CN113898739A - 一种流体控制用密封部件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流体控制用密封部件，包括：运动轴套、流体控制环套、窜动压盖、窜动阻尼组件以及位于流体控制环套内部的动密封组件和运动环组，窜动压盖的底面与流体控制环套的顶面固定连接，流体控制环套包括运动环套和静环套，运动环套和静环套的表面均开设有流体通孔，运动环套活动套接于运动轴套的外侧，静环套固定套接于运动轴套的外侧。本发明中，通过采用流体控制时密封结构，在运动环套和静环套的内部通过液体或气体等流体作为填充介质，利用流体压力补偿机构弹力的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合且相对滑动，进行运动轴类工件的密封，在不同压力、温度和滑动速度工况下变形量小，动态的工作条件波动时仍能保持密封性。

Description

一种流体控制用密封部件

技术领域

本发明涉及动密封技术领域，具体为一种流体控制用密封部件。

背景技术

目前，流体机械转动轴的密封，例如，泵轴对液体介质的密封，风机转轴对气体介质的密封，机械搅拌轴对气体或气液介质的密封，大多是采用填料和端面密封的方法。这些都属于刚性的结构，它随着流体压力的提高，产生泄漏的可能性就越大，密封就越困难。另外，转动轴的高速旋转将产生转动轴及密封件的磨损。因此，密封的效果比较差，维修工作量很大，经常要停车维修，影响正常生产。

为了减少流体在密封装置处的压力，使流体在流向密封端时，通过曲折的流道，使流体的压力降低，从而降低对机械密封端的压力，以增加机械密封端的密封性能。但是，其缺点是靠节流作用，泄漏多，特别是在高压下不理想。有的采用隔离机构，隔离有腐蚀性的流体，但是，密封装置为磁力传动密封装置或磁流体密封装置，结构比较复杂，传递功率小。虽然，通过这些方法提高了密封效果，但是，这些密封装置对转动轴的精度要求高，特别是不允许有剧烈振动，故对轴的精度要求高，相应地对其余的机械零件精度要求也高，随之而来的是费用增加，成本提高；维修的难度提高，使用寿命降低，总的使用费用也增加。

有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种流体控制用密封部件，来解决目前存在的动态密封效果一般、使用寿命短的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种流体控制用密封部件，包括：运动轴套、流体控制环套、窜动压盖、窜动阻尼组件以及位于流体控制环套内部的动密封组件和运动环组，所述窜动压盖的底面与流体控制环套的顶面固定连接，所述流体控制环套包括运动环套和静环套，所述运动环套和静环套的表面均开设有流体通孔，所述运动环套活动套接于运动轴套的外侧，所述静环套固定套接于运动轴套的外侧；所述窜动压盖包括法兰压盖和旋转动环，所述旋转动环的底端固定套接于法兰压盖的内侧，所述法兰压盖的底面与运动环套的顶面密封贴合，所述法兰压盖通过旋转动环滑动套接于运动轴套的外侧，所述窜动阻尼组件包括气压阻尼环套和活塞阻尼环，所述旋转动环的顶面与活塞阻尼环的底面相抵接，所述活塞阻尼环的顶端滑动套接于气压阻尼环套的内侧，所述气压阻尼环套固定套接于运动轴套的顶端；所述运动环套和静环套的内侧与运动轴套表面设有空腔，所述动密封组件和运动环组分别位于运动环套和静环套的内侧，所述运动环组包括从上至下依次分布的第一滑环、限位滑环和第二滑环，所述动密封组件的上下两端分别与运动环套内腔的顶面和第一滑环的顶面滑动抵接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述运动轴套的外侧设有位于运动环套和静环套内部的环形凸起，且环形凸起的直径大于运动环套顶端环口直径小于运动环套和静环套的内径，利用运动轴套外侧的环形凸起限定运动环套和静环套的运动进量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述运动环套和静环套的内部填充有流体，所述流体通孔的端口固定连接有流体压力控制组件，所述流体压力控制组件用于控制运动环套和静环套内部流体量和流体压力大小，所述流体压力控制组件为可调式液压缸或压缩泵结构，所述流体选用阻尼液、液压油液或气体中的一种。

通过采用上述技术方案，通过在流体控制环套的内部通入不同类型气体或液体等流体，可根据流体充入密度的提高降低轴类工件的窜动应量，保持轴类工件旋转运动的稳定性，亦可通过充入阻尼液等流体为轴类工件提供窜动减震保护设备，实现可变流体控制。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述运动环套和静环套表面的流体通孔通过运动环套和静环套的内腔相连通，所述静环套和导向隔环为一体成型结构，所述导向隔环的外侧与运动环套的内壁设有间隙，所述导向隔环的外侧与运动环套的底端环口滑动抵接。

