CN203823073U - 机械密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械密封装置，其包括，静环盖；静环，其活动套设于转轴上并固定设置于所述静环盖上；该静环的密封端设置有一由根部向前端渐缩的锥形凸起；动环，其活动套设于所述转轴上，该动环的密封端面与所述锥形凸起的前端以线面接触的方式紧密贴合以形成端面摩擦副；以及弹簧组件，其固定套设于所述转轴上且与所述动环连接，以使所述动环能够随轴转动及轴向浮动。本实用新型通过在静环的密封端设置一成刀口状的锥形凸起，端面摩擦副的接触方式为线面接触，可切除掉在端面摩擦副生成的固体异物，提高密封性能，且端面摩擦副的散热性能好、转矩小，不易变形。

Description

机械密封装置

技术领域

本实用新型涉及轴类密封领域，特别涉及一种机械密封装置。

背景技术

机械密封装置用于对轴与设备之间进行密封，防止介质从轴与设备的圆周间隙中泄露。构成机械密封装置包括可随轴旋转的动环，以及密封端面与动环的密封端面相对设置的静环，动环与静环的其中一个环是轴向固定的，另一个环通过弹簧组件调整能够轴向浮动以保证其密封端面与另一个环的密封端面紧密贴合，动环的密封端面与静环的密封端面组成一对端面摩擦副，防止介质泄露。

目前的机械密封装置的动环的密封端面与静环的密封端面之间为面面接触，其接触面积一般比较大，较大的接触面积会影响端面摩擦副的密封性能及使用寿命。首先，其容易由耐凝固性液体、耐析出结晶性液体或耐高粘性液体等产生固体异物，固体异物附着堆积后导致端面摩擦副失去密封能力。其次，其导致摩擦热不易散发，使动环及静环内外表面的温差大，端面易发生变形甚至热裂。另外，其转矩大且不稳定，影响其适应变工况的能力。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机械密封装置，从而克服端面摩擦副为面面接触的方式导致接触面较大而影响密封性能及使用寿命的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种机械密封装置，其中，包括，静环盖；静环，其活动套设于转轴上并固定设置于所述静环盖上；该静环的密封端设置有一由根部向前端渐缩的锥形凸起；动环，其活动套设于所述转轴上，该动环的密封端面与所述锥形凸起的前端以线面接触的方式紧密贴合以形成端面摩擦副；以及弹簧组件，其固定套设于所述转轴上且与所述动环连接，以使所述动环能够随轴转动及轴向浮动。

优选地，上述技术方案中，所述锥形凸起的根部的外径小于该根部与所述静环的密封端的连接面的外径。

优选地，上述技术方案中，所述弹簧组件包括：动环座，其活动套设于所述转轴上，且该动环座的一端与所述动环固定连接；弹簧座，其固定套设于所述转轴上，该弹簧座的一端与所述动环座的另一端活动连接；以及弹簧，其夹设于所述动环座与弹簧座之间。

优选地，上述技术方案中，所述动环座与所述弹簧座连接的一端周向均匀地设置有至少两个第一卡槽，所述第一卡槽把该端分隔成对应数量的第一卡块；所述弹簧座与所述动环座连接的一端周向均匀地设置有与所述第一卡块对应且数量相同的第二卡槽，所述第二卡槽把该端分隔成对应数量的第二卡块；当所述动环座与所述弹簧座连接时，所述第二卡块分别卡嵌于所述第一卡槽内，所述第一卡块分别卡嵌于所述第二卡槽内。

优选地，上述技术方案中，所述动环座与所述弹簧座连接的一端周向对称地设置有两个所述第一卡槽。

优选地，上述技术方案中，所述弹簧的弹簧比压为1-6Mpa。

优选地，上述技术方案中，所述静环及动环的材质均为刚性材料。

优选地，上述技术方案中，所述静环及动环的材质为由碳化钨与镍组成的合金材料。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型一种机械密封装置的静环的密封端的端部设置有一成呈刀口状的锥形凸起，从而使端面摩擦副为线面接触，其接触面积小，其有良好的散热性能，可消除热变形，且其转矩小且稳定，可提高耐压性及抗变工况能力，使用寿命较长。另外锥形凸起的前端可以切除集聚在端面摩擦副处的固体异物，从而提高密封性能。

