CN107654653A - 一种机械密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械密封装置，包括：动环，密封配合的动密封件；所述的动环的环面上均布有多个咬合凹槽；静环，与动环配合顶紧实现密封的静密封件；弹性推压组件，设置在动环的外部带动动环转动并对动环施加轴向推力的组件；所述的弹性推压组件包括传动座、推环和弹压件，所述的推环设置在传动座内部并与动环的端面顶压连接，所述的弹压件压设在传动座与推环之间；所述的推环的环边上均布有多个咬合弧槽；所述的传动座上设置有与动环咬合凹槽配合咬合的咬合凸起。该机械密封装置，能够满足现场较高压力使用要求，而且不容易失效，密封性能好，使用寿命长。

Description

一种机械密封装置

技术领域

本发明涉及泵的技术领域，更具体的说涉及一种机械密封装置。

背景技术

现在使用的橡胶波纹管机械密封，橡胶波纹管既承受密封腔的压力又承受传动扭矩，使用中，压力大于0.6MPa时，橡胶受压后变形大，造成过渡挤压，过早密封失效。因此，有必要对密封结构进行全新的设计，以满足现场较高压力使用的要求。

中国专利文献（公告日：2016年1月27日，公告号：CN 103352984B）公开了一种泵轴的橡胶波纹管机械密封结构，安装在泵壳和泵轴之间，所述密封结构包括静环、动环、波纹管、弹簧、弹簧座及卡环、挡垫，动环的外端同轴端面安装波纹管的一端，该波纹管的另一端固装在泵轴上；在动环上同轴固装一传动套，弹簧座与传动套的里端立板之间同轴安装弹簧，在传动套的导槽内均导向安装卡环的凸出部分，在波纹管靠近动环部位同轴固装有挡垫，在挡垫与卡环之间的波纹管制成波型。本密封结构改变了波纹管的结构，并增加了传动套的长度，在工作高度时，在波纹管上制出了波型，不需要弹簧力促使它形成，使弹簧力完全作用在动环上，使动环和静环牢牢贴合，即使在泵轴有窜动的工况下也不会使密封失效，延长了密封的使用寿命。

上述技术方案是为了解决在泵轴有窜动的工况下会使密封失效的问题。

中国专利文献（公告日：2015年12月30日，公告号：CN204922003U）公开了一种橡胶波纹管机械密封，包括依次套设在旋转轴上的波纹管、动环、动环座、紧固圈、弹簧和弹簧座，所述的动环的紧配端紧装在波纹管的大径端中，所述的动环座和紧固圈紧套在波纹管上且相邻的端部相互卡接，所述的弹簧为圆锥螺旋弹簧，所述的圆锥螺旋弹簧的大径端限位在弹簧座上，所述的圆锥螺旋弹簧作用于波纹管上。橡胶波纹管机械密封具有轴向尺寸短、整体结构紧凑的优点。

上述技术方案是为了解决橡胶波纹管机械密封轴向长度长，安装空间要求高的问题，该技术方案并不能解决橡胶受压后变形大，造成过渡挤压，过早密封失效的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决橡胶受压后变形大，造成过渡挤压，过早密封失效的问题，而提供一种能够满足现场较高压力使用要求、不容易失效，密封性能好，使用寿命长的机械密封装置。

本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种机械密封装置，包括：

动环，密封配合的动密封件；所述的动环的环面上均布有多个咬合凹槽；

静环，与动环配合顶紧实现密封的静密封件；

弹性推压组件，设置在动环的外部带动动环转动并对动环施加轴向推力的组件；

所述的弹性推压组件包括传动座、推环和弹压件，所述的推环设置在传动座内部并与动环的端面顶压连接，所述的弹压件压设在传动座与推环之间；所述的推环的环边上均布有多个咬合弧槽；所述的传动座上设置有与动环咬合凹槽配合咬合的咬合凸起。