通过采用上述技术方案，利用导向隔环在运动环套跟随运动轴套发生窜动过程中对运动环套进行运动导向和抵接密封，避免流体控制环套内部流体的逸出。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述活塞阻尼环的外侧与气压阻尼环套的内侧滑动抵接，所述气压阻尼环套的内部设有环形压缩空腔，所述活塞阻尼环为聚四氯乙烯材质构件。

通过采用上述技术方案，通过活塞阻尼环在气压阻尼环套内部的活塞运动压缩气压阻尼环套内部空气，在运动轴套和气压阻尼环套发生窜动的过程中，部分运动是能通过对气压阻尼环套内部空气压缩作用抵消，使传导至法兰压盖和运动环套的窜动动能降低，达到一定的缓冲效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述动密封组件包括盘根密封环以及位于盘根密封环上下两端的抵接环垫，所述盘根密封环为碳纤维石墨材质构件，所述盘根密封环的外侧与导向隔环的内侧过盈配合，所述抵接环垫的表面嵌入安装有若干钢珠，所述钢珠的表面与运动环套内腔的顶面滑动抵接。

通过采用上述技术方案，通过螺旋状盘根结构，在受到轴向压紧后，产生摩擦力致使压紧力沿轴向逐渐减少，同时所产生的径向压紧力使盘根密封环紧贴于轴表面而阻止介质外漏。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一滑环和第二滑环均滑动套接于运动轴套的外侧，所述第一滑环的内径与运动轴套表面环形凸起直径相同，所述第二滑环和限位滑环的内径与运动轴套的直径相同，所述限位滑环的截面呈直角状，所述第一滑环的底面设有与限位滑环相适配的卡槽。

通过采用上述技术方案，利用运动环组形成组合式旋转轴承的效果为流体控制环套进行旋转运动支撑，同时保证与运动轴套表面的密封贴合避免介质外逸。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述法兰压盖、旋转动环和运动环组的表面均开设有环形槽且嵌入安装有密封胶圈，所述密封胶圈的表面凸出于法兰压盖、旋转动环和运动环组的表面。

通过采用上述技术方案，通过多个密封胶圈保证密封效果的同时，作为损耗件降低各刚性件之间的运动摩擦，提高该密封部件的使用寿命。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过采用流体控制时密封结构，在运动环套和静环套的内部通过液体或气体等流体作为填充介质，利用流体压力补偿机构弹力的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合且相对滑动，进行运动轴类工件的密封，在不同压力、温度和滑动速度工况下变形量小，动态的工作条件波动时仍能保持密封性。

2.本发明中，采用可变式流体压力控制，在流体控制环套的内部通入不同类型气体或液体等流体，可根据流体充入密度的提高降低轴类工件的窜动应量，保持轴类工件旋转运动的稳定性，亦可通过充入阻尼液等流体为轴类工件提供窜动减震保护设备，实现可变流体控制。

3.本发明中，通过在流体控制环套的内部设置动密封组件和运动环组结构，分别利用动密封组件和运动环组与运动轴套的外壁以及流体控制环套的内侧过盈配合进行密封避免流体的逸出，进一步提高密封效果，并为运动轴套的旋转运动进行支撑限位，保证运动轴套和轴类工件的稳定运动。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的分解结构示意图；

图3为本发明一个实施例的窜动阻尼组件安装结构示意图；

图4为本发明一个实施例的流体控制环套结构示意图；

图5为本发明一个实施例的流体控制环套分解结构示意图；

图6为本发明一个实施例的运动环组结构示意图；

图7为本发明一个实施例的动密封组件结构示意图。

附图标记：

100、运动轴套；

200、流体控制环套；210、运动环套；220、静环套；230、流体通孔；221、导向隔环；

300、窜动压盖；310、法兰压盖；320、旋转动环；

400、窜动阻尼组件；410、气压阻尼环套；420、活塞阻尼环；

500、动密封组件；510、抵接环垫；520、盘根密封环；

600、运动环组；610、第一滑环；620、第二滑环；630、限位滑环。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种流体控制用密封部件。

