CN106286840A - 一种旋转轴用轴向唇形密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋转轴用轴向唇形密封装置，包括顺序连接的非补偿环、补偿环、补偿环座和压缩弹簧，补偿环的上端面与非补偿环端面贴合，下端面被补偿环座固定，补偿环座的下端面与压缩弹簧贴合，补偿环为轴向唇形密封圈，其上端面为内圈低外圈高的漏斗形密封端面，在漏斗形密封端面的背面设有外大内小横V形弹簧槽，V形弹簧槽内配装自紧弹簧，压缩弹簧为组合压缩弹簧，包括环形圈、间隔设置在环形圈上下端面的上凸台和下凸台；该装置不易发生膨胀、硬化现象，能适应轴的粗糙度和偏心度的变化，对偏心跟随能力好，且能承受高压，在高速、高温、高尘、腐蚀密封介质环境中密封性好，可靠性高，使用寿命长，结构简单且易安装。

Description

一种旋转轴用轴向唇形密封装置
技术领域
本发明涉及机械制造中用于旋转轴类的密封件，具体是一种旋转轴用轴向唇形密封装置。
背景技术
在现有的旋转轴密封接触密封中，一般有两种，一种径向密封是用弹性橡胶和聚四氟塑料的唇部接触旋转轴的表面起到密封作用，简称为油封，另一种轴向密封是用两个硬质碳化硅、石墨、陶瓷、合金、钢、青铜、铸铁材料制成两个经研磨的密封端面在轴向弹簧压力下帖合滑动的密封机构，简称为机械密封。虽然都是以不同方式达到密封目的，但也不同程度的存在一些缺点，如弹性橡胶的密封唇部在润滑油介质中易发生膨胀、硬化等现象。聚四氟塑料密封唇部无压缩弹性，不能适应轴的粗糙度和偏心度的变化，对动态偏心跟随能力差，易伤轴，且都不耐压，机械密封的碳化硅和陶瓷密封环易破碎，抗重载不是很好。石墨密封环的密封端面在长期磨擦时易产生膨胀变形降低了密封端面平面度，造成密封介质从密封介面泄漏。在大口径端面密封中采用浮动密封，但使用过程中橡胶压缩轴向力失效现象较为普遍，难以达到预期效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种旋转轴用轴向唇形密封装置，该密封圈不易发生膨胀、硬化现象，能适应轴的粗糙度和偏心度的变化，对偏心跟随能力好，且能承受高压，在高速、高温、高尘、腐蚀密封介质环境中密封性好，可靠性高，使用寿命长，结构简单且易安装。
实现本发明目的的技术方案是：
一种旋转轴用轴向唇形密封装置，包括顺序连接的非补偿环、补偿环、补偿环座和压缩弹簧，补偿环的上端面与非补偿环端面贴合，下端面被补偿环座固定，补偿环座的下端面与压缩弹簧贴合，与现有技术不同的是，
所述的补偿环为轴向唇形密封圈，其上端面为内圈低外圈高的漏斗形密封端面，在漏斗形密封端面的背面设有外大内小横V形弹簧槽，V形弹簧槽内配装自紧弹簧，
所述的压缩弹簧为组合压缩弹簧，包括环形圈、间隔设置在环形圈上下端面的上凸台和下凸台。
所述的轴向唇形密封圈，是由工程塑料聚四氟乙烯塑料为基体，加入填料经模压烧结成型。
所述的轴向唇形密封圈，使用的聚四氟乙烯塑料与填料的重量分配比为100：40-50。
所述的漏斗形密封端面，内圈低外圈高的倾斜度为25-50°。
所述的自紧弹簧，是由弹簧钢丝制成的弹簧首尾相连有一定径向自紧力的弹簧。
