CN212616303U - 一种机械密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机械密封结构，解决了现有技术中机械密封的摩擦副偏磨使密封失效、换热效率低、耐压耐高温能力差的问题。本实用新型的机械密封结构包括轴套，传动环，传动螺钉，动环，传动销，前压盖，后压盖，静环，静环推环，防转销，弹簧。本实用新型提高了换热效率，同时在优化结构后，机封可以承受更高的压力和温度，稳定性好，使用寿命长。

Description

一种机械密封结构

技术领域

本实用新型涉及轴封技术领域，特别涉及一种机械密封结构。

背景技术

机械密封(mechanical seal)是指由至少一对垂直于旋转轴线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且相对滑动所构成的防止流体泄漏的装置。

“机械密封”通常被人们简称为“机封”。机械密封是一种旋转机械的轴封装置。比如离心泵、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。机械密封又叫端面密封。

常用机械密封结构由静止环(静环)、旋转环(动环)、补偿机构(弹簧、波纹管等)、紧定螺钉、旋转环辅助密封圈和静止环辅助密封圈等元件组成，防转销固定在压盖上以防止静止环转动。

传统单端面静止型机械密封动环跟随轴套旋转，动环端面必须有一定的垂直度，但由于机械密封本身的机构问题、加工精度及装配的问题，动环的浮动性较差，平行度不好，在长时间运转的过程中，由于轴串的问题，动静环在轴向移动的过程中，容易发生偏磨，进而导致密封面失效。同时传统镶装工艺也使得机械密封的使用寿命不如整体环长，传统结构还有机封换热速度慢，耐压耐高温能力差的问题，用在中压锅炉循环水泵上的密封长期依赖进口。

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，该机械密封结构可以提高泵送环泵送能力，提高换热效率；同时在优化结构后，机封可以承受更高的压力和温度。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

一种机械密封结构，该机械密封结构包括轴套，传动环，传动螺钉，动环，传动销，前压盖，后压盖，静环，静环推环，防转销，弹簧；

所述传动环置于轴套前端内部且通过传动螺钉与轴套相连并锁紧在轴外周，提供驱动力；

所述动环通过传动销与轴套连接，跟随轴套一起转动；

所述轴套前端外部间隙配合安装有前压盖，轴套后端外部设有后压盖，前压盖与后压盖之间通过锁紧螺钉连接；

在所述动环的后端设有静环，且静环置于后压盖中，在静环末端与后压盖内壁之间设有静环推环，静环和静环推环通过多个防转销与后压盖连接，静环和静环推环不跟随轴旋转；

在所述后压盖内沿轴向安装有多个弹簧，多个弹簧沿周向均匀分布，弹簧前端抵在静环推环上，弹簧提供浮动力使静环有浮动性，从而与后压盖在轴向有相对运动；

所述轴套前端的外环体末端沿圆周向外翘起形成环状延伸段，环状延伸段为甩水环，且环状延伸段上设有圆形通孔，同时所述前压盖前端底部内壁设有倾斜环面，且倾斜环面下方设有第一倾斜通孔，第一倾斜通孔与前压盖的液体流出孔连通；

所述后压盖上段向前压盖底部空腔水平延伸形成环状凸圈，环状凸圈为分水环，且环状凸圈的上表面设有第一环形凹槽，下表面沿圆周方向设有多个与第一环形凹槽连通的分水孔，在前压盖底端设有第二倾斜通孔将第一环形凹槽与前压盖的液体流入孔相连通；

密封冲洗水自甩水环经倾斜环面挡止后再经前压盖的第一倾斜通孔、液体流出孔流入管道，返回换热器进行换热，待冷却后，密封冲洗水重新经前压盖的液体流入孔及第二倾斜通孔，流入后压盖的第一环形凹槽内，经环形凹槽分水后，再经分水孔进入密封腔冷却摩擦副，形成自冲洗循环换热。

