CN110274026A - 一种气帘式端面密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种气帘式端面密封装置，属于气帘式密封领域；本发明主要由密封动环及密封静环组件构成；密封动环与石墨环构成动密封面；通过波形弹簧实现所述的密封静环在轴向上移动，通过密封静环在轴向上移动实现动密封面的接触；静环组件的石墨环过盈嵌入在石墨环座中，石墨环和石墨环座同时移动；在密封静环组件内设有用于进气的开孔结构，通过对静环组件中通入高压气体，高压气体通过石墨环气孔使密封动环与石墨环表面形成高压气帘，起到密封作用。本发明由密封面产生的高压气帘代替传统的接触式密封，使得密封面在工作时分开，实现零泄漏非接触式密封；本发明在保证装置密封性能的同时，显著提高密封装置整体的使用寿命。

Description

一种气帘式端面密封装置
技术领域
本发明涉及一种密封装置，尤其涉及一种气帘式非接触端面密封装置，属于气帘式密封领域。
背景技术
端面密封，用于密封气体或液体的机械密封技术，在航空航天等领域得到了广泛地应用。传统端面密封技术，在使用的时候，主要有以下问题：
(1)传统的端面密封在工作时，动环与静环之间会发生相对运动，二者的接触密封面会产生磨损。密封面磨损后会影响装置的密封性能，造成泄漏量加剧，当磨损量达到一定程度后，需要跟换密封装置中的零件，以保证装置的密封性能。在一些发明中，通过改善接触面表面特性，或使用更加耐磨性的材料，可延长密封装置的使用寿命，但改善效果有限，并且会增加不良散热等方面的问题。
(2)传统的端面密封在工作时，接触密封面在相对运动时，会产生摩擦力。摩擦力的产生，会产生扭矩并造成功率损失，影响整个系统的运转。
因此，如果能解决传统端面密封中产生磨损及摩擦的问题，将会显著延长密封装置的使用寿命，并提高密封装置所在系统的性能稳定性。
发明内容
为解决现有接触式端面密封中，由于接触密封面磨损造成密封性能下降及寿命减少的问题。本发明公开的一种气帘式端面密封装置，由密封面产生的高压气帘代替传统的接触式密封，使得密封面在工作时分开，实现零泄漏非接触式密封。本发明在保证装置密封性能的同时，显著提高密封装置整体的使用寿命。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
本发明公开的一种气帘式端面密封装置，主要由密封动环及密封静环组件构成。所述的密封动环与石墨环构成动密封面。通过波形弹簧实现所述的密封静环在轴向上移动，通过密封静环在轴向上移动实现动密封面的接触。所述的静环组件的石墨环过盈嵌入在石墨环座中，石墨环和石墨环座同时移动；在所述的密封静环组件内设有用于进气的开孔结构，即高压气体从气嘴进气，最终通入到石墨环中；通过对静环组件中通入高压气体，高压气体通过石墨环气孔使密封动环与石墨环表面形成高压气帘，起到密封作用。所述静环组件中的壳体设有台阶结构；所述静环组件中的壳体与石墨环座之间有防转结构。
高压气体经壳体及石墨环座的气孔进入到环形气腔内。
所述的静环组件的石墨环开有气孔，气孔率为15％～20％。石墨环起到密封静环作用。
所述的密封静环组件内设有用于进气的开孔结构，并在石墨环与气孔之间形成环形气腔。
所述的静环组件中的壳体设有台阶结构，在石墨环与密封动环贴合的状态下，壳体台阶与石墨环安装座有间隙，间隙距离等于形成气帘的厚度，间隙距离为0.05mm～0.2mm。
所述静环组件包括石墨环座、石墨环、卡圈、气嘴、壳体、波形弹簧、O形圈。
本发明公开的一种气帘式端面密封装置，包括石墨环座、密封动环、石墨环、卡圈、气嘴、壳体、波形弹簧、O形圈。所述的密封动环与石墨环构成动密封面；在通气状态下，石墨环与密封动环之间形成间隙，形成间隙导致石墨环轴向移动，轴向移动范围小于壳体与石墨环座的间隙。所述的石墨环过盈嵌入在石墨环座内，二者能够在轴向上同步移动；所述的气嘴用于通入高压气体，经壳体及石墨环座的气孔进入到环形气腔内，高压气体通过石墨环气孔使密封动环与石墨环表面形成高压气帘，起到密封作用。所述的石墨环座与壳体之间有防转结构，防止石墨环座与壳体发生相对转动。所述的壳体内部有台阶结构，在未通气的状态下壳体与石墨环座有0.05～0.2mm的间隙；所述的卡圈安装在壳体的环形槽中，防止静环组件中的石墨环座弹出；所述的波形弹簧安装在石墨环座与壳体之间，用于提供石墨环座轴向移动的弹力，使得石墨环在未通气的状态下能够压紧密封动环；所述的O形橡胶圈安装在壳体的O形圈槽中，并与石墨环座相接触，防止流体从石墨环座与壳体的间隙中泄漏。