所述的组合压缩弹簧的环形圈由弹簧钢板或钢板块冲压而成。
所述的上凸台和下凸台，由橡胶制成，分别包腹或包裹在环形圈的上、下端面上。
所述环形圈，在接触腐蚀性密封介质时，其上涂一层胶水烘干，然后包腹氟胶硫化模压而成；
所述的补偿环座，是由钢板冲床拉伸加工成有内翻边或外翻边的金属骨架经除油、除锈处理，包腹橡胶模压成型，内翻边和外翻边均设有与轴向唇形密封圈下端面匹配的径向唇形密封圈。
本发明的积极效果是组合压缩弹簧产生的弹力使固定在补偿环座上的轴向唇形密封圈长期的贴合到非补偿环的端面，轴向唇形密封圈的V形弹簧槽有利于密封介质冷却密封端面摩擦产生的热量，密封介质承压在V形弹簧槽表面更有利于轴向唇形密封圈端面的承压能力，也利于弹簧的前后滑动作用调节密封介面比压作用；使轴向唇形密封圈的漏斗形密封端面与非补偿环密封端面贴合滑动时不易过紧过热。在密封腐蚀性介质中自紧弹簧采用氟胶O形圈，组合压缩弹簧的环形圈、补偿环座的金属骨架都粘合一层耐腐弹性氟胶，有效隔离腐蚀性介质的作用，铺助密封也采用耐腐弹性氟胶。由工程塑料聚四氟乙烯塑料制成的轴向唇形密封圈的漏斗形密封端面在组合压缩弹簧和自紧弹簧长期作用下会变形贴合滑动在非补偿环的磨损凹槽密封端面上，直到轴向唇形密封端面磨损完；轴向唇形密封圈是由聚四氟填充固体润滑和增强填料，有很好的耐磨性、减磨性、稳定性，大大提高了旋转轴用轴向唇形密封装置的使用寿命和可靠性。
附图说明
图1为本发明的一种旋转轴用轴向唇形密封装置纵剖面结构示意图；
图2为单唇轴向唇形密封圈结构示意图；
图3为双唇轴向唇形密封圈结构示意图；
图4为组合压缩弹簧结构示意图；
图中，1.非补偿环 2.补偿环 3.补偿环座 4.组合压缩弹簧 5. 漏斗形密封端面6. V形弹簧槽 7.自紧弹簧 8.环形圈 9.上凸台 10.下凸台 11金属骨架 12. 径向唇形密封圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
如图1所示，一种旋转轴用轴向唇形密封装置，包括顺序连接的非补偿环1、补偿环2、补偿环座3和压缩弹簧4，补偿环2的上端面与非补偿环1的端面贴合，补偿环2的下端面被补偿环座3固定，补偿环座3的下端面与压缩弹簧4的上凸台9贴合。
如图2所示，所述的补偿环2为单唇轴向唇形密封圈结构示意图，其上端面为内圈低外圈高的漏斗形密封端面5，在漏斗形密封端面5的背面设有外大内小横V形弹簧槽6，V形弹簧槽6内配装自紧弹簧7。
如图3所示，所述的补偿环2还可以是双唇轴向唇形密封圈结构示意图，设置有两个轴向唇形密封圈，两个轴向唇形密封圈平行排列，轴向唇形密封圈与轴向唇形密封圈之间用橡胶密封圈密封，每个轴向唇形密封圈的上端面为内圈低外圈高的漏斗形密封端面5，其倾斜度为45°，在漏斗形密封端面5的背面设有外大内小横V形弹簧槽6，V形弹簧槽6内配装自紧弹簧7。
如图4所示，所述的压缩弹簧4为组合压缩弹簧，包括环形圈8、间隔设置在环形圈上下端面的上凸台9和下凸台10。
所述的轴向唇形密封圈，是由工程塑料聚四氟乙烯塑料为基体，加入填料经模压烧结成型，聚四氟乙烯塑料与填料的重量分配比为100：45，填料是固体的润滑剂和增强剂经压缩模塑烧结冷却等工艺制成；漏斗形密封端面的背面用车床加工成V形弹簧槽，V形弹簧槽内的自紧弹簧使漏斗形密封端面具有适度的弹性。
