CN115095664B - 一种新型机械密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械密封技术领域，特别是涉及一种新型机械密封装置，包括旋转设备，旋转设备输出轴固接有轴套，其特征在于：轴套外侧壁依次套设有动环、静环和压盖，动环内壁与轴套外壁固接，压盖远离动环的侧壁与旋转设备端部固接，动环侧壁与静环一端接触设置，静环另一端外壁与压盖接触设置，动环与轴套外壁之间设有第一密封部，静环外壁与压盖之间设有第二密封部，压盖远离静环一端设有弹性部，弹性部与静环弹性连接，静环与弹性部之间设有卡接部。本发明可以达到使密封件具有较大的弹性、强度和刚度，具有良好的浮动性和随机补偿性，有效地防止了粉尘及泥沙进入静环腔，使弹性元件不受粉尘及泥沙的影响，保证密封可靠，延长使用寿命长的目的。

Description

一种新型机械密封装置

技术领域

本发明涉及机械密封技术领域，特别是涉及一种新型机械密封装置。

背景技术

在油田采油、储运、集输等领域，各类旋转设备的轴端密封上，一般采用填料密封，由于其密封寿命短、更换频繁、轴的窜动量大、操作人员劳动强度大等缺点，已陆续改为常规机械密封装置，随着油田开采到中后期，输送的介质杂质多、粉尘多、易结垢、腐蚀严重、输送压力升高等因素的影响，常规机械密封装置存在泄漏量增大、零件磨损、使用寿命短等缺点，粉尘及泥沙经常将弹性元件堵塞，使弹性元件失去弹性无法正常工作，因此亟需一种新型机械密封装置来解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型机械密封装置，以解决上述问题，达到使密封件具有较大的弹性、强度和刚度，具有良好的浮动性和随机补偿性，有效地防止了粉尘及泥沙进入静环腔，使弹性元件不受粉尘及泥沙的影响，保证密封可靠，延长使用寿命长的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种新型机械密封装置，包括旋转设备，所述旋转设备输出轴固接有轴套，其特征在于：所述轴套外侧壁依次套设有动环、静环和压盖，所述动环内壁与所述轴套外壁固接，所述压盖远离所述动环的侧壁与所述旋转设备端部固接，所述动环侧壁与所述静环一端接触设置，所述静环另一端外壁与所述压盖接触设置，所述动环与所述轴套外壁之间设有第一密封部，所述静环外壁与所述压盖之间设有第二密封部，所述压盖远离所述静环一端设有弹性部，所述弹性部与所述静环弹性连接，所述静环与所述弹性部之间设有卡接部。

优选的，所述第一密封部包括动环O形圈，所述动环O形圈与所述轴套外壁接触设置，所述动环O形圈与所述动环内壁接触设置。

优选的，所述第二密封部包括静环O形圈，所述静环O形圈与所述静环外壁接触设置，所述静环O形圈与所述压盖内壁接触设置。

优选的，所述弹性部包括弹簧座，所述弹簧座靠近所述静环一端设有若干小弹簧，所述小弹簧一端与所述弹簧座抵接，所述小弹簧另一端与所述静环抵接，所述弹簧座与所述压盖固定连接。

优选的，若干所述小弹簧沿所述弹簧座周向等间隔设置。

优选的，所述卡接部包括若干销钉，所述销钉一端与所述弹簧座固接，所述销钉另一端与所述静环卡接，所述静环卡接可沿所述销钉轴线方向滑动。

优选的，所述销钉沿所述弹簧座周向等间隔设置。

优选的，所述弹簧座底部设有螺栓，所述螺栓穿过所述弹簧座与所述压盖螺纹连接。

本发明具有如下技术效果：该密封件具有较大的弹性、强度和刚度，具有良好的浮动性和随机补偿性，可补偿密封环磨损、轴向窜动、振动等原因造成的泄露，同时，在结构上，将弹性元件设计在封闭的静环腔中并设有端面密封，有效地防止了粉尘及泥沙进入静环腔，使弹性元件不受粉尘及泥沙的影响，在弹力作用下始终保持密封面紧密接触，保证密封可靠，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1结构示意图；

图2为本发明实施例1动环局部结构示意图；

图3为本发明实施例2结构示意图；

图4为本发明实施例2静环中部环状磁铁结构示意图；

其中，1、轴套；2、动环；3、内六角顶丝；4、动环O形圈；5、静环；6、静环O形圈；7、压盖；8、小弹簧；9、螺栓；10、弹簧座；11、销钉；12、托环；13、环状磁铁；14、磁流体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

