CN204312707U - 一种复合迷宫密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合迷宫密封装置，用于轴系部件的轴(5)的密封，包括定子密封环(1)与转子密封环(2)，定子密封环(1)与转子密封环(2)间通过多环迷宫环互相密封，所述的转子密封环(2)的接触被密封介质(3)的一侧的渗漏区设置有多个叶片(4)；多个叶片(4)相对于轴(5)的周向放射状均布；并且叶片(4)的靠近转子密封环(2)的内侧与转子密封环(2)固定。结构简单，密封性好，适用范围广。

Description

一种复合迷宫密封装置

技术领域

本专利涉及结构技术领域，尤其是涉及一种适用于轴系部件的复合迷宫密封装置。

背景技术

目前的迷宫密封是在轴系部件的转轴的轴向或径向设若干个依次排列的环形密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。

这种密封结构在浸泡在液体或液体泡沫的环境中使用时，密封效果会受到影响；当其设计时受尺寸限制，只能设计一两个环形密封齿时，它的密封也受影响，效果不佳。迷宫密封效果不佳时，密封润滑油等液体就达不到预期效果，会造成润滑油等的损失，甚至是有污染的润滑油等液体中的进入到里侧转轴，对摩擦幅面造成磨损。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种复合迷宫密封装置，结构简单，密封性好，适用范围广。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种复合迷宫密封装置，用于轴系部件的轴5的密封，包括定子密封环1与转子密封环2，定子密封环1与转子密封环2间通过多环迷宫环互相密封，其特征在于，所述的转子密封环2的接触被密封介质3的一侧的渗漏区设置有多个叶片4；

多个叶片4相对于轴5的周向放射状均布；并且叶片4的靠近转子密封环2的内侧与转子密封环2固定。

所述的叶片4的外侧向与轴5的旋转方向相反的方向倾斜。

所述的叶片4的外侧向轴5的旋转方向倾斜。

所述的叶片4沿半径的方向设置。

所述的定子密封环1与转子密封环2为轴向密封，所述的多个叶片4固定于转子密封环2的轴向的接触被密封介质3的一侧的侧端面。

所述的定子密封环1与转子密封环2为径向密封，所述的多个叶片4固定于转子密封环2的径向的接触被密封介质3的一侧的侧面。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的复合迷宫密封装置，结构简单，密封性好，适用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本实用新型实施一例提供的复合迷宫密封装置的结构示意图；

图2为图1的A向示意图；

图3为图1B-B示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的复合迷宫密封装置的结构示意图；

图5为图4的C向示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

如图1到图3所示，一种复合迷宫密封装置，用于轴系部件的轴5的密封，包括定子密封环1与转子密封环2，定子密封环1与转子密封环2间通过多环迷宫环互相密封，本实用新型中设计或安装在转动零件上的称为转子密封环2，设计或安装在固定(相对静止)零件上的称为定子密封环1。若需要密封的两个零件都有转动，则把设计或安装在转速较快的零件上的称为转子密封环2，较慢的零件上的称为定子密封环1。

本实用新型中，所述的转子密封环2的接触被密封介质3的一侧的渗漏区设置有多个叶片4；渗漏区指的是定子密封环1与转子密封环2间的缝隙在有被密封介质3一端的开口位置区域。

多个叶片4相对于轴5的周向放射状均布；并且叶片4的靠近转子密封环2的内侧与转子密封环2固定。

放射状均布指的是沿从半径小的位置延伸到半径大的位置或从半径大的位置延伸到半径小的位置，可以是沿半径方向，也可以是左右倾斜，也就是向轴5的旋转方向或向与轴5的旋转方向相反的方向倾斜。

外侧向轴5的旋转方向倾斜。在转动零件旋转时，在迷宫密封的“迷宫效应”基础上，使接近复合迷宫装置的渗漏区的被密封介质3获得离心力，并迫使它远离复合迷宫装置，从而起到更好的密封效果。

向轴5的旋转方向倾斜阻力会大，会降低系统效率，不过可以设置于空间较小的情况下，以获取更大的离心力，提高密封效果。在同等的情况下可以减少叶片4的数量。

沿半径方向阻力正常，对系统效率影响小，制造与设计成本低，适用于正反转的情况。

向与轴5的旋转方向相反的方向倾斜阻力小，对系统效率影响最小，空间允许的情况下，这是一个较佳的技术方案。在同等的情况下可以增加叶片4的数量。

实施例一

如图1、图2与图3所示，一种复合迷宫密封装置，用于轴系部件的轴5的密封，包括定子密封环1与转子密封环2，定子密封环1与转子密封环2间通过多环迷宫环互相密封，所述的定子密封环1与转子密封环2为轴向密封，所述的转子密封环2的接触被密封介质3的一侧的渗漏区设置有多个叶片4；所述的多个叶片4固定于转子密封环2的轴向的接触被密封介质3的一侧的侧端面(图中转子密封环2的右侧端面，只代表本例，不同的情况下可能是在左侧端面)。多个叶片4相对于轴5的周向放射状均布；并且叶片4的靠近转子密封环2的内侧与转子密封环2固定，外侧向与轴5的旋转方向相反的方向倾斜。

