CN201348040Y

CN201348040Y - 可调式自补偿轴密封装置

Info

Publication number: CN201348040Y
Application number: CNU2009200883428U
Authority: CN
Inventors: 马盈三; 王跃琪; 冯澄宙
Original assignee: ZHENGZHOU HUALONG MECHANICAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: ZHENGZHOU HUALONG MECHANICAL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2019-01-21

Abstract

本实用新型公开了可调式自补偿轴密封装置，它含有滑动轴承、固定外壳和压力调节机构，所述固定外壳套装在转动轴上，其一端设置有端盖，另一端设置有压盖，所述固定外壳和转动轴之间至少设置有两个滑动轴承，所有滑动轴承依次首尾相连，相邻滑动轴承之间设置有自补偿密封机构，所述端盖内表面与相邻所述滑动轴承的端面之间设置有唇形密封圈，所述压盖上设置有压力调节机构，该压力调节机构的顶推杆与相邻所述滑动轴承的端面相接触，所述滑动轴承由低摩阻耐磨自润滑材料制成。本实用新型能够有效密封高压力液态介质，在工作状态随时补偿密封面磨损且可以实现转动轴的轴向大幅度移动，社会效益和经济效益良好。

Description

可调式自补偿轴密封装置

一.技术领域：

本实用新型涉及一种用于轴转动时阻挡高压液态介质流出的密封系统装置，特别是涉及一种轴在转动状态下同时需要轴向移动，且长时间不能维修的可调式自补偿轴密封装置。

二、背景技术：

转动轴的液态介质密封通常的方法有以下几种：一是使用不同形状截面的环形密封件箍在轴上，因密封件使用橡胶或其它弹性材料制作，靠密封件自身对轴的过盈收紧力，或被密封介质产生的密封件两侧压力差，增加密封件对密封面的压力进行密封；二是使用聚四氟乙烯、石棉等柔性填充料压紧在密封面上密封；三是硬质平整面无间隙机械密封；密封的难度在于密封面在长时间工作后两侧磨损产生间隙的即时补偿问题。方法一，密封件自身的收紧力是与轴过盈安装形成的，过盈量磨损后则失去密封的效果，此时需要靠被密封介质的压力差对高弹性密封件压迫，使密封件变形对磨损进行补偿才能够保持密封。这种密封介质压力的形成是靠密封件两侧的压力差实现的，如有一点泄漏启动时建立不起压力差或压力差减小，则会失去密封作用。出现这种情况只有更换，对密封要求严而且工作时间长的场所，那样停机维修量就会非常大，所以一般这种密封都用于工作时间短或密封要求不高的场所。方法二使用可挤压变形的填料，当密封面磨损出现泄漏后人工上紧法兰盘，减小填料轴向空间，迫使填料向径向增长，使填料与轴贴合达到新的密封。这种密封方法的填料需安装在端部位置，使能够便于更换填料和压法兰。这种方式由于填料自身没有涨力，压紧力也不会随时补充以保持，所以一旦磨损泄漏严重。上述两种方法使用的密封件材料除聚四氟乙烯外摩擦系数都很大，加上压力后的摩擦力大，对轴的磨损也严重，做动态密封性都不好。第三种方法机械密封是用静环面和动环面之间始终保持无隙接触的状态来实现，单端面密封的动环随轴一起转动，静环在支撑座中能够做微量滑动以补偿密封面磨损，双端面密封的动环可做在轴上随轴转动，并轴向滑动。实施补偿密封面磨损的滑动量很小，基本处于静止状态，所以使用第一种密封方式做辅助的静态滑动面密封，由于密封面不会磨损因此能较长时间保持良好的密封，也就是机械密封是两种密封方式的组合。机械密封件使用两种不同材料制作动环和静环，使用金属弹簧顶推动环或静环滑动，结构复杂，能够使用于一些密封压力高，密封要求高的条件。由于机械密封的结构形式复杂，密封件加工精度要求很高，而且要有一定的装配空间，所以常使用在重要或大型设备的高压密封。机械密封的轴相对支座只能旋转，轴向必须保持固定位置，所以对轴有轴向力容易轴向窜动，或轴有轴向移动要求的则不能使用。上述三种传统的密封都是密封结构和轴支承机构是分离的，轴向占用位置大，尤其是轴需大幅度轴向移动时轴的长度需加长很多。

