CN111412286B - 双排磁力机械密封 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双排磁力机械密封，包括安装法兰(7)、置于安装法兰(7)中上部的静环(5)、紧贴静环(5)上部与静环(5)构成摩擦副的动环(4)、以及定位在轴(1)上的轴套组件(2)，在动环(4)的背侧分布有下磁体柱(42)，与下磁体柱(42)轴向隔空对应着同极相斥的上磁体柱(22)。本发明有益效果是动环与静环之间端面贴合借助于永磁体磁力作用，从而解决了随轴转动的机械密封弹簧使用中的震动、断裂松弛以及多弹簧高度不齐等诸多问题，密封效果好，使用寿命长，结构简单，安装使用方便。

Description

双排磁力机械密封

技术领域

本发明属于机械密封技术领域，用于转轴在容器插入口交汇处的密封。

背景技术

目前，机械密封广泛应用于传输泵和搅拌釜等场所的转轴密封。工作时随轴转动的动环与安装法兰上的静环之间端面贴合摩擦实现径向密封，可浮动的动环与静环之间端面贴合主要借助于动环背侧弹簧的弹力作用，弹簧等部件随轴转动会出现振动、断裂松弛以及多弹簧高度不齐等问题影响密封效果和产品寿命，安装也较为复杂。后来技术人员发明了磁力机械密封。磁力机械密封有吸力作用的，也有斥力作用的。吸力作用的机械密封就是让动环与静环之间借助于永磁体之间的磁吸力使得彼此贴合摩擦密封，这种设计的不合理之处有两点，第一是贴合时的磁吸力因为磁体距离的固定而确定无法调节；第二是动环和静环若瞬间分开距离则吸力是变小的，这不符合归位力量应该随距离变大而加强的要求。所以，磁力机械密封应该采用斥力作用的结构。“磁性推力机械密封装置ZL91200941.1”属于斥力作用的结构，但其至少存在如下缺点：1)轴向推力磁体之间的推力和距离不方便调节；2)轴向部件所占空间距离依旧较大，甚至限制了动环的某些设计需要，比如没有了轴套设计空间；3)机械密封设计中载荷系数是一项重要参数，而该设计根本没有考虑平衡系数问题，为非平衡设计，耐压性能和密封稳定性都不好。

发明内容

本发明双排磁力机械密封正是为解决上述技术问题而提出。

本发明解决上述技术问题，采取的技术手段是发明的双排磁力机械密封，包括定位在待密封容器口的安装法兰、置于安装法兰中上部的静环、紧贴静环上部与静环构成摩擦副的动环、以及定位在轴上的轴套，在动环的外缘上部安装有内磁体环，与内磁体环径向隔空对应着同极相斥的外上磁体环和异性极相吸的外下磁体环，外上磁体环和外下磁体环定位在滑动座上，滑动座可以轴向择位固定在支撑管上，轴套与动环之间配置了可以小范围轴向窜动的主弹性密封圈。

工作时，轴套借助于定位螺钉固定在轴上，安装法兰与待密封容器口之间加密封垫后用螺栓紧固定位，外上磁体环略高于内磁体环设置，外上磁体环和外下磁体环对内磁体环向下的作用力依据外上磁体环高出内磁体环的多少可调。本技术方案中外上磁体环和外下磁体环对内磁体环向下的作用力替代传统机械密封的弹簧力作用，占用空间少，力度均匀可控，结构简单，排除了前述的弹簧使用中的缺陷。而且轴套与动环之间配置了可以小范围轴向窜动的主弹性密封圈使得载荷系数一直可以满足平衡设计的要求。

有很多种方法可以保持动环与轴套同步随轴转动，直接简单的方案是在轴套近下端外侧设计有传动销钉，与之对应位置的动环座内侧设计有轴向开槽。轴转动时轴套随之转动，借助传动销钉带动动环转动，又允许动环有浮动自由度从而保持动环与静环之间摩擦端面始终贴合密封。

若应用在耐较高压力的场合，可以设计成动环座与主弹性密封圈接触的柱面位置和动环摩擦件与静环之间摩擦端面环带的中间位置在同一半径上，这样可以保证摩擦端面的端面比压恒定在磁力作用大小范围内，既保证密封性能又利于使用寿命。