该机械密封装置，通过在动环的外部设置一弹性推压组件，该弹性推压组件可以带动动环转动并且能够向动环施加一轴向推力使得动环与静环的端面紧密贴合，该弹性推压组件包括有传动座、推环和弹压件，传动座上设置有咬合凸起，而推环上设置有咬合弧槽，咬合凸起与咬合弧槽配合后与动环上的咬合凹槽咬合，传动座安装在轴上，由轴带动传动座旋转，传动座带动动环旋转，同时在弹压件弹力的作用下，迫使动环和静环的密封面贴合，起到密封作用，依靠传动座与推环保证弹压件的正常摆动，使得动环与静环始终能够密封贴合在一起，能够满足现场较高压力使用要求，而且该泵用机械密封装置不容易失效，密封性能好，使用寿命长。

作为优选，所述的传动座与推环之间在轴向上设置有弹压腔，所述的弹压件压设在弹压腔内部并且弹压件的弹性推压力倾斜施加在动环上。传动座与推环之间形成弹压腔既方便弹压件的安装同时能够保证弹压件的正常摆动，使得动环与静环始终能够密封贴合在一起。

作为优选，所述的传动座呈锥形结构设置，所述的咬合凸起沿传动座的环面向传动座的轴线方向凸设，所述的弹压件为圆柱形弹簧。这样的结构可以通过锥形传动座与推环保证圆柱形弹簧的正常摆动，从而能够为动环与静环的有效的密封推力，保证密封性能，而且这样的结构能够使得该密封装置不容易失效。

作为优选，所述的传动座呈柱形结构设置，所述的咬合凸起沿传动座的环面向传动座的轴线方向凸设，所述的弹压件为锥形弹簧。这样的结构可以通过柱形传动座与推环保证锥形弹簧的正常摆动，从而能够为动环与静环的有效的密封推力，保证密封性能，而且这样的结构能够使得该密封装置不容易失效。

作为另一种优选，所述的传动座与推环之间在轴向上设置有弹压腔，所述的弹压件压设在弹压腔内部并且弹压件的弹性推压力沿轴向水平施加在动环上。

作为优选，所述的咬合凸起沿传动座一端的环面向传动座的轴线方向凸设，与咬合凸起交错的传动座的环面上设置有轴向咬合结构，所述的传动座的另一端的内部设置有抱轴件，动环上对应轴向咬合结构设置有轴向咬合槽。抱轴件是为了实现与轴抱紧配合实现与轴的连接传递扭力，而传动座上的咬合凸起是为了实现与动环的相互咬合，而轴向咬合结构则是为了实现将轴的扭力通过轴向咬合结构传递到动环上带动动环转动。

作为优选，所述的传动座的内部设置有抱轴件安装结构，所述的抱轴件安装结构沿传动座的端部向内沿轴向一体凹设有安装腔和卡环，所述的抱轴件上对应于卡环设置有卡槽，所述的卡环卡设在卡槽内部实现轴向和径向卡接定位。上述结构是为了实现传动座与抱轴件的紧密连接定位。

作为优选，所述的咬合凸起为均布在传动座内壁上的凸耳；所述的轴向咬合结构为沿传动座的径向向内凹设而成的弧形凸起。

作为优选，推环上沿径向设置有内环槽和外环槽，所述的内环槽内部设置有辅助密封圈，所述的弹压件顶压在外环槽上，所述的推环上沿轴向设置有平衡面，所述的平衡面与动环密封顶压。推环上设置内环槽是为了安装辅助密封圈从而进行辅助密封，进一步保证密封性能，提高密封效果，而外环槽的设置是为了与传动座形成弹压腔，方便弹压件的设置。

作为优选，所述的传动座的中心孔配合泵轴的扁方轴设置呈扁方圆孔结构；所述的静环的外部设置有橡胶密封环垫。传动座上设置扁方圆孔结构是为了方便轴与传动座之间更好的传递动力。

本发明的有益效果是：该机械密封装置，能够满足现场较高压力使用要求，而且不容易失效，密封性能好，使用寿命长。

附图说明：

图1是本发明机械密封装置的一种结构示意图；

图2是本发明中动环的一种结构示意图；

图3是本发明中传动座的一种结构示意图；

图4是本发明中推环的一种结构示意图；

图5是本发明中弹压件的一种结构示意图；

图6是本发明机械密封装置的第二种结构示意图；

图7是本发明中传动座的第二种结构示意图；

图8是本发明中弹压件的第二种结构示意图；

图9是本发明机械密封装置的第三种结构示意图；

图10是本发明中动环的第三种结构示意图；

图11是图10中动环的左视图；

图12是本发明中推环的第三种结构示意图；

图13是本发明中传动座的第三种结构示意图；

图14是本发明实施例3中传动座与动环的一配合图；

图中：1、动环，2、咬合凹槽，3、静环，4、弹性推压组件，5、传动座，6、推环，7、弹压件，8、咬合弧槽，9、咬合凸起，10、弹压腔，11、轴向咬合结构，12、抱轴件，13、抱轴件安装结构，14、安装腔，15、卡环，16、卡槽，17、内环槽，18、外环槽，19、辅助密封圈，20、平衡面，21、扁方圆孔结构，22、橡胶密封环垫，23、轴向咬合槽。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1：