三、实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足之处，提供一种能够有效密封高压力液态介质，在工作状态随时补偿密封面磨损且可以实现转动轴的轴向大幅度移动的可调式自补偿轴密封装置。

本实用新型的技术方案是：一种可调式自补偿轴密封装置，含有滑动轴承、固定外壳和压力调节机构，所述固定外壳套装在转动轴上，其一端设置有端盖，另一端设置有压盖，所述固定外壳和转动轴之间至少设置有两个滑动轴承，所有滑动轴承依次首尾相连，相邻滑动轴承之间设置有自补偿密封机构，所述端盖内表面与相邻所述滑动轴承的端面之间设置有唇形密封圈，所述压盖上设置有压力调节机构，该压力调节机构的顶推杆顶在相邻所述滑动轴承的端面上，所述滑动轴承由低摩阻耐磨自润滑材料制成。

所述滑动轴承外圆表面与所述固定外壳内圆表面之间均设置有密封圈；一个所述滑动轴承的内、外圆表面上分别设置有一个内、外环形槽，内、外环形槽通过连通孔连通，贯穿所述固定外壳的体壁设置有管接头，该管接头里端与所述外环形槽连通。

所述自补偿密封机构含有金属锥形压环、传力圈和填料，其中，所述金属锥形压环为两个，分别与相邻两个所述滑动轴承端面上设置的锥形环槽相匹配，贴近所述转动轴的槽壁比远离转动轴的槽壁薄，所述传力圈设置在两个金属锥形压环之间，并且，两个金属锥形压环之间填充有填料；所述滑动轴承与锥形环槽密封体采用一体式结构，或采用分体式结构。

或者，所述自补偿密封机构含有至少两个环形槽体，所述环形槽体上设置有开口朝向轴心的V型槽，所述V型槽内填充有填料，相邻环形槽体的V型槽的槽壁外表面相接触。所述环形槽体独立设置，或者，所述环形槽体与相接触的所述滑动轴承为一体式结构，由低摩阻耐磨自润滑材料整体制成。

所述压力调节机构的顶推杆与相邻所述滑动轴承的端面之间设置有均力环。所述均力环与所述滑动轴承的端面平面直接接触；或者，所述均力环与一个金属锥形压环相接触，该金属锥形压环与所述滑动轴承端面上设置的锥形环槽相匹配，贴近转动轴的槽壁比远离转动轴的槽壁薄；或者，所述均力环与一个金属锥形压环相接触，该金属锥形压环与一个环形槽体一端端面上设置的轴向环槽相接触，该环形槽体另一端端面与所述滑动轴承的端面平面相接触。

所述压力调节机构为液压缸，或为气压缸，或为螺栓和螺母，或为弹簧；所述压盖通过螺栓与所述固定外壳连接。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型能够实现轴不仅转动而且需要轴向移动状态下的高压液态介质密封，能够实施轴支承与密封为同一体的特殊结构，设计简洁，灵活多样，根据密封的需要，采用不同的多级组合即可达到不同效果。

