CN214699199U - 一种混合式端面密封装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种混合式端面密封装置，包括安装槽、第一弹性件、第二弹性件和固定密封件，固定密封件的其中一端插接在安装槽内，固定密封件的另一端设有密封面，密封面位于安装槽的外部，安装槽的底面设有若干个盲孔和球面凹槽，盲孔和球面凹槽分别间隔式绕安装槽的中轴线等角度圆周阵列分布，第一弹性件的两端分别与固定密封件以及盲孔的底面抵接，第二弹性件的两端分别与固定密封件以及球面凹槽的底面抵接，第一弹性件的弹性系数小于第二弹性件的弹性系数，第一弹性件的自然长度大于第二弹性件的自然长度。

Description

一种混合式端面密封装置

技术领域

本申请涉及密封装置技术领域，尤其涉及一种混合式端面密封装置。

背景技术

密封装置主要用于隔离粉尘、气体或液体，例如液泵中的转轴与其他部件之间通常安装密封圈来进行密封，在高速运动的端面使用橡胶圈或密封垫进行密封会导致磨损或摩擦发热导致变形最终导致密封失效，因此在高速运动的端面通常采用耐磨材质例如陶瓷或不锈钢等进行压紧密封。

现有技术中的转轴与环座转动连接，环座上设有安装槽，安装槽环绕转轴设置，安装槽内设置圆柱弹簧，转轴位于圆柱弹簧内侧，旋转密封件和固定密封件分别套在转轴上，旋转密封件与转轴固定连接或压紧配合，固定密封件的其中一端位于安装槽内，固定密封件的另一端位于安装槽的外部，固定密封件位于安装槽外部的一端与旋转密封件沿轴向抵接，圆柱弹簧位于固定密封件与安装槽底面之间，圆柱弹簧的其中一端与安装槽的底面抵接，圆柱弹簧的另一端与固定密封件远离旋转密封件的一端抵接，圆柱弹簧始终处于压缩状态，圆柱弹簧推动固定密封件压紧旋转密封件。转轴旋转时带动旋转密封件旋转，旋转密封件与固定密封件相对运动，旋转密封件与固定密封件的端面相对滑动，旋转密封件的端面与固定密封件的端面光滑且紧密配合实现密封。

然而圆柱弹簧的两端的簧丝表面不在同一平面上，圆柱弹簧受到挤压作用力后，圆柱弹簧对固定密封件的不同位置产生的推力不同，导致固定密封件与旋转密封件不同位置处的挤压作用力不同，固定密封件和旋转密封件之间的密封面不同位置的磨损速度不同，使用较长时间后，容易导致固定密封件和旋转密封件之间的密封面出现凹凸不平的现象，且固定密封面与旋转密封面之间的密封面不同位置挤压作用力交替变化容易出现在最低挤压作用力处泄漏的现象。

发明内容

本申请提供一种混合式端面密封装置，用于解决现有技术中固定密封件不同位置处受到的预紧力不均匀的问题。

为达到上述目的，本申请的实施例提出如下技术方案：

一种混合式端面密封装置，包括安装槽、第一弹性件、第二弹性件和固定密封件，所述安装槽为圆环状，所述固定密封件为圆环状，所述固定密封件的其中一端插接在所述安装槽内，所述固定密封件的另一端设有密封面，所述密封面位于所述安装槽的外部，所述安装槽的底面设有若干个盲孔和球面凹槽，所述盲孔绕所述安装槽的中轴线等角度圆周阵列分布，所述球面凹槽绕所述安装槽的中轴线等角度圆周阵列分布，所述盲孔与所述球面凹槽间隔排布，所述第一弹性件的其中一端位于所述盲孔内，所述第一弹性件的另一端位于所述盲孔外部，所述第一弹性件的两端分别与所述固定密封件以及所述盲孔的底面抵接，所述第二弹性件的其中一端位于所述球面凹槽内，所述第二弹性件的另一端位于所述球面凹槽外部，所述第二弹性件的两端分别与所述固定密封件以及所述球面凹槽的底面抵接，所述第一弹性件的弹性系数小于所述第二弹性件的弹性系数，所述第一弹性件的自然长度大于所述第二弹性件的自然长度。

一些实施方式中，所述第一弹性件包括圆柱弹簧，所述圆柱弹簧的外径小于所述盲孔的直径，所述圆柱弹簧的其中一端位于所述盲孔内，所述圆柱弹簧的另一端位于所述盲孔外部，所述圆柱弹簧的两端分别与所述固定密封件以及所述盲孔的底面抵接。

一些实施方式中，所述盲孔的底面固定连接有定位柱，所述圆柱弹簧位于所述盲孔内部的一端紧箍在所述定位柱上。

一些实施方式中，所述圆柱弹簧的中轴线与所述盲孔的底面垂直，所述圆柱弹簧的中轴线与所述固定密封件靠近所述盲孔的一面垂直。

一些实施方式中，所述第二弹性件包括弹性球，所述弹性球的其中一端位于所述球面凹槽内，所述弹性球的另一端位于所述球面凹槽外部，所述弹性球的两端分别与所述固定密封件以及所述球面凹槽的底面抵接。

