CN105202193A - 用于压缩机的机械密封 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于压缩机的机械密封，动环组件中，橡胶支架(9)的一端紧配在动环(10)的外周壁上，另一端与传动轴(1)紧配，动环座(8)的内周壁紧配在与动环(10)连接的橡胶支架(9)的外周壁上；波形弹簧(4)抵紧在动环座(8)与弹簧座(3)之间，弹簧座(3)通过连接在传动轴(1)上的轴承(2)限位，弹簧座(3)与动环座(8)之间具有与法兰(11)的内腔相通的间隙(6)；动环(10)为微孔碳化硅环，静环组件中的静环(12)为石墨环。采用以上结构后，波形弹簧可以通过间隙与外界进行热量交换及散热，从而避免波形弹簧温度过高而使机械密封失效，保证了机械密封的使用寿命。

Description

用于压缩机的机械密封

技术领域

本发明涉及密封件的技术领域，具体讲是一种用于压缩机的机械密封。

背景技术

在离心泵、压缩机等设备中，由于传动轴贯穿在设备内外，轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄漏，如果设备内压力低于大气压，则空气向设备内泄漏，因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置。机械密封就是其中一种轴封装置，它又叫端面密封，它是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。机械密封包括静环组件、动环组件和弹簧，其中静环组件是套接在传动轴上并紧配在泵体的安装孔内，动环组件紧配在传动轴上，静环组件与动环组件之间通过端面密封并通过弹簧进行间隙补偿。

现有技术中，如附图1中所示，机械密封中的动环02的外圆壁与弹簧座03内壁卡接，橡胶支架04一端卡接在动环02与弹簧座03之间，另一端与传动轴01连接，弹簧05的一端与弹簧座03抵紧，另一端与挡圈06抵紧，挡圈06与传动轴01连接。它所存在的缺点是：从图中可以看出，通常所用到的弹簧是常用的柱形弹簧，它在空间上占用了一定的长度，换句话说，弹簧肯定是占用了机械密封在轴向方向上的空间，使得整个机械密封的长度变长，因此，这种结构的机械密封并不适用于空间小，尤其是轴向方向上尺寸小的设备上，比如压缩机。

针对上述这种情况，国家知识产权网站上公开了公开号为CN104235373A的“适用于大颗粒浆体机的机械密封件”的专利，它包括轴套、动环、静环、O型圈、压盖、定位块、螺钉、卡簧、传动环、波形弹簧和限位环，所述的动环设置在轴套上，并在动环与轴套之间设置有O型圈、波形弹簧，所述的静环设置在动环的一侧，并与轴套、压盖相邻，所述的压盖设置在轴套上，并在压盖上设置有O型圈、定位块、冷却液入口、螺栓，所述的传动环通过螺钉设置在轴套上，并在传动环的一侧设置有卡簧，所述的定位块通过螺钉固定在传动环上。在上述的结构中，弹簧采用了波形弹簧的结构，利用波形弹簧本身的特性，使整个机械密封在轴线方向上的尺寸得到很大的缩短，从而适用于空间小的设备。但是，这种结构的机械密封存在的问题是：由于动环与静环之间通过弹簧来进行磨损补偿，从而实现动环与静环端面的紧密贴合，因此，弹簧在长时间的运行过程中会产生热量，而波形弹簧安装在轴套与动环之间形成的封闭的空间内，波形弹簧产生热量只能传递到轴套或者动环上，这样会引起轴套或者动环的发热现象，从而造成变形或者加速动环的磨损，从而缩短使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种整体轴向尺寸小，能适用空间小的尺寸短的设备，并且散热性好从而保证使用寿命的用于压缩机的机械密封。

为解决上述技术问题，本发明提供的用于压缩机的机械密封，包括套接在压缩机的传动轴上的动环组件和静环组件，静环组件和压缩机的法兰紧配，动环组件与传动轴紧配并与静环组件端面密封连接；所述的动环组件包括动环、动环座、橡胶支架、波形弹簧和弹簧座；所述的橡胶支架的一端紧配在动环的外周壁上，另一端与传动轴紧配，动环座的内周壁紧配在与动环连接的橡胶支架的外周壁上；所述的波形弹簧抵紧在动环座与弹簧座之间，弹簧座通过连接在传动轴上的轴承限位，所述的弹簧座与动环座之间具有与法兰的内腔相通的间隙；所述的动环为微孔碳化硅环，静环组件中的静环为石墨环。

所述的橡胶支架为回转体，其回转截面呈Z字形，包括平行设置的外接触部和内接触部以及两端分别与外接触部和内接触部连接的连接部；所述的外接触部的内壁与动环的外周壁紧配，外接触部的外壁与动环座的内壁紧配；所述的内接触部的内壁与传动轴紧配，内接触部的外壁与动环座紧配。

所述的橡胶支架的连接部与外接触部连接的一端与外接触部垂直状态连接，并且该连接处的连接部内壁具有凸台，凸台的端面与动环的端面抵紧，该连接处的连接部外壁与动环座抵紧。

