CN105465372B - 低速设备大偏摆自适应密封 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低速设备大偏摆自适应密封，包括轴套、密封腔、连接板以及设置在密封腔腔体内的静环和动环，所述轴套穿过密封腔，静环和动环套在轴套上，连接板与轴套固定连接，动环固定安装在连接板上，静环包括连接端和密封端，连接端与密封端之间采用柔性结构连接，静环通过连接端与密封腔之间固定连接，密封端与轴套之间设置有静环密封圈，密封端上设置有弧形密封端面，动环上设置有与静环密封端相配的弧形密封端面，静环与动环之间通过密封端面配合连接，静环的密封端设置有顶紧机构，顶紧机构对密封端施加顶紧力，使静环与动环的密封端面之间紧密配合。该密封采用弧形密封端面和柔性连接结构的设置，解决了因转轴偏心导致的泄露问题。

Description

低速设备大偏摆自适应密封

技术领域

本发明涉及机械密封技术领域，特别涉及一种用于大轴径低速搅拌设备的大偏摆自适应密封。

背景技术

由于大轴径低转速的搅拌设备对于设备精度的要求与控制较低，设备在工作时，转轴在旋转过程中会发生一定程度的偏摆，导致目前常用的干气密封、机械密封等密封产品难以在此类设备中正常的使用，设备在工作过程中存在泄露及转轴磨损的问题，严重地影响到设备的使用性能，并且增加了设备的维护与检修成本。

发明内容

本发明的目的在于解决在大轴径低转速搅拌设备密封上存在的上述技术问题，提供一种偏摆适应能力强、密封效果好、使用介质粘度范围广的低速设备大偏摆自适应密封。

为解决上述技术问题，本发明采用了一种低速设备大偏摆自适应密封，包括轴套、密封腔、连接板以及设置在密封腔腔体内的静环和动环，所述轴套穿过密封腔，静环和动环套在轴套上，连接板与轴套固定连接，动环固定安装在连接板上，所述静环包括连接端和密封端，连接端与密封端之间采用柔性结构连接，静环通过连接端与密封腔之间固定连接，密封端与轴套之间设置有静环密封圈，密封端上设置有弧形密封端面，所述动环上设置有与静环密封端相配的弧形密封端面，静环与动环之间通过密封端面配合连接，静环的密封端设置有顶紧机构，所述顶紧机构对密封端施加顶紧力，使静环与动环的密封端面之间紧密配合。

进一步地，上述技术方案中，所述连接端与密封端之间通过波纹管连接。

进一步地，上述技术方案中，所述静环为整体式结构。

进一步地，上述技术方案中，所述密封腔上设置有安装槽，静环连接端设置在安装槽内，连接端与安装槽之间为过盈配合。

进一步地，上述技术方案中，所述密封腔的安装槽内设置有多个防转销，防转销分别连接密封腔和静环连接端。

进一步地，上述技术方案中，所述连接端粘接在安装槽内。

进一步地，上述技术方案中，所述顶紧机构包括设置在密封腔上的多个销杆，销杆上套有弹簧，所述弹簧一端顶在密封腔内壁，另一端顶在静环的密封端。

进一步地，上述技术方案中，所述轴套上设置有环形槽，环形槽内设置有多个传动销钉，所述连接板为两个半圆形板，连接板下端端面设置有与传动销钉配合的销钉孔，连接板下端设置在环形槽内，传动销钉伸入连接板的销钉孔内。

进一步地，上述技术方案中，所述动环与轴套之间设置有动环密封圈。

进一步地，上述技术方案中，所述密封腔和连接板上分别设置有用于对动环相对静环的初始安装位置进行定位的定位孔。

本发明所具有的有益效果：

1)该密封的静环与动环之间通过弧形密封端面配合连接，使静环与动环之间的密封端面配合更加紧密，增大了密封端面的密封贴合面，静环与动环贴合后可保证两者之间具有良好的密封性，即使在转轴发生偏转时静环与动环之间的弧形密封端面同样够能很好的紧密贴合，从而使其可有效适应各种偏摆工况。

2)静环与密封腔之间采用波纹管结构的柔性连接，在转轴发生偏转使动环发生偏摆时，静环的密封端能自由地随动环一起运动，从而保证静环和动环之间可随时保持良好的密封性；同时波纹管还起到一个密封的作用，将该密封中的顶紧机构与介质进行隔离，使顶紧机构不受介质的影响，从而可始终在静环上施加稳定的作用力，保证密封的稳定运行。

3)该密封结构简单，静环采用整体式结构，无需进行额外的焊接等连接操作，加工方便，连接紧密，可靠性更高，并且使整个密封的安装更加方便。

4)通用性好，安装方式灵活，针对不同设备密封的安装要求，均能实现快速安装，并能适应设备转轴的正反向运转，可保证在转轴正反向运转时，均能实现安全稳定的密封。

5)该密封对设备转轴精度要求较低，偏摆适应能力最大可达2mm，可适用于高粘度甚至易结晶介质的密封。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明中轴套与连接板装配结构示意图。

