CN106949190B - 浮动环式阻尼密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浮动环式阻尼密封装置，用于密封旋转轴，包括挡环、弹性圈和浮动环，浮动环通过自身的浮动环通孔套装在旋转轴外，浮动环的内表面与旋转轴的外表面之间为间隙配合，浮动环的外表面设有环形凹槽，弹性圈置于环形凹槽内，挡环通过自身的挡环通孔套装于旋转轴外其通过自身外侧的外环将浮动环包围在内，挡环的外环内壁压住弹性圈，浮动环上设有径向且两端均开口的节流孔，多个节流孔沿圆周方向均匀分布于浮动环上。本发明采用动压和静压混合式承载原理，流体膜承载力大，可以避免低速运行时浮动环和旋转轴摩擦磨损，具有运行工作转速高、泄漏量小、寿命长、减震效果好的优点。

Description

浮动环式阻尼密封装置
技术领域
本发明涉及一种密封和减震装置，尤其涉及一种用于对旋转轴进行减震和密封的浮动环式阻尼密封装置。
背景技术
浮动环密封装置也称为浮动环密封，是一种流阻型非接触式动密封结构，通过密封间隙内的流体阻力效应而达到密封阻漏的目的，被密封介质在浮动环与旋转轴之间的微小间隙内形成流体膜，流体膜具有一定的承载力，保证浮动环和旋转轴始终处于非接触状态。因具有自动对心功能，与固定密封相比，浮动环密封间隙小、泄漏量低，被广泛应用于汽轮机、压缩机、旋转接头、火箭涡轮泵等的旋转轴密封。
传统的浮动环密封存在两个问题：一是流体膜只有动压效应，而低速运行时动压承载力小，浮动环跟随旋转轴运动，两者之间存在摩擦磨损。二是浮动环正常工作在锁死状态，即浮动环和外壳不发生相对运动，浮动环锁死在某一偏心位置，此时浮动环密封与偏心固定间隙密封作用相同。但由于浮环密封间隙较小，偏心条件下，产生较大的交叉刚度，对轴系的稳定性造成不利的影响，严重时会引起轴系失稳，发生安全事故。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种流体膜承载力大、不会引起轴系失稳且具有良好减震效果的浮动环式阻尼密封装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种浮动环式阻尼密封装置，用于密封旋转轴，包括挡环、弹性圈和浮动环，所述浮动环通过自身的浮动环通孔套装在所述旋转轴外，所述浮动环的内表面与所述旋转轴的外表面之间为间隙配合，所述浮动环的外表面设有环形凹槽，所述弹性圈置于所述环形凹槽内，所述挡环通过自身的挡环通孔套装于所述旋转轴外其通过自身外侧的外环将所述浮动环包围在内，所述挡环的外环内壁压住所述弹性圈，所述浮动环上设有径向且两端均开口的节流孔，多个所述节流孔沿圆周方向均匀分布于所述浮动环上。
上述结构中，所述浮动环的内表面与所述旋转轴的外表面之间的间隙为径向密封间隙，当部分压力介质通过节流孔进入径向密封间隙后会形成流体膜，实现浮动效果；挡环通过弹性圈由圆周方向向浮动环均匀施压，尽量确保径向密封间隙为厚度均匀的间隙圈，尽量避免浮动环与旋转轴直接接触。
为了提高浮动效果，所述节流孔包括相通连接的大径节流孔和小径节流孔且所述小径节流孔靠近所述旋转轴。
进一步，所述挡环的外环的一端连接有内环，所述挡环的外环的中心线、内环的中心线与所述浮动环的中心线重合，所述浮动环的中部外凸形成外凸环，所述挡环的内环与所述浮动环的一端端面贴合，所述节流孔设于所述浮动环的另一端，所述环形凹槽设于所述外凸环的外表面，所述浮动环上设有轴向且两端均开口的均压孔，多个所述均压孔沿圆周方向均匀分布于所述浮动环上。均压孔的设计使压力介质对浮动环进行圆周方向的均匀施压，进一步确保径向密封间隙为厚度均匀的间隙圈。
根据应用需要，所述弹性圈为“O”形橡胶密封圈或金属橡胶密封圈。
优选地，所述浮动环的内表面与所述旋转轴的外表面之间的间隙距离在几微米至几十微米之间。
本发明的有益效果在于：
(1)采用动压和静压混合式承载原理，流体膜承载力大，可以避免低速运行时浮动环和旋转轴摩擦磨损；
(2)通过流体膜、弹性圈和摩擦三种方式增加了系统的阻尼，不仅避免了传统浮动环密封对轴系稳定性的不利影响，而且具有良好的减震效果；
(3)采用浮动环式密封方式，具有运行工作转速高、泄漏量小、寿命长的优点。
附图说明
图1是本发明所述浮动环式阻尼密封装置的主视剖视图；
图2是本发明所述浮动环式阻尼密封装置的右视图；
图3是本发明所述浮动环式阻尼密封装置的浮动环主视剖视图；
图4是本发明所述浮动环式阻尼密封装置的右视图；
图5是图3中的A-A剖视图；
图6是图5中“B”的放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-图6所示，本发明所述浮动环式阻尼密封装置用于密封旋转轴4，包括挡环1、弹性圈2和浮动环3，挡环1由相互连接的外环(图中未标记)和内环(图中未标记)构成，外环呈圆筒形，内环为环形板，挡环1的外环的一端与内环连接，挡环1的外环的中心线、内环的中心线与浮动环3的中心线重合，旋转轴4穿过挡环1的外环的通孔，浮动环3通过自身的浮动环通孔35套装在旋转轴4外且被包围在挡环1的外环内，浮动环3的内表面与旋转轴4的外表面之间为间隙配合并形成径向密封间隙，径向密封间隙的距离在几微米至几十微米之间，浮动环3的中部外凸形成外凸环(图中未标记)，外凸环的外表面设有环形凹槽32，弹性圈2置于环形凹槽32内，挡环1的外环内壁压住弹性圈2，弹性圈2为“O”形橡胶密封圈或金属橡胶密封圈，挡环1的内环与浮动环3的一端端面31(该端面为浮动环轴向密封面)贴合形成整个密封装置的轴向密封面，浮动环3的另一端设有径向且两端均开口的节流孔34，多个节流孔34沿圆周方向均匀分布于浮动环3上，节流孔34包括相通连接的大径节流孔341和小径节流孔342且小径节流孔342靠近旋转轴4，所述浮动环的外凸环上设有轴向且两端均开口的均压孔33，多个均压孔33沿圆周方向均匀分布于浮动环3上。
结合图1-图6，应用时，将挡环固定外其它设备的壳体上，高压介质(如气体或液体)由挡环1的开口一端(图中的右端)进入挡环1与浮动环3之间的空隙，其中一部分介质由节流孔34进入径向密封间隙，从而在径向密封间隙中形成流体膜，在此过程中会有少量介质通过径向密封间隙泄露至浮动环3上靠近挡环1的内环的一端；还有一部分介质会进入均压孔33，在浮动环3的圆周方向形成均匀的压力，使径向密封间隙所在的空心环保持均匀，避免浮动环3与旋转轴4接触；同时，挡环1的外环通过弹性圈2将浮动环3由周向均匀压住，避免浮动环3与旋转轴4接触，弹性圈2的弹性有利于在必要的时候起到缓冲作用。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (5)

