CN209654610U - 一种空压机用静止式机械密封 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空压机用静止式机械密封，包括围绕于轴体外壁上且与轴体互相独立的静环组件以及与轴体连接并随轴体同步转动的动环组件，所述静环组件包括弹簧座以及与弹簧座连接的静环座，所述弹簧座内部设有用于收容静环座的限位区域，弹簧座还包括外环，所述静环座包括与外环过盈配合的安装环，所述安装环朝向于弹簧座的端面上周向均布有多个限位槽，所述限位槽内安装有弹性件，所述弹性件的一端抵触于弹簧座，通过将静止组件作为补偿环与轴体分别独立，使得轴体在高速转动时，弹性件大幅降低径向载荷，提高弹性件的使用寿命，进而提升静环组件补偿时的稳定性，实现在高速转轴的工况下还能保持较高的密封性能。

Description

一种空压机用静止式机械密封

技术领域

本实用新型涉及机械密封的技术领域，尤其是涉及一种空压机用静止式机械密封。

背景技术

机械密封(mechanical seal)是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。机械密封的主要部件为动环组件以及静环组件，其中动环组件作为补偿部件设置与轴体为同步转动关系，静环与轴体互相独立，其与外部的壳体连接，就例如授权公告号为CN206723456U的实用专利中所公开的“一种拥有含有颗粒及高粘度介质的机械密封装置”，包括了静环组件与动环组件，静环组件包括与机壳连接的静环，静环与转轴保持间隙套接；动环组件包括动环、顶推弹簧以及弹簧座，弹簧座通过紧固件与转轴连接进而实现整个动环组件与转轴的同步转动，顶推弹簧的设置使得动环与静环之间的密封面始终保持抵触状态。

上述的机械密封结构仅仅适用于低转速的工况下，而在高转速环境中例如螺杆式空压机中，转轴转速快且直径较大，由于现有的动环组件与转轴为同步转动关系，使得动环组件在高速运动过程中弹性件所受到的离心力较大，容易发生径向变形在长时间工作下会导致弹性件发生弹性失效，进而使得整个动环组件失去弹性补偿能力，机械密封失效。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种空压机用静止式机械密封，将动环组件与静环组件相替换，静环组件作为补偿环与轴体互相独立，使得在较高转速的工况下还具有良好的密封性能。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种空压机用静止式机械密封，包括围绕于轴体外壁上且与轴体互相独立的静环组件以及与轴体连接并随轴体同步转动的动环组件，所述静环组件包括弹簧座以及与弹簧座连接的静环座，所述弹簧座内部设有用于收容静环座的限位区域，弹簧座还包括外环，所述静环座包括与外环过盈配合的安装环，所述安装环朝向于弹簧座的端面上周向均布有多个限位槽，所述限位槽内安装有弹性件，所述弹性件的一端抵触于弹簧座上。

通过采用上述技术方案，将静环组件作为补偿环与轴体互相独立，使得轴体在旋转时安装在限位槽的弹性件处于静止状态，有效减少了弹性件的径向受力，提升了弹性性的使用寿命，适用于轴体高速旋转的工况下；其次静环组件中的弹簧座与静环座两者通过过盈配合实现卡接，弹性件限位在静环座与弹簧座之间，使得整个静环组件形成一整体式，内部结构紧凑，安装以及更换较为方便。

作为优选地，所述外环包括多个周向均布的凸部，所述安装环开设有多个供凸部径向卡设的凹部。

通过采用上述技术方案，静环座在与弹簧座进行配合时，安装环上凹部与外环上凸部相对准，两者卡合后安装环与外环之间减少在周向上的相对窜动，提高了静环座与弹簧座之间的配合紧密型，提高静环组件整体工作时的稳定性。

作为优选地，所述凸部与凹部配合后，凸部的外壁与凹部的内壁之间存在间隙。

通过采用上述技术方案，静环座与弹簧座互相卡合后，由于凸部与凹部之间的间隙存在使得两者具有一定的周向浮动空间，提高静环组件在周向上的补偿能力。

作为优选地，所述外环还包括至少一个朝向限位区域一侧延伸的压块，所述压块抵触于安装环的端面上。

通过采用上述技术方案，静环座在卡入至弹簧座内后实现初步紧配，再利用凸部与凹部之间的配合实现周向上进一步的限位，同时压块抵触在安装环上端面处限位静环座的最大轴向位移，提高整个静环组件的整体性。

作为优选地，所述限位区域包括依次呈阶梯状分布的第一限位槽、第二限位槽以及让位口；所述静环座包括与安装环呈阶梯状排布的滑动环以及连接环，其中所述安装环滑移连接于第一限位槽，滑动环滑移连接于第二限位槽，连接环可穿设于让位口内。

