CN211009900U - 一种动密封结构及机械密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动密封结构及机械密封装置，属于密封技术领域。所述动密封结构包括沿着一轴线相对设置的静环及动环；所述静环与所述动环端对端压紧连接，相邻的端面之一设有凸起的密封环，所述密封环与另一个端面以线接触方式密封连接。所述机械密封装置包括壳体、压盖及上述动密封结构。本实用新型将所述动环和静环之间设置为线接触的密封方式，可避免现有技术中面与面的密封方式由于凹凸不平带来的泄漏现象，提高整个动密封结构的密封性能；将此种结构应用于机械密封装置中时，由于动密封结构是机械密封装置的主密封，因而可极大地提高机械密封装置的密封性。

Description

一种动密封结构及机械密封装置

技术领域

本实用新型涉及密封技术领域，尤其涉及一种动密封结构及机械密封装置。

背景技术

机械密封是一种旋转传动的密封装置，是由一对或数对动环与静环组成的平面摩擦副构成的密封装置。由弹性构件(如弹簧、波纹管)的弹力和介质压力为旋转的动环和不旋转的静环的接触面提供压紧力，使两个端面紧密贴合而进行密封，是动密封机构。

动环与静环组成的平面密封是机械密封的主密封，也是唯一的动密封。其密封性能取决于密封面的加工精度，对密封面的平面度和表面粗糙度要求很高，但是尽管加工精密，密封面仍然存在微观的凹凸不平等缺陷，这种微观的凹凸不平就会产生泄漏。

有鉴于此，急需一种新的技术方案来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机械密封结构，用于解决现有技术中由于密封面的凹凸不平带来的泄漏问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的目的之一在于提供一种动密封结构，包括同轴设置的静环及动环；

所述静环与所述动环相邻的端面压紧连接，相邻的端面之一设有凸起的密封环，所述密封环与另一个端面以线接触方式密封连接。

作为进一步的改进，所述密封环的顶部设置为球形。

作为进一步的改进，所述密封环的数目设置为多道，多道所述密封环呈同心圆分布；相邻两道所述密封环之间形成一圈凹坑。

本实用新型的目的之二在于提供一种机械密封装置，其包括如上所述的动密封结构。

作为进一步的改进，所述机械密封装置还包括壳体、压盖及旋转轴；

所述压盖固定封盖于所述壳体的一端，所述旋转轴可旋转地安装于壳体的轴线上；

所述静环及所述动环均套装于所述旋转轴上，且所述动环与所述旋转轴固定连接，所述静环与所述压盖固定连接。

作为进一步的改进，所述壳体的一端设有开口，所述开口的周缘设有法兰；

所述压盖的内侧向所述壳体内部凸出形成一圈凸缘，装配后，所述压盖边缘的端面与所述法兰的端面贴紧连接，所述凸缘插置在所述开口的内侧。

作为进一步的改进，所述压盖的中间设有安装凹槽，所述安装凹槽与所述静环的外端部的形状尺寸相匹配，所述静环的外端部嵌入所述安装凹槽内。

作为进一步的改进，所述安装凹槽与所述静环之间设有数个定位销，数个所述定位销用于防止所述静环相对所述压盖做旋转运动。

作为进一步的改进，所述动环为分段式结构，包括浮动段及固定段；

所述固定段固定连接于所述旋转轴远离所述静环的一端，所述浮动段与所述固定段之间压缩有螺旋弹簧，所述螺旋弹簧用于提供一个轴向的弹性力，以使所述浮动段与所述静环保持压紧连接。

作为进一步的改进，所述浮动段与所述旋转轴之间设有第一密封圈，所述压盖与所述壳体之间设有第二密封圈，所述压盖与所述静环之间设有第三密封圈。

相比于现有技术，本实用新型带来如下有益效果：

本实用新型的动密封结构，包括相对设置的动环及静环，所述动环和静环的其中一个端面设有密封环，该密封环与另一个端面设置为线接触的密封连接，此种密封方式，可避免现有技术中面与面的密封方式由于凹凸不平带来的泄漏现象，提高整个动密封结构的密封性能；将此种结构应用于机械密封装置中时，由于动密封结构是机械密封装置的主密封，因而可极大地提高机械密封装置的密封性。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1示出了本实用新型一较佳实施例的机械密封装置的轴向视图；