1.一种浮动环式阻尼密封装置，用于密封旋转轴，其特征在于：包括挡环、弹性圈和浮动环，所述浮动环通过自身的浮动环通孔套装在所述旋转轴外，所述浮动环的内表面与所述旋转轴的外表面之间为间隙配合，所述浮动环的外表面设有环形凹槽，所述弹性圈置于所述环形凹槽内，所述挡环通过自身的挡环通孔套装于所述旋转轴外其通过自身外侧的外环将所述浮动环包围在内，所述挡环的外环内壁压住所述弹性圈，所述浮动环上设有径向且两端均开口的节流孔，多个所述节流孔沿圆周方向均匀分布于所述浮动环上；所述挡环的外环的一端连接有内环，所述挡环的外环的中心线、内环的中心线与所述浮动环的中心线重合，所述浮动环的中部外凸形成外凸环，所述挡环的内环与所述浮动环的一端端面贴合，所述浮动环上设有轴向且两端均开口的均压孔，多个所述均压孔沿圆周方向均匀分布于所述浮动环上。
2.根据权利要求1所述的浮动环式阻尼密封装置，其特征在于：所述节流孔包括相通连接的大径节流孔和小径节流孔且所述小径节流孔靠近所述旋转轴。
3.根据权利要求1或2所述的浮动环式阻尼密封装置，其特征在于：所述节流孔设于所述浮动环的另一端，所述环形凹槽设于所述外凸环的外表面。
4.根据权利要求1或2所述的浮动环式阻尼密封装置，其特征在于：所述弹性圈为“O”形橡胶密封圈或金属橡胶密封圈。
5.根据权利要求1或2所述的浮动环式阻尼密封装置，其特征在于：所述浮动环的内表面与所述旋转轴的外表面之间的间隙距离在几微米至几十微米之间。
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