2.本实用新型能够实现轴在工作状态随时自动补偿密封面磨损，保证密封面的高效长时间密封。能够实现对密封效果的检测，实施自动调整密封的控制。

3.本实用新型特别有利于大型转动或轴向滑动轴的密封。由于支承轴承在密封系统中，对长轴和多轴系统的定位效果好，整体结构简单，制造成本低。

4.本实用新型使用低摩阻耐磨自润滑材料制作滑动支承轴承和密封面，摩擦力小，使用寿命长，维护保养量小。

5.本实用新型应用范围广，特别是开创了新的密封技术，解决了轴向移动轴的高压密封问题，具有好的社会效益和经济效益。

四、附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图之一；

图2为图1所述中带密封支承滑动轴承的结构示意图；

图3为本实用新型的结构示意图之二；

图4为图3所述中带密封支承滑动轴承的结构示意图；

图5为本实用新型的结构示意图之三；

图6为本实用新型的密封组合结构示意图之四；

图7为图6所述分体密封体示意图；

图8为本实用新型的密封组合结构示意图之五；

图9为图8所述分体密封体示意图；

图10为本实用新型的密封组合结构示意图之六；

图11为本实用新型的密封组合结构示意图之七。

五、具体实施方式：

实施例一：参见图1和图2，图中，可调式自补偿轴密封装置的固定外壳8套装在转动轴16上，其一端设置有端盖10，另一端设置有压盖1，压盖1通过螺栓14与固定外壳8连接，固定外壳8和转动轴16之间设置有两个滑动轴承3、7，两个滑动轴承3、7依次首尾相连，二者之间之间设置有自补偿密封机构，端盖10内表面与相邻滑动轴承7的端面之间设置有唇形密封圈9，压盖1上设置有压力调节机构15，压力调节机构15为液压缸，或为气压缸，或为螺栓和螺母，或为弹簧，根据需要设置。该压力调节机构15的顶推杆与均力环13接触，均力环13与一个金属锥形压环5相接触，该金属锥形压环5与滑动轴承3端面上设置的锥形环槽23相匹配，贴近转动轴16的槽壁27比远离转动轴16的槽壁薄，滑动轴承3、7由低摩阻耐磨自润滑材料制成。

滑动轴承3、7外圆表面设置有凹槽26，该凹槽26中设置有密封圈11，滑动轴承3的内、外圆表面上分别设置有一个内、外环形槽25、24，内、外环形槽25、24通过连通孔22连通，贯穿固定外壳8的体壁设置有管接头4，该管接头4里端与外环形槽24连通。管接头4用于接水位检测装置，实现密封泄漏状态的检测控制。

自补偿密封机构含有金属锥形压环5、传力圈6和填料12，其中，金属锥形压环5为两个，分别与相邻两个滑动轴承3、7端面上设置的锥形环槽23相匹配，贴近转动轴16的槽壁27比远离转动轴16的槽壁薄，传力圈6设置在两个金属锥形压环5之间，并且，两个金属锥形压环5之间填充有填料12。

转动轴16设置多道密封，使隔板2一侧的水或其它液态介质，在转动轴16转动或移动时不会进到另一侧。唇形密封圈9可以借助于被密封介质的压力压缩压紧在转动轴16上，磨损后自动补偿。其它滑动轴承3、7、填料12等密封件，磨损后则通过安装在压盖1上的压力调节机构15加力进行补偿。压力调节机构15的活塞杆顶压均力环13，通过第一个金属锥形压环5施力，使滑动轴承3受力侧槽壁27向内收缩压紧在轴上，同时有轴向力向里传递，使滑动轴承3的另一端密封口起作用，并通过传力圈6给下一级滑动轴承7的密封口实现同样效果的密封调整。可以做2级以上的滑动轴承。当两个滑动轴承之间距离减小时填料12受到压缩，补偿其磨损量，而使其与转动轴16保持良好的密封。滑动轴承3和滑动轴承7的内外径与转动轴16和固定外壳8内径之间除密封口处采用过盈配合外，其余采用微小的间隙配合，以便于滑动轴承的轴向移动。滑动轴承3和滑动轴承7用耐磨损、低摩擦系数、高弹力的工程塑料合金材料制作，能够保持长的使用寿命。

实施例二：参见图3和图4，本实施例与实施例一有相同之处，相同之处不重述，不同之处在于：三个滑动轴承19、3、7套装在固定外壳8内，滑动轴承19、3、7端部分别设置有开口朝向轴心的V型槽29，形成环形槽体18，该环形槽体18与滑动轴承19、3、7为一体式结构，V型槽29内填充有填料17，相邻环形槽体的V型槽29的槽壁28外表面相接触，形成自补偿密封机构，当滑动轴承19、3、7受压力调节机构15推动均力环13受力时，槽壁28由斜向向水平方向压变形，内径减小，起密封面磨损的补偿作用。V型槽29中加的填料17，随槽壁28向口内压，V型槽29减小空间时受到挤压而起到密封的调整。槽壁28外边沿高于滑动轴承19、3、7端部密封的外径处30，这样使两个滑动轴承之间有相对的压移量实现槽壁28内边沿的压缩。并且，均力环13与滑动轴承19的端面平面直接接触。

实施例三：参见图5，本实施例为实施例一和实施例二的组合形式，与实施例一和实施例二基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：滑动轴承20与滑动轴承3之间设置金属锥形压环5、传力圈6和填料12，形成自补偿密封机构，滑动轴承20与滑动轴承7之间设置V型槽29内填充有填料17，形成自补偿密封机构。

