CN114087363A - 一种自适应补偿型机械密封装置 - Google Patents

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王小春
王琦桢
黄蕾
李嘉璇
翟叔阳
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Abstract

本发明涉及一种自适应补偿型机械密封装置，包括石墨环、弹簧座、弹簧、密封圈、球面垫块和壳体；弹簧座、弹簧、密封圈和球面垫块均位于壳体中；弹簧依靠其自身弹力经弹簧座和球面垫块并传导作用在石墨环上，使石墨环石墨密封面紧贴轴系零件的密封面，从而起到密封的作用。垫块作用为保证弹簧传导至石墨环力为轴向输出，消除石墨环受力不均匀(尤其是径向力、非轴向的偏转力)作用带来的石墨环端面倾斜，提高密封面配合的效果。

Description

一种自适应补偿型机械密封装置
技术领域
本发明涉及航空发动机燃油密封设计技术领域，具体涉及一种自适应补偿型机械密封装置。
背景技术
在航空发动机燃油控制系统中动密封结构为重要组成部分，其中旋转动密封是流体动力密封的为重要分支，机械密封为动密封的重要组成之一，其特点是工作压力范围宽、线速度高、摩擦系数小，其中机械密封端面的摩擦特性是决定机械密封工作寿命和密封性能好坏的关键因素，传统密封结构通常主要由波形簧、石墨环、封装组件组成，通过波形簧对石墨环的回弹作用，保证石墨环与转动部件之间充分接触，从而达到密封效果。工程实际结果表明，波形簧存在缺陷为使用过程中过压缩后出现永久变形，且其自动补偿区间有限，制约了机械密封的可靠性和寿命，为解决此问题，本专利提出一种自动调整补偿型集成化机械密封。
发明内容
本发明的目的是：为满足燃油与控制系统动密封设计需求，需设计一款能自适应调整补偿量的机械密封装置。
本发明的技术方案是：
提供一种自适应补偿型机械密封装置，包括石墨环1、弹簧座2、弹簧3、密封圈5、球面垫块6和壳体7；
弹簧座2、弹簧3、密封圈5和球面垫块6均位于壳体中；
壳体内设置有中空导向柱，石墨环1、所述弹簧座2和球面垫块6均套装在所述中空导向柱上，且所述弹簧座2的端面开有球弧面环槽；弹簧座与所述中空导向柱之间存在间隙；
所述弹簧设置在弹簧座与壳体之间，并提供弹性推力；
所述球面垫块的下端面为球弧环面，所述球弧环面与所述球弧面环槽型面配合，且所述球弧环面与所述球弧面环槽之间为滑动配合，在一定角度范围内所述球型垫块能够在球弧面环槽内滑动；
所述球面垫块的上端面为传力面，传力面压在所述石墨环上，所述弹簧的作用力能够通过传力面传递到石墨环1；
所述石墨环与所述中空导向柱之间设置有密封圈。
进一步的，所述弹簧为螺旋弹簧或叠片弹簧。优选地，螺旋弹簧套在所述中空导向柱上。
进一步的，还包括限位机构4，所述限位机构4用于对所述弹簧座形成滑动限位。优选地，所述限位机构4为多个限位块，且呈环状均匀分布。
进一步的，所述中空导向柱与壳体形成环形腔，所述中空导向柱用于套设在轴上，所述石墨环用于对所述轴的端面或外圆面形成动密封。
进一步的，所述球面垫块与所述中空导向柱之间存在间隙。防止球面垫块也发生变形，防止石墨环受力不均匀，形成双保险。
弹簧依靠其自身弹力经弹簧座和球面垫块并传导作用在石墨环上，使石墨环石墨密封面紧贴轴系零件的密封面，从而起到密封的作用。垫块作用为保证弹簧传导至石墨环力为轴向输出，消除石墨环受力不均匀(尤其是径向力、非轴向的偏转力)作用带来的石墨环端面倾斜，提高密封面配合的效果。
进一步的，所述石墨环为柔性石墨材料。
本发明的优点是：本发明采用了球面配合装置，球面垫块可消除径向力分力，消除径向力作用带来的石墨环端面倾斜，提升了平面配合的贴合度，采用弹簧作为蓄能部件自动补偿区间增加，延长了机械密封的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是弹簧座发生倾斜变形时的状态示意图；
其中：石墨环1、弹簧座2、弹簧3、限位机构4、密封圈5、球面垫块6、壳体7。
具体实施方式
将参照附图更充分地描述所公开的示例，在附图中示出了所公开示例中的一些(但并非全部)。事实上，可描述许多不同的示例并且这些示例不应该被解释为限于本文中阐述的示例。相反，描述这些示例，使得本公开将是彻底和完全的，并且将把本公开的范围充分传达给本领域的技术人员。
实施例1，提供一种自适应补偿型机械密封装置，包括石墨环1、弹簧座2、弹簧3、密封圈5、球面垫块6和壳体7；
弹簧座2、弹簧3、密封圈5和球面垫块6均位于壳体中；
壳体内设置有中空导向柱，石墨环1、所述弹簧座2和球面垫块6均套装在所述中空导向柱上，且所述弹簧座2的端面开有球弧面环槽；弹簧座与所述中空导向柱之间存在间隙；
所述弹簧设置在弹簧座与壳体之间，并提供弹性推力；
所述球面垫块的下端面为球弧环面，所述球弧环面与所述球弧面环槽型面配合，且所述球弧环面与所述球弧面环槽之间为滑动配合，在一定角度范围内所述球型垫块能够在球弧面环槽内滑动；
所述球面垫块的上端面为传力面，传力面压在所述石墨环上，所述弹簧的作用力能够通过传力面传递到石墨环1；
所述石墨环与所述中空导向柱之间设置有密封圈。
所述弹簧为螺旋弹簧。螺旋弹簧套在所述中空导向柱上。
还包括限位机构4，所述限位机构4用于对所述弹簧座形成滑动限位。所述限位机构4为多个限位块，且呈环状均匀分布。
所述球面垫块与所述中空导向柱之间存在间隙。
所述石墨环为柔性石墨材料。
已出于例示和描述的目的展示了对不同有利布置的描述，但是该描述并不旨在是排他性的或限于所公开形式的示例。许多修改形式和变化形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。另外，不同的有利示例可描述与其他有利示例相比不同的优点。选择和描述所选择的一个示例或多个示例，以便最佳地说明示例的原理、实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开有进行了适于所料想特定使用的各种修改的各种示例。

