CN108413041A - 浮动环机械密封件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮动环机械密封件，包括补偿元件、安装座、两个密封环和两个环座，两个密封环分别为动环和静环，两个环座分别为动环座和静环座，静环和动环接触的端面形成端面密封；两个密封环中，其中一密封环具有至少一圈凹槽，每一凹槽皆从密封环的端面沿轴向延伸而成，凹槽内安装有密封块和弹性垫。本发明将动环或者静环设计为非整体形状，而是密封环与密封块组合而成，从而形成多道相互独立的密封端面，且密封介质从一个端面流到另一个端面时，有一定的降压作用，类似于迷宫密封，最主要的是这种结构可以避免采用整体静环和动环时端面磨损严重，而造成导致整个密封系统失效的现象，延长了密封装置的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及机械密封技术领域，特别是涉及一种机械密封装置，主要用于旋转机械中，如各种泵、压缩机和反应釡等。
背景技术
机械密封(mechanical seal)是指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)的作用下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。
机械密封广泛应用于石油、化工、机械以及航空航天领域。主要用于旋转机械，密封的作用是防止被密封介质的泄漏，同时阻止外界的污染物以及杂质进入到设备腔体，从而污染设备腔体内的介质。
目前常用机械密封结构如图1所示，主要包括随轴一起旋转的动(静)环座A1、动(静)环A2、静(动)环A3、静(动)环座A4以及补偿元件A5。
机械密封的机理如下：动环与动环座采用紧配合，一起随轴旋转，而静环以及静环座是静止件，密封运转初期，动环和静环相贴合，中间有一层微米级的液膜，液膜是腔体内的介质往外泄漏形成的一层流体膜，当两密封环 (动环和静环)之间的闭合力(包括补偿元件的弹簧力，腔内介质对密封环的压力)与密封环的开启力(包括密封环的接触力，流体膜的介质压力)相等时，液膜达到稳定，密封达到受力平衡，密封也能稳定运行，此时密封流体膜稳定存在，介质不会往外泄漏。这就是密封的主要机理。
但是目前机械密封也存在很多问题，如密封环发生密封面的磨损、划伤或者裂纹等，极易导致密封环整体失效，是目前机械密封普遍存在的一个问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种浮动环机械密封件，将动环或者静环设计为非整体形状，而是密封环与密封块组合而成，从而形成多道相互独立的密封端面，且密封介质从一个端面流到另一个端面时，有一定的降压作用，类似于迷宫密封，最主要的是这种结构可以避免采用整体静环和动环时端面磨损严重，而造成导致整个密封系统失效的现象，延长了密封装置的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种浮动环机械密封件，包括补偿元件、安装座、两个密封环和两个环座，两个所述密封环分别为动环和静环，两个所述环座分别为动环座和静环座，所述安装座安装于待密封设备的壳体，所述补偿元件的一端连接所述安装座，且另一端连接所述静环座，所述静环座安装所述静环，所述动环座和所述动环套于待密封设备的转轴，所述动环座安装所述动环，所述静环和所述动环接触的端面形成端面密封；
两个所述密封环中，其中一密封环具有至少一圈凹槽，每一所述凹槽皆从所述密封环的端面沿轴向延伸而成，所述凹槽内安装有密封块和弹性垫，所述密封块的一端面与另一所述密封环的端面形成端面密封，且所述密封块的另一端面连接所述弹性垫。
为解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：所述弹性垫为橡胶垫或金属垫。
进一步地说，所述密封块为PTFE块。
进一步地说，所述凹槽设有一圈，且位于靠近所述密封环的内径位置处。
进一步地说，所述动环具有至少一圈凹槽，每一所述凹槽皆从所述动环的端面沿轴向延伸而成，所述凹槽内安装有密封块和弹性垫，所述密封块的一端面与所述静环的端面形成端面密封，且所述密封块的另一端面连接所述弹性垫。
