CN102182701A - 机械密封 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用寿命长、密封可靠的机械密封，包括端面密封配合的动环、静环，与动环配合的轴套和/或与静环配合的静环座包括刚性骨架，刚性骨架的外部包设有耐腐蚀层。这样在外力作用和温度影响时，由内部刚性骨架来抵消变形，以保持轴套和静环座的基本形状的稳定，另外一方面，对于挥发性强的盐酸的腐蚀作用，则由耐腐蚀层的塑料来承担，使机械密封的使用寿命大大提高。

Description

机械密封

技术领域

本发明涉及一种泵用密封，具体讲就是机械密封结构。

背景技术

泵送介质在工农业生产中极为普遍，作为泵来讲，为满足特定领域或要求的泵的结构也各有区别，尤其是特殊行业对泵自身的密封要求有时极为严格。有些技术领域需要泵送特殊成分的介质，如大型钢铁企业生产高档冷轧汽车用板材或高端硅钢板的需要泵送酸洗液，其成分为20％浓盐酸或氢氟酸等混合酸，温度为80℃-100℃，普通材料的金属泵无法使用，极少数特殊材料的金属泵勉强可以使用，但也因使用寿命短、成本高而无实际使用价值。有些方案考虑在金属壳体内部贴附一层耐腐蚀非金属材料构成泵体，由于压力和温度的影响，内外层材料具有显著区别的热膨胀性能，如衬氟泵就极易泵的泄漏，不仅浪费了资源同时还造成了严重的环境污染。造成密封失效的主要原因之一就是当泵体选用了耐腐蚀非金属材料，构成传统机械密封的静环与非金属材料制成的泵体之间设置有O形密封圈构成轴向密封，当泵体受热变形时，O形密封圈受到相应挤压并将该挤压力直接传递到静环上，结果将静环抱死，弹簧提供的弹力无法可靠、稳定地推动静环与动环构成可靠的密封配合，导致密封失效，密封一旦失效或密封轻微损坏的结果就是使与动环相连的轴套和用于支持静环的静环座受到腐蚀而损坏；另外，由于盐酸的挥发性和腐蚀性极强，常规金属材质的轴套的使用寿命不到十天。现有结构中，泵腔内的压力大、温度高，采用非金属材料制成的静环座容易变形会包死静环，造成泵泄漏；采用金属材料制成的静环座容易腐蚀，同样造成泵泄漏。

发明内容

本发明的目的就是提供一种使用寿命长、密封可靠的机械密封。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种机械密封，包括端面密封配合的动环、静环，其特征在于：与动环配合的轴套和/或与静环配合的静环座包括刚性骨架，所述的刚性骨架的外部包设有耐腐蚀层。

作为优选的的方案轴套和静环座均包括刚性骨架，所述的刚性骨架的外部包设有耐腐蚀层。

上述技术方案中，实质上就是将轴套和静环座采用刚性骨架并包设有耐腐蚀层的方案，这样在外力作用和温度影响时，由内部刚性骨架来抵消变形，以保持轴套和静环座的基本形状的稳定，另外一方面，对于挥发性强的盐酸的腐蚀作用，则由耐腐蚀层的塑料来承担，这样，轴套和静环座的形状的基本稳定就为动、静环的稳定配合提供了客观保证，同时在耐腐蚀层的塑料保护下，轴套和静环座的性能得到可靠的维持，这样就使机械密封的使用寿命大大提高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是静环座的结构示意图，图3是图2的左视图；

图4是隔环的结构示意图；

图5是前轴套的结构示意图，图6是图5的左视图；

图7是后轴套的结构示意图；

图8是弹簧的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，机械密封包括端面密封配合的动环30、静环40，与动环30配合的轴套90和/或与静环40配合的静环座60包括刚性骨架，所述的刚性骨架的外部包设有耐腐蚀层。

优选的方案就是与动环30配合的轴套和与静环40配合的静环座60均包括刚性骨架，所述的刚性骨架的外部包设有耐腐蚀层。

上述技术方案就是再刚性骨架上设置耐腐蚀层的结构形式，这种结构正常使用时，使用寿命可长达五年。静环座60采用刚性骨架结构，可以避免现有技术整体采用塑料件的缺陷，也就是，静环座60的刚性骨架受热后变形小，并且是空套在静环40上的，这样不会出现严重变形而抱死静环40的现象，静环40的轴向移动可以实现，也就是说，弹簧150提供的轴向弹力可以使静环40与动环30维系着可靠的密封配合。

