CN210423726U - 一种气压式机械密封 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气压式机械密封，涉及流体机械密封技术领域，其包括固定套接于转轴上的轴套，轴套上分别固定套接有主动环和滑动套接有补偿环，补偿环的一端抵接于主动环端面上，补偿环远离主动环的一端固定套接有推环，推环上抵接有活塞环，活塞环远离推环的一端滑动插入由压力腔外套和压力腔内套密封合围成的压力腔中，压力腔外套上设置有通入压力腔中的气压注入口。解决了现有技术中的机械密封密封性能差、容易失效的问题。

Description

一种气压式机械密封

技术领域

本实用新型涉及流体机械密封技术领域，特别是涉及一种气压式机械密封。

背景技术

机械密封是一种旋转机械的轴封装置，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。

机械密封通常应用于离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备，由于传动轴贯穿在设备内外，这样，轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄漏，如果设备内压力低于大气压，则空气向设备内泄漏，因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置。轴封的种类很多，由于机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点，所以世界上机械密封是在这些设备最主要的轴密封方式。

现有机械密封多为弹簧式机械密封，补偿环通过压紧弹簧机械形变产生的弹力来保证补偿环始终与主动环端面压紧。而弹簧由于存在加工误差等因素会使弹簧与密封面的贴合力不均匀，影响密封性能和寿命；并且一旦机械密封安装到位，弹簧的弹力无法调节，随着时间的推移，弹簧的永久变形等问题造成其弹力下降无法得到弥补，密封容易失效；另外易结晶或含固量较高的介质容易堵塞弹簧，若接触弹簧的输送介质不能及时地被冲洗水带走，极易造成密封失效。

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气压式机械密封，解决了现有技术中的机械密封密封性能差、容易失效的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

提供一种气压式机械密封，其包括固定套接于转轴上的轴套，轴套上分别固定套接有主动环和滑动套接有补偿环，补偿环的一端抵接于主动环端面上，补偿环远离主动环的一端固定套接有推环，推环上抵接有活塞环，活塞环远离推环的一端滑动插入由压力腔外套和压力腔内套密封合围成的压力腔中，压力腔外套上设置有通入压力腔中的气压注入口。

进一步地，压力腔外套固定套接于压力腔内套上，压力腔外套可拆卸连接于与机壳固定连接的压盖上，压盖间隙套接于补偿环上。通过压盖将本机械密封中不随转轴转动部分固定到机壳上。

进一步地，在压盖与补偿环套接段的接触面上设置有橡胶密封圈。由于压盖邻近主动环的端面与流体介质接触，设置的橡胶密封圈能够有效阻挡流体介质从压盖与补偿环之间的间隙泄漏，且橡胶材质的密封圈对补偿环相对压盖的运动影响小。

进一步地，压力腔内套的外圆柱面上设置有截面为矩形的第一环形槽，压力腔外套的内圆柱面上设置有截面为矩形且与第一环形槽对应的第二环形槽，第一环形槽与第二环形槽合围成压力腔。

进一步地，活塞环与压力腔外套之间以及活塞环与压力腔内套之间均设置有橡胶密封圈。通过橡胶密封圈密封活塞环与压力腔外套和压力腔内套之间的间隙，提高压力腔的密封性。

进一步地，气压注入口为螺纹孔，且朝远离压盖的一端倾斜。气压注入口为螺纹孔，方便于气压注入管道连接；倾斜的气压注入口能够降低压盖对连接气压注入管道的干涉，提高气压注入管道安装的方便性。

进一步地，推环的外径大于补偿环的最大外径。气压通过作用于活塞环，然后由推环将力传递给补偿环，使补偿环的径向尺寸不需要适应压力腔的径向尺寸，能够减小补偿环的径向尺寸，降低补偿环的加工成本，也使本机械密封更加紧凑。

进一步地，补偿环上设置有台阶面，推环的端面抵接于台阶面上。有了台阶面的阻挡，使推环不容易于补偿环产生相对移动，提高了推环力传递的稳定性，进而提高了本机械密封的稳定性。

进一步地，主动环与轴套之间沿轴向设置有两个橡胶密封圈。主动环的外圆柱面和远离补偿环的端面均位于流体介质中，通过设置双重的密封圈密封，能够有效阻挡流体介质从主动环与轴套的接触面泄漏。

本实用新型的有益效果为：通过设置密封的压力腔来储存压缩空气，并通过压缩空气产生的压力代替现有技术中的弹簧的弹力来作用于补偿环，使气体压力作为机械密封端面所需的初始闭合力。气体产生的压力更加均匀，有利于提高补偿环与主动环之间密封面上液膜的完整性，使密封性能更高，且由于注入到气压腔中的压缩气体可调、可控，进而使密封面的贴合力可调、可控，使密封面的密封性不会失效，可靠性更高。

补偿环受到的气压压力通过活塞环和推环从气压腔中传递到补偿环上，让气体压力间接作用于补偿环和主动环之间的密封面，使得压力腔与密封面所密封的流体介质腔相互独立开来，互不干扰，增加了气体进入流体介质腔中的难度，也就避免了气体进入设备内部造成的非常规的气蚀现象，提高了采用本机械密封的设备的运转稳定性和使用寿命。