图2示出了本实用新型一较佳实施例的机械密封装置的剖面图；

图3及图4示出了图2中A处的两种局部放大图。

主要元件符号说明：

1-旋转轴；2-壳体；21-空腔；22-法兰；3-紧定螺钉；4-螺旋弹簧；5-动环；51-固定段；52-浮动段；6-第一密封圈；7-第二密封圈；8-第三密封圈；9-定位销；10-静环；11-压盖；111-凸缘；12-螺母；13-螺栓；90-密封环；91-凹坑。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实用新型的核心点在于将动环和静环之间的密封面设置为线密封，以此来避免现有技术中面接触密封方式由于接触面的凹凸不平带来的泄漏现象，从而提高整个动密封结构的密封性能；将其应用在机械密封装置中时，由于动密封结构是主密封，因此可以极大地提高机械密封装置的密封性。

实施例

请参阅图1及图2，本实施例提供一种机械密封装置，其包括壳体2、压盖11、静环10、动环5及旋转轴1。下述内容以图1显示的方位为参照来描述。

请参阅图2，具体在本实施例中，所述壳体2为圆筒状结构，壳体2的轴向一端设有开口，另一端设有端板，端板的中间开设有供旋转轴1穿过的穿孔。

所述壳体2的内部设有空腔21，该空腔21用于安装内部组件，同时为内部组件的旋转提供活动空间。

所述压盖11呈圆板状，压盖11封盖于所述壳体2的开口端。压盖11的中间也开设有供旋转轴1穿过的穿孔，压盖11的穿孔和壳体2的穿孔二者轴向对齐，所述旋转轴1的两端分别安装在压盖11和壳体2二者的穿孔内，以使旋转轴1可旋转地安装在壳体2的轴线上。需要说明的是，穿孔的孔径与旋转轴1的直径相当，用于减小安装缝隙，降低流体泄漏情况。

进一步的，所述壳体2的开口周缘设有法兰22，所述压盖11的内侧向所述壳体2内部凸出形成一圈凸缘111，装配后，所述压盖11边缘的端面与所述法兰22的端面贴紧连接，并通过螺栓13和螺母12进行固定连接，所述凸缘111插置在所述开口的内侧。所述凸缘111的尺寸与开口的尺寸相当，使得装配后凸缘111的外周壁与开口处的内侧壁紧贴，该结构设置可进一步提高整个机械密封装置的密封性。

所述静环10及所述动环5均套装于所述旋转轴1上，静环10与动环5同轴设置，即沿着所述旋转轴1一前一后相对设置，其中，所述动环5与所述旋转轴1固定连接，并可随之同步旋转，所述静环10与所述压盖11固定连接。

作为进一步的改进，所述压盖11的中间设有安装凹槽，所述安装凹槽与所述静环10的外端部的形状尺寸相匹配，所述静环10的外端部嵌入所述安装凹槽内。该安装凹槽的外周轮廓为非圆形，例如正方形、五边形等，用于确保静环10不能旋转。

优选的，所述安装凹槽与所述静环10之间设有数个定位销9，数个所述定位销9用于防止所述静环10相对所述压盖11做旋转运动。

请参阅图3及图4，所述静环10与所述动环5端对端地压紧连接，相邻的端面之一设有凸起的密封环90，所述密封环90与另一个端面以线接触方式密封连接。

具体在本实施例中，所述密封环90设置在所述静环10的端面上(如图3所示)，与之对应的，所述动环5的端面不作此设置，即动环5的端面为一平面。因此，静环10与动环5之间最终是以线接触方式进行密封连接的。