参照图1，本实施例提供一种新型机械密封装置，包括旋转设备，旋转设备输出轴固接有轴套1，轴套1外侧壁依次套设有动环2、静环5和压盖7，动环2内壁与轴套1外壁固接，压盖7远离动环2的侧壁与旋转设备端部固接，动环2侧壁与静环5一端接触设置，静环5另一端外壁与压盖7接触设置，动环2与轴套1外壁之间设有第一密封部，静环5外壁与压盖7之间设有第二密封部，压盖7远离静环5一端设有弹性部，弹性部与静环5弹性连接，静环5与弹性部之间设有卡接部。动环2通过顶丝与轴套1固接，当动环2随轴套1转动时，动环2侧壁与静环5一端相接触并发生相对转动，使动环2侧壁与静环5一端产生摩擦副，起到密封作用，静环5另一端与压盖7相接触，压盖7与旋转设备端部固接，避免压盖7随轴套1转动而转动，压盖7设有弹性部，弹性部与静环5弹性连接，使静环5与动环2侧壁接触一端始终与动环2相接触并产生摩擦副，增加密封效果，同时静环5与弹性部之间设有卡接部，防止静环5在动环2摩擦下发生转动，静环5、压盖7和弹性部均套设在轴套1外侧，且与轴套1留有空隙，避免轴套1转动时静环5、压盖7和弹性部随轴套1转动，影响密封效果；动环2与轴套1外壁之间设有第一密封部，避免泥沙、灰尘等杂物在动环2转动时进入装置内部，静环5外壁与压盖7之间设有第二密封部，避免泥沙、灰尘等杂物在静环5相对压盖7发生滑动位移时进入装置内部，提高装置密封效果。

进一步优化方案，第一密封部包括动环O形圈4，动环O形圈4与轴套1外壁接触设置，动环O形圈4与动环2内壁接触设置。第一密封部采用动环O形圈4，动环O形圈4可选为SSIC材质，具有硬度高、自润滑性能好，提高了动环O形圈的使用寿命，动环O形圈4一侧与轴套1外壁接触，动环O形圈4另一侧与动环2内壁接触，动环O形圈4将轴套1与动环2内壁缝隙填充，提高密封效果，避免泥沙、灰尘等杂物通过轴套1与动环2内壁缝隙进入密封装置内部。

进一步优化方案，第二密封部包括静环O形圈6，静环O形圈6与静环5外壁接触设置，静环O形圈6与压盖7内壁接触设置。第二密封部采用静环O形圈6，静环O形圈6可选为SSIC材质，具有硬度高、自润滑性能好，提高了静环O形圈6的使用寿命，静环O形圈6一侧与压盖7内壁接触，静环O形圈6另一侧与静环5外壁相接触，将静环5与与压盖7内壁缝隙填充，提高密封效果，避免泥沙、灰尘等杂物通过静环5与与压盖7内壁缝隙进入密封装置内部。

进一步优化方案，弹性部包括弹簧座10，弹簧座10靠近静环5一端设有若干小弹簧8，小弹簧8一端与弹簧座10抵接，小弹簧8另一端与静环5抵接，弹簧座10与压盖7固定连接。小弹簧8为线性弹簧，小弹簧8压缩储存弹性势能，小弹簧8一端与弹簧座10抵接，弹簧座10与压盖7固接，压盖7与旋转设备端部固接，使小弹簧8推动静环5始终与动环2侧壁接触，为提高静环5与动环2侧壁接触效果，小弹簧8数量不少于15个。

进一步优化方案，若干小弹簧8沿弹簧座10周向等间隔设置。当轴套1旋转时易发生窜动挤压动环2，使动环2旋转轴线发生偏移，在动环2偏移过程中，动环2在小弹簧8支撑作用下复位，减轻轴套1窜动，起到防窜动的效果，提高了浮动性和随机补偿性，为进一步提高防窜动效果，增强浮动性和随机补偿性，小弹簧8数量不少于15个。

进一步优化方案，卡接部包括若干销钉11，销钉11一端与弹簧座10固接，销钉11另一端与静环5卡接，静环5可沿销钉11轴线方向滑动。销钉11截面为三段式台阶形，销钉11一端与弹簧座10固接，销钉11另一端与静环5卡接，使静环5不相对弹簧座10发生转动，提高机械密封性，同时静环5在小弹簧8作用下可沿销钉11轴线方向滑动，在销钉11与小弹簧8共同作用下，避免了静环5在沿轴套1轴线方向滑动时发生偏移，使动环2侧壁与静环5一端紧密贴合、摩擦均匀，延长机械密封使用寿命，为提高静环5导向效果，销钉11不少于3个。