结合图1、2、3、4，静环座60的内侧端面与隔环50的外侧端面贴合，所述的静环座60的外周柱面上设置外螺纹61与泵体20上螺纹孔连接，静环座60的外侧端面上开设两个工艺孔62，静环座60的内管壁上设置有凸部63，该凸部63与静环40的后段管体上设置的凹部41嵌入式配合。工艺孔62的设置可以方便装卸静环座60，静环座60的一个作用就是对隔环50实施轴向定位，另一个作用就是通过凸部63与静环40上的凹部41的配合限定静环40的周向转动。具体结构是所述的静环座60包括金属材质的刚性环状骨架60A，刚性环状骨架60A的周围包覆有非金属耐腐套60B，所述的凸部63设置三个且均匀对称布置在内壁上，如图2、3所示。

所述的隔环50内壁与静环40外壁之间设置有O形密封圈70构成轴向密封，所述的隔环50的内段和外段的外管壁分别直径较小和较大的两段圆柱面51、52，两者之间设有锥面53过渡，该锥面53与泵体20上设置的台阶部位之间的角形区域内设置O形密封圈80。

O形密封圈80被围限在锥面53和泵体20上开设的供动力轴10通过的孔的台阶面处，具备轴向、端面密封的功能，实现了隔环50与泵体20上开设的供动力轴10通过的孔之间的密封。

需要说明的是所述的部件的内侧、外侧或内段、外段中的内、外方位是如图1、2所示，位于左侧为内，位于右侧为外，或者说靠近泵腔21的一侧为属内，远离的一侧为属外。

隔环50应当选用刚性好、强度高、受热变形小或几乎无变形发生的材料，由于隔环50空套在静环40上，两者之间设置密封圈实施密封，隔环50即使受到径向压力，其变形小或几乎无变形发生，这样就确保了隔环50与静环40之间的密封圈保持着实现密封所需的正常的变形状态，也就是没有出现额外变形，这样静环40只受到正常的径向力的作用以及弹簧150提供的轴向推力作用，确保动环30、静环40之间的密封配合状态。

结合图5、6，所述的轴套90包括由金属材料制成的套管90A构成的刚性骨架，套管90A的外管壁上包覆有非金属耐腐蚀管套90B，所述的套管90A与耐腐蚀管套90B的结合面处有沿轴长方向间隔布置的变径部，采用这种变径结构的结合方式可以确保两者结合面处沿轴向方向的分离，同时有利于在所述的轴套90的里端的外管壁上设置凹槽91，凹槽91与动环30配合构成容纳O形密封圈100，靠近该凹槽91处的轴套90的外管壁上设置台阶92，该台阶92位于凹槽91所在侧的台面上周向轮廓为波纹状的过渡台921，该过渡台921与动环30上的布置有周向轮廓为波纹状的孔口配合。

上述凹槽91、台阶92及凸台93顺势构成，这样既实现了各自的功能，同时又限制套管90A与耐腐蚀管套90B结合面处的分离。

过渡台921与动环30上的布置有周向轮廓为波纹状的孔口配合，用于传递扭矩的同时确保与动力轴10同步转动，台阶92中部的端面922用于限定动环30的轴向位置。过渡台921与动环30的配合，同步转动的扭矩又强度高的套管90A承担，同时接触部位是过渡台921处的耐腐蚀材料与套管90A配合的，尽管耐腐蚀材料层地厚度较薄，仍然具有适当弹性并可以吸收传动噪音。

所述的轴套90的外端的外管壁上设置凸台93，凸台93的外端面与套管90A的外端之间构成台阶状，套管90A的外端内孔壁上设置成周向轮廓为齿状的台阶931，与套管90A配合的后轴套110的端面为齿状的缺口111，缺口111和台阶931彼此嵌入配合，这种嵌入式配合具有导向引入、有利于装配的效果，同时轴套90和后轴套110间构成同步转动，后轴套110上设置的台阶112，水封动环120位于所述的凸台93和台阶112之间的围成凹槽部，水封动环120为机械水封的一部分，水封动环120与外侧的水封静环配合构成一端的水封结构，另一端的水封由另一端的密封圈70、80等构成。