通过采用上述技术方案，静环座设置成多级阶梯式排布并与弹簧座内的限位区域实现多级紧密配合，提高静环座与弹簧座之间的连接牢靠性，同时提升配合精度；其次，安装环、滑动环以及连接环均可相对弹簧座发生轴向位移，实现与动环之间的补偿，并且三者提升了整个静环组件的径向承载力，可适用于高压环境下的工作。

作为优选地，所述让位口的内壁上卡设有密封圈，所述密封圈与连接环抵触。

通过采用上述技术方案，静环座与弹簧座之间的阶梯式配合方式，除了具有较高的连接牢靠性外，还实现了多级密封效果，而密封圈的设置进一步的提升了静环座与弹簧座之间的密封性，减少内漏的情况发生。

作为优选地，所述静环组件还包括卡设于静环座端部的静环，所述动环组件包括与静环相抵触的动环。

通过采用上述技术方案，静环与静环座之间利用卡接方式较为快捷，同时采用卡接方式静环组件整体性更强，便于整体更换。

作为优选地，所述空压机用静止式机械密还包括围绕在轴体外壁上的轴套，所述静环座套设于轴套外部，所述轴套可相对静环座发生相对转动。

通过采用上述技术方案，轴套的设置取代轴体与静环座之间的接触，减小与静环座之间的摩擦系数，进而减少静环座的摩擦磨损，同时轴套还提升了整个机械密封的径向承载力。

作为优选地，所述轴套的端部抵触于动环端面上，所述动环开设供轴套端部卡设的凹槽。

通过采用上述技术方案，凹槽的开设提高轴套与动环之间的配合稳定性。

作为优选地，所述轴套由碳化硅制成。

通过采用上述技术方案，碳化硅具有较好的耐磨性以及耐高温性，使得与静环组件发生相对转动时，更好的减少摩擦磨损，提高使用寿命。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1、通过将静止组件作为补偿环与轴体分别独立，使得轴体在高速转动时，弹性件大幅降低径向载荷，提高弹性件的使用寿命，进而提升静环组件补偿时的稳定性，实现在高速转轴的工况下还能保持较高的密封性能；

2、静环座与弹簧座之间采用紧配连接优化内部结构，外环与安装环之间利用凹凸部之间的配合以及压块轴向限位，使得整个静环组件构成一个整体式结构，方便整体拆装；

3、静环座与弹簧座之间的采用多级阶梯式的卡接方式，提升两者配合后的紧密性、径向承载力以及密封性。

附图说明

图1为空压机用静止式机械密封的装配示意图；

图2为空压机用静止式机械密封的爆炸示意图；

图3为弹簧座中凸部以及压块在外环中的分布示意图。

图中，1、轴体；2、静环组件；21、静环座；211、安装环；2111、凹部；2112、限位槽；212、滑动环；213、连接环；22、静环；23、弹簧座；231、外环；2311、凸部；2312、压块；232、第一限位槽；233、第二限位槽；234、让位口；235、环槽；236、防转孔；24、弹性件；25、密封圈；3、泵体；4、紧固螺母；5、动环；51、凹槽；6、轴套。

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。

共同参阅图1与图2，一种空压机用静止式机械密封，包括围绕于轴体1外壁上且与轴体1互相独立的静环组件2以及与轴体1连接并随轴体1同步转动的动环组件，静环组件2与泵体3连接，动环组件与轴体1联动。

静环组件2包括静环座21以及相配合的弹簧座23。静环座21包括一体式且呈阶梯状排布的安装环211、滑动环212以及连接环213，安装环211、滑动环212以及连接环213外径依次减小，安装环211远离连接环213的端面上卡设有静环22。

弹簧座23具有一外环231且整体内开设有用于收容静环座21的限位区域，限位区域包括相连通且内径依次缩小的第一限位槽232、第二限位槽233以及让位口234。其中，第一限位槽232开设于外环231内，安装环211卡设于第一限位槽232内与外环231实现卡合，滑动环212穿过第一限位槽232延伸至第二限位槽233内进行卡合，连接环213依次穿过第一限位槽232、第二限位槽233与让位口234进行配合，整个静环座21可相对弹簧座23发生轴向滑动。

安装环211正对弹簧座23的端面上开设有多个限位槽2112，多个限位槽2112在圆周方向均匀布置。每个限位槽2112内均安装有弹性件24，弹性件24为压缩弹簧、波纹管或者碟簧任意一种，弹性件24的另一端抵接在第一限位槽232的底部上。让位口234的内壁上开设有环槽235，环槽235内卡设有密封圈25，连接环213穿设到让位口234内后，密封圈25抵接于连接环213的外壁上。

