CN207005289U - 一种用于高速旋转机械的组合式油封 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于高速旋转机械的组合式油封，其包括内环、外环和固定连接在外环两端的外齿环和内齿环，外环内表面设置有环形的限位槽，内环外表面设置有能够在限位槽内沿径向移动的环形凸台，外环上设置有与轴承箱固定连接的连接部。内环包括外层金属骨架和内层与金属骨架固定连接的润滑套，润滑套的材质为石墨。解决了现有高速旋转机械中油封磨损大密封效果不好的问题。

Description

一种用于高速旋转机械的组合式油封

技术领域

本实用新型涉及油密封领域，特别是涉及一种用于高速旋转机械的组合式油封。

背景技术

油封通常是套装在转子上并安装在轴承座/箱上或轴瓦上，主要用于防止轴承润滑油沿轴颈向外渗漏，保持动静部分的严密性。通常使用的油封为固定齿片式，在透平机械中，作高速旋转的转子如果处于非稳定状态的转速时，其中心运行轨迹是非圆形，转子在过临界转速时，由于振幅较大，而固定齿片式的油封又不能退让，所以油封的齿片就会很容易被转子磨损，导致油封齿片与转子之间的密封间隙变大，油封失去密封性。

实用新型内容

针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种用于高速旋转机械的组合式油封，解决了现有高速旋转机械中油封磨损大密封效果不好的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

提供了一种用于高速旋转机械的组合式油封，其包括内环、外环和固定连接在外环两端的外齿环和内齿环，外环内表面设置有环形的限位槽，内环外表面设置有能够在限位槽内沿径向移动的环形凸台，外环上设置有与轴承箱固定连接的连接部。内环包括外层金属骨架和内层与金属骨架固定连接的润滑套，润滑套的材质为石墨。

外齿环和内齿环固定连接在外环上，而外环与位置固定的轴承箱固定连接，内环套装在转子上，与转子之间有间隙，外环上设置的限位槽限定了内环轴向的运动，在径向上，内环能够随转子作小范围的灵活移动，所以，当转子发生大的振幅时，内环能够随着转子一起移动，避免了转子对内环的磨损。

石墨的自润滑性很好，在旋转过程中，石墨的材料粘附在金属转子上，形成固体润滑膜，并能够与高速转子表面上形成的油膜形成牢固的“液固”复合膜，强化了润滑作用，提高了油封的自润滑能力。

进一步地，内环上设置有若干贯穿其的加油孔。

进一步地，内环的外表面设置有调整弹簧片。在安装油封时，可以通过调整弹簧片来调整内环与转子之间的间隙。

进一步地，内环由两块半圆环块拼装而成。

进一步地，环形凸台的圆弧凹面上设置有可拆卸连接调整弹簧片的平台。

进一步地，金属骨架的内表面设置与润滑套外表面设置的润滑套凸台配合的卡槽，内环上设置有若干沿轴向方向的螺纹通孔，螺纹通孔穿过卡槽和润滑套凸台的重叠部分。通过卡槽和凸台的配合来限制金属骨架与润滑套轴向的相互运动，通过螺纹通孔里拧入螺纹紧固件来限制两者径向的相互运动。

进一步地，限位槽根部间隔设置有若干回油孔，回油孔穿过内齿环与轴承箱内部连通。油封里的润滑油可以通过回油孔流回轴承箱中。

进一步地，内环的内径小于外齿环和内齿环的内径。外齿环和内齿环的内径相同，是本油封两端的密封屏障，两者的材料均为金属材料，所以其与转子之间的间隙不能够太小，如果太小，一旦转子发生振动，将会磨损内齿环和外齿环，造成间隙过大，失去密封作用。因为内环的内层为石墨，石墨润滑性好、材质软，所以即使内环与转子之间的间隙调到很小，也不会与轴之间产生磨损，当内环与转子之间的间隙小到一定程度，在转子高速旋转时，润滑油在转子表面形成油膜，此油膜有密封作用。

进一步地，外环、外齿环和内齿环均由相同的两块半圆环块拼装而成。本油封中所有圆环结构的部件均设计成两块半圆环块拼装而成，这样在安装时不会受转子结构的影响，方便安装和拆卸更换部件。

本实用新型的有益效果为：有外齿环、内齿环和内环三重密封，密封效果更好；内环的内层为材质软、自润滑性好的石墨，可以使内环与转子之间的间隙调整到可以形成有密封效果的油膜，并且内环能够跟随转子的摆动而摆动，使油膜不被破坏，一直能够阻挡润滑油的外漏；所有圆环形部件均采用两块相同半圆环块拼装而成，方便了整个油封的安装和拆卸。

