计出一种采用高技术材料和优良结构的一种自补偿密封装置，密封装置外壳内的耐磨塑料套、复合密封圈组件和轴承构成防水、防尘、防腐耐磨结构。本发明可以实现抗磨自补偿，耐腐蚀、密封性好、抗冲击、耐长期磨损、使用寿命长、免维护、大大降低检查检修人员数量。本发明具有摩擦系数小、重量轻、防水、防尘、运行可靠性强的优点，适用于煤矿、冶金、粮食加工、制盐、水泥、港口码头等工矿环境。

附图说明

图1为本发明中C槽带V型摩擦面的密封圈的结构示意图。

图2为本发明装有O型橡胶胀圈后的结构示意图。

图3为本发明中的O型橡胶胀圈的主视图。

图4为本发明装有耐磨塑料套、轴承、密封装置外壳后的结构示意图。

附图中：1、C槽带V型摩擦面的密封圈；2、C型槽；3、V型摩擦面；4、O型橡胶胀圈；5、耐磨塑料套；6、轴；7、轴承；8、密封装置外壳；9、托辊筒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

本发明自补偿密封装置如图1所示，包括：密封圈，其特征是：密封圈为C槽带V型摩擦面的密封圈1，其密封圈的周向带有C型槽2，密封圈的孔径处带有V型摩擦面3。密封圈C型槽结构自身具有弹性，可以起到自补偿作用。密封圈V型摩擦面3可以起到减少与耐磨塑料套5的相对摩擦力，V型摩擦面与耐磨塑料套摩擦时，通过V型摩擦面弹性变形以增加其密封效果和寿命。

如图2所示，C槽带V型摩擦面的密封圈1的C型槽2内装有具有弹性的O型橡胶胀圈4。O型橡胶胀圈外径尺寸大于C型槽内径的尺寸，并将O型橡胶胀圈压缩装入C型槽内，保持并补偿C槽带V型摩擦面的密封圈与耐磨塑料套的密封性能，并延长寿命。

如图4所示，C槽带V型摩擦面的密封圈1的孔径内安装有耐磨塑料套5，耐磨塑料套5固定套装在轴6上，C槽带V型摩擦面的密封圈1与耐磨塑料套5转动摩擦连接。

本发明中C槽带V型摩擦面的密封圈1由低于300万以下超高分子量聚乙烯材料制作而成(约200万分子量)。耐磨塑料套3由500万以上超高分子量聚乙烯材料制作而成(优选500万分子量)。C槽带V型摩擦面的密封圈1超高分子量聚乙烯材料的分子量低于耐磨塑料套3超高分子量聚乙烯材料的分子量，耐磨性好。其中耐磨塑料套3的摩擦系数为0.05～0.1，润滑性优异。

托辊轴两端的C槽带V型摩擦面的密封圈和橡胶胀圈相配合具有磨损通过自身弹性补偿密封效果，通过C型槽结构可以加大磨损补偿量，大大延长寿命，而C槽内安装的橡胶胀圈，可以在长期使用过程中，保持密封处的压力和摩擦损失的补偿量。C槽带V型摩擦面的密封圈和橡胶胀圈相配合与耐磨塑料套之间转动摩擦时，可以保证托辊筒体表面在使用磨损寿命内，密封效果不会降低。

如图4所示，C槽带V型摩擦面的密封圈1和耐磨塑料套5的外面连接有密封装置外壳8。密封圈1和耐磨塑料套5的一侧安装有轴承7，密封圈1、耐磨塑料套5和轴承7位于密封装置外壳8内。密封圈1的外圆与密封装置外壳8的内面紧配合。自补偿密封装置安装在托辊筒9内的一端。