作为优选，调节石墨环的气孔率，以适应不同粘度流体的密封。
作为优选，通过调节气嘴的进气气压，形成不同压力的高压气帘，以适应不同的压力状态。
作为优选，通过调节壳体台阶高度，形成不同厚度的气帘，以实现更好的密封效果。
有益效果：
1、本发明公开的一种气帘式端面密封装置，通过对静环组件中通入高压气体，高压气体通过石墨环气孔使密封动环与石墨环表面形成高压气帘，起到密封作用，即由高压气帘替代接触式密封，在实现零泄漏的同时，减小工作时产生的磨损，显著提高装置的使用寿命并减小旋转轴的功率消耗。
2、本发明公开的一种气帘式端面密封装置，所述的静环组件中的壳体有台阶结构，在石墨环与密封动环贴合的状态下，壳体台阶与石墨环安装座有间隙，间隙距离等于形成气帘的厚度，即通过间隙保证石墨环轴向移动形成气帘。
3、本发明公开的一种气帘式端面密封装置，通过调节石墨环的气孔率，以适应不同粘度流体的密封。
4、本发明公开的一种气帘式端面密封装置，通过调节气嘴的进气气压，形成不同压力的高压气帘，以适应不同的压力状态。
5、本发明公开的一种气帘式端面密封装置，通过调节壳体台阶高度，形成不同厚度的气帘，以实现更好的密封效果。
6、本发明公开的一种气帘式端面密封装置，所述的O形橡胶圈安装在壳体的O形圈槽中，并与石墨环座相接触，防止流体从石墨环座与壳体的间隙中泄漏。
附图说明
图1是本发明公开的一种气帘式端面密封装置的结构示意图；
图2是本发明公开的一种气帘式端面密封装置的原理图；
图3是石墨环座与壳体之间间隙的局部放大图
图4是本发明静环组件防转结构的示意图；
图5是本发明通气状态下的结构示意图。
其中：I—腔内为滑油、II—腔内为气体、1—石墨环座、2—密封动环、3—石墨环、4—卡圈、5—气嘴、6—壳体、7—波形弹簧、8—O形圈。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例公开的一种气帘式端面密封装置，主要由密封动环2及密封静环组件构成。所述的密封动环2与石墨环3构成动密封面。通过波形弹簧7实现所述的密封静环在轴向上移动，通过密封静环在轴向上移动实现动密封面的接触。所述的静环组件的石墨环3过盈嵌入在石墨环座1中，石墨环3和石墨环座1同时移动；在所述的密封静环组件内设有用于进气的开孔结构，即高压气体从气嘴进气，最终通入到石墨环3中；通过对静环组件中通入高压气体，高压气体通过石墨环3气孔使密封动环2与石墨环3表面形成高压气帘，起到密封作用。所述静环组件中的壳体6设有台阶结构；所述静环组件中的壳体6与石墨环座3之间有防转结构。
所述的静环组件的石墨环3开有气孔，气孔率为15％～20％。石墨环3起到密封静环作用。
所述的密封静环组件内设有用于进气的开孔结构，并在石墨环3与气孔之间形成环形气腔。
所述的静环组件中的壳体6有台阶结构，在石墨环3与密封动环2贴合的状态下，壳体6台阶与石墨环3安装座有间隙，间隙距离等于形成气帘的厚度，间隙距离为0.05mm～0.2mm。
所述静环组件包括石墨环座1、石墨环3、卡圈4、气嘴5、壳体6、波形弹簧7、O形圈8。
本发明公开的一种气帘式端面密封装置，包括石墨环座1、密封动环2、石墨环3、卡圈4、气嘴5、壳体6、波形弹簧7、O形圈8。所述的密封动环2与石墨环3构成动密封面；在通气状态下，石墨环与密封动环之间形成间隙，形成间隙导致石墨环3轴向移动，轴向移动范围小于壳体6与石墨环座的间隙。所述的石墨环3过盈嵌入在石墨环座1内，二者能够在轴向上同步移动；所述的气嘴5用于通入高压气体，经壳体6及石墨环座1的气孔进入到环形气腔内，高压气体通过石墨环气孔使密封动环与石墨环表面形成高压气帘，起到密封作用。所述的石墨环座1与壳体6之间有防转结构，防止石墨环座1与壳体6发生相对转动。所述的壳体6内部有台阶结构，在未通气的状态下壳体6与石墨环座有0.05～0.2mm的间隙；所述的卡圈4安装在壳体6的环形槽中，防止静环组件中的石墨环座1弹出；所述的波形弹簧7安装在石墨环座1与壳体6之间，用于提供石墨环座1轴向移动的弹力，使得石墨环3在未通气的状态下能够压紧密封动环2；所述的O形橡胶圈8安装在壳体6的O形圈槽中，并与石墨环座1相接触，防止流体从石墨环座1与壳体6的间隙中泄漏。