所述的动环座包括呈U形的筒体，其中U形筒体的底板套接在橡胶支架的内接触部外，U形筒体的筒壁内壁与外接触部紧配。

所述的橡胶支架的内接触部外壁嵌接有支撑圈，支撑圈的外圆周壁上设有至少两个卡板，所有卡板以支撑圈的轴线为中心辐射状布置，每个卡板的外边缘与动环座的筒体底板卡接。

所述的弹簧座由内往外分别包括连为一体的第一折弯部、第二折弯部、第三折弯部和第四折弯部，第一折弯部的内边缘套接在传动轴的台阶处的小尺寸段，并且第一折弯部通过轴承与传动轴的台阶面紧贴；第二折弯部向传动轴的大尺寸一端折弯；第三折弯部与第一折弯部平行设置，并且第三折弯部靠近第二折弯部的一端内壁与橡胶支架的内接触部端面抵紧，第三折弯部的内壁与动环座的筒底外壁之间设有波形弹簧；第四折弯部向动环座方向折弯，并且第四折弯部的自由端与动环座的筒底平面之间具有间隙。

采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

1)由于波形弹簧本身的轴向尺寸较短，因此缩短了整体机械密封的长度尺寸，适合应用于空间较小的泵等设备上；并且，波形弹簧所安装的弹簧座与动环座之间具有间隙，这样，波形弹簧可以通过间隙与外界进行热量交换及散热，从而避免波形弹簧温度过高而使机械密封失效，保证了机械密封的使用寿命；另外，动环采用了微孔碳化硅材料，静环采用了石墨材料，增加了动环与静环接触端面之间的润滑性，延长了机械密封的使用寿命；

2)橡胶支架在回转截面上设置成Z字形后，一方面与动环紧密配合，防止外界的介质从缝隙中进入动环内，从而影响密封性；另一方面，橡胶支架上凸台的设置是为了使橡胶支架与动环的接触更加紧密，进一步保障了密封性；

3)支撑圈与动环座的卡接，使橡胶支架在与动环座紧配合的基础上，再增加了一个周向限位的结构，从而保证了动环座与橡胶支架的结合更加紧密，也进一步保证了机械密封的密封性能；

4)弹簧座由几个折弯部组成，通过轴承与传动轴的连接将弹簧座卡接在传动轴的台阶处，这样，波形弹簧有了轴向的定位面，更加有利于动环的磨损补偿。

附图说明

图1是现有技术中机械密封的结构示意图。

图2是本发明用于压榨机的机械密封的结构示意图。

图3是本发明中橡胶支架的回转截面的结构示意图。

图4是本发明中弹簧座的回转截面的结构示意图。

其中，

现有技术中：01、传动轴；02、静环；03、弹簧座；04、橡胶支架；05、弹簧；06、挡圈；

本发明：1、传动轴；2、轴承；3、弹簧座；3.1、第一折弯部；3.2、第二折弯部；3.3、第三折弯部；3.4、第四折弯部；4、波形弹簧；5、卡板；6、间隙；7、支撑圈；8、动环座；9、橡胶支架；9.1、外接触部；9.2、连接部；9.3、内接触部；9.4、凸台；10、动环；11、法兰；12、静环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

由图2～图4所示的本发明用于压缩机的机械密封的结构示意图可知，它包括套接在压缩机的传动轴1上的动环组件和静环组件，静环组件和压缩机的法兰11紧配，动环组件与传动轴1紧配并与静环组件端面密封连接。所述的动环组件包括动环10、动环座8、橡胶支架9、波形弹簧4和弹簧座3。所述的橡胶支架9的一端紧配在动环10的外周壁上，另一端与传动轴1紧配，动环座8的内周壁紧配在与动环10连接的橡胶支架9的外周壁上。所述的波形弹簧4抵紧在动环座8与弹簧座3之间，弹簧座3通过连接在传动轴1上的轴承2限位，所述的弹簧座3与动环座8之间具有与法兰11的内腔相通的间隙6。所述的动环10为微孔碳化硅环，静环组件中的静环12为石墨环。所述的动环10的材料配方为：碳化硅微粉80份，石墨0.1份，碳化硼6份，粘结剂5份，二氧化硅3份，分散介质80份。其中粘结剂为酚醛树脂和淀粉，而酚醛树脂和淀粉的配比为2:1，分散介质为纯净水。

所述的橡胶支架9为回转体，其回转截面呈Z字形，包括平行设置的外接触部9.1和内接触部9.3以及两端分别与外接触部9.1和内接触部9.3连接的连接部9.2。所述的外接触部9.1的内壁与动环10的外周壁紧配，外接触部9.1的外壁与动环座8的内壁紧配。所述的内接触部9.3的内壁与传动轴1紧配，内接触部9.3的外壁与动环座8紧配。

所述的橡胶支架9的连接部9.2与外接触部9.1连接的一端与外接触部9.1垂直状态连接，并且该连接处的连接部9.2内壁具有凸台9.4，凸台9.4的端面与动环10的端面抵紧，该连接处的连接部9.2外壁与动环座8抵紧。