进一步地说，所述静环具有至少一圈凹槽，每一所述凹槽皆从所述静环的端面沿轴向延伸而成，所述凹槽内安装有密封块和弹性垫，所述密封块的一端面与所述动环的端面形成端面密封，且所述密封块的另一端面连接所述弹性垫。
进一步地说，所述静环与静环座为一体式连接或分体式连接。
进一步地说，所述动环与动环座为一体式连接或分体式连接。
进一步地说，所述补偿元件为弹簧或金属波纹管。
进一步地说，所述密封块的摩擦系数小于所述密封环的摩擦系数
本发明的有益效果是：
本发明包括补偿元件、安装座、两个密封环和两个环座，两个密封环中，其中一密封环具有至少一圈凹槽，凹槽内安装有密封块和弹性垫，密封块的一端面与另一密封环的端面形成端面密封，且另一端面连接弹性垫，由于从摩擦热的角度来看，密封结构的外径由于线速度最大，摩擦热最多，密封结构的内径线速度小，摩擦热最少；从传热的角度来看，密封结构的外径靠近设备腔内的流体，有充足的流体冷却，内径处靠近外侧空气，只有外侧空气对流，流体冷却效果一般好于空气对流；根据摩擦热以及散热的情况，最后最高的温度出现在靠近密封环的内径处，因此密封环快到内径处的工况最恶劣，因此将密封块设置于靠近密封环的内径的位置处，采用低摩擦材料如具有自润滑材料的PTFE材料，可以大大的降低此处的摩擦热；
再者，密封块和环座之间还安装有弹性垫，弹性垫可采用橡胶、金属或者其他高弹性体材料，给动环或者静环提供弹性力，其作用类似于弹簧，当某一块密封环受到较大的轴向力或者是冲击时，弹性垫能够吸收部分力，产生局部的变形，而不会将过大的力或者变形传递给密封环，因此密封环的端面还是保持密封端面间的良好接触，即整个密封在密封块失效后，密封环仍起作用，因此，相当于两道密封，而且密封最恶劣的地方采用了更好的低摩擦材料以及弹性垫补偿，因此极大的增加了密封性能，延长了密封使用寿命。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图；
附图中各部分标记如下：
动环座1、动环2、弹性垫3、密封块4、静环5、静环座6、补偿元件7 和安装座8。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
实施例1：一种浮动环机械密封件，如图2所示，包括补偿元件7、安装座8、两个密封环和两个环座，两个所述密封环分别为动环2和静环5，两个所述环座分别为动环座1和静环座6，所述安装座安装于待密封设备的壳体，所述补偿元件的一端连接所述安装座，且另一端连接所述静环座，所述静环座安装所述静环，所述动环座和所述动环套于待密封设备的转轴，所述动环座安装所述动环，所述静环和所述动环接触的端面形成端面密封；
两个所述密封环中，其中一密封环具有至少一圈凹槽，每一所述凹槽皆从所述密封环的端面沿轴向延伸而成，所述凹槽内安装有密封块4和弹性垫3，所述密封块的一端面与另一所述密封环的端面形成端面密封，且所述密封块的另一端面连接所述弹性垫。
所述弹性垫为橡胶垫或金属垫。但不限于此，也可以为其它高弹性材料。
所述密封块为PTFE(聚四氟乙烯)块。但不限于此，也可以为其它低摩擦材料。
所述补偿元件为弹簧或金属波纹管。
本实施例中，所述凹槽设有一圈，且位于靠近所述密封环的内径位置处。
本实施例中，如图2所示，所述动环具有至少一圈凹槽，每一所述凹槽皆从所述动环的端面沿轴向延伸而成，所述凹槽内安装有密封块和弹性垫，所述密封块的一端面与所述静环的端面形成端面密封，且所述密封块的另一端面连接所述弹性垫。
所述静环与静环座为一体式连接或分体式连接。本实施例中，所述静环与静环座为分体式连接。
实施例2：一种浮动环机械密封件，图未示意，结构与实施例1类似，不同之处在于：所述静环具有至少一圈凹槽，每一所述凹槽皆从所述静环的端面沿轴向延伸而成，所述凹槽内安装有密封块和弹性垫，所述密封块的一端面与所述动环的端面形成端面密封，且所述密封块的另一端面连接所述弹性垫。
所述动环与动环座为一体式连接或分体式连接。
本实施例中，包括补偿元件、安装座、两个密封环和两个环座，两个密封环中，其中一密封环具有至少一圈凹槽，凹槽内安装有密封块和弹性垫，密封块的一端面与另一密封环的端面形成端面密封，且另一端面连接弹性垫，由于从摩擦热的角度来看，密封结构的外径由于线速度最大，摩擦热最多，密封结构的内径线速度小，摩擦热最少；从传热的角度来看，密封结构的外径靠近设备腔内的流体，有充足的流体冷却，内径处靠近外侧空气，只有外侧空气对流，流体冷却效果一般好于空气对流；根据摩擦热以及散热的情况，最后最高的温度出现在靠近密封环的内径处，因此密封环快到内径处的工况最恶劣，因此将密封块设置于靠近密封环的内径的位置处，采用低摩擦材料如具有自润滑材料的PTFE材料，可以大大的降低此处的摩擦热；