该密封环90与动环5的端面连接的轨迹为一封闭的线圈，作为其中一个优选的方案，所述密封环90的外形为圆形，因此，所述轨迹为一个圆圈。值得一提的是，在其他一些实施例中，所述密封环90的外形还可以设置为正方形、多边形或其它封闭的几何形状，当然，将密封环90设置为圆形是其中的优选方案。

所述的密封环90的顶部设置为球形(如图3所示)，即密封环90的横截面的顶部呈圆弧形。这种形状设置可使静环10的密封环90与动环5的端面更好地压紧贴合，有利于确保密封性。

具体在本实施例中，所述的密封环90共设有三道，三道密封环90呈同心圆分布在静环10的端面上，相邻两道密封环90之间形成一圈凹坑91，因此，三道密封环90一共形成有两圈凹坑91。

在本实施例中，所述动环5为分段式结构，包括固定段51及浮动段52，所述固定段51固定安装在旋转轴1上远离静环10的一端，所述浮动段52安装在旋转轴1上靠近静环10的一端，浮动段52可来沿着旋转轴1左右浮动。

具体的，所述固定段51的右端设有紧定螺钉3，该紧定螺钉3穿过固定段51的壁并固定在旋转轴1上，紧定螺钉3垂直于旋转轴1的轴线。

所述浮动段52与所述固定段51之间压缩有螺旋弹簧4，所述螺旋弹簧4用于提供一个轴向的弹性力，以使所述浮动段52与所述静环10保持压紧连接。

更具体的，所述浮动段52和所述固定段51分别向对方延伸一段延长段，延长段的直径小于浮动段52和固定段51主体的直径，所述螺旋弹簧4套接在二者之间的延长段上，螺旋弹簧4的两端分别抵在浮动段52和固定段51的主体上，由于固定段51是固定在旋转轴1上的，因此，螺旋弹簧4将提供一个弹性力，使得浮动段52往所述静环10的一端压紧。整个装置在工作状态下，存在一定的振动，螺旋弹簧4允许让浮动段52在旋转轴1的轴向上存在微小的浮动，可起到防止静环10和动环5出现过度挤压而受损的现象。

上述静环10和动环5之间的密封是本机械密封装置的动密封结构，是主密封，决定了整个机械密封装置的整体密封性。

具体在本实施例中，所述机械密封装置还包括三处静密封，分别是：所述浮动段52与所述旋转轴1之间设有第一密封圈6，所述压盖11与所述壳体2之间设有第二密封圈7，所述压盖11与所述静环10之间设有第三密封圈8。

本实施例的机械密封装置实现密封效果的过程及原理描述如下：

设定壳体2内的空腔21为高压区，外界为低压区。

本实施例的机械密封装置一共设有四处密封，包括三处静密封结构及一处动密封结构。

三处静密封结构即上述的设有密封圈的三个部位，静密封结构是机械密封装置的付密封，其密封性能较好，泄漏量很小。

动密封结构是指由所述静环10和所述动环5构成的摩擦副，是机械密封装置的主密封，该动密封结构的密封性能是决定整个机械密封装置密封性能的最重要的因素。

本实施例的机械密封装置，流体泄漏主要有两条路径：第一条泄漏路径是沿着压盖11与旋转轴1的安装间隙、静环10与旋转轴1的安装间隙，以及静环10与动环5之间之间的间隙进行泄漏；第二条泄漏路径是沿着压盖11与静环10的安装间隙进行泄漏。

通过在压盖11与静环10之间设置第三密封圈8，可有效地防止流体从所述第二条泄漏路径进行泄漏。

通过在静环10的端面设置凸起的密封环90，密封环90的顶部与动环5的端面平面相抵接，从而形成线接触密封，这种密封方式的密封效果远好于面密封，可避免面密封由于表面凹凸不平带来的泄漏问题，提高动密封结构的密封性，进而提高整个机械密封装置的密封性。