所述的动环座8包括呈U形的筒体，其中U形筒体的底板套接在橡胶支架9的内接触部9.3外，U形筒体的筒壁内壁与外接触部9.1紧配。

所述的橡胶支架9的内接触部9.3外壁嵌接有支撑圈7，支撑圈7的外圆周壁上设有至少两个卡板5，所有卡板5以支撑圈7的轴线为中心辐射状布置，每个卡板5的外边缘与动环座8的筒体底板卡接。

所述的弹簧座3由内往外分别包括连为一体的第一折弯部3.1、第二折弯部3.2、第三折弯部3.3和第四折弯部3.4，第一折弯部3.1的内边缘套接在传动轴1的台阶处的小尺寸段，并且第一折弯部3.1通过轴承2与传动轴1的台阶面紧贴；第二折弯部3.2向传动轴1的大尺寸一端折弯；第三折弯部3.3与第一折弯部3.1平行设置，并且第三折弯部3.3靠近第二折弯部3.2的一端内壁与橡胶支架9的内接触部9.3端面抵紧，第三折弯部3.3的内壁与动环座8的筒底外壁之间设有波形弹簧4；第四折弯部3.4向动环座8方向折弯，并且第四折弯部3.4的自由端与动环座8的筒底平面之间具有间隙6。

以上所述，仅是本发明较佳可行的实施示例，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本发明的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于压缩机的机械密封，包括套接在压缩机的传动轴(1)上的动环组件和静环组件，静环组件和压缩机的法兰(11)紧配，动环组件与传动轴(1)紧配并与静环组件端面密封连接；其特征在于：所述的动环组件包括动环(10)、动环座(8)、橡胶支架(9)、波形弹簧(4)和弹簧座(3)；所述的橡胶支架(9)的一端紧配在动环(10)的外周壁上，另一端与传动轴(1)紧配，动环座(8)的内周壁紧配在与动环(10)连接的橡胶支架(9)的外周壁上；所述的波形弹簧(4)抵紧在动环座(8)与弹簧座(3)之间，弹簧座(3)通过连接在传动轴(1)上的轴承(2)限位，所述的弹簧座(3)与动环座(8)之间具有与法兰(11)的内腔相通的间隙(6)；所述的动环(10)为微孔碳化硅环，静环组件中的静环(12)为石墨环。

2.根据权利要求1所述的用于压缩机的机械密封，其特征在于：所述的橡胶支架(9)为回转体，其回转截面呈Z字形，包括平行设置的外接触部(9.1)和内接触部(9.3)以及两端分别与外接触部(9.1)和内接触部(9.3)连接的连接部(9.2)；所述的外接触部(9.1)的内壁与动环(10)的外周壁紧配，外接触部(9.1)的外壁与动环座(8)的内壁紧配；所述的内接触部(9.3)的内壁与传动轴(1)紧配，内接触部(9.3)的外壁与动环座(8)紧配。

3.根据权利要求2所述的用于压缩机的机械密封，其特征在于：所述的橡胶支架(9)的连接部(9.2)与外接触部(9.1)连接的一端与外接触部(9.1)垂直状态连接，并且该连接处的连接部(9.2)内壁具有凸台(9.4)，凸台(9.4)的端面与动环(10)的端面抵紧，该连接处的连接部(9.2)外壁与动环座(8)抵紧。

4.根据权利要求2所述的用于压缩机的机械密封，其特征在于：所述的动环座(8)包括呈U形的筒体，其中U形筒体的底板套接在橡胶支架(9)的内接触部(9.3)外，U形筒体的筒壁内壁与外接触部(9.1)紧配。

5.根据权利要求4所述的用于压缩机的机械密封，其特征在于：所述的橡胶支架(9)的内接触部(9.3)外壁嵌接有支撑圈(7)，支撑圈(7)的外圆周壁上设有至少两个卡板(5)，所有卡板(5)以支撑圈(7)的轴线为中心辐射状布置，每个卡板(5)的外边缘与动环座(8)的筒体底板卡接。

6.根据权利要求5所述的用于压缩机的机械密封，其特征在于：所述的弹簧座(3)由内往外分别包括连为一体的第一折弯部(3.1)、第二折弯部(3.2)、第三折弯部(3.3)和第四折弯部(3.4)，第一折弯部(3.1)的内边缘套接在传动轴(1)的台阶处的小尺寸段，并且第一折弯部(3.1)通过轴承(2)与传动轴(1)的台阶面紧贴；第二折弯部(3.2)向传动轴(1)的大尺寸一端折弯；第三折弯部(3.3)与第一折弯部(3.1)平行设置，并且第三折弯部(3.3)靠近第二折弯部(3.2)的一端内壁与橡胶支架(9)的内接触部(9.3)端面抵紧，第三折弯部(3.3)的内壁与动环座(8)的筒底外壁之间设有波形弹簧(4)；第四折弯部(3.4)向动环座(8)方向折弯，并且第四折弯部(3.4)的自由端与动环座(8)的筒底平面之间具有间隙(6)。