附图说明

图1为气压式机械密封的轴向剖视图。

其中，1、轴套；2、主动环；3、补偿环；31、台阶面；4、推环；5、活塞环；6、压力腔；7、压力腔外套；71、气压注入口；72、第二环形槽；8、压力腔内套；81、第一环形槽；9、压盖。

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，该气压式机械密封包括固定套接于转轴上的轴套1，轴套1上分别固定套接有主动环2和滑动套接有补偿环3，补偿环3的一端抵接于主动环 2的端面上，补偿环3远离主动环2的一端固定套接有推环4，补偿环3上设置有台阶面31，推环4的端面抵接于台阶面31上。推环4上抵接有活塞环5，活塞环5远离推环4的一端滑动插入压力腔6中，推环4的外径大于补偿环3的最大外径。

压力腔6由第一环形槽81与第二环形槽72合围而成，第一环形槽81为开设在压力腔内套8外圆柱面上且截面为矩形的圆环槽，第二环形槽72为开设在压力腔外套7的内圆柱面上且截面为矩形的圆环槽。压力腔6的侧壁上开设有供活塞环5插入的环形孔，该环形孔的内侧壁面位于压力腔内套8上，该环形孔的外侧壁面位于压力腔外套7上，且该环形孔的内侧、外侧壁面与活塞环5 之间均安装有橡胶密封圈，该橡胶密封圈为O型圈，通过橡胶密封圈来保证压力腔6的密封性。

压力腔外套7上开设有通入压力腔6中的气压注入口71，气压注入口71为螺纹孔，且朝远离压盖9的一端倾斜。气压注入口71用于连接气压注入管道，气压注入管道用于将压缩空气或压缩氮气从储气瓶中引入，并在气压注入管道上设置气压辅助系统来调节、控制所注入的压缩气体的压力和容量。

压力腔外套7固定套接于压力腔内套8上，压力腔外套7通过螺纹紧固件可拆卸连接于压盖9的一端，压盖9通过螺纹紧固件与设备的机壳固定连接，压盖9间隙套接于补偿环3上。在压盖9与补偿环3套接段的接触面上设置有橡胶密封圈；主动环2与轴套1之间沿轴向设置有两个橡胶密封圈；橡胶密封圈均为O型密封圈。在图1中，压盖9的右侧面、主动环2的外圆柱面以及位于压盖9右侧的补偿环3的外圆柱面均朝向流体介质腔中，通过设置橡胶密封圈来阻挡流体介质腔中的流体介质泄漏。

压缩气体从气压注入口71进入压力腔6中，给活塞环5位于压力腔6中的端面施加垂直的作用力，活塞环5将该作用力施加给推环4，推环4再将该作用力传递给补偿环3，使补偿环3始终抵紧主动环2。主动环2与补偿环3相接触的面均高度光洁，主动环2随着轴套1和设备的转轴高速旋转，而补偿环3不转动，只要保证补偿环3抵紧主动环2，在相对运动的接触面上就会形成一层极薄的液膜而起着密封的作用。这层液膜具有液体动压力与静压力，它起着平衡压力和润滑端面的作用。

Claims (9)

1.一种气压式机械密封，其特征在于，包括固定套接于转轴上的轴套(1)，所述轴套(1)上分别固定套接有主动环(2)和滑动套接有补偿环(3)，所述补偿环(3)的一端抵接于所述主动环(2)的端面上，所述补偿环(3)远离所述主动环(2)的一端固定套接有推环(4)，所述推环(4)上抵接有活塞环(5)，所述活塞环(5)远离所述推环(4)的一端滑动插入由压力腔外套(7)和压力腔内套(8)密封合围成的压力腔(6)中，所述压力腔外套(7)上设置有通入所述压力腔(6)中的气压注入口(71)。

2.根据权利要求1所述的气压式机械密封，其特征在于，所述压力腔外套(7)固定套接于所述压力腔内套(8)上，所述压力腔外套(7)可拆卸连接于与机壳固定连接的压盖(9)上，所述压盖(9)间隙套接于所述补偿环(3)上。

3.根据权利要求2所述的气压式机械密封，其特征在于，在所述压盖(9)与所述补偿环(3)套接段的接触面上设置有橡胶密封圈。

4.根据权利要求2所述的气压式机械密封，其特征在于，所述压力腔内套(8)的外圆柱面上设置有截面为矩形的第一环形槽(81)，所述压力腔外套(7)的内圆柱面上设置有截面为矩形且与所述第一环形槽(81)对应的第二环形槽(72)，所述第一环形槽(81)与所述第二环形槽(72)合围成所述压力腔(6)。

5.根据权利要求4所述的气压式机械密封，其特征在于，所述活塞环(5)与所述压力腔外套(7)之间以及所述活塞环(5)与所述压力腔内套(8)之间均设置有橡胶密封圈。

6.根据权利要求2所述的气压式机械密封，其特征在于，所述气压注入口(71)为螺纹孔，且朝远离所述压盖(9)的一端倾斜。

7.根据权利要求1所述的气压式机械密封，其特征在于，所述推环(4)的外径大于所述补偿环(3)的最大外径。

8.根据权利要求1或7所述的气压式机械密封，其特征在于，所述补偿环(3)上设置有台阶面(31)，所述推环(4)的端面抵接于所述台阶面(31)上。

9.根据权利要求1所述的气压式机械密封，其特征在于，所述主动环(2)与所述轴套(1)之间沿轴向设置有两个橡胶密封圈。

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