结合图1-7所示，本发明提供的一种流体控制用密封部件，包括：运动轴套100、流体控制环套200、窜动压盖300、窜动阻尼组件400以及位于流体控制环套200内部的动密封组件500和运动环组600，窜动压盖300的底面与流体控制环套200的顶面固定连接，流体控制环套200包括运动环套210和静环套220，运动环套210和静环套220的表面均开设有流体通孔230，运动环套210活动套接于运动轴套100的外侧，静环套220固定套接于运动轴套100的外侧；窜动压盖300包括法兰压盖310和旋转动环320，旋转动环320的底端固定套接于法兰压盖310的内侧，法兰压盖310的底面与运动环套210的顶面密封贴合，法兰压盖310通过旋转动环320滑动套接于运动轴套100的外侧，窜动阻尼组件400包括气压阻尼环套410和活塞阻尼环420，旋转动环320的顶面与活塞阻尼环420的底面相抵接，活塞阻尼环420的顶端滑动套接于气压阻尼环套410的内侧，气压阻尼环套410固定套接于运动轴套100的顶端；运动环套210和静环套220的内侧与运动轴套100表面设有空腔，动密封组件500和运动环组600分别位于运动环套210和静环套220的内侧，运动环组600包括从上至下依次分布的第一滑环610、限位滑环630和第二滑环620，动密封组件500的上下两端分别与运动环套210内腔的顶面和第一滑环610的顶面滑动抵接。

在该实施例中，运动轴套100的外侧设有位于运动环套210和静环套220内部的环形凸起，且环形凸起的直径大于运动环套210顶端环口直径小于运动环套210和静环套220的内径，利用运动轴套100外侧的环形凸起限定运动环套210和静环套220的运动进量。

在该实施例中，运动环套210和静环套220的内部填充有流体，流体通孔230的端口固定连接有流体压力控制组件，流体压力控制组件用于控制运动环套210和静环套220内部流体量和流体压力大小，流体压力控制组件为可调式液压缸或压缩泵结构，流体选用阻尼液、液压油液或气体中的一种。

具体的，通过在流体控制环套200的内部通入不同类型气体或液体等流体，可根据流体充入密度的提高降低轴类工件的窜动应量，保持轴类工件旋转运动的稳定性，亦可通过充入阻尼液等流体为轴类工件提供窜动减震保护设备，实现可变流体控制。

在该实施例中，运动环套210和静环套220表面的流体通孔230通过运动环套210和静环套220的内腔相连通，静环套220和导向隔环221为一体成型结构，导向隔环221的外侧与运动环套210的内壁设有间隙，导向隔环221的外侧与运动环套210的底端环口滑动抵接。

具体的，利用导向隔环221在运动环套210跟随运动轴套100发生窜动过程中对运动环套210进行运动导向和抵接密封，避免流体控制环套200内部流体的逸出，利用流体压力补偿机构弹力的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合且相对滑动，进行运动轴类工件的密封，在不同压力、温度和滑动速度工况下变形量小，动态的工作条件波动时仍能保持密封性。

在该实施例中，活塞阻尼环420的外侧与气压阻尼环套410的内侧滑动抵接，气压阻尼环套410的内部设有环形压缩空腔，活塞阻尼环420为聚四氯乙烯材质构件。

具体的，通过活塞阻尼环420在气压阻尼环套410内部的活塞运动压缩气压阻尼环套410内部空气，在运动轴套100和气压阻尼环套410发生窜动的过程中，部分运动是能通过对气压阻尼环套410内部空气压缩作用抵消，使传导至法兰压盖310和运动环套210的窜动动能降低，达到一定的缓冲效果。

在该实施例中，动密封组件500包括盘根密封环520以及位于盘根密封环520上下两端的抵接环垫510，盘根密封环520为碳纤维石墨材质构件，盘根密封环520的外侧与导向隔环221的内侧过盈配合，抵接环垫510的表面嵌入安装有若干钢珠，钢珠的表面与运动环套210内腔的顶面滑动抵接。

具体的，通过螺旋状盘根结构，在受到轴向压紧后，产生摩擦力致使压紧力沿轴向逐渐减少，同时所产生的径向压紧力使盘根密封环520紧贴于轴表面而阻止介质外漏。

在该实施例中，第一滑环610和第二滑环620均滑动套接于运动轴套100的外侧，第一滑环610的内径与运动轴套100表面环形凸起直径相同，第二滑环620和限位滑环630的内径与运动轴套100的直径相同，限位滑环630的截面呈直角状，第一滑环610的底面设有与限位滑环630相适配的卡槽。

具体的，利用动密封组件500和运动环组600与运动轴套100的外壁以及流体控制环套200的内侧过盈配合进行密封避免流体的逸出，进一步提高密封效果，利用运动环组600形成组合式旋转轴承的效果为流体控制环套200进行旋转运动支撑，同时保证与运动轴套100表面的密封贴合避免介质外逸。

在该实施例中，法兰压盖310、旋转动环320和运动环组600的表面均开设有环形槽且嵌入安装有密封胶圈，密封胶圈的表面凸出于法兰压盖310、旋转动环320和运动环组600的表面。

