CN211901589U - 一种螺旋式布置的弹性密封圈及其密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种螺旋式布置的弹性密封圈及其密封装置，其中，弹性密封圈包括柔性长条状本体，本体内形成有用于充设气体的气囊室；本体的外侧两端设有一对固定柱。密封装置，包括环形密封圈室，环形密封圈室内设有弹性密封圈，弹性密封圈为上述的螺旋式布置的弹性密封圈；弹性密封圈沿环形密封圈室的轴心螺旋状紧密布置在环形密封圈室内；使用时，环形密封圈室套设在转轴外侧，弹性密封圈位于环形密封圈室内壁与转轴外表面之间。本实用新型，针对旋转机械动力设备，能够在工作介质置换过程中的抽真空阶段，解决动静密封处的密封问题；解除密封时，又能可靠地脱离旋转轴表面，恢复原状，任何情况下，不会造成旋转轴的磨损，易制造，安装和更换。

Description

一种螺旋式布置的弹性密封圈及其密封装置

技术领域

本实用新型涉及旋转机械设备的停机密封技术领域，尤其涉及一种螺旋式布置的弹性密封圈及其密封装置。

背景技术

在热功转换动力系统中，需要使用各种工作介质，如，蒸汽、氢气、氦气、二氧化碳、煤气等等。一般地，工作介质的注入，需要进行气体置换。常用的置换方法有：利用气体密度差特性，进行气体静滞分离，排放现存气体的同时，注入工作介质。如，大功率发电机，先将原有空气置换为二氧化碳，再将二氧化碳置换为氢气。另外一种方法，先抽真空，然后再注入工作介质，这种方法的好处是不存在置换的“死角”，对内部空间结构复杂的设备或系统，可以克服上述问题。

对于旋转机械设备来讲，在旋转轴上，必然存在动静间隙，在开机前，气体置换阶段，必须采取密封措施，才能抽真空，即，所谓的停机密封，待气体置换结束后，再解除停机密封，进入正常的开机操作。

现有的停机密封装置，如，公开号CN103925373提供了一种迷宫式停机双向密封装置，该装置能够在设备停机状态下自动进行密封，从而阻止油脂通过动环与迷宫压盖之间的缝隙向外泄漏。但是，该结构复杂，部件的损坏和卡涩，都会造成密封失灵，甚至动作失误，金属材料密封部件与旋转轴接触摩擦，造成密封件和旋转轴容易损坏。

另外，还可以采用塑性气囊作为停机密封，当实施密封功能时，气囊充气，抱紧转动轴，起到密封作用，当解除时，气囊排出气体，收缩，气囊壁与转动轴间隙恢复。一般地，气囊均采取封闭的环型设计，当转动轴两端均有套装部件，在不拆卸转动轴两端部套的情况下，这种封闭式的环形密封圈无法从轴上取下更换，而塑性密封圈在某些恶劣环境下，极易损坏和老化，运行周期较短，需要定期更换，这样势必增加维修工作量。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种螺旋式布置的弹性密封圈及其密封装置，该装置能够针对旋转机械动力设备，在工作介质置换过程中的抽真空阶段，解决动静密封处的密封问题；当解除密封时，又能可靠地脱离旋转轴表面，恢复原状，任何情况下，不会造成旋转轴的磨损，易制造，安装和更换方便，更换时无需要拆卸设备其他零部件。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种螺旋式布置的弹性密封圈，包括：

柔性长条状本体，所述本体内形成有用于充设气体的气囊室；

所述本体的外侧上设有至少一对固定柱。

本技术方案中，突破常规密封圈的设置，将弹性密封圈本身制作为长条状，且内部形成有用于充设气体的气囊室。这样通过气囊室充气受力膨胀，使得本体靠近转轴一侧密封贴合旋转轴，从而达到停机密封的目的，当气囊室未充气或泄气，气压与外界一致时，则弹性密封圈本体与转轴存在间隙，不影响旋转轴的转动。同时通过本体上设置的固定柱，实现对弹性密封圈的固定。