弹簧座23与泵体3连接固定，弹簧座23的底部开设有多个防转孔236，通过紧固件穿过泵体3壁与防转孔236螺纹连接实现两者的固定。

动环组件包括围绕在轴体1外壁上的动环5，动环5与静环22抵接，动环5一端面上抵靠有紧固螺母4，紧固螺母4与轴体1螺纹连接。轴体1的外壁上还套设有轴套6，轴套6与轴体1通过紧定螺钉连接。动环5的端面上开设有凹槽51，轴套6的一端卡设于凹槽51内，动环5利用两端相抵接的紧固螺母4与轴套6压紧。

连接环213围绕在轴套6外壁上且两者之间可发生相对的转动，此外轴套6由碳化硅制成。

结合图3，外环231包括三个周向均布的凸部2311，凸部2311朝向第一限位槽232一侧凸设；安装环211的外壁上开设有三个凹部2111，当安装环211与外环231进行轴向配合时，凸部2311与凹部2111对准并可实现互相的卡合，卡合后凸部2311的外壁与凹部2111的内壁之间存在间隙，使得安装环211可相对外环231发生微小的转动。外环231还包括三个朝向第一限位槽232一侧翻折形成的压块2312，三个压块2312在外环231的圆周上均匀分布且与三个凸部2311间隔设置。安装环211在卡设进入到第一限位槽232内，压块2312通过滚压后抵接在安装环211的端面上，提升静环组件2的整体性。

本机械密封在工作时，静环组件2相对泵体3为静止状态，轴体1在高速运动过程中弹性件24在径向上受力较小甚至没有受到径向力，提高了弹性件24的使用寿命，提升了静环组件2的补偿能力，增大密封效果。

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 (10)

1.一种空压机用静止式机械密封，其特征在于，包括围绕于轴体（1）外壁上且与轴体（1）互相独立的静环组件（2）以及与轴体（1）连接并随轴体（1）同步转动的动环组件，所述静环组件（2）包括弹簧座（23）以及与弹簧座（23）连接的静环座（21），所述弹簧座（23）内部设有用于收容静环座（21）的限位区域，弹簧座（23）还包括外环（231），所述静环座（21）包括与外环（231）过盈配合的安装环（211），所述安装环（211）朝向于弹簧座（23）的端面上周向均布有多个限位槽（2112），所述限位槽（2112）内安装有弹性件（24），所述弹性件（24）的一端抵触于弹簧座（23）上。

2.根据权利要求1所述的一种空压机用静止式机械密封，其特征在于，所述外环（231）包括多个周向均布的凸部（2311），所述安装环（211）开设有多个供凸部（2311）径向卡设的凹部（2111）。

3.根据权利要求2所述的一种空压机用静止式机械密封，其特征在于，所述凸部（2311）与凹部（2111）配合后，凸部（2311）的外壁与凹部（2111）的内壁之间存在间隙。

4.根据权利要求2所述的一种空压机用静止式机械密封，其特征在于，所述外环（231）还包括至少一个朝向限位区域一侧延伸的压块（2312），所述压块（2312）抵触于安装环（211）的端面上。

5.根据权利要求1所述的一种空压机用静止式机械密封，其特征在于，所述限位区域包括依次呈阶梯状分布的第一限位槽（232）、第二限位槽（233）以及让位口（234）；所述静环座（21）包括与安装环（211）呈阶梯状排布的滑动环（212）以及连接环（213），其中所述安装环（211）滑移连接于第一限位槽（232），滑动环（212）滑移连接于第二限位槽（233），连接环（213）可穿设于让位口（234）内。

6.根据权利要求5所述的一种空压机用静止式机械密封，其特征在于，所述让位口（234）的内壁上卡设有密封圈（25），所述密封圈（25）与连接环（213）抵触。

7.根据权利要求1所述的一种空压机用静止式机械密封，其特征在于，所述静环组件（2）还包括卡设于静环座（21）端部的静环（22），所述动环组件包括与静环（22）相抵触的动环（5）。

8.根据权利要求7所述的一种空压机用静止式机械密封，其特征在于，所述空压机用静止式机械密还包括围绕在轴体（1）外壁上的轴套（6），所述静环座（21）套设于轴套（6）外部，所述轴套（6）可相对静环座（21）发生相对转动。

9.根据权利要求8所述的一种空压机用静止式机械密封，其特征在于，所述轴套（6）的端部抵触于动环（5）端面上，所述动环（5）开设供轴套（6）端部卡设的凹槽（51）。

10.根据权利要求8所述的一种空压机用静止式机械密封，其特征在于，所述轴套（6）由碳化硅制成。