进一步优化方案，销钉11沿弹簧座10周向等间隔设置。

进一步优化方案，弹簧座10底部设有螺栓9，螺栓9穿过弹簧座10与压盖7螺纹连接。通过螺栓9使弹簧座10与压盖7固定连接，提高了弹簧座10与压盖7的一体性，压盖7与旋转设备端面固接，进而保证弹簧座10不相对旋转设备发生转动。

本实施例的工作过程如下：

实际使用时，当动环2与轴套1固定连接，动环2随轴套1转动而转动，动环2侧壁与静环5接触并相对转动，在动环2侧壁与静环5之间形成摩擦副，实现机械密封，同时静环5在小弹簧8挤压下始终与动环2侧壁接触，增加了密封效果，小弹簧8沿弹簧座10周向等间距布置，当轴套1发生窜动时，小弹簧8起到支撑作用，避免轴套1发生较大偏移，提高了浮动性和随机补偿性，且在动环2与轴套1之间设有动环O形圈4，在压盖7与静环5之间设有静环O形圈6，避免机械密封外部粉尘及泥沙等杂物进入，避免小弹簧8堵塞而失去弹性，提高了机械密封寿命。

实施例2

参照图2，本实施例与实施例1的区别仅在于，静环5与动环2侧壁接触一端截面为直角梯形结构，静环5内壁中部设有环状磁铁13，静环5内壁与轴套1空隙填充有磁流体14，静环5远离动环2一侧设有托环12，托环12一端与静环5固定连接，托环12另一端与小弹簧8抵接，托环12截面为倒L型，托环12内壁与弹簧座10侧壁滑动连接；在静环5与动环2摩擦作用下，静环5在动环2上形成截面为直角梯形的凹槽，使静环5与动环2接触更紧密，增加密封效果，同时磁流体14在环状磁铁13作用下形成隔断，避免静环5与动环2摩擦产生碎屑进入小弹簧8内部，提高机械密封效果和使用寿命，托环12与弹簧座10共同配合，将小弹簧8完全封闭在空腔内，避免杂物进入小弹簧8造成失效，同时托环12内壁沿弹簧座10侧壁滑动，使静环5仅能沿与轴套1轴线平行方向移动，使静环5与动环2侧壁接触一端摩擦更均匀，提高机械密封效果和使用寿命，同时避免轴套1窜动，提高了防窜动效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种新型机械密封装置，包括旋转设备，所述旋转设备输出轴固接有轴套（1），其特征在于：所述轴套（1）外侧壁依次套设有动环（2）、静环（5）和压盖（7），所述动环（2）内壁与所述轴套（1）外壁固接，所述压盖（7）远离所述动环（2）的侧壁与所述旋转设备端部固接，所述动环（2）侧壁与所述静环（5）一端接触设置，所述静环（5）另一端外壁与所述压盖（7）接触设置，所述动环（2）与所述轴套（1）外壁之间设有第一密封部，所述静环（5）外壁与所述压盖（7）之间设有第二密封部，所述压盖（7）远离所述静环（5）一端设有弹性部，所述弹性部与所述静环（5）弹性连接，所述静环（5）与所述弹性部之间设有卡接部；所述弹性部包括弹簧座（10），所述弹簧座（10）靠近所述静环（5）一端设有若干小弹簧（8），所述小弹簧（8）一端与所述弹簧座（10）抵接，所述小弹簧（8）另一端与所述静环（5）抵接，所述弹簧座（10）与所述压盖（7）固定连接；若干所述小弹簧（8）沿所述弹簧座（10）周向等间隔设置，所述静环（5）内壁中部设有环状磁铁（13），所述静环（5）内壁与所述轴套（1）的空隙填充有磁流体（14）。

2.根据权利要求1所述一种新型机械密封装置，其特征在于：所述第一密封部包括动环O形圈（4），所述动环O形圈（4）与所述轴套（1）外壁接触设置，所述动环O形圈（4）与所述动环（2）内壁接触设置。

3.根据权利要求1所述一种新型机械密封装置，其特征在于：所述第二密封部包括静环O形圈（6），所述静环O形圈（6）与所述静环（5）外壁接触设置，所述静环O形圈（6）与所述压盖（7）内壁接触设置。

4.根据权利要求1所述一种新型机械密封装置，其特征在于：所述卡接部包括若干销钉（11），所述销钉（11）一端与所述弹簧座（10）固接，所述销钉（11）另一端与所述静环（5）卡接，所述静环（5）可沿所述销钉（11）轴线方向滑动。

5.根据权利要求4所述一种新型机械密封装置，其特征在于：若干所述销钉（11）沿所述弹簧座（10）周向等间隔设置。

6.根据权利要求1所述一种新型机械密封装置，其特征在于：所述弹簧座（10）底部设有螺栓（9），所述螺栓（9）穿过所述弹簧座（10）与所述压盖（7）螺纹连接。

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