CN208397308U - 一种高速干运转机械密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速干运转机械密封装置，包括动环组件、静环组件及转轴，所述的动环组件包括动环座及安装在动环座上的动环，所述的动环座固定设置在转轴的外侧壁，所述的动环与动环座之间设置有至少一个动环O型密封圈，所述的静环组件包括静环座及安装在静环座上的静环，所述的静环的一端面与动环的一端面相贴合并形成密封面，所述的静环座内开设有沿转轴周向环绕设置的制冷腔，所述的制冷腔与静环相贴合，所述的静环座设置有供制冷剂进入制冷腔的制冷剂进口及供制冷剂离开制冷腔的制冷剂出口。本实用新型具有以下优点和效果：可适用于高速回转工况，使用寿命长。

Description

一种高速干运转机械密封装置

技术领域

本实用新型涉及机械工程密封领域，特别涉及一种高速干运转机械密封装置。

背景技术

对于干运转机械的密封装置，比如蒸发器、辊式破碎机等，其内的密封性会随着密封间隙的增加而逐渐失效，因而密封装置的耐压能力会随之下降，虽然当前的密封装置能够应用在大直径、重载密封的环境中，但是依旧存在下述缺陷：由于密封转速很高，密封端面如果没有液膜润滑时，摩擦热产生很大，容易造成密封端面的损坏，一般的都采用密封面强制润滑系统，这类密封可能污染被密封的介质。因此，为了降低密封端面产生的摩擦热以延长密封端面的使用寿命，密封装置不能用于高速回转工况，只能适用于一般转速为2OOOprm以下的设备。

密封装置所能承受的发热程度低，使其在高转速、高温场合下的应用受到限制，阻碍了密封装置在高速回转工况的广泛应用，为了实现高转速下的密封，延长密封的使用寿命，是十分有必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高速干运转机械密封装置，可适用于高速回转工况，使用寿命长。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高速干运转机械密封装置，包括动环组件、静环组件及转轴，所述的动环组件包括动环座及安装在动环座上的动环，所述的动环座固定设置在转轴的外侧壁，所述的动环与动环座之间设置有至少一个动环O型密封圈，所述的静环组件包括静环座及安装在静环座上的静环，所述的静环的一端面与动环的一端面相贴合并形成密封面，所述的静环座内开设有沿转轴周向环绕设置的制冷腔，所述的制冷腔与静环相贴合，所述的静环座设置有供制冷剂进入制冷腔的制冷剂进口及供制冷剂离开制冷腔的制冷剂出口。

通过采用上述技术方案，由于动环与动环座之间设置有动环O型密封圈，能够进一步提高其密封性能；静环的一端面与动环的一端面相贴合并形成密封面，确保了该处的密封性能；另外，由于制冷腔的设置，在密封装置工作时，外部压力将制冷剂从制冷剂进口处进入，流经制冷腔，并从制冷剂出口抽出，在制冷剂的流通过程中，能够吸收动环与静环之间产生的摩擦热，并及时降低高速回转下的瞬态高温，不仅能够减缓动环及静环的磨损速率，而且由于制冷剂从静环的外侧进行冷却，不会影响静环及动环之间的正常工作，更能对静环的表面直接冷却降温，从而成功解决了现有密封装置在高速回转工况下发热量大，使用寿命缩短甚至失效的问题。

进一步设置为：所述的制冷剂进口与制冷剂出口关于转轴的轴心中心对称设置。

通过采用上述技术方案，使得制冷剂能从制冷剂进口的两侧均匀地流出，并集中至制冷剂出口流出，实现散热的平衡性，避免了某处制冷制流速慢，散热速率低导致的局部高温情况，使得整体的制冷循环更加均匀、流畅。

进一步设置为：所述的静环或动环于密封面开设有至少一个向内凹陷的间隔槽。

通过采用上述技术方案，动环相对静环转动时，仅在动环和静环的密封面上产生摩擦热，间隔槽的设置能减少两者的接触面积，大大减少了动环与静环之间的摩擦力和发热量，另外间隔槽可使得散发的热量存在一段缓存空间，避免热量全部直接作用于密封面以致密封面长期处于高温状态下产生的磨损，同时，能减缓动环及静环之间的磨损，使得动环能可靠的持续运转，提高使用寿命。

进一步设置为：所述的间隔槽沿转轴的周向设置为一封闭的环型。

通过采用上述技术方案，使得动环与静环之间的任一密封面均存在间隔槽，进一步的减少动环与静环之间的摩擦力和发热量，并减缓动环及静环之间的磨损。

进一步设置为：所述的静环与静环座之间固定设置有至少一个静环O型密封圈。

通过采用上述技术方案，静环O型密封圈的设置，能够进一步提高静环与静环座之间的密封性能，利用静环O型密封圈在压紧载荷的作用下较容易产生弹性变形的特性，使之填平静环与静环座的微小凹凸不平，从而进一步密封。