图3是本发明中密封定位安装初始状态结构示意图。

图中：1、密封腔，2、销杆，3、弹簧，4、静环，5、动环，6、连接板，7、定位块，8、防转销，9、轴套，10、静环密封圈，11、转轴，12、连接端，13、密封端，14、密封端面，15、定位孔,16、安装槽，17、波纹管，18、环形槽，19、传动销钉，20、销钉孔，21、动环密封圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，为一种低速设备大偏摆自适应密封，包括轴套9、密封腔1、连接板6以及设置在密封腔1腔体内的静环4和动环5，所述轴套9穿过密封腔1，静环4和动环5套在轴套9上；密封腔为中空的壳体结构，在安装时，先将该密封整体套在转轴11上后，用螺栓将密封腔固定安装在设备的机体上，实现对密封腔的固定安装。

所述连接板6与轴套9固定连接；工作时，连接板随轴套一起转动，这就要求连接板能与轴套之间实现稳固的连接。具体地，如图2所示，本发明中在所述轴套9上设置有环形槽18，环形槽18内设置有多个传动销钉19，所述连接板6由两个半圆形板组成，也可以采用扇形板等类似的结构，连接板6下端端面设置有与传动销钉19配合的销钉孔20，连接板6下端设置在环形槽18内，传动销钉19伸入连接板6的销钉孔20内。这样通过在轴套上设置与连接板相配合的环形槽，安装时连接板可正好固定卡在环形槽内，同时对连接板的安装位置进行定位，而将连接板设计为两个半圆形板的结构也是基于这一点，以便于将连接板安装到轴套的环形槽内；另外，通过环形槽内设置的传动销钉和连接板上的销钉孔进行配合连接，实现连接板随轴套一起转动。

所述动环5固定安装在连接板6上，动环与连接板之间通过螺栓进行连接，由于动环为一个整体，连接板与动环固定安装的同时，两个半圆形板组成的连接板此时也组成一个整体，并更加稳定地固定在轴套上。

所述静环4包括连接端12和与连接端12连接的密封端13，连接端12与密封端13之间采用柔性结构连接，静环4通过连接端12与密封腔1之间固定连接；具体地，本发明中连接端12与密封端13之间采用波纹管17进行连接，当然这里的柔性连接结构并不仅仅局限于波纹管这一种特定的结构；这里的波纹管不仅起到连接静环的连接端和密封端，实现静环与密封腔之间的柔性连接的作用，还起到一个隔离介质的密封作用。

优选地，所述静环4为整体式结构，静环4的连接端12、密封端13和波纹管17为整体式结构，这样整个静环结构无需进行额外的连接加工，使其具有更好的整体性能；静环的连接端、密封端和波纹管均采用聚四氟乙烯整体加工成型，具有很好的耐磨、耐腐蚀性能。

密封端13与轴套9之间设置有静环密封圈10；在静环4与轴套9之间的动密封点设置静环密封圈，不仅可以起到密封的作用，同时可起到对静环径向定位和支撑的作用，保证静环与轴套同心，静环密封圈采用O形密封圈。

静环4的密封端13上设置有弧形密封端面，动环5上设置有与静环密封端13相配的弧形密封端面14，静环4与动环5之间通过密封端面14配合连接；静环与动环之间通过弧形截面的密封端面配合连接，使静环与动环之间的密封端面配合更加紧密，并能增加密封端面的密封贴合面，可保证在静环与动环贴合后两者之间具有良好的密封性，即使在转轴发生偏转时静环与动环之间的弧形密封端面同样够能很好的紧密贴合，从而使其可有效适应各种偏摆工况。

在静环4的密封端13的端面设置顶紧机构，所述顶紧机构在静环4的密封端13端面上施加一个顶紧力，使静环4与动环5的密封端面14紧密配合。正如前面所述，这里的顶紧机构设置在密封腔和波纹管之间，波纹管将顶紧机构与介质隔离，保证顶紧机构的稳定工作。具体地，这里的顶紧机构包括设置在密封腔1上的多个销杆2，销杆2上套有弹簧3，所述弹簧3一端顶在密封腔1内壁，另一端顶在静环4的密封端13。销杆与密封腔之间采用螺纹连接，销杆沿圆周方向在密封腔内均布设置，安装时，弹簧在静环的密封端作用一个顶紧力，并且均匀地作用在密封端在左侧端面上，使静环与动环之间的密封端面始终能很好地紧密贴合。