调节石墨环3的气孔率，以适应不同粘度流体的密封。
通过调节气嘴5的进气气压，形成不同压力的高压气帘，以适应不同的压力状态。
通过调节壳体6台阶高度，形成不同厚度的气帘，以实现更好的密封效果。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种气帘式端面密封装置，其特征在于：主要由密封动环(2)及密封静环组件构成；所述的密封动环(2)与石墨环(3)构成动密封面；通过波形弹簧(7)实现所述的密封静环在轴向上移动，通过密封静环在轴向上移动实现动密封面的接触；所述的静环组件的石墨环(3)过盈嵌入在石墨环座(1)中，石墨环(3)和石墨环座(1)同时移动；在所述的密封静环组件内设有用于进气的开孔结构，即高压气体从气嘴(5)进气，最终通入到石墨环(3)中；通过对静环组件中通入高压气体，高压气体通过石墨环(3)气孔使密封动环(2)与石墨环(3)表面形成高压气帘，起到密封作用；所述静环组件中的壳体(6)设有台阶结构；所述静环组件中的壳体(6)与石墨环座(1)之间有防转结构。
2.如权利要求1所述的一种气帘式端面密封装置，其特征在于：所述的静环组件的石墨环(3)开有气孔，气孔率为15％～20％；石墨环(3)起到密封静环作用。
3.如权利要求2所述的一种气帘式端面密封装置，其特征在于：所述的密封静环组件内设有用于进气的开孔结构，并在石墨环(3)与气孔之间形成环形气腔。
4.如权利要求3所述的一种气帘式端面密封装置，其特征在于：所述的静环组件中的壳体(6)设有台阶结构，在石墨环(3)与密封动环(2)贴合的状态下，壳体(6)台阶与石墨环(3)安装座有间隙，间隙距离等于形成气帘的厚度，间隙距离为0.05mm～0.2mm。
5.如权利要求4所述的一种气帘式端面密封装置，其特征在于：所述静环组件包括石墨环座(1)、石墨环(3)、卡圈(4)、气嘴(5)、壳体(6)、波形弹簧(7)、O形圈(8)。
6.如权利要求5所述的一种气帘式端面密封装置，其特征在于：包括石墨环座(1)、密封动环(2)、石墨环(3)、卡圈(4)、气嘴(5)、壳体(6)、波形弹簧(7)、O形圈(8)；所述的密封动环(2)与石墨环(3)构成动密封面；在通气状态下，石墨环与密封动环之间形成间隙，形成间隙导致石墨环(3)轴向移动，轴向移动范围小于壳体(6)与石墨环座的间隙；所述的石墨环(3)过盈嵌入在石墨环座(1)内，二者能够在轴向上同步移动；所述的气嘴(5)用于通入高压气体，经壳体(6)及石墨环座(1)的气孔进入到环形气腔内，高压气体通过石墨环气孔使密封动环与石墨环表面形成高压气帘，起到密封作用；所述的石墨环座(1)与壳体(6)之间有防转结构，防止石墨环座(1)与壳体(6)发生相对转动；所述的壳体(6)内部有台阶结构，在未通气的状态下壳体(6)与石墨环座有0.05～0.2mm的间隙；所述的卡圈(4)安装在壳体(6)的环形槽中，防止静环组件中的石墨环座(1)弹出；所述的波形弹簧(7)安装在石墨环座(1)与壳体(6)之间，用于提供石墨环座(1)轴向移动的弹力，使得石墨环(3)在未通气的状态下能够压紧密封动环(2)；所述的O形橡胶圈(8)安装在壳体(6)的O形圈槽中，并与石墨环座(1)相接触，防止流体从石墨环座(1)与壳体(6)的间隙中泄漏。
7.如权利要求6所述的一种气帘式端面密封装置，其特征在于：调节石墨环(3)的气孔率，以适应不同粘度流体的密封。
8.如权利要求7所述的一种气帘式端面密封装置，其特征在于：通过调节气嘴(5)的进气气压，形成不同压力的高压气帘，以适应不同的压力状态。
9.如权利要求8所述的一种气帘式端面密封装置，其特征在于：通过调节壳体(6)台阶高度，形成不同厚度的气帘，以实现更好的密封效果。
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