具体的，通过多个密封胶圈保证密封效果的同时，作为损耗件降低各刚性件之间的运动摩擦，提高该密封部件的使用寿命。

在本发明中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如，“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“装配于”、“安装于”、“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种流体控制用密封部件，其特征在于，包括：运动轴套（100）、流体控制环套（200）、窜动压盖（300）、窜动阻尼组件（400）以及位于流体控制环套（200）内部的动密封组件（500）和运动环组（600），所述窜动压盖（300）的底面与流体控制环套（200）的顶面固定连接，所述流体控制环套（200）包括运动环套（210）和静环套（220），所述运动环套（210）和静环套（220）的表面均开设有流体通孔（230），所述运动环套（210）活动套接于运动轴套（100）的外侧，所述静环套（220）固定套接于运动轴套（100）的外侧；

所述窜动压盖（300）包括法兰压盖（310）和旋转动环（320），所述旋转动环（320）的底端固定套接于法兰压盖（310）的内侧，所述法兰压盖（310）的底面与运动环套（210）的顶面密封贴合，所述法兰压盖（310）通过旋转动环（320）滑动套接于运动轴套（100）的外侧，所述窜动阻尼组件（400）包括气压阻尼环套（410）和活塞阻尼环（420），所述旋转动环（320）的顶面与活塞阻尼环（420）的底面相抵接，所述活塞阻尼环（420）的顶端滑动套接于气压阻尼环套（410）的内侧，所述气压阻尼环套（410）固定套接于运动轴套（100）的顶端；

所述运动环套（210）和静环套（220）的内侧与运动轴套（100）表面设有空腔，所述动密封组件（500）和运动环组（600）分别位于运动环套（210）和静环套（220）的内侧，所述运动环组（600）包括从上至下依次分布的第一滑环（610）、限位滑环（630）和第二滑环（620），所述动密封组件（500）的上下两端分别与运动环套（210）内腔的顶面和第一滑环（610）的顶面滑动抵接。

2.根据权利要求1所述的一种流体控制用密封部件，其特征在于，所述运动轴套（100）的外侧设有位于运动环套（210）和静环套（220）内部的环形凸起，且环形凸起的直径大于运动环套（210）顶端环口直径小于运动环套（210）和静环套（220）的内径。

3.根据权利要求1所述的一种流体控制用密封部件，其特征在于，所述运动环套（210）和静环套（220）的内部填充有流体，所述流体通孔（230）的端口固定连接有流体压力控制组件，所述流体压力控制组件用于控制运动环套（210）和静环套（220）内部流体量和流体压力大小，所述流体压力控制组件为可调式液压缸或压缩泵结构，所述流体选用阻尼液、液压油液或气体中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种流体控制用密封部件，其特征在于，所述运动环套（210）和静环套（220）表面的流体通孔（230）通过运动环套（210）和静环套（220）的内腔相连通，所述静环套（220）和导向隔环（221）为一体成型结构，所述导向隔环（221）的外侧与运动环套（210）的内壁设有间隙，所述导向隔环（221）的外侧与运动环套（210）的底端环口滑动抵接。

5.根据权利要求1所述的一种流体控制用密封部件，其特征在于，所述活塞阻尼环（420）的外侧与气压阻尼环套（410）的内侧滑动抵接，所述气压阻尼环套（410）的内部设有环形压缩空腔，所述活塞阻尼环（420）为聚四氯乙烯材质构件。

6.根据权利要求1所述的一种流体控制用密封部件，其特征在于，所述动密封组件（500）包括盘根密封环（520）以及位于盘根密封环（520）上下两端的抵接环垫（510），所述盘根密封环（520）为碳纤维石墨材质构件，所述盘根密封环（520）的外侧与导向隔环（221）的内侧过盈配合，所述抵接环垫（510）的表面嵌入安装有若干钢珠，所述钢珠的表面与运动环套（210）内腔的顶面滑动抵接。

7.根据权利要求1所述的一种流体控制用密封部件，其特征在于，所述第一滑环（610）和第二滑环（620）均滑动套接于运动轴套（100）的外侧，所述第一滑环（610）的内径与运动轴套（100）表面环形凸起直径相同，所述第二滑环（620）和限位滑环（630）的内径与运动轴套（100）的直径相同，所述限位滑环（630）的截面呈直角状，所述第一滑环（610）的底面设有与限位滑环（630）相适配的卡槽。

8.根据权利要求1所述的一种流体控制用密封部件，其特征在于，所述法兰压盖（310）、旋转动环（320）和运动环组（600）的表面均开设有环形槽且嵌入安装有密封胶圈，所述密封胶圈的表面凸出于法兰压盖（310）、旋转动环（320）和运动环组（600）的表面。

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