本发明中静环与密封腔之间的固定连接是通过静环连接端与密封腔之间的连接来实现的。具体地，所述密封腔1上设置有安装槽16，静环连接端12设置在安装槽16内，连接端12与安装槽16之间为过盈配合。安装时，通过冷压工艺将连接端固定安装到安装槽中，安装槽内壁通过两者之间的过盈量对静环连接端作用一个抱紧力，从而使静环连接端固定在安装槽内。进一步地，在所述密封腔1的安装槽16内设置有多个防转销8，优选2～4个或更多，防转销8分别连接密封腔1和静环连接端12，防转销设置在密封腔和连接端之间，可起到防止连接端与密封腔之间发生相对转动的作用，保证静环的稳定运行；同时可对波纹管进行有效的保护，防止波纹管受到扭力的作用而发生破坏。

为了使静环与密封腔之间的连接更加稳固可靠，在对静环连接端进行安装时，在连接端或安装槽上涂一层粘接剂，使连接端粘接在安装槽内。

动环5与轴套9之间设置有动环密封圈21，可增加动环与轴套之间的密封性，动环密封圈采用O型密封圈。

所述密封腔1和连接板6上分别设置有用于对动环相对静环的初始安装位置进行定位的定位孔15。

如图3所示，装配时，先将销杆2和弹簧3安装在密封腔1上，静环连接端12上用于设置防转销的孔与密封腔1上的防转销8位置对齐后，通过冷压将静环连接端12固定安装到密封腔1的安装槽16内，此时防转销分别连接密封腔和连接端；将轴套9穿过密封腔1，动环5通过分为两瓣的连接板6实现与轴套9之间的连接和传动，在动环5安装后，在连接板6和密封腔1上的定位孔15位置安装定位块7，用于对动环5相对于静环4的初始安装位置进行定位。

安装时先将该密封整体套在搅拌设备转轴上，用螺栓将密封腔固定安装在设备的机体上，实现对密封腔的固定安装，用紧定螺钉将轴套固定在转轴上，最后卸下定位块。

图1中，左端为介质一侧，右端为大气一侧，设备在运转时，由于静环与密封腔之间采用冷压固定连接，静环连接端与密封腔之间连接紧密，介质只能由静环与轴套间的间隙泄露到静环密封圈右边的腔体内，由于动环与轴套之间有动环密封圈进行密封，因此介质只能在静环与动环之间的配合密封端面处泄露，由于静环与动环之间的配合密封端面采用弧形接触面，使静环和动环之间能达到很好的密封效果，可实现密封的零泄漏。

本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本发明基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征作出一些替换和变形，均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.低速设备大偏摆自适应密封，其特征在于：包括轴套、密封腔、连接板以及设置在密封腔腔体内的静环和动环，所述轴套穿过密封腔，静环和动环套在轴套上，连接板与轴套固定连接，动环固定安装在连接板上，所述静环包括连接端和密封端，连接端与密封端之间采用柔性结构连接，静环通过连接端与密封腔之间固定连接，密封端与轴套之间设置有静环密封圈，密封端上设置有弧形密封端面，所述动环上设置有与静环密封端相配的弧形密封端面，静环与动环之间通过密封端面配合连接，静环的密封端设置有顶紧机构，所述顶紧机构对密封端施加顶紧力，使静环与动环的密封端面之间紧密配合。

2.根据权利要求1所述的低速设备大偏摆自适应密封，其特征在于：所述连接端与密封端之间通过波纹管连接。

3.根据权利要求1或2所述的低速设备大偏摆自适应密封，其特征在于：所述静环为整体式结构。

4.根据权利要求1所述的低速设备大偏摆自适应密封，其特征在于：所述密封腔上设置有安装槽，静环连接端设置在安装槽内，连接端与安装槽之间为过盈配合。

5.根据权利要求1所述的低速设备大偏摆自适应密封，其特征在于：所述密封腔的安装槽内设置有多个防转销，防转销分别连接密封腔和静环连接端。

6.根据权利要求4或5所述的低速设备大偏摆自适应密封，其特征在于：所述连接端粘接在安装槽内。

7.根据权利要求1所述的低速设备大偏摆自适应密封，其特征在于：所述顶紧机构包括设置在密封腔上的多个销杆，销杆上套有弹簧，所述弹簧一端顶在密封腔内壁，另一端顶在静环的密封端。

8.根据权利要求1所述的低速设备大偏摆自适应密封，其特征在于：所述轴套上设置有环形槽，环形槽内设置有多个传动销钉，所述连接板为两个半圆形板，连接板下端端面设置有与传动销钉配合的销钉孔，连接板下端设置在环形槽内，传动销钉伸入连接板的销钉孔内。

9.根据权利要求1所述的低速设备大偏摆自适应密封，其特征在于：所述动环与轴套之间设置有动环密封圈。

10.根据权利要求1所述的低速设备大偏摆自适应密封，其特征在于：所述密封腔和连接板上分别设置有用于对动环相对静环的初始安装位置进行定位的定位孔。