2、本实用新型的锥形凸起的根部外径小于其连接面的外径，且其壁厚渐缩，可以进一步提高端面摩擦副的散热性能，同时保证锥形凸起前端的切割强度，避免其前端发生崩裂。

3、本实用新型的弹簧为大节距式单弹簧，且其弹簧压比设置得较大，为锥形凸起的前端提供较大的切割力，且可避免凝固物、沉淀物填塞在弹簧的间隙而使弹簧失去弹性。

4、本实用新型的静环及动环的材质均为刚性材料，其导热性能好，且端面摩擦副为硬质材料对硬质材料，进一步提高切割性能及切割强度。

附图说明

图1是根据本实用新型机械密封装置的结构示意图。

图2是根据本实用新型的静环的轴向剖示图。

图3是根据本实用新型的动环座的轴向剖示图。

图4是根据本实用新型的弹簧座的轴向剖示图。

主要附图标记说明：

1-静环密封圈；2-静环，21-锥形凸起，22-连接面；3-动环；4-动环密封圈；5-动环座，51-第一卡槽，52-第一卡块；6-弹簧；7-弹簧座，71-第二卡槽，72-第二卡块，73-紧定螺孔；8-紧定螺钉；9-静环盖；10-转轴。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图4所示，根据本实用新型具体实施方式的一种机械密封装置，其包括：静环盖9、静环2、动环3以及弹簧组件，其中：

如图1所示，静环2的左端固定卡嵌于静环盖9上，静环2与静环盖9的卡嵌处设置有一个静环密封圈1以防止介质从静环2与静环盖9的卡嵌处泄露。如图2所示，静环2的右端设置有一个向右凸起的锥形凸起21，该锥形凸起21由左端的根部向右端渐缩，锥形凸起21左端的根部的外径小于其与静环2的密封端的连接面22的外径，且锥形凸起21的右端的壁厚为0.4-0.7mm，该锥形凸起21整体呈刀口状。动环3的左端面为密封端面，其呈平面状，且该端面与锥形凸起21的右端紧密贴合以形成端面摩擦副。由于锥形凸起21的右端壁厚非常薄，其远小于动环3的左端面，其相对于动环3的左端面呈线状，故锥形凸起21的右端与动环3的左端面的接触方式为线面接触，可使端面摩擦副的散热性能良好，且锥形凸起21的根部外径小于连接面22的外径，进一步提高散热性能。进一步地，静环2及动环3的材质均为刚性材料，优选地，两者的材质为由碳化钨与镍组成的合金材料，其成分为碳化钨92％，镍8％，其导热性能良好，强度大，且十分耐磨，两者为硬质材料对硬质材料，同时，锥形凸起21的根部到右端的壁厚逐渐减少，保证锥形凸起21整体有足够的强度，且锥形凸起21的端面能像刀刃一样对在端面摩擦副处产生的固体异物切碎除去，且其切割时不易发生崩裂。

如图1所示，弹簧组件包括动环座5、弹簧6以及弹簧座7，动环座5用于安装动环3，动环3的右端与动环座5的左端固定连接，且动环座5与动环3之间设置有一个动环密封圈4，该动环密封圈4用于防止介质从轴向泄露。弹簧座7的左端与动环座5的右端连接，且弹簧座7的右端设置有一紧定螺孔73，安装时，弹簧座7对应套设于转轴10上，且其通过紧定螺钉73紧固在转轴10上以随着转轴10转动。如图3所示，动环座5的右端周向对称地设置有两个第一卡槽51，这两个第一卡槽51把动环座5的右端分隔成两个第一卡块52。如图4所示，弹簧座7的左端周向对称地设置有两个与第一卡块52对应的第二卡槽71，这两个第二卡槽71把弹簧座7的左端分隔成两个与第一卡槽51对应的第二卡块72。动环座5与弹簧座7连接时，两个第一卡块52分别对应卡嵌于两个第二卡槽71内，两个第二卡块72分别对应卡嵌于两个第一卡槽51内，弹簧座7随转轴10转动时，其通过动环座5带动动环3随着转轴10转动，同时动环座5可相对于弹簧座7轴向移动。整个结构简单紧凑，拆装方便。动环座5与弹簧座7之间夹设有一根弹簧6，该弹簧6为大节距弹簧，且其弹簧比压为1-6Mpa，其为普通机械密封的弹簧比压的10-60倍，弹簧6通过动环座5调整动环3沿转轴10的轴向浮动，使动环3的左端面与锥形凸起2的右端面始终保持紧密贴合形成稳固的端面摩擦副，达到密封的目的。采用大节距的单弹簧式弹簧组件，可以避免凝固物、沉淀物填塞在弹簧6的间隙而使弹簧6失去弹性，且由于弹簧6的弹簧比压较大，可以为锥形凸起21的端面提供足够大的切割力，能充分切除掉集积在端面摩擦副上的固体异物。