实施例二

如图4与图5所示，一种复合迷宫密封装置，用于轴系部件的轴5的密封，包括定子密封环1与转子密封环2，定子密封环1与转子密封环2间通过多环迷宫环互相密封，所述的定子密封环1与转子密封环2为径向密封，所述的转子密封环2的接触被密封介质3的一侧的渗漏区设置有多个叶片4；所述的多个叶片4固定于转子密封环2的径向的接触被密封介质3的一侧的侧面(图中转子密封环2的外圆面，只代表本例，不同的情况下可能是在内圆面)。多个叶片4相对于轴5的周向放射状均布；并且叶片4的靠近转子密封环2的内侧与转子密封环2固定，外侧向与轴5的旋转方向相反的方向倾斜。

所述的叶片4的数量除了叶片4的方向还由安装圆直径、转动零件的转速决定，叶片4的外形尺寸与转子密封环2的内外径及高度决定。叶片4的倾斜角与转动零件的转速、被密封介质3的速度有关。

叶片4上某点离转动零件中心轴线的距离为r，该处一被密封介质3的介质微元为I，它的宽(法向)为a、长(径向)为dr、高(轴向)为h；则：

该介质微元的体积：dv＝a×h×dr；

该介质微元的质量dm＝ρ×a×h×dr；

其中ρ为介质的密度。

本实用新型的装置工作时，介质微元靠近叶片4，叶片4带动该介质微元旋转而受到的离心力dF＝dm×r×ω2，介质微元外侧作用面积dA＝a×h，计算介质微元上的径向静压差dp＝dF/dA＝(dm×r×ω2)/(a×h)＝ρ×r×ω2×dr。被密封介质3为液体时，压缩系数很小，可以忽略，通过积分计算介质靠近(进入)、离开(出去)叶片4的静压差：

$p_1-p_2={\∫}_{p_2}^{p_1}\mathrm{dp}={\∫}_{p_2}^{p_1}\mathrm{\ρr}{\mathrm{\ω}}^2\mathrm{dr}=\mathrm{\ρ}{\mathrm{\ω}}^2{\∫}_{r_2}^{r_1}\mathrm{rdr}=({\mathrm{\ω}}^2{r}_1^2-{\mathrm{\ω}}^2{r}_2^2)\mathrm{\ρ}/2=(u_1^2-u_2^2)\mathrm{\ρ}/2$

式中：p¹——离开处介质的压力，单位：MPa；

p²——靠近处介质的压力，单位：MPa；

r¹——离开处离转动零件中心轴线的距离，单位：m；

r²——靠近处离转动零件中心轴线的距离，单位：m；

u¹——离开处叶片的转动线速度，单位：m/s；

u²——靠近处叶片的转动线速度，单位：m/s。

根据上式，密封效果与叶片4的速度也就是转动零件的速度、被密封介质3的密度有关。设被密封介质3的压力为p，当叶片4提供的压差p¹-p²>p时，被密封介质3能更好地被密封住；当p¹-p²<p时，本实用新型的装置的密封效果也要比没有叶片4的迷宫密封效果好。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种复合迷宫密封装置，用于轴系部件的轴(5)的密封，包括定子密封环(1)与转子密封环(2)，定子密封环(1)与转子密封环(2)间通过多环迷宫环互相密封，其特征在于，所述的转子密封环(2)的接触被密封介质(3)的一侧的渗漏区设置有多个叶片(4)；

多个叶片(4)相对于轴(5)的周向放射状均布；并且叶片(4)的靠近转子密封环(2)的内侧与转子密封环(2)固定。

2.根据权利要求1所述的复合迷宫密封装置，其特征在于，所述的叶片(4)的外侧向与轴(5)的旋转方向相反的方向倾斜。

3.根据权利要求1所述的复合迷宫密封装置，其特征在于，所述的叶片(4)的外侧向轴(5)的旋转方向倾斜。

4.根据权利要求1所述的复合迷宫密封装置，其特征在于，所述的叶片(4)沿半径的方向设置。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的复合迷宫密封装置，其特征在于，所述的定子密封环(1)与转子密封环(2)为轴向密封，所述的多个叶片(4)固定于转子密封环(2)的轴向的接触被密封介质(3)的一侧的侧端面。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的复合迷宫密封装置，其特征在于，所述的定子密封环(1)与转子密封环(2)为径向密封，所述的多个叶片(4)固定于转子密封环(2)的径向的接触被密封介质(3)的一侧的侧面。