进一步地，所述环状延伸段的上表面、下表面分别与轴套外环面所在水平面的夹角α、夹角β均为145°。

进一步地，所述倾斜环面与水平方向之间的夹角θ呈60°。

进一步地，在所述静环的末端内周面设有有第二环形凹槽，在后压盖前端外周套装有四氟推环和第一O型密封圈，且置于第二环形凹槽内。

进一步地，在所述轴套尾端设有安装槽，在安装槽内安装有定位板，定位板前端面与所述后压盖末端面相贴合，且通过第一内六角螺栓与后压盖固定。

进一步地，在所述轴套末端与后压盖之间设有挡水环，挡水环通过第二内六角螺栓与后压盖固定。

进一步地，在所述轴套前端内周与轴之间依次安装有第二O型密封圈和第三O型密封圈。

进一步地，在所述前压盖末端面与后压盖前端面之间安装有第三O型密封圈。

进一步地，在所述动环与轴套之间安装有第四O型密封圈。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型轴套与甩水环为一体结构，且甩水环的倾斜角度，以及轴套内壁倾斜环面的倾斜角度的设计，可以使轴套的增压能力多增加0.2MPa-0.3MPa；分水环与后压盖并集成一体结构，密封冲洗水自甩水环经倾斜环面挡止后再经前压盖的第一倾斜通孔、液体流出孔流入管道，返回换热器进行换热，待冷却后，密封冲洗水重新流入后压盖的第一环形凹槽内，经环形凹槽分水后，再经分水孔进入密封腔冷却摩擦副，形成自冲洗循环换热，因加入分水环不会形成较大的紊流，提高了机封的稳定性。

本实用新型采用了静环推环和四氟推环的组合，是区别与传统机封的设计，这个结构能使静环O型密封圈能承受更大的密封腔压力。

本实用新型的轴套通过传动环的传动，跟随泵轴旋转，带动动环旋转，静环因为防转销的作用不旋转，从而与动环进行相对运动，在摩擦面形成液膜起到轴向密封作用，其他密封面由各个O型密封圈进行轴向密封，轴套的重新设计使增压效果更好，回水速度增快，换热效率升高。

综上，本实用新型提高了换热效率，同时在优化结构后，机封可以承受更高的压力和温度，稳定性好，使用寿命长。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是后压盖的结构示意图；

图3是图2的E-E方向剖视图；

图中：1-轴套；1-1-环状延伸段；1-2-圆形通孔；

2-前压盖；2-1-倾斜环面；2-2-第一倾斜通孔；2-3-液体流出孔；2-4-第二倾斜通孔；

3-后压盖；3-1-环状凸圈；3-2-第一环形凹槽；3-3-分水孔；

4-静环；4-1-第二环形凹槽；

5-静环推环；6-四氟推环；7-弹簧；8-动环；9-传动销；10-第一内六角螺栓；11-传动环；12-传动螺钉；13-防转销；14-定位板；15-第三O型密封圈；16-第一O型密封圈；17-第二内六角螺栓；18-第四O型密封圈；19-第二O型密封圈；20-第三O型密封圈；21-挡水环。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例进一步说明本实用新型的详细内容及其具体实施方式。

如附图1所示，一种机械密封结构，该机械密封结构包括轴套1，前压盖2，后压盖3，静环4，静环推环5，弹簧7，动环8，传动销9，传动环11，传动螺钉12，防转销13；

所述传动环11置于轴套1前端内部且通过传动螺钉12与轴套1相连并锁紧在轴外周，提供驱动力；

所述动环8通过传动销9与轴套1连接，跟随轴套1一起转动；

所述轴套1前端外部间隙配合安装有前压盖2，轴套1后端外部设有后压盖3，前压盖2与后压盖3之间通过锁紧螺钉连接；

在所述动环8的后端设有静环4，且静环4置于后压盖3中，在静环4末端与后压盖3内壁之间设有静环推环5，静环4和静环推环5通过多个防转销13与后压盖3连接，静环4和静环推环5不跟随轴旋转；本实施例防转销13的数量为3个。