安装使用时，转轴10穿过静环2、动环3、动环座5及弹簧座7的内孔，弹簧座7通过紧定螺钉8与转轴10固接，动环座5及动环3活动套设于转轴10上，两者能够轴向移动，静环2活动套设于转轴10上且固定在静环盖9上，动环3通过动环座5及弹簧座7随转轴10转动，且弹簧6通过动环座5使动环3能轴向浮动，保证形成稳固的端面摩擦副，具有良好的密封性能，且动环3随轴转动，其相对于静环2的锥形凸起21的右端快速转动，因此端面摩擦副还具有切割的作用。本实用新型的静环2设置有一呈刀口状的锥形凸起21，从而使端面摩擦副的接触方式为线面接触，其减小了端面摩擦副的接触面积，克服由于接触面较大影响密封性能及使用寿命的缺点，其使端面摩擦副有良好的散热性能，内外温差较小，润滑良好，可消除热变形，且其转矩小且稳定，可以适应于变压工况，提高耐压性及抗变工况能力，使用寿命较长。另外由于锥形凸起21的前端结合弹簧6的较大的弹簧压比，可以切除集聚在端面摩擦副处的附着物和凝固物，从而保证良好的密封性能。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种机械密封装置，其特征在于，包括，

静环盖；

静环，其活动套设于转轴上并固定设置于所述静环盖上；该静环的密封端设置有一由根部向前端渐缩的锥形凸起；

动环，其活动套设于所述转轴上，该动环的密封端面与所述锥形凸起的前端以线面接触的方式紧密贴合以形成端面摩擦副；以及

弹簧组件，其固定套设于所述转轴上且与所述动环连接，以使所述动环能够随轴转动及轴向浮动。

2.根据权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于，所述锥形凸起的根部的外径小于该根部与所述静环的密封端的连接面的外径。

3.根据权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于，所述弹簧组件包括：

动环座，其活动套设于所述转轴上，且该动环座的一端与所述动环固定连接；

弹簧座，其固定套设于所述转轴上，该弹簧座的一端与所述动环座的另一端活动连接；以及

弹簧，其夹设于所述动环座与弹簧座之间。

4.根据权利要求3所述的机械密封装置，其特征在于，所述动环座与所述弹簧座连接的一端周向均匀地设置有至少两个第一卡槽，所述第一卡槽把该端分隔成对应数量的第一卡块；所述弹簧座与所述动环座连接的一端周向均匀地设置有与所述第一卡块对应且数量相同的第二卡槽，所述第二卡槽把该端分隔成对应数量的第二卡块；当所述动环座与所述弹簧座连接时，所述第二卡块分别卡嵌于所述第一卡槽内，所述第一卡块分别卡嵌于所述第二卡槽内。

5.根据权利要求4所述的机械密封装置，其特征在于，所述动环座与所述弹簧座连接的一端周向对称地设置有两个所述第一卡槽。

6.根据权利要求3所述的机械密封装置，其特征在于，所述弹簧的弹簧比压为1-6Mpa。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的机械密封装置，其特征在于，所述静环及动环的材质均为刚性材料。

8.根据权利要求7所述的机械密封装置，其特征在于，所述静环及动环的材质为由碳化钨与镍组成的合金材料。