优选地，所述一对固定柱设置在所述本体的同一侧面上。

优选地，所述本体上设有一凹槽，所述凹槽沿所述本体的长度方向自所述本体外侧表面向内凹陷延伸得到，且位于背向所述固定柱的一侧侧面上。

优选地，凹槽沿长度方向上依次设有若干个隔断。

本技术方案中，在本体上设置的凹槽作用是确保气囊室未充气或泄气时，弹性密封圈紧贴转轴一侧的回弹和恢复原始状态。同时在凹槽中间设有若干个的隔断，在长度方向上填充了其中的凹陷部分而形成。在停机密封工作状态，弹性密封圈紧贴转轴，紧贴一侧的凹陷部分有可能形成漏气的通道，上述隔断起到阻绝漏气通道的作用。

优选地，所述本体上设有充气孔，所述充气孔位于某一所述固定柱的轴心处，且与所述气囊室连通。

本技术方案中，在本体上设置充气孔，主要是实现了转轴处于停机密封进入工作状态时，通过充气孔对气囊室进行充气。同时将其直接设置在某一固定柱的轴心处，这样利用固定柱不仅起到固定的作用，又能达到充气功能。

优选地，所述本体采用塑性材料制成,所述固定柱采用金属材料制成。

本技术方案中，将本体采用塑性材料制成，而固定柱又是采用金属材料制成，目的是利用塑性材料的特性，将本体能够平整地进行螺旋式布置，且可塑性强。同时利用金属材料作为固定柱，可以提高连接强度。

本实用新型还提供一种密封装置，包括：

环形密封圈室，所述环形密封圈室内设有弹性密封圈，所述弹性密封圈为上述所述的螺旋式布置的弹性密封圈；

所述弹性密封圈沿所述环形密封圈室的轴心螺旋状紧密布置在所述环形密封圈室内；

使用时，所述环形密封圈室套设在所述转轴外侧，所述弹性密封圈位于所述环形密封圈室内壁与所述转轴外表面之间。

本技术方案中，将柔性长条状本体的弹性密封圈以螺旋式的方式布置在环形密封圈室内，这样简化了弹性密封圈的安装程序，同时保证在工作介质置换过程中的抽真空阶段，转轴静止状态下，该密封装置能够使转轴动静密封处保持密封状态，且密封真空小于0.01kg/cm2(绝对)，而当气囊排气，解除密封时，密封圈内表面能够可靠地脱离旋转轴表面，恢复原状，任何情况下，不会造成转轴的磨损。

优选地，所述固定柱与所述环形密封圈室固定连接，使其所述弹性密封圈的外表面与所述环形密封圈室内壁之间紧密贴合；

螺旋状布置的所述弹性密封圈的相邻圈之间紧密贴合。

本技术方案中，将弹性密封圈的外表面与环形密封圈室内壁之间紧密贴合，同时将螺旋状布置的弹性密封圈的相邻圈之间紧密贴合。这样当转轴静止状态，气囊室充气时，弹性密封圈内表面紧密贴合抱裹在转轴外侧，起到密封作用。

优选地，所述环形密封圈室上开有安装孔，所述安装孔用于所述固定柱贯穿后通过固定件进行固定。

本技术方案中，在环形密封圈室上开设一对安装孔，目的是将弹性密封圈安装在环形密封圈室后，通过设置的固定柱贯穿安装孔后，再利用固定件将其进行固定，这样有效地保证弹性密封圈与环形密封圈室连接紧密性。

优选地，所述环形密封圈室内壁上设有一对止挡部，一对所述止挡部分设在靠近所述环形密封圈室的外端面处，用于限定所述弹性密封圈发生移动。

本技术方案中，在环形密封圈室内壁上设置一对止挡部，且将一对止挡部分设在靠近环形密封圈室的外端面处，该设置的目的是，限制螺旋式布置在环形密封圈室内的弹性密封圈在转轴快速转动的过程中发生轴向位移，导致从中脱落下来。