在后压盖3内沿轴向安装有多个弹簧7，多个弹簧7沿圆周均匀分布，弹簧7前端抵在静环推环5上，弹簧7提供浮动力使静环4有浮动性，从而与后压盖3在轴向有相对运动；本实施例弹簧7的数量为18个。

所述轴套1前端的外环体末端沿圆周向外翘起形成环状延伸段1-1，环状延伸段1-1为甩水环，且环状延伸段1-1上设有圆形通孔1-2，同时所述前压盖2前端底部内壁设有倾斜环面2-1，且倾斜环面2-1下方设有第一倾斜通孔2-2，第一倾斜通孔2-2与前压盖2的液体流出孔2-3连通；

参照图2-图3，后压盖3上段向前压盖2底部空腔水平延伸形成环状凸圈3-1，环状凸圈3-1为分水环，且环状凸圈3-1的上表面设有第一环形凹槽3-2，下表面沿圆周方向设有多个与第一环形凹槽3-2连通的分水孔3-3，在前压盖2底端设有第二倾斜通孔2-4将第一环形凹槽3-2与前压盖2的液体流入孔2-5相连通；

密封冲洗水自甩水环经倾斜环面2-1挡止后再经前压盖2的第一倾斜通孔2-2、液体流出孔2-3流入管道，返回换热器进行换热，待冷却后，密封冲洗水重新经前压盖2的液体流入孔2-5及第二倾斜通孔2-4，流入后压盖3的第一环形凹槽3-2内，经环形凹槽3-2分水后，再经分水孔3-3进入密封腔冷却摩擦副，形成自冲洗循环换热。

所述环状延伸段1-1的上表面、下表面分别与轴套1外环面所在水平面的夹角α、夹角β均为145°。

所述倾斜环面2-1与水平方向之间的夹角θ呈60°。

在所述静环4的末端内周面设有有第二环形凹槽4-1，在后压盖3前端外周套装有四氟推环6和第一O型密封圈16，且置于第二环形凹槽4-1内。

在所述轴套1尾端设有安装槽，在安装槽内安装有定位板14，定位板14前端面与所述后压盖3末端面相贴合，且通过第一内六角螺栓10与后压盖3固定。

在所述轴套1末端与后压盖3之间设有挡水环21，挡水环21通过第二内六角螺栓17与后压盖3固定。

在所述轴套1前端内周与轴之间依次安装有第二O型密封圈19和第三O型密封圈20。

在所述前压盖2末端面与后压盖3前端面之间安装有第三O型密封圈15。

在所述动环8与轴套1之间安装有第四O型密封圈18。

本实用新型的工作原理:动环8由轴套1上的传动销9传动，跟随轴套1转动；静环4和静环推环5由后压盖3上的三个防转销13防转不跟随轴旋转，弹簧7提供浮动力使静环4有浮动性与后压盖3在轴向有相对运动，前压盖2和后压盖3由锁紧螺钉连接到一起，并由四个连接螺栓与泵体相连，与泵体相对静止。传动环11通过传动螺钉12与轴套1相连，并锁紧在轴上，提供驱动力，各个O型密封圈分别在密封面起到密封作用。

工作过程：轴套1通过传动环11的传动，跟随泵轴旋转，带动动环8旋转，静环4因为防转销13的作用不旋转，从而与动环8进行相对运动，在摩擦面形成液膜起到轴向密封作用，其他密封面由各个O型密封圈进行轴向密封。环状延伸段1-1(甩水环)的上表面、下表面分别与轴套1外环面所在水平面的夹角α、夹角β均为145°，所述倾斜环面2-1与水平方向之间的夹角θ呈60°(现有技术中前压盖2内壁不设有倾斜环面2-1结构，为垂直角度)，轴套1上甩水环将密封冲洗水自前压盖2的液体流出孔2-3流入管道，返回换热器进行换热，待冷却后，密封冲洗水重新经前压盖2的液体流入孔2-5及第二倾斜通孔2-4，流入后压盖3的第一环形凹槽3-2内，经环形凹槽3-2分水后，再经分水孔3-3进入密封腔(机械密封的内部空间)冷却摩擦副(动环和静环组成摩擦副)，形成自冲洗循环换热，因加入分水环不会形成较大的紊流。