轴套90的内孔壁上设有与动力轴10配合的键槽94，通过键槽94与键的设置完成与动力轴10的连接以传递扭矩，即实现与动力轴10的同步转动，进而带动动环30、泵叶11、动力轴10的同步转动。

所述的静环40的外侧端面处设置环形垫130，所述的弹簧150的两端分别抵靠在环形垫130和弹簧座160上，环形垫130的作用是向静环40提供周向均匀分布推力的作用，弹簧150是由弹簧钢150A外设包塑层150B构成的，包塑层150B可以选择PVDF材料，这样使弹簧150既能耐高温又能耐腐蚀，使用寿命可到十年。

Claims (9)

1.一种机械密封，包括端面密封配合的动环(30)、静环(40)，其特征在于：与动环(30)配合的轴套(90)和/或与静环(40)配合的静环座(60)包括刚性骨架，所述的刚性骨架的外部包设有耐腐蚀层。

2.根据权利要求1所述的机械密封，其特征在于：与动环(30)配合的轴套和与静环(40)配合的静环座(60)均包括刚性骨架，所述的刚性骨架的外部包设有耐腐蚀层。

3.根据权利要求1或2所述的机械密封，其特征在于：静环座(60)的内侧端面与隔环(50)的外侧端面贴合，所述的静环座(60)的外周柱面上设置外螺纹(61)与泵体(20)上螺纹孔连接，静环座(60)的外侧端面上开设两个工艺孔(62)，静环座(60)的内管壁上设置有凸部(63)，该凸部(63)与静环(40)的后段管体上设置的凹部(41)嵌入式配合。

4.根据权利要求1或2所述的机械密封，其特征在于：所述的轴套(90)包括由金属材料制成的套管(90A)构成的刚性骨架，套管(90A)的外管壁上包覆有非金属耐腐蚀管套(90B)，所述的套管(90A)与耐腐蚀管套(90B)的结合面处有沿轴长方向间隔布置的变径部。

5.根据权利要求3所述的机械密封，其特征在于：所述的静环座(60)包括金属材质的刚性环状骨架(60A)，刚性环状骨架(60A)的周围包覆有非金属耐腐套(60B)，所述的凸部(63)设置三个且均匀对称布置在内壁上。

6.根据权利要求3所述的机械密封，其特征在于：所述的隔环(50)内壁与静环(40)外壁之间设置有O形密封圈(70)构成轴向密封，所述的隔环(50)的内段和外段的外管壁分别直径较小和较大的两段圆柱面(51)、(52)，两者之间设有锥面(53)过渡，该锥面(53)与泵体(20)上设置的台阶部位之间的角形区域内设置O形密封圈(80)。

7.根据权利要求4所述的机械密封，其特征在于：所述的轴套(90)的里端的外管壁上设置凹槽(91)与动环(30)配合构成容纳O形密封圈(100)，靠近该凹槽(91)处的轴套(90)的外管壁上设置台阶(92)，该台阶(92)位于凹槽(91)所在侧的台面上周向轮廓为波纹状的过渡台(921)，该过渡台(92)与动环(30)上的布置有周向轮廓为波纹状的孔口配合。

8.根据权利要求7所述的机械密封，其特征在于：所述的轴套(90)的外端的外管壁上设置凸台(93)，凸台(93)的外端面与套管(90A)的外端之间构成台阶状，套管(90A)的外端内孔壁上设置成周向轮廓为齿状的台阶(931)，与套管(90A)配合的后轴套(110)的端面为齿状的缺口(111)，缺口(111)和台阶(931)彼此嵌入配合，后轴套(110)上设置的台阶(112)，水封动环(120)位于所述的凸台(93)和台阶(112)之间的围成凹槽部，轴套(90)的内孔壁上设有与动力轴(10)配合的键槽(94)。

9.根据权利要求6所述的机械密封，其特征在于：所述的静环(40)的外侧端面处设置环形垫(130)，所述的弹簧(150)的两端分别抵靠在环形垫(130)和弹簧座(160)上，弹簧(150)是由弹簧钢(150A)外设包塑层(150B)构成的。

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