优选地，所述环形密封圈室由两个半圆形密封圈室拼接构成，且两个所述半圆形密封圈室通过螺栓进行连接。

本技术方案中，将环形密封圈室分为两个半圆形密封圈室拼接，且两个半圆形密封圈室分别通过螺栓进行连接，这样好处是方便环形密封圈室拆卸，更换弹性密封圈。

与现有技术相比，本实用新型的螺旋式布置的弹性密封圈及其密封装置有益效果在于：

1、本实用新型，突破常规密封圈的设置，将弹性密封圈本身制作为长条状，且内部形成有用于充设气体的气囊室，制作工艺简单可靠。这样在气囊室内充气后，长条状本体受力膨胀，外侧密封贴合旋转轴，从而达到停机时转轴动静密封处处于密封状态目的。同时通过本体上设置的一对固定柱，实现对弹性密封圈的固定。

2、本实用新型，弹性密封圈靠近转动轴一侧设有一凹槽，凹槽的作用是确保气囊室未充气或泄气时，弹性密封圈紧贴旋转轴一侧的回弹和恢复原始状态。另外，凹槽沿长度方向上依次设有若干个的隔断，，在停机密封工作状态，弹性密封圈紧贴旋转轴，紧贴一侧的凹陷部分有可能形成漏气的通道，上述隔断起到阻绝漏气通道的作用。

3、本实用新型，在本体上设置充气孔，能够在旋转轴处于停机密封进入工作状态时，通过充气孔对气囊室进行充气。同时将其直接设置在某一固定柱的轴心处，这样利用固定柱不仅起到固定的作用，又能达到充气功能。

4、本实用新型，将柔性长条状本体的弹性密封圈以螺旋式的方式布置在环形密封圈室内，这样不仅简化了弹性密封圈的安装程序，同时保证在工作介质置换过程中的抽真空阶段，转轴静止状态下，该密封装置能够使转轴动静密封处处于密封状态，且密封真空小于0.01kg/cm2(绝对)，而当解除密封时，能够可靠地脱离旋转轴表面，恢复原状，这样在任何情况下，不会造成转轴的磨损，延长了转轴的使用寿命。

5、本实用新型，将弹性密封圈的外表面与环形密封圈室内壁之间紧密贴合，同时将螺旋状布置的弹性密封圈的相邻圈之间紧密贴合。这样当转轴静止状态，气囊室充气时，弹性密封圈内表面紧密贴合抱裹在转轴外侧，起到密封作用，提高密封效果。

6、本实用新型，在环形密封圈室上开设安装孔，目的是将弹性密封圈安装在环形密封圈室后，通过设置的固定柱贯穿安装孔后，再利用固定件将其进行固定，这样进一步有效地保证弹性密封圈与环形密封圈室连接可靠。

7、本实用新型，环形密封圈室的内壁上设置一对止挡部，能够通过止挡部有效地限制螺旋式布置在环形密封圈室内的弹性密封圈，在转轴快速转动的过程中发生轴向位移，避免导致从中脱落下来。

8、本实用新型，环形密封圈室由两个半圆形密封圈室拼接，主要是为了方便环形密封圈室拆卸，更换弹性密封圈，简化安装程序。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种螺旋式布置的弹性密封圈及其密封装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型中螺旋式布置的弹性密封圈的结构示意图；

图2是图1另外一个方向上的结构示意图；

图3是本实用新型中螺旋式布置的弹性密封圈以螺旋式布置后的结构示意图；

图4是本实用新型中密封装置的结构示意图；

图5是图4中环形密封圈室的一种结构示意图；

图6是图4中环形密封圈室的另一种结构示意图。

附图标号说明：

1、本体；11、气囊室；12、凹槽；121、隔断；

2、固定柱；21、充气孔；

3、密封装置；31、环形密封圈室；32、安装孔；33、固定件；34、止挡部；35、螺栓；

4、转轴；

5、机壳。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

本实用新型提供了一种螺旋式布置的弹性密封圈，参看图1所示，该弹性密封圈包括了一柔性长条状本体1，且本体1内形成有用于充设气体的气囊室11。同时在本体1的外侧两端设置一对固定柱2。这样突破常规密封圈的设置，使用时通过在气囊室11内充气后，本体1受力膨胀后本体1外侧密封贴合转轴4，从而达到停机密封的目的。同时通过本体1的外侧上设置的至少一对固定柱2，实现对弹性密封圈的固定。当然在实际设置时，可以将一对固定柱2分设在本体1的两端，且数量也可不止一对也可是多个，具体根据本体1的长度进行设置，本申请中不做进一步的限定。