通常静环与安装法兰之间配置有副弹性密封圈，借助于静环定位机构压紧和固定静环，可以有效保证静环与安装法兰之间界面的密封，又防止静环的转动。

以上设计的技术方案可以采用传统方法进行集装式设计，或者进行双端面机械密封集装式设计。

本发明的有益效果是动环与静环之间端面贴合借助于永磁体磁力作用，从而解决了随轴转动的机械密封弹簧使用中的振动、断裂松弛以及多弹簧高度不齐等诸多问题；与前述的“磁性推力机械密封装置ZL91200941.1”相比，解决了轴向推力磁体之间的推力和距离不方便调节问题；解决了轴向部件所占空间距离依旧较大，甚至限制了动环的某些设计需要，比如没有了轴套设计空间的问题；解决了机械密封设计中载荷系数要接近平衡设计的问题。由此带来产品的密封效果好，使用寿命长的优越性；又因为磁力是短程作用，而弹簧本身结构较长加之辅助结构的存在，相比之下本发明结构简单，安装使用方便。外上磁体环和外下磁体环的双排磁体设计比单排磁体设计对动环可以产生更大的向下作用力，更好地满足端面比压的设计范围需求。

附图说明

图1是磁力机械密封结构示意图。

图2是图1中支撑管局部侧视图以表达滑动螺杆和滑动槽构成的滑动定位机构。

图中：1.轴；2.轴套；21；定位螺钉；22.传动销钉；3.主弹性密封圈；4.动环；41.动环座；42.内磁体环；43.动环摩擦件；5.静环；6.副弹性密封圈；7.安装法兰；71.支撑管；72.滑动座；731.外上磁体环；732.外下磁体环；74.滑动定位机构；741.滑动螺杆；742.滑槽；8.静环定位机构。

具体实施方式

作为双排磁力机械密封的一种实施方式，安装法兰7与待密封容器口之间加密封垫后用螺栓紧固定位，安装法兰7中上部安装有静环5，还包括紧贴静环5上部与静环5构成摩擦副的动环4、以及定位在轴1上的轴套2，轴套2借助于定位螺钉21固定在轴1上，轴套2近下端外侧设计有传动销钉22，与之对应位置的动环座41内侧设计有轴向开槽，在动环4的外缘上部安装有内磁体环42，与内磁体环42径向隔空对应着同极相斥的外上磁体环731和异性极相吸的外下磁体环732，外上磁体环731和外下磁体环732定位在滑动座72上，滑动座72轴向定位在使得内磁体环42与外上磁体环731水平方向一半重合的位置后固定在支撑管71上，滑动座72借助安装在其侧向的滑动螺杆741通过支撑管71上的滑槽742后用螺母紧固定位，轴套2与动环4之间配置可以小范围轴向窜动的主弹性密封圈3，动环座41与主弹性密封圈3接触的柱面位置和动环摩擦件43与静环5之间摩擦端面环带的中间位置在同一半径上，静环5与安装法兰7之间配置有副弹性密封圈6，借助于静环定位机构8压紧和固定静环5，该静环定位机构8是利用紧定螺钉将压盖定位在安装法兰7上面同时压住静环5。

Claims (6)

1.一种双排磁力机械密封，包括定位在待密封容器口的安装法兰(7)、置于安装法兰(7)中上部的静环(5)、紧贴静环(5)上部与静环(5)构成摩擦副的动环(4)、以及定位在轴(1)上的轴套(2)，其特征在于在动环(4)的外缘上部安装有内磁体环(42)，与内磁体环(42)径向隔空对应着同极相斥的外上磁体环(731)和异性极相吸的外下磁体环(732)，外上磁体环(731)和外下磁体环(732)定位在滑动座(72)上，滑动座(72)可以轴向择位固定在支撑管(71)上，轴套(2)与动环(4)之间配置了可以小范围轴向窜动的主弹性密封圈(3)。

2.根据权利要求1所述双排磁力机械密封，其特征在于在轴套(2)近下端外侧设计有传动销钉(22)，与之对应位置的动环座(41)内侧设计有轴向开槽。

3.根据权利要求2所述双排磁力机械密封，其特征在于动环座(41)与主弹性密封圈(3)接触的柱面位置和动环摩擦件(43)与静环(5)之间摩擦端面环带的中间位置在同一半径上。

4.根据权利要求1所述双排磁力机械密封，其特征在于轴套(2)借助于定位螺钉(21)固定在轴(1)上。

5.根据权利要求1所述双排磁力机械密封，其特征在于静环(5)与安装法兰(7)之间配置有副弹性密封圈(6)，借助于静环定位机构(8)压紧和固定静环(5)。

6.根据权利要求1所述双排磁力机械密封，其特征在于滑动座(72)借助安装在其侧向的滑动螺杆(741)通过支撑管(71)上的滑槽(742)后用螺母紧固定位。

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