进一步的，本实施例的密封环90共设有三道，三道密封环90之间形成有两道凹坑91，三道密封环90可提供三层防漏的保障，同时，所述凹坑91可以对上一道密封环90泄漏的流体在此空间中起到节流和降压的作用，进一步阻挡和减少泄漏。

而且，当旋转轴1旋转时带动动环5旋转，所述凹坑91中储存的密封滑油在动环5端面的平面形成油膜，这种油膜也能阻挡流体的泄漏。

综上所述，本实施例的动密封结构，包括相对设置的动环5及静环10，通过在所述静环10的端面设置密封环90，使密封环90与动环5的端面之间为线接触的密封连接，此种密封方式，可避免现有技术中面与面的密封方式由于凹凸不平带来的泄漏现象，提高整个动密封结构的密封性能；将此种结构应用于机械密封装置中时，由于动密封结构是机械密封装置的主密封，因而可极大地提高机械密封装置的密封性。

请参阅图3及图4，需要说明的是，本实施例中的密封环90是设置在静环10上的，而根据本实用新型的宗旨，所述的密封环90也可以设置在动环5的端面上(如图3所示)，此时，静环10的端面则相应设为平面的。将密封环90设置在静环10和动环5二者相邻的端面之一，另一端面对应设为平面，这样的技术方案均落入本实用新型的保护范围内。

另外，所述密封环90的数目可根据实际情况而定，如密封面两侧压力差、流体的性质、具体应用的场景等，所述密封环90至少设置一道。两道及多道密封环90的效果更佳，多道密封环90不仅能提供多层防漏保证，多道密封环90之间形成的凹坑91也能起到进一步防漏的作用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种动密封结构，其特征在于：包括同轴设置的静环及动环；

所述静环与所述动环相邻的端面压紧连接，相邻的端面之一设有凸起的密封环，所述密封环与另一个端面以线接触方式密封连接。

2.如权利要求1所述的动密封结构，其特征在于：所述密封环的顶部设置为球形。

3.如权利要求2所述的动密封结构，其特征在于：所述密封环的数目设置为多道，多道所述密封环呈同心圆分布；相邻所述密封环之间形成一圈凹坑。

4.一种机械密封装置，其特征在于：包括如权利要求1-3任一项所述的动密封结构。

5.如权利要求4所述的机械密封装置，其特征在于：所述机械密封装置还包括壳体、压盖及旋转轴；

所述压盖固定封盖于所述壳体的一端，所述旋转轴可旋转地安装于壳体的轴线上；

所述静环及所述动环均套装于所述旋转轴上，且所述动环与所述旋转轴固定连接，所述静环与所述压盖固定连接。

6.如权利要求5所述的机械密封装置，其特征在于：所述壳体的一端设有开口，所述开口的周缘设有法兰；

所述压盖的内侧向所述壳体内部凸出形成一圈凸缘，装配后，所述压盖边缘的端面与所述法兰的端面贴紧连接，所述凸缘插置在所述开口的内侧。

7.如权利要求5所述的机械密封装置，其特征在于：所述压盖的中间设有安装凹槽，所述安装凹槽与所述静环的外端部的形状尺寸相匹配，所述静环的外端部嵌入所述安装凹槽内。

8.如权利要求7所述的机械密封装置，其特征在于：所述安装凹槽与所述静环之间设有数个定位销，数个所述定位销用于防止所述静环相对所述压盖做旋转运动。

9.如权利要求5所述的机械密封装置，其特征在于：所述动环为分段式结构，包括浮动段及固定段；

所述固定段固定连接于所述旋转轴远离所述静环的一端，所述浮动段与所述固定段之间压缩有螺旋弹簧，所述螺旋弹簧用于提供一个轴向的弹性力，以使所述浮动段与所述静环保持压紧连接。

10.如权利要求9所述的机械密封装置，其特征在于：所述浮动段与所述旋转轴之间设有第一密封圈，所述压盖与所述壳体之间设有第二密封圈，所述压盖与所述静环之间设有第三密封圈。

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