本弹性密封圈的实施例一中，再次参看图1所示，优选地，将一对固定柱2设置在本体1的同一侧面上。参看图2所示，这样进行螺旋式布置后，可以方便固定柱2与外部部件的连接，同时又不会影响密封性。

本弹性密封圈的实施例二中，再次参看图1-3所示，在上述实施例的基础上做进一步的改进，且改进之处在于：在本体1上设置一凹槽12，且凹槽12主要是沿本体1的长度方向自本体1外侧表面向内凹陷一定深度得到，这样能够保证密封贴合的同时又能避免接触面过大而造成磨损，有利于在气囊放气时，及时恢复原形状。而凹槽12的深度和宽度可根据实际本体1的宽度和厚度进行设置，仅需实现上述功能即可，本申请中不做进一步限定。

当然在实际使用时，参看图2所述，凹槽12沿长度方向上还依次设有若干个隔断121，具体的是通过填充了其中的凹陷12部分而形成，这样在停机密封工作状态，弹性密封圈1紧贴旋转轴，紧贴一侧的凹陷部分有可能形成漏气的通道，而隔断121起到阻绝漏气通道的作用。

本弹性密封圈的实施例三中，再次参看图1-3所示，在上述实施例的基础上做进一步的改进，且改进之处在于：在本体1上设置充气孔21，而充气孔21的设置方式有多种，本申请中简化加工程序，将充气孔21设置在位于某一固定柱2的轴心处，即固定柱2为中心贯穿的通孔，且该充气孔21与气囊室11连通。这样当转轴4处于停机密封进入工作状态时，通过充气孔21对气囊室11进行充气。同时又能通过该充气孔21进行放气，以便弹性密封圈恢复原形，与转轴重新分离。

当然上述实施例中的弹性密封圈在实际加工时，本体1可采用塑性材料制成,能够利用塑性材料的特性，将本体1能够平整地进行螺旋式布置，固定柱2可采用金属材料制成，复合加工于塑性材料制成的本体1上即可。当然也可采用其他的材料制成均可，仅需保证具有一定的坚硬性即可，这样可以保证连接可靠，避免螺旋式布置后的弹性密封圈发生移动。

本实用新型还提供了一种密封装置，参看图4所示，具体包括了一环形密封圈室31，且在该环形密封圈室31内设有弹性密封圈，而该弹性密封圈即为上述的螺旋式布置的弹性密封圈，具体安装时，直接将弹性密封圈沿环形密封圈室31的轴心螺旋状紧密布置在环形密封圈室31内，同时将环形密封圈室31的一侧与机壳5进行连接。这样在使用时，当环形密封圈室31套设在转轴4外侧，弹性密封圈位于环形密封圈室31的内壁与转轴4外表面之间。有效地简化了弹性密封圈的安装程序，同时保证在工作介质置换过程中的抽真空阶段，转轴4静止状态下，该密封装置3能够使转轴4动静密封处保持密封状态，且密封真空小于0.01kg/cm2(绝对)，而当解除密封时，能够可靠地脱离转轴4表面，恢复原状，任何情况下，不会造成转轴4的磨损。

实际使用时，弹性密封圈的外表面通过固定柱2与环形密封圈室31 固定连接，确保与环形密封圈室31内壁之间紧密贴合，且螺旋状布置的弹性密封圈的相邻圈侧面之间紧密贴合。这样当转轴4静止状态，气囊室 11充气时，弹性密封圈内表面紧密贴合抱裹在转轴4外侧，起到密封作用。