再者，密封块和环座之间还安装有弹性垫，弹性垫可采用橡胶、金属或者其他高弹性体材料，给动环或者静环提供弹性力，其作用类似于弹簧，当某一块密封环受到较大的轴向力或者是冲击时，弹性垫能够吸收部分力，产生局部的变形，而不会将过大的力或者变形传递给密封环，因此密封环的端面还是保持密封端面间的良好接触，即整个密封在密封块失效后，密封环仍起作用，因此，相当于两道密封，而且密封最恶劣的地方采用了更好的低摩擦材料以及弹性垫补偿，因此极大的增加了密封性能，延长了密封使用寿命。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种浮动环机械密封件，其特征在于：包括补偿元件(7)、安装座(8)、两个密封环和两个环座，两个所述密封环分别为动环(2)和静环(5)，两个所述环座分别为动环座(1)和静环座(6)，所述安装座安装于待密封设备的壳体，所述补偿元件的一端连接所述安装座，且另一端连接所述静环座，所述静环座安装所述静环，所述动环座和所述动环套于待密封设备的转轴，所述动环座安装所述动环，所述静环和所述动环接触的端面形成端面密封；
两个所述密封环中，其中一密封环具有至少一圈凹槽，每一所述凹槽皆从所述密封环的端面沿轴向延伸而成，所述凹槽内安装有密封块(4)和弹性垫(3)，所述密封块的一端面与另一所述密封环的端面形成端面密封，且所述密封块的另一端面连接所述弹性垫。
2.根据权利要求1所述的浮动环机械密封件，其特征在于：所述弹性垫为橡胶垫或金属垫。
3.根据权利要求1所述的浮动环机械密封件，其特征在于：所述密封块为PTFE块。
4.根据权利要求1所述的浮动环机械密封件，其特征在于：所述凹槽设有一圈，且位于靠近所述密封环的内径位置处。
5.根据权利要求1所述的浮动环机械密封件，其特征在于：所述动环具有至少一圈凹槽，每一所述凹槽皆从所述动环的端面沿轴向延伸而成，所述凹槽内安装有密封块和弹性垫，所述密封块的一端面与所述静环的端面形成端面密封，且所述密封块的另一端面连接所述弹性垫。
6.根据权利要求1所述的浮动环机械密封件，其特征在于：所述静环具有至少一圈凹槽，每一所述凹槽皆从所述静环的端面沿轴向延伸而成，所述凹槽内安装有密封块和弹性垫，所述密封块的一端面与所述动环的端面形成端面密封，且所述密封块的另一端面连接所述弹性垫。
7.根据权利要求5所述的浮动环机械密封件，其特征在于：所述静环与静环座为一体式连接或分体式连接。
8.根据权利要求6所述的浮动环机械密封件，其特征在于：所述动环与动环座为一体式连接或分体式连接。
9.根据权利要求1所述的浮动环机械密封件，其特征在于：所述补偿元件为弹簧或金属波纹管。
10.根据权利要求1所述的浮动环机械密封件，其特征在于：所述密封块的摩擦系数小于所述密封环的摩擦系数。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112178194A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-05 | 江门市新会区天府密封科技有限公司 | 一种多功能便携式机械密封 |
| CN114060522A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-18 | 浙江环誉泵业科技有限公司 | 结构紧凑的独立浮动式静环及包含其的机械密封 |
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| CN114060522A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-18 | 浙江环誉泵业科技有限公司 | 结构紧凑的独立浮动式静环及包含其的机械密封 |
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