一些实施方式中，所述球面凹槽的内壁直径大于所述弹性球的外表面的直径。

一些实施方式中，所述球面凹槽的深度大于所述球面凹槽的内壁半径。

一些实施方式中，所述弹性球为中空结构，所述弹性球内部填充有气体，所述弹性球内部的气体处于压缩状态，所述弹性球内部气体的压强介于1.5Mpa至3.5Mpa之间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是本申请实施例中混合式端面密封装置的结构示意图；

图2是图1中A-A方向的剖视图。

附图标记说明：

100、环座；110、安装槽；111、盲孔；112、球面凹槽；113、定位柱；

200、固定密封件；210、密封面；

300、圆柱弹簧；

400、弹性球；

500、旋转密封件；

600、转轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不能用来限制本申请的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征直接与第二特征接触，或第一特征间接与第二特征通过中间媒介接触。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，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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”、“一些示例”或“可能的实施方式”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申请实施例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。

现有技术中的转轴600与环座100转动连接，环座100上设有安装槽110，安装槽110环绕转轴600设置，安装槽110内设置圆柱弹簧300，转轴600位于圆柱弹簧300内侧，旋转密封件500和固定密封件200分别套在转轴600上，旋转密封件500与转轴600固定连接或压紧配合，固定密封件200的其中一端位于安装槽110内，固定密封件200的另一端位于安装槽110的外部，固定密封件200位于安装槽110外部的一端与旋转密封件500沿轴向抵接，圆柱弹簧300位于固定密封件200与安装槽110底面之间，圆柱弹簧300的其中一端与安装槽110的底面抵接，圆柱弹簧300的另一端与固定密封件200远离旋转密封件500的一端抵接，圆柱弹簧300始终处于压缩状态，圆柱弹簧300推动固定密封件200压紧旋转密封件500。转轴600旋转时带动旋转密封件500旋转，旋转密封件500与固定密封件200相对运动，旋转密封件500与固定密封件200的端面相对滑动，旋转密封件500的端面与固定密封件200的端面光滑且紧密配合实现密封。

然而圆柱弹簧300的两端的簧丝表面不在同一平面上，圆柱弹簧300受到挤压作用力后，圆柱弹簧300对固定密封件200的不同位置产生的推力不同，导致固定密封件200与旋转密封件500不同位置处的挤压作用力不同，固定密封件200和旋转密封件500之间的密封面210不同位置的磨损速度不同，使用较长时间后，容易导致固定密封件200和旋转密封件500之间的密封面210出现凹凸不平的现象，且固定密封面210与旋转密封面210之间的密封面210不同位置挤压作用力交替变化容易出现在最低挤压作用力处泄漏的现象。

请参考图1和图2，为解决上述现有技术中的技术问题，本申请的实施例提供一种混合式端面密封装置，包括安装槽110、第一弹性件、第二弹性件和固定密封件200，安装槽110为圆环状，固定密封件200为圆环状，固定密封件200的其中一端插接在安装槽110内，固定密封件200的另一端设有密封面210，密封面210位于安装槽110的外部，安装槽110的底面设有若干个盲孔111和球面凹槽112，盲孔111绕安装槽110的中轴线等角度圆周阵列分布，球面凹槽112绕安装槽110的中轴线等角度圆周阵列分布，盲孔111与球面凹槽112间隔排布，第一弹性件的其中一端位于盲孔111内，第一弹性件的另一端位于盲孔111外部，第一弹性件的两端分别与固定密封件200以及盲孔111的底面抵接，第二弹性件的其中一端位于球面凹槽112内，第二弹性件的另一端位于球面凹槽112外部，第二弹性件的两端分别与固定密封件200以及球面凹槽112的底面抵接，第一弹性件的弹性系数小于第二弹性件的弹性系数，第一弹性件的自然长度大于第二弹性件的自然长度。

一些实施方式中，第一弹性件包括圆柱弹簧300，圆柱弹簧300的外径小于盲孔111的直径，圆柱弹簧300的其中一端位于盲孔111内，圆柱弹簧300的另一端位于盲孔111外部，圆柱弹簧300的两端分别与固定密封件200以及盲孔111的底面抵接。

一些实施方式中，盲孔111的底面固定连接有定位柱113，圆柱弹簧300位于盲孔111内部的一端紧箍在定位柱113上。

一些实施方式中，圆柱弹簧300的中轴线与盲孔111的底面垂直，圆柱弹簧300的中轴线与固定密封件200靠近盲孔111的一面垂直。

一些实施方式中，第二弹性件包括弹性球400，弹性球400的其中一端位于球面凹槽112内，弹性球400的另一端位于球面凹槽112外部，弹性球400的两端分别与固定密封件200以及球面凹槽112的底面抵接。