在图1、图2、图3所示的实施例中，一种机械密封装置，包括：

动环1，密封配合的动密封件；动环1的环面上均布有多个咬合凹槽2；

静环3，与动环1配合顶紧实现密封的静密封件；

弹性推压组件4，设置在动环1的外部带动动环1转动并对动环1施加轴向推力的组件；

弹性推压组件4包括传动座5、推环6和弹压件7，推环6设置在传动座5内部并与动环1的端面顶压连接，弹压件7压设在传动座5与推环6之间；推环6的环边上均布有多个咬合弧槽8；传动座5上设置有与动环咬合凹槽2配合咬合的咬合凸起9。

传动座5与推环6之间在轴向上设置有弹压腔10，弹压件7压设在弹压腔10内部并且弹压件7的弹性推压力倾斜施加在动环1上。

传动座5呈柱形结构设置，咬合凸起9沿传动座5的环面向传动座5的轴线方向凸设，弹压件7为锥形弹簧（见图5）。

推环6上沿径向设置有内环槽17和外环槽18，内环槽17内部设置有辅助密封圈19，弹压件7顶压在外环槽17上，推环6上沿轴向设置有平衡面20（见图4），平衡面20与动环1密封顶压。

传动座5的中心孔配合轴的扁方轴设置呈扁方圆孔结构21；静环3的外部设置有橡胶密封环垫22。

该机械密封装置，其结构为单端面机械密封，在静环3的外部设置有一橡胶密封环垫22，起到辅助密封作用，在动环的外部设置有一弹性推压组件4，弹性推压组件4包括一传动座、一推环和一弹压件。

该实施例中的机械密封装置，传动座上设置有扁方圆孔结构，与泵轴配合更好的传动动力，由泵轴带动传动座旋转，传动座通过其上的咬合凸起与咬合凹槽配合带动动环上的旋转，同时在弹簧力的作用下，迫使动环和静环密封面贴合，起到密封作用，辅助密封圈本实施例中采用型圈。而推环、弹簧、传动座、O型圈靠弹簧组成一体；橡胶密封垫与静环组成一体；传动座上设置多个圆弧结构的咬合凸起保证动环受力均匀；传动座上的扁方圆孔结构穿过削扁泵轴进行扭力传动。依靠传动座与推环保证锥形弹簧的正常摆动。

实施例2：

在图6、图7所示的实施例中，一种机械密封装置，包括：

动环1，密封配合的动密封件；动环1的环面上均布有多个咬合凹槽2；

静环3，与动环1配合顶紧实现密封的静密封件；

弹性推压组件4，设置在动环1的外部带动动环1转动并对动环1施加轴向推力的组件；

弹性推压组件4包括传动座5、推环6和弹压件7，推环6设置在传动座5内部并与动环1的端面顶压连接，弹压件7压设在传动座5与推环6之间；推环6的环边上均布有多个咬合弧槽8；传动座5上设置有与动环咬合凹槽2配合咬合的咬合凸起9。

传动座5与推环6之间在轴向上设置有弹压腔10，弹压件7压设在弹压腔10内部并且弹压件7的弹性推压力倾斜施加在动环1上。

传动座5呈锥形结构设置，咬合凸起9沿传动座5的环面向传动座5的轴线方向凸设，弹压件7为圆柱形弹簧。

推环6上沿径向设置有内环槽17和外环槽18，内环槽17内部设置有辅助密封圈19，弹压件7顶压在外环槽17上，推环6上沿轴向设置有平衡面20，平衡面20与动环1密封顶压。