所述的自紧弹簧7，是由弹簧钢丝制成的弹簧首尾相连有一定径向自紧力的弹簧；
所述的组合压缩弹簧的环形圈8由弹簧钢板或钢板块冲压而成；
所述的上凸台9和下凸台10，由橡胶制成，分别包腹或包裹在环形圈8的上、下端面上，若要获取更大的弹力，只需增加环形圈8的直径和增加凸台的数量，就能达到效果；
所述环形圈8，在接触腐蚀性密封介质时，其上涂一层胶水烘干，然后包腹氟胶硫化模压而成；
所述的补偿环座3，是由钢板冲床拉伸加工成有内翻边或外翻边的金属骨架11经除油、除锈处理，包腹橡胶模压成型，内翻边和外翻边均设有与轴向唇形密封圈下端面匹配的径向唇形密封圈12。
使用时，按顺序依次将非补偿环1、补偿环2、补偿环座3和压缩弹簧4配装成旋转轴用轴向唇形密封装置，压缩弹簧4受力后产生的弹力使上凸台9和下凸台10在错位压缩作用下使环形圈8变成波纹状，上凸台9顶住补偿环座3的端面，使固定在补偿环座3上的轴向唇形密封圈2的漏斗形密封端面5贴合非补偿1的端面，随着压缩力的增大，密封界面随着增加，密封效果增加。

Claims (9)

1.一种旋转轴用轴向唇形密封装置，包括顺序连接的非补偿环、补偿环、补偿环座和压缩弹簧，补偿环的上端面与非补偿环端面贴合，下端面被补偿环座固定，补偿环座的下端面与压缩弹簧贴合，其特征在于，
所述的补偿环为轴向唇形密封圈，其上端面为内圈低外圈高的漏斗形密封端面，在漏斗形密封端面的背面设有外大内小横V形弹簧槽，V形弹簧槽内配装自紧弹簧，
所述的压缩弹簧为组合压缩弹簧，包括环形圈、间隔设置在环形圈上下端面的上凸台和下凸台。
2.根据权要求1所述的旋转轴用轴向唇形密封装置，其特征在于，所述的轴向唇形密封圈，是由工程塑料聚四氟乙烯塑料为基体，加入填料经模压烧结成型。
3.根据权要求2所述的旋转轴用轴向唇形密封装置，其特征在于，所述的轴向唇形密封圈，使用的聚四氟乙烯塑料与填料的重量分配比为100：40-50。
4.根据权要求1所述的旋转轴用轴向唇形密封装置，其特征在于，所述的漏斗形密封端面，内圈低外圈高的倾斜度为25-50°。
5.根据权要求1所述的旋转轴用轴向唇形密封装置，其特征在于，所述的自紧弹簧，是由弹簧钢丝制成的弹簧首尾相连有一定径向自紧力的弹簧。
6.根据权要求1所述的旋转轴用轴向唇形密封装置，其特征在于，所述的组合压缩弹簧的环形圈，由弹簧钢板或钢板块冲压而成。
7.根据权要求1所述的旋转轴用轴向唇形密封装置，其特征在于，所述的上凸台和下凸台，由橡胶制成，分别包腹或包裹在环形圈的上、下端面上。
8.根据权要求1所述的旋转轴用轴向唇形密封装置，其特征在于，所述环形圈，在接触腐蚀性密封介质时，其上涂一层胶水烘干，然后包腹氟胶硫化模压而成。
9.根据权要求1所述的旋转轴用轴向唇形密封装置，其特征在于，所述的补偿环座，是由钢板冲床拉伸加工成有内翻边或外翻边的金属骨架经除油、除锈处理，包腹橡胶模压成型，内翻边和外翻边均设有与轴向唇形密封圈下端面匹配的径向唇形密封圈。
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