进一步设置为：所述的静环座包括有支撑座及静环压盖，所述的制冷腔局部暴露于支撑座的表面，所述的静环压盖通过压紧螺钉盖设于支撑座并将所述的制冷腔封闭，且所述的静环压盖会挤压静环并将静环轴向限位于支撑座上，所述的静环分别与静环压盖及支撑座的连接处均固定设置有所述的静环O型密封圈。

通过采用上述技术方案，静环压盖的设置，用于封闭制冷腔，且静环压盖通过压紧螺钉的可拆卸设置方式，实现了便利对静环的更换操作，以及对制冷腔的局部清理工作，充分考虑到了制冷腔出现堵塞的局面。另外，传统的静环与静环压盖之间为硬性接触，静环的浮动性很差，磨损现象严重，另外由于密封装置受到温度与压力的变化影响，使得静环与动环之间的密封面容易发生变形，发生泄漏的可能性很大。因此，本密封装置在静环分别与静环压盖及支撑座的连接处均固定设置有静环O型密封圈，将传统的硬性接触改进为软性接触，使静环的浮动性大大增加，避免压紧螺栓的预紧力直接作用在静环上使静环上局部产生不均衡的应力，最终使密封面发生应力变形发生泄漏。因此，静环O型密封圈对静环的浮动性具有非常大的有益效果，并使静环具有更理性的追随性，增加了静环辅助密封的密封性能，能与动环更好的贴合，并大大的减少了密封面发生变形的情况，保证了密封面的密封性。

进一步设置为：所述的动环座与转轴之间设置有收缩圈。

通过采用上述技术方案，收缩圈摩擦阻力小，动、静摩擦力相等，可消除低速、低压下运动的“爬行”现象，使得动环座能更好地固定于转轴，同时利用自身的自动弹性补偿功能，进一步的保证了长期工作下动环座与转轴之间的稳固性，避免了用螺钉固定动环座与转轴时，螺钉对转轴表面造成损伤

进一步设置为：所述的动环的材质为PTFE填充CA。

通过采用上述技术方案，PTFE为聚四氟乙烯，它的摩擦系数极低，能减少动环与静环之间的磨损，同时具有耐高温、耐腐蚀的特点，能够在摩擦热达到高温、强腐蚀的情况下持续工作，另外作为固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物质，保障了密封面的清洁度。本密封装置在采用PTFE材质的同时，添加碳纤维，在PTFE具有自身的优良特性的前提下，提高了材耐磨特性，保证了动环在长期高速工况下的抗老化能力强，大大提高了动环的使用寿命。

进一步设置为：所述的静环至少相对密封面的一端面采用碳化硅材质制成。

通过采用上述技术方案，碳化硅具有硬度高，耐磨损的优点，且由于其基体中含有大量的弥散细小的石墨颗粒，其摩擦系数非常小，具有良好的自润滑性能，能提高静环的使用寿命及工作的可靠性提高。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为图1中A部的放大图；

图3为实施例的俯视图。

图中：1、第一O型密封圈；2、静环O型密封圈；3、静环；4、间隔槽；5、动环；6、垫片；7、动环O型密封圈；8、第二O型密封圈；9、动环座；10、收缩圈；11、转轴；12、静环座；13、静环压盖；14、支撑座；15、第三O型密封圈；16、制冷剂进口；17、制冷腔；18、制冷剂出口；19、密封面。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参考图1、图2和图3，一种高速干运转机械密封装置，包括动环组件、静环组件及转轴11，动环组件包括动环座9及安装在动环座9上的动环5，且动环5位于动环座9的底部，动环座9固定设置在转轴11的外侧壁，动环5与动环座9之间设置有一个动环O型密封圈7和一个垫片6，以增加动环5与动环座9之间的密封性，静环组件包括静环座12及安装在静环座12上的静环3，静环3位于静环座12的顶部并与动环5的位置相对应，静环3的上端面和动环5的下端面相贴合并形成密封面19，在转轴11带动动环5高速转动的同时，能达到密封面19的高密封性。

其中，静环座12包括有支撑座14及静环压盖13，支撑座14位于静环3的下方并用于支撑静环3，静环压盖13通过压紧螺钉盖设于支撑座14，且该静环压盖13会与静环3的一侧壁相抵并挤压静环3使静环3轴向限位于支撑座14上，静环3分别与静环压盖13及支撑座14的连接处均固定设置有所述的静环O型密封圈2，通过静环O型密封圈2以增加静环3的浮动性。