传动座5的中心孔配合轴的扁方轴设置呈扁方圆孔结构21；静环3的外部设置有橡胶密封环垫22。

该实施例中机械密封装置为单端面机械密封，在静环3的外部设置有一橡胶密封环垫22，起到辅助密封作用，在动环1的外部设置有一弹性推压组件4，弹性推压组件4包括一传动座、一推环和一弹压件。

该实施例中的机械密封装置，传动座上设置有扁方圆孔结构，与泵轴配合更好的传动动力，由泵轴带动传动座旋转，传动座通过其上的咬合凸起与咬合凹槽配合带动动环上的旋转，同时在弹簧力的作用下，迫使动环和静环密封面贴合，起到密封作用，辅助密封圈本实施例中采用型圈。而推环、弹簧、传动座、O型圈靠弹簧组成一体；橡胶密封垫与静环组成一体；传动座上设置多个圆弧结构的咬合凸起保证动环受力均匀；传动座上的扁方圆孔结构穿过削扁泵轴进行扭力传动。依靠锥形传动座与推环保证圆柱形弹簧的正常摆动。

实施例3：

在图9、图10、图11、图14所示的实施例中，一种机械密封装置，包括：

动环1，密封配合的动密封件；动环1的环面上均布有多个咬合凹槽2；

静环3，与动环1配合顶紧实现密封的静密封件；

弹性推压组件4，设置在动环1的外部带动动环1转动并对动环1施加轴向推力的组件；

弹性推压组件4包括传动座5、推环6和弹压件7，推环6设置在传动座5内部并与动环1的端面顶压连接，弹压件7压设在传动座5与推环6之间；推环6的环边上均布有多个咬合弧槽8；传动座5上设置有与动环咬合凹槽2配合咬合的咬合凸起9。

传动座5与推环6之间在轴向上设置有弹压腔10，弹压件7压设在弹压腔10内部并且弹压件7的弹性推压力沿轴向水平施加在动环上。

咬合凸起9沿传动座5一端的环面向传动座5的轴线方向凸设，与咬合凸起9交错的传动座5的环面上设置有轴向咬合结构11（见图13），传动座5的另一端的内部设置有抱轴件12，动环1上对应于轴向咬合结构11设置有轴向咬合槽23。

传动座5的内部设置有抱轴件安装结构13，抱轴件安装结构13沿传动座5的端部向内沿轴向一体凹设有安装腔14和卡环15，抱轴件12上对应于卡环15设置有卡槽16，卡环15卡设在卡槽16内部实现轴向和径向卡接定位。

咬合凸起9为均布在传动座5内壁上的凸耳；轴向咬合结构11为沿传动座5的径向向内凹设而成的弧形凸起。

推环6上沿径向设置有内环槽17和外环槽18（见图12），内环槽17内部设置有辅助密封圈19，弹压件7顶压在外环槽17上，推环6上沿轴向设置有平衡面20，平衡面20与动环1密封顶压。

传动座5的中心孔配合轴的扁方轴设置呈扁方圆孔结构21；静环3的外部设置有橡胶密封环垫22。

该实施例中为单端面机械密封密封，组件有辅助密封件，静环，动环，推环，弹簧，传动座、抱轴件等。

该机械密封装置，传动座通过抱轴件安装在泵轴上，由泵轴带动传动座旋转，传动座带动动环旋转，同时在弹簧力的作用下，迫使动环和静环密封面贴合，起到密封作用，辅助密封分别由辅助密封圈和辅助密封件橡胶密封环垫其同实现。凹形推环、弹簧、传动座靠弹簧组成一体；橡胶密封垫、静环组成一体；动环、辅助密封圈O形圈组成一体。动环上设置有起传动的传动弧槽与咬合槽。推环上设有具有含O形圈结构和平衡弹簧力的平面部分。传动座由多个圆弧组成，保证动环受力均匀；传动座上的凸耳起到含住动环的作用。

上述实施例所述的机械密封装置，通过在动环的外部设置一弹性推压组件，该弹性推压组件可以带动动环转动并且能够向动环施加一轴向推力使得动环与静环的端面紧密贴合，该弹性推压组件包括有传动座、推环和弹压件，传动座上设置有咬合凸起，而推环上设置有咬合弧槽，咬合凸起与咬合弧槽配合后与动环上的咬合凹槽咬合，传动座安装在轴上，由轴带动传动座旋转，传动座带动动环旋转，同时在弹压件弹力的作用下，迫使动环和静环的密封面贴合，起到密封作用，依靠传动座与推环保证弹压件的正常摆动，使得动环与静环始终能够密封贴合在一起，能够满足现场较高压力使用要求，而且该泵用机械密封装置不容易失效，密封性能好，使用寿命长。