一些实施方式中，球面凹槽112的内壁直径大于弹性球400的外表面的直径。

一些实施方式中，球面凹槽112的深度大于球面凹槽112的内壁半径。

一些实施方式中，弹性球400为中空结构，弹性球400内部填充有气体，弹性球400内部的气体处于压缩状态，弹性球400内部气体的压强介于1.5Mpa至3.5Mpa之间。

本实施例提供的混合式端面密封装置，圆柱弹簧300的弹性系数小于弹性球400的弹性系数且圆柱弹簧300的自然长度大于弹性球400的自然长度（弹性球400的外表面直径），固定密封件200与旋转密封件500第一次配合时需要一段时间的磨合，需要较大的预紧力，由于固定密封件200的密封面210第一次与旋转密封件500配合时没有发生磨损，固定密封件200的厚度较大，能够同时压缩圆柱弹簧300和弹性球400，圆柱弹簧300和弹性球400同时为固定密封件200提供预紧力。随着密封面210逐渐被磨损，固定密封件200的厚度逐渐减小，圆柱弹簧300和弹性球400组件恢复形变，当固定密封件200与弹性球400分离后，圆柱弹簧300仍然能够与固定密封件200抵接，持续为固定密封件200提供预紧力，由于密封面210经过长时间的磨合，表面更加光滑，配合更加紧密，只需要较小的预紧力即可实现良好的密封效果，同时又可以减小密封面210的磨损，延长使用寿命。圆柱弹簧300和弹性球400间隔式绕固定密封件200的中轴线等角度圆周阵列分布，能够将预紧力均匀分散至固定密封件200的不同位置，使密封面210的不同位置受到的压力更加均匀，密封面210不同位置处发生的磨损程度更加均匀。

图2是图1中A-A方向的剖视图，为了在图1中体现圆柱弹簧300和弹性球400的结构，图1中显示的圆柱弹簧300与弹性球400绕转轴600中轴线的夹角实际上小于180度，实际中的圆柱弹簧300和弹性球400的分布方式请参考图2中盲孔111和球面凹槽112的分布方式。

以上实施例仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本申请的实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种混合式端面密封装置，其特征在于，包括安装槽、第一弹性件、第二弹性件和固定密封件，所述安装槽为圆环状，所述固定密封件为圆环状，所述固定密封件的其中一端插接在所述安装槽内，所述固定密封件的另一端设有密封面，所述密封面位于所述安装槽的外部，所述安装槽的底面设有若干个盲孔和球面凹槽，所述盲孔绕所述安装槽的中轴线等角度圆周阵列分布，所述球面凹槽绕所述安装槽的中轴线等角度圆周阵列分布，所述盲孔与所述球面凹槽间隔排布，所述第一弹性件的其中一端位于所述盲孔内，所述第一弹性件的另一端位于所述盲孔外部，所述第一弹性件的两端分别与所述固定密封件以及所述盲孔的底面抵接，所述第二弹性件的其中一端位于所述球面凹槽内，所述第二弹性件的另一端位于所述球面凹槽外部，所述第二弹性件的两端分别与所述固定密封件以及所述球面凹槽的底面抵接，所述第一弹性件的弹性系数小于所述第二弹性件的弹性系数，所述第一弹性件的自然长度大于所述第二弹性件的自然长度。

2.根据权利要求1所述的混合式端面密封装置，其特征在于，所述第一弹性件包括圆柱弹簧，所述圆柱弹簧的外径小于所述盲孔的直径，所述圆柱弹簧的其中一端位于所述盲孔内，所述圆柱弹簧的另一端位于所述盲孔外部，所述圆柱弹簧的两端分别与所述固定密封件以及所述盲孔的底面抵接。

3.根据权利要求2所述的混合式端面密封装置，其特征在于，所述盲孔的底面固定连接有定位柱，所述圆柱弹簧位于所述盲孔内部的一端紧箍在所述定位柱上。

4.根据权利要求2或3所述的混合式端面密封装置，其特征在于，所述圆柱弹簧的中轴线与所述盲孔的底面垂直，所述圆柱弹簧的中轴线与所述固定密封件靠近所述盲孔的一面垂直。

5.根据权利要求1所述的混合式端面密封装置，其特征在于，所述第二弹性件包括弹性球，所述弹性球的其中一端位于所述球面凹槽内，所述弹性球的另一端位于所述球面凹槽外部，所述弹性球的两端分别与所述固定密封件以及所述球面凹槽的底面抵接。

6.根据权利要求5所述的混合式端面密封装置，其特征在于，所述球面凹槽的内壁直径大于所述弹性球的外表面的直径。

7.根据权利要求6所述的混合式端面密封装置，其特征在于，所述球面凹槽的深度大于所述球面凹槽的内壁半径。

8.根据权利要求7所述的混合式端面密封装置，其特征在于，所述弹性球为中空结构，所述弹性球内部填充有气体，所述弹性球内部的气体处于压缩状态，所述弹性球内部气体的压强介于1.5Mpa至3.5Mpa之间。

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