附图说明

图1为用于高速旋转机械的组合式油封的轴向剖视图。

图2为内环的主视图。

图3为图2中A-A方向的剖视图。

其中，1、内环；11、环形凸台；12、金属骨架；121、卡槽；13、润滑套；131、润滑套凸台；14、加油孔；15、调整弹簧片；16、平台；17、螺纹通孔；2、外环；21、限位槽；22、连接部；23、回油孔；3、外齿环；4、内齿环。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示一种用于高速旋转机械的组合式油封，其包括内环1、外环2和固定连接在外环2两端的外齿环3和内齿环4，外环2内表面设置有环形的限位槽21，内环1外表面设置有能够在限位槽21内沿径向灵活移动的环形凸台11，外环2上设置有与轴承箱固定连接的连接部22。连接部22可以是法兰盘，其与轴承箱通过螺栓连接，也可以是凸台的形式，其与轴承箱上的滑槽过盈配合。

如图3所示，内环1包括外层的金属骨架12和内层的、且与金属骨架12固定连接的润滑套13，金属骨架12的内表面设置有卡槽121和润滑套13外表面设置的润滑套凸台131配合，在内环1上设置有十二个沿轴向方向的螺纹通孔17，螺纹通孔17穿过卡槽121和润滑套凸台131的重叠部分，然后用内六角螺钉锁紧。

金属骨架12通常为铝骨架，材质牌号为ZL101，润滑套13的材质为石墨。石墨自润滑性好、材质软不伤轴，其密封面比梳齿密封面要宽。内环1与转子间的间隙一般为0.1~0.3mm左右，间隙太大或太小都无法建立油膜，石墨层与高速旋转的转子处于边界润滑状态，在这种状态下，油中的极性分子只有排列成塑性体或固性体的性质，吸附在接触界面上，且定向排列成单分子层或多分子层的吸附膜（称境界油膜），此油膜起密封作用。

如图2所示，环形凸台11的圆弧凹面上设置有可拆卸连接调整弹簧片15的平台16，平台16位于内环1的底部，调整弹簧片15的截面是带两翼的半圆弧形，其宽度为10mm左右，通过一个小螺钉，将其中的一个翼面和平台16的平面锁紧。

在内环1上设置有若干通向内环1内部的加油孔14，因为内环1要实现密封作用，必须使转子表面存在一层润滑油，所以需要定期通过加油孔14向内环1内部灌入润滑油。

限位槽21根部间隔设置有若干回油孔23，回油孔23穿过内齿环4与轴承箱内部连通。若通过加油孔14加入的润滑油过多，或者由于油封内齿环4的密封效果不好，导致轴承内的油泄露到油封内部，都能通过设置的回油孔23回到轴承箱中。

内环1、外环2、外齿环3和内齿环4均由相同的两块半圆环块拼装且通过螺纹连接而成。

综上所述：本实用新型用于高速旋转的机械中，密封效果好、使用可靠。

Claims (9)

1.一种用于高速旋转机械的组合式油封，其特征在于，包括内环（1）、外环（2）和固定连接在所述外环（2）两端的外齿环（3）和内齿环（4），所述外环（2）内表面设置有环形的限位槽（21），所述内环（1）外表面设置有能够在所述限位槽（21）内沿径向移动的环形凸台（11）；所述外环（2）上设置有与轴承箱固定连接的连接部（22）；所述内环（1）包括外层金属骨架（12）和内层与所述金属骨架（12）固定连接的润滑套（13），所述润滑套（13）的材质为石墨。

2.根据权利要求1所述的用于高速旋转机械的组合式油封，其特征在于，所述内环（1）上设置有若干贯穿其的加油孔（14）。

3.根据权利要求2所述的用于高速旋转机械的组合式油封，其特征在于，所述内环（1）的外表面设置有调整弹簧片（15）。

4.根据权利要求3所述的用于高速旋转机械的组合式油封，其特征在于，所述内环（1）由两块半圆环块拼装而成。

5.根据权利要求4所述的用于高速旋转机械的组合式油封，其特征在于，所述环形凸台（11）的圆弧凹面上设置有可拆卸连接调整弹簧片（15）的平台（16）。

6.根据权利要求1所述的用于高速旋转机械的组合式油封，其特征在于，所述金属骨架（12）的内表面设置与所述润滑套（13）外表面设置的润滑套凸台（131）配合的卡槽（121），所述内环（1）上设置有若干沿轴向方向的螺纹通孔（17），所述螺纹通孔（17）穿过所述卡槽（121）和所述润滑套凸台（131）的重叠部分。

7.根据权利要求1所述的用于高速旋转机械的组合式油封，其特征在于，所述限位槽（21）根部间隔设置有若干回油孔（23），所述回油孔（23）穿过所述内齿环（4）与轴承箱内部连通。

8.根据权利要求1所述的用于高速旋转机械的组合式油封，其特征在于，所述内环（1）的内径小于所述外齿环（3）和内齿环（4）的内径。

9.根据权利要求1所述的用于高速旋转机械的组合式油封，其特征在于，所述外环（2）、外齿环（3）和内齿环（4）均由相同的两块半圆环块拼装而成。