另外，静环座12内开设有沿转轴11周向环绕设置的制冷腔17，该制冷腔17位于静环压盖13和支撑座14之间，且该制冷腔17的一部分暴露于外界，通过静环压盖13盖设于支撑座14以封闭制冷腔17，制冷腔17与静环3的周向相贴合，实现更好的散热，支撑座14固定设置有供制冷剂进入制冷腔17的制冷剂进口16及供制冷剂离开制冷腔17的制冷剂出口18，制冷剂进口16与制冷剂出口18关于转轴11的轴心中心对称设置。在密封装置工作时，外部压力将制冷剂从制冷剂进口16处进入，流经制冷腔17，并从制冷剂出口18抽出，在制冷剂的流通过程中，能够吸收动环5与静环3之间产生的摩擦热，并及时降低高速回转下的瞬态高温，且制冷腔17环与静环3的周向贴合设置，能进一步实现优化散热的速率。

另外，静环3的下端面对应密封面19开设有一个向内凹陷的间隔槽4，且该间隔槽4沿转轴11的周向设置为一封闭的环型。

另外，动环座9与转轴11之间固定设置有收缩圈10，收缩圈10摩擦阻力小，动、静摩擦力相等，可消除低速、低压下运动的“爬行”现象。

进一步的，支撑座14的下端面固定设置有第一O型密封圈1，当将本密封装置安装于机械顶部时，能提高密封装置与机械顶部间密封性，避免机械内的介质从两者间的间隙中泄漏；动环座9与转轴11之间除了固定有收缩圈1O，还在收缩圈1O的下方固定设置有第二O型密封圈8，进一步提高动环5座与转轴11之间的密封性；另外，在静环压盖13和支撑座14的连接处固定设置有第三O型密封圈15，提高两者间的密封性，防止制冷剂从静环压盖13和支撑座14之间的间隙泄漏。通过上述多重密封的配合，提高了本密封装置的整体密封性，使关键部位结合面的密封性大幅提高，同时，拥有高密封性的本密封装置，可适用于多种有密封形有指标要求的机械设备，具有广阔的应用前景。

另外，动环5的材质为PTFE填充CA，静环3的下端面采用碳化硅材质制成，能提高耐磨性。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种高速干运转机械密封装置，包括动环组件、静环组件及转轴(11)，所述的动环组件包括动环座(9)及安装在动环座(9)上的动环(5)，所述的动环座(9)固定设置在转轴(11)的外侧壁，所述的动环(5)与动环座(9)之间设置有至少一个动环O型密封圈(7)，所述的静环组件包括静环座(12)及安装在静环座(12)上的静环(3)，所述的静环(3)的一端面与动环(5)的一端面相贴合并形成密封面(19)，其特征在于：所述的静环座(12)内开设有沿转轴(11)周向环绕设置的制冷腔(17)，所述的制冷腔(17)与静环(3)相贴合，所述的静环座(12)设置有供制冷剂进入制冷腔(17)的制冷剂进口(16)及供制冷剂离开制冷腔(17)的制冷剂出口(18)。

2.根据权利要求1所述的一种高速干运转机械密封装置，其特征在于：所述的制冷剂进口(16)与制冷剂出口(18)关于转轴(11)的轴心中心对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种高速干运转机械密封装置，其特征在于：所述的静环(3)或动环(5)于密封面(19)开设有至少一个向内凹陷的间隔槽(4)。

4.根据权利要求3所述的一种高速干运转机械密封装置，其特征在于：所述的间隔槽(4)沿转轴(11)的周向设置为一封闭的环型。

5.根据权利要求1所述的一种高速干运转机械密封装置，其特征在于：所述的静环(3)与静环座(12)之间固定设置有至少一个静环O型密封圈(2)。

6.根据权利要求5所述的一种高速干运转机械密封装置，其特征在于：所述的静环座(12)包括有支撑座(14)及静环压盖(13)，所述的制冷腔(17)局部暴露于支撑座(14)的表面，所述的静环压盖(13)通过压紧螺钉盖设于支撑座(14)并将所述的制冷腔(17)封闭，且所述的静环压盖(13)会挤压静环(3)并将静环(3)径向限位于支撑座(14)上，所述的静环(3)分别与静环压盖(13)及支撑座(14)的连接处均固定设置有所述的静环O型密封圈(2)。

7.根据权利要求1所述的一种高速干运转机械密封装置，其特征在于：所述的动环座(9)与转轴(11)之间设置有收缩圈(10)。

8.根据权利要求1所述的一种高速干运转机械密封装置，其特征在于：所述的动环(5)的材质为PTFE填充CA。

9.根据权利要求1所述的一种高速干运转机械密封装置，其特征在于：所述的静环(3)至少相对密封面(19)的一端面采用碳化硅材质制成。