本发明设计原理：

本发明对轴承的密封采用的是使用超高分子量(约200万分子量左右)的材料加工而成C槽带V型摩擦面的结构。依据超高分子量的优良耐磨性、自润滑性和C槽结构的自身弹性，以及内部在C槽处套装的O型橡胶胀圈，使密封处可以保持长时期密封效果，也即利用超高的耐磨性和自润滑性减少其磨损量大大延长了使用寿命。利用O型橡胶胀圈保持密封处的密封压力，而且C槽V型摩擦面并不与耐磨性和自润滑性一般的金属轴直接摩擦，而与其旋转密封配合的是由超高分子量(500万分子量以上)制作而成的耐磨塑料套。超高分子量具有耐磨性好，比金属高10～50倍，自润滑性能非常好。0.05～0.1动摩擦因数在水润滑的条件下是PA66和POM的1/2，在无润滑条件下仅次于自润滑性最好的聚四氟乙烯E(PTFE)。当它以滑动或转动形势工作时，比钢和黄铜添加润滑剂还要好。在摩擦学领域被誉为成本性能非常理想的摩擦材料。优良耐化学性能，除强氧化性酸外，在20℃～80℃之间的几乎任何有机溶剂对超高分子量聚乙烯均无物理性能变化，还有其优异的冲击能吸收性和良好的耐低温性，在液氧中(-196℃)和80℃之间可以保持优异的冲击强度，不粘性UHWM-PE表面吸附力非常微弱，可以降低灰尘在其周围的粘接。憎水性UHWM-PE吸水性很低，一般小于0.01％，为PA66的1％。在潮湿环境中不会因吸湿发生尺寸变化，还有其低密度轻便和良好的耐疲劳性，这样很好的防止了灰尘和水的进入，且轴承润滑油也不会泄露，保证了轴承的使用寿命。

本发明中的耐磨塑料套是采用UHWM-PE(超高分子量)也是利用了其优异的性能，特别比钢材耐磨性高10～50倍的性能，大大延长其表面的耐磨性。

本发明中耐磨塑料套与轴进行紧密配合，C槽带V型摩擦面的密封圈与耐磨塑料套相对旋转配合密封，O型橡胶胀圈安装在C槽带V型摩擦面的密封圈内在磨损后起到补偿和保持密封处压力的作用。轴承固定限位在轴承子口处并均同在密封装置外壳内。

本发明使用中，皮带运转带动托辊运转，C槽带V型摩擦面的密封圈内含O型橡胶胀圈通过轴承与轴作旋转运动。通过C型带V型摩擦面的密封圈中加入O型橡胶胀圈配合与耐磨塑料套做旋转摩擦运动，防止水、灰尘等可能造成轴承损坏的物质进入，密封作用。

上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自补偿密封装置，包括：密封圈，其特征是：密封圈为C槽带V型摩擦面的密封圈(1)，其密封圈的周向带有C型槽(2)，密封圈的孔径处带有V型摩擦面(3)。

2.根据权利要求1所述的自补偿密封装置，其特征是：所述C槽带V型摩擦面的密封圈(1)的C型槽(2)内装有O型橡胶胀圈(4)。

3.根据权利要求1或2所述的自补偿密封装置，其特征是：C槽带V型摩擦面的密封圈(1)的孔径内安装有耐磨塑料套(5)，耐磨塑料套(5)固定套装在轴(6)上，C槽带V型摩擦面的密封圈(1)与耐磨塑料套(5)转动摩擦连接。

4.根据权利要求3所述的自补偿密封装置，其特征是：所述的C槽带V型摩擦面的密封圈(1)由聚乙烯材料制作而成；所述耐磨塑料套(3)由聚乙烯材料制作而成。

5.根据权利要求4所述的自补偿密封装置，其特征是：所述的C槽带V型摩擦面的密封圈(1)由低于300万以下超高分子量聚乙烯材料制作而成；所述耐磨塑料套(3)由500万以上超高分子量聚乙烯材料制作而成，C槽带V型摩擦面的密封圈(1)超高分子量聚乙烯材料的分子量低于耐磨塑料套(3)超高分子量聚乙烯材料的分子量。

6.根据权利要求4所述的自补偿密封装置，其特征是：C槽带V型摩擦面的密封圈(1)和耐磨塑料套(5)的外面连接有密封装置外壳(8)。

7.根据权利要求6所述的自补偿密封装置，其特征是：密封圈(1)和耐磨塑料套(5)的一侧安装有轴承(7)，密封圈(1)、耐磨塑料套(5)和轴承(7)位于密封装置外壳(8)内。

8.根据权利要求3所述的自补偿密封装置，其特征是：自补偿密封装置安装在托辊筒(9)内的一端。

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