上述实施例所述的机械密封装置，有效解决了现有技术中橡胶受压后变形大，造成过渡挤压，过早密封失效的问题，该死泵用机械密封装置，能够满足现场较高压力使用要求、不容易失效，密封性能好，使用寿命长。

Claims (10)

1.一种机械密封装置，其特征在于包括：

动环（1），密封配合的动密封件；所述的动环（1）的环面上均布有多个咬合凹槽（2）；

静环（3），与动环配合顶紧实现密封的静密封件；

弹性推压组件（4），设置在动环（1）的外部带动动环（1）转动并对动环（1）施加轴向推力的组件；

所述的弹性推压组件（4）包括传动座（5）、推环（6）和弹压件（7），所述的推环（6）设置在传动座（5）内部并与动环（1）的端面顶压连接，所述的弹压件（7）压设在传动座（5）与推环（6）之间；所述的推环（6）的环边上均布有多个咬合弧槽（8）；所述的传动座（5）上设置有与动环咬合凹槽（8）配合咬合的咬合凸起（9）。

2.根据权利要求1所述的一种机械密封装置，其特征在于：所述的传动座（5）与推环（6）之间在轴向上设置有弹压腔（10），所述的弹压件（7）压设在弹压腔（10）内部并且弹压件（7）的弹性推压力倾斜施加在动环（1）上。

3.根据权利要求2所述的一种机械密封装置，其特征在于：所述的传动座（5）呈锥形结构设置，所述的咬合凸起（9）沿传动座（5）的环面向传动座的轴线方向凸设，所述的弹压件（7）为圆柱形弹簧。

4.根据权利要求2所述的一种机械密封装置，其特征在于：所述的传动座（5）呈柱形结构设置，所述的咬合凸起（9）沿传动座（5）的环面向传动座的轴线方向凸设，所述的弹压件（7）为锥形弹簧。

5.根据权利要求1所述的一种机械密封装置，其特征在于：所述的传动座（5）与推环（6）之间在轴向上设置有弹压腔（10），所述的弹压件（7）压设在弹压腔（10）内部并且弹压件（7）的弹性推压力沿轴向水平施加在动环（1）上。

6.根据权利要求5所述的一种机械密封装置，其特征在于：所述的咬合凸起（9）沿传动座（5）一端的环面向传动座的轴线方向凸设，与咬合凸起（9）交错的传动座的环面上设置有轴向咬合结构（11），所述的传动座（5）的另一端的内部设置有抱轴件（12），动环（1）上对应轴向咬合结构（11）设置有轴向咬合槽（23）。

7.根据权利要求6所述的一种机械密封装置，其特征在于：所述的传动座（5）的内部设置有抱轴件安装结构（13），所述的抱轴件安装结构（13）沿传动座（5）的端部向内沿轴向一体凹设有安装腔（14）和卡环（15），所述的抱轴件（12）上对应于卡环（15）设置有卡槽（16），所述的卡环（15）卡设在卡槽（16）内部实现轴向和径向卡接定位。

8.根据权利要求6所述的一种机械密封装置，其特征在于：所述的咬合凸起（9）为均布在传动座（5）内壁上的凸耳；所述的轴向咬合结构（11）为沿传动座（5）的径向向内凹设而成的弧形凸起。

9.根据权利要求1至8所述的一种机械密封装置，其特征在于：推环（6）上沿径向设置有内环槽（17）和外环槽（18），所述的内环槽（17）内部设置有辅助密封圈（19），所述的弹压件（7）顶压在外环槽（18）上，所述的推环（6）上沿轴向设置有平衡面（20），所述的平衡面（20）与动环（1）密封顶压。

10.根据权利要求1至8所述的一种机械密封装置，其特征在于：所述的传动座（5）的中心孔配合轴的扁方轴设置呈扁方圆孔结构（21）；所述的静环（3）的外部设置有橡胶密封环垫（22）。