实施例四：参见图6和图7，本实施例与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：均力环13与一个金属锥形压环5相接触，该金属锥形压环5与一个环形槽体21一端端面上设置的轴向环槽23相接触，该环形槽体21另一端端面与滑动轴承3的端面平面相接触。滑动轴承与密封体环形槽体21采用分体式结构，更有利于制作、安装和调整。

实施例五：参见图8和图9，本实施例与实施例二基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：环形槽体18独立设置，采用分体式结构，更有利于制作、安装和调整。另外环形槽体18可以是一个，也可以是两个以上，根据需要确定。

实施例六：参见图10，本实施例是实施例二和实施例五的结合：相邻滑动轴承19、3、7之间既有一体的环形槽体18，又有独立设置的环形槽体18，增加其轴向补偿量。

实施例七：参见图11，本实施例是实施例三和实施例五的结合：滑动轴承20与滑动轴承3之间设置金属锥形压环5、传力圈6和填料12，形成自补偿密封机构，滑动轴承20与滑动轴承7之间设置独立的环形槽体18，形成自补偿密封机构。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1、一种可调式自补偿轴密封装置，含有滑动轴承、固定外壳和压力调节机构，其特征是：所述固定外壳套装在转动轴上，其一端设置有端盖，另一端设置有压盖，所述固定外壳和转动轴之间至少设置有两个滑动轴承，所有滑动轴承依次首尾相连，相邻滑动轴承之间设置有自补偿密封机构，所述端盖内表面与相邻所述滑动轴承的端面之间设置有唇形密封圈，所述压盖上设置有压力调节机构，该压力调节机构的顶推杆顶在相邻所述滑动轴承的端面上，所述滑动轴承由低摩阻耐磨自润滑材料制成。

2、根据权利要求1所述的可调式自补偿轴密封装置，其特征是：所述滑动轴承外圆表面与所述固定外壳内圆表面之间均设置有密封圈；一个所述滑动轴承的内、外圆表面上分别设置有一个内、外环形槽，内、外环形槽通过连通孔连通，贯穿所述固定外壳的体壁设置有管接头，该管接头里端与所述外环形槽连通。

3、根据权利要求2所述的可调式自补偿轴密封装置，其特征是：所述自补偿密封机构含有金属锥形压环、传力圈和填料，其中，所述金属锥形压环为两个，分别与相邻两个所述滑动轴承端面上设置的锥形环槽相匹配，贴近所述转动轴的槽壁比远离转动轴的槽壁薄，所述传力圈设置在两个金属锥形压环之间，并且，两个金属锥形压环之间填充有填料；所述滑动轴承与锥形环槽密封体采用一体式结构，或采用分体式结构。

4、根据权利要求1所述的可调式自补偿轴密封装置，其特征是：所述自补偿密封机构含有至少两个环形槽体，所述环形槽体上设置有开口朝向轴心的V型槽，所述V型槽内填充有填料，相邻环形槽体的V型槽的槽壁外表面相接触。

5、根据权利要求4所述的可调式自补偿轴密封装置，其特征是：所述环形槽体独立设置，或者，所述环形槽体与相接触的所述滑动轴承为一体式结构，由低摩阻耐磨自润滑材料整体制成。

6、根据权利要求1-5任一所述的可调式自补偿轴密封装置，其特征是：所述压力调节机构的顶推杆与相邻所述滑动轴承的端面之间设置有均力环。

7、根据权利要求6所述的可调式自补偿轴密封装置，其特征是：所述均力环与所述滑动轴承的端面平面直接接触；或者，所述均力环与一个金属锥形压环相接触，该金属锥形压环与所述滑动轴承端面上设置的锥形环槽相匹配，贴近转动轴的槽壁比远离转动轴的槽壁薄；或者，所述均力环与一个金属锥形压环相接触，该金属锥形压环与一个环形槽体一端端面上设置的轴向环槽相接触，该环形槽体另一端端面与所述滑动轴承的端面平面相接触。

8、根据权利要求1所述的可调式自补偿轴密封装置，其特征是：所述压力调节机构为液压缸，或为气压缸，或为螺栓和螺母，或为弹簧；所述压盖通过螺栓与所述固定外壳连接。