本实用新型将两者的角度通过流体力学设计和计算，通过两者角度的配合能使轴套的增压能力多增加0.2MPa-0.3MPa。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机械密封结构，其特征在于，该机械密封结构包括轴套，传动环，传动螺钉，动环，传动销，前压盖，后压盖，静环，静环推环，防转销，弹簧；

所述传动环置于轴套前端内部且通过传动螺钉与轴套相连并锁紧在轴外周，提供驱动力；

所述动环通过传动销与轴套连接，跟随轴套一起转动；

所述轴套前端外部间隙配合安装有前压盖，轴套后端外部设有后压盖，前压盖与后压盖之间通过锁紧螺钉连接；

在所述动环的后端设有静环，且静环置于后压盖中，在静环末端与后压盖内壁之间设有静环推环，静环和静环推环通过多个防转销与后压盖连接，静环和静环推环不跟随轴旋转；

在所述后压盖内沿轴向安装有多个弹簧，多个弹簧沿周向均匀分布，弹簧前端抵在静环推环上，弹簧提供浮动力使静环有浮动性，从而与后压盖在轴向有相对运动；

所述轴套前端的外环体末端沿圆周向外翘起形成环状延伸段，环状延伸段为甩水环，且环状延伸段上设有圆形通孔，同时所述前压盖前端底部内壁设有倾斜环面，且倾斜环面下方设有第一倾斜通孔，第一倾斜通孔与前压盖的液体流出孔连通；

所述后压盖上段向前压盖底部空腔水平延伸形成环状凸圈，环状凸圈为分水环，且环状凸圈的上表面设有第一环形凹槽，下表面沿圆周方向设有多个与第一环形凹槽连通的分水孔，在前压盖底端设有第二倾斜通孔将第一环形凹槽与前压盖的液体流入孔相连通；

密封冲洗水自甩水环经倾斜环面挡止后再经前压盖的第一倾斜通孔、液体流出孔流入管道，返回换热器进行换热，待冷却后，密封冲洗水重新经前压盖的液体流入孔及第二倾斜通孔，流入后压盖的第一环形凹槽内，经环形凹槽分水后，再经分水孔进入密封腔冷却摩擦副，形成自冲洗循环换热。

2.如权利要求1所述的一种机械密封结构，其特征在于，所述环状延伸段的上表面、下表面分别与轴套外环面所在水平面的夹角α、夹角β均为145°。

3.如权利要求1所述的一种机械密封结构，其特征在于，所述倾斜环面与水平方向之间的夹角θ呈60°。

4.如权利要求1所述的一种机械密封结构，其特征在于，在所述静环的末端内周面设有有第二环形凹槽，在后压盖前端外周套装有四氟推环和第一O型密封圈，且置于第二环形凹槽内。

5.如权利要求1所述的一种机械密封结构，其特征在于，在所述轴套尾端设有安装槽，在安装槽内安装有定位板，定位板前端面与所述后压盖末端面相贴合，且通过第一内六角螺栓与后压盖固定。

6.如权利要求1所述的一种机械密封结构，其特征在于，在所述轴套末端与后压盖之间设有挡水环，挡水环通过第二内六角螺栓与后压盖固定。

7.如权利要求1所述的一种机械密封结构，其特征在于，在所述轴套前端内周与轴之间依次安装有第二O型密封圈和第三O型密封圈。

8.如权利要求1所述的一种机械密封结构，其特征在于，在所述前压盖末端面与后压盖前端面之间安装有第三O型密封圈。

9.如权利要求1所述的一种机械密封结构，其特征在于，在所述动环与轴套之间安装有第四O型密封圈。

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