在密封装置的实施例一中，参看图4、5所示，进一步的在环形密封圈室31上开有安装孔32，而该安装孔32的作用主要是用于将弹性密封圈安装完成后，固定柱2从对应位置的安装孔32中贯穿后，最后在固定件33的固定下实现弹性密封圈与环形密封圈室31的固定。所以，安装孔 32的设置位置，以及数量均具体根据弹性密封圈上固定柱2的位置，以及数量设置即可，仅需保证两者连接后弹性密封圈的外表面与环形密封圈室31内壁之间紧密贴合即可，具体的设置位置和数量不做进一步限定。

在密封装置的实施例二中，参看图5所示，在上述实施例的基础上做改进，且改进之处在于：进一步的在环形密封圈室31内壁上设置一对止挡部34，且一对止挡部34分设在靠近环形密封圈室31的外端面处，主要是用于限定螺旋式布置在环形密封圈室31内的弹性密封圈在转轴4快速转动的过程中发生轴向位移，导致从中脱落下来，从而影响密封效果，也容易造成弹性密封圈的损坏。其中，应说明的是，止挡部34设置的方式有多种，可以是直接从环形密封圈室31的内壁向轴心方向凸出一圈凸台，且凸台的宽度根据弹性密封圈的宽度，即从一侧的止挡部34至另一侧的止挡部34之间的距离进行设置。本申请中不做一一赘述。可根据实际需求做合理的调整。

在密封装置的实施例三中，参看图6所示，在上述实施例的基础上做改进，且改进之处在于：环形密封圈室31由两个半圆形密封圈室拼接，且两个半圆形密封圈室分别通过螺栓35进行连接，这样好处是方便环形密封圈室31拆卸，更换弹性密封圈。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种螺旋式布置的弹性密封圈，其特征在于，包括：

柔性长条状本体，所述本体内形成有用于充设气体的气囊室；

所述本体的外侧上设有至少一对固定柱。

2.如权利要求1所述的螺旋式布置的弹性密封圈，其特征在于：

所述一对固定柱设置在所述本体的同一侧面上。

3.如权利要求2所述的螺旋式布置的弹性密封圈，其特征在于：

所述本体上设有一凹槽，所述凹槽沿所述本体的长度方向自所述本体外侧表面向内凹陷延伸得到，且位于背向所述固定柱的一侧侧面上。

4.如权利要求3所述的螺旋式布置的弹性密封圈，其特征在于：

所述凹槽沿长度方向上依次设有若干个隔断。

5.如权利要求1所述的螺旋式布置的弹性密封圈，其特征在于：

所述本体上设有充气孔，所述充气孔位于某一所述固定柱的轴心处，且与所述气囊室连通。

6.一种密封装置，其特征在于，包括：

环形密封圈室，所述环形密封圈室内设有弹性密封圈，所述弹性密封圈为权利要求1-5中任意一项所述的螺旋式布置的弹性密封圈；

所述弹性密封圈沿所述环形密封圈室的轴心螺旋状紧密布置在所述环形密封圈室内；

使用时，所述环形密封圈室套设在转轴外侧，所述弹性密封圈位于所述环形密封圈室内壁与所述转轴外表面之间。

7.如权利要求6所述的密封装置，其特征在于：

所述固定柱与所述环形密封圈室固定连接，使其所述弹性密封圈的外表面与所述环形密封圈室内壁之间紧密贴合；

螺旋状布置的所述弹性密封圈的相邻圈之间紧密贴合。

8.如权利要求6所述的密封装置，其特征在于：

所述环形密封圈室上开有安装孔，所述安装孔用于所述固定柱贯穿后通过固定件进行固定。

9.如权利要求6所述的密封装置，其特征在于：

所述环形密封圈室内壁上设有一对止挡部，一对所述止挡部分设在靠近所述环形密封圈室的外端面处，用于限定所述弹性密封圈发生移动。

10.如权利要求6-9任一一项所述的密封装置，其特征在于：

所述环形密封圈室由两个半圆形密封圈室拼接构成，且两个所述半圆形密封圈室通过螺栓进行连接。

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