Claims (8)

1.一种自适应补偿型机械密封装置，其特征在于：包括石墨环1、弹簧座2、弹簧3、密封圈5、球面垫块6和壳体7；
弹簧座2、弹簧3、密封圈5和球面垫块6均位于壳体中；
壳体内设置有中空导向柱，石墨环1、所述弹簧座2和球面垫块6均套装在所述中空导向柱上，且所述弹簧座2的端面开有球弧面环槽；弹簧座与所述中空导向柱之间存在间隙；
所述弹簧设置在弹簧座与壳体之间，并提供弹性推力；
所述球面垫块的下端面为球弧环面，所述球弧环面与所述球弧面环槽型面配合，且所述球弧环面与所述球弧面环槽之间为滑动配合，在一定角度范围内所述球型垫块能够在球弧面环槽内滑动；
所述球面垫块的上端面为传力面，传力面压在所述石墨环上，所述弹簧的作用力能够通过传力面传递到石墨环1；
所述石墨环与所述中空导向柱之间设置有密封圈。
2.如权利要求1所述的一种自适应补偿型机械密封装置，其特征在于：所述弹簧为螺旋弹簧或叠片弹簧。
3.如权利要求2所述的一种自适应补偿型机械密封装置，其特征在于：所述弹簧为螺旋弹簧，螺旋弹簧套在所述中空导向柱上。
4.如权利要求1所述的一种自适应补偿型机械密封装置，其特征在于：还包括限位机构4，所述限位机构4用于对所述弹簧座形成滑动限位。
5.如权利要求4所述的一种自适应补偿型机械密封装置，其特征在于：所述限位机构4为多个限位块，且呈环状均匀分布。
6.如权利要求1所述的一种自适应补偿型机械密封装置，其特征在于：所述中空导向柱与壳体形成环形腔，所述中空导向柱用于套设在轴上，所述石墨环用于对所述轴的端面或外圆面形成动密封。
7.如权利要求1所述的一种自适应补偿型机械密封装置，其特征在于：所述球面垫块与所述中空导向柱之间存在间隙。
8.如权利要求1所述的一种自适应补偿型机械密封装置，其特征在于：所述石墨环为柔性石墨材料。
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