CN2152927Y - 离心泵轴端面密封装置 - Google Patents

Abstract

一种离心泵轴端面密封装置，是由：一端是摩擦 面，另一端内径是锥形面的动环(6)和一个外径锥形 面的紧缩环(5)用一个定位环(4)压紧；一端是摩擦 面，另一端是止口的静环(7)，一个缓冲垫(8)，用里面 是止口，外面环形槽内装有密封圈(9)的压盖(10)轴 向压紧后组成。本装置运转后能自行调整摩擦面比 压和保持对旋转中心垂直。具有极好追随性、补偿 性；密封效果好；使用周期长；结构简单的特点。是一 般工况端面密封最佳结构。适用所有介质和大多数 工况。应用于离心泵和旋转轴机械。

Description

本发明涉及一种离心泵轴或旋转轴密封装置。是一种结构全新的端面密封装置。

离心泵和旋转轴设备广泛应用于化工、化肥、石油化工、轻工、食品、制药、钢铁、发电、船舶、农业等行业。离心泵轴和旋转轴的密封应用最多的是填料函密封和机械密封（端面密封）。现在已经形成系列的机械密封，因为具有密封性好；使用周期长；适用恶劣工况等优点受到各行业的广泛重视，各种机械密封产品投放市场。针对机械密封的一些缺陷，各项新型的机械密封发明专利申请获得公开。例如：获国家级重点新产品的专利申请“一种八字螺旋槽端面密封装置（申请号：90101737.X；公开号：CN1045851A）”；获公开的专利申请“全液膜机械密封装置（申请号：88109152.9；公开号：CN1042226A）”“高速曲路机械密封方法及装置（申请号：90106642.7；公开号：CN1058835A）”美国伊利诺伊州，申请人：约翰起重机有限公司申请的“具有微小屏坝图案的密封环面的非接触间隙式密封（申请号：91105628.9；公开号：CN1059195A）等均从改善动静环接触面状态，例如：增加液膜厚度和阻力、减少磨损、保持接触面的原有状态，达到提高密封性，沿长使用周期为主要目的。然而包括各种系列机械密封整体结构均无重要突破。结构相似，均主要包括动环、静环、弹簧、弹簧座、端盖、固定螺钉、辅助密封圈等。这些相似的结构决定了现代大多数机械密封存在如下公认的缺陷，限制了机械密封更广泛的使用。这些缺陷是：结构复杂；所用材料大多数较昂贵；需要专用的加工设备制造，例如：磨床、铣床等；加工精度要求较高；对安装、使用要求严格；不适用于含大量固体颗粒介质；不能抗较大的径向振动，特别是端面磨损后和泵轴承使用到后期容易发生泄漏。因此有些专业书籍评论机械密封是一套“昂贵而精密的装置”。

本发明的目的是要提供一种结构全新，并且结构简单；利用一般的廉价材料制造；工艺性好，利用一般机械加工设备加工，加工精度不高；容易安装、使用；较少维护；并且适用于含大量固体颗粒介质；密封性和使用周期主要指标不低于同介质机械密封，具有广泛使用价值的离心泵和旋转轴端面密封装置。

本发明的任务是这样完成的：

附图说明：附图是离心泵或旋转轴端面密封装置的装配图。图中，1是泵轴；2是轴套或各种旋转轴；3是填料函或各种密封腔；4是定位环；5是紧缩环；6是动环，是摩擦副；7是静环，也是摩擦副；8是缓冲垫；9是密封圈；10是压盖；11是压盖螺栓；12是弹性垫。

本装置是由①、一个轴向一端是摩擦面，另一端内径是锥形面的动环（6）和一个由软材料制成外径也是相同锥形面并且与动环（6）内径锥形面相配合的紧缩环（5），再用一个轴向一端是较小端面，另一端是较大端面的定位环（4）压紧，构成和泵轴或旋转轴一体的旋转结构和②、一个轴向一端是摩擦面，另一端是止口的静环（7）和一个由软材料制成的缓冲垫（8）的一个端面粘合，另一个端面和一个填料函里面是止口，外面环形槽内有一个密封圈（9）的压盖（10）的止口粘合在一起构成的静环压盖密封结构轴向压紧后组成的。轴向压紧是通过弹性垫（12）压紧的。弹性垫（12）一般采用较软的橡胶垫。对压盖（10）外面轴向空间较大的离心泵或旋转轴设备应采用圆柱螺旋压缩弹簧，同时使用加长的压盖螺栓（11）。补偿能力会更强。

本装置中制造定位环（4）的材料应按介质选用，应耐介质的物理和化学作用，应具有一定的机械强度，不能用低强度脆性材料制造定位环（4）。常用材料是：碳素钢、优质铸铁、不锈钢、聚四氟乙烯、尼龙、酚醛塑料。制造紧缩环（5）材料应按介质选用，应耐介质物理和化学作用，并适应介质的温度。选用的材料是：天然橡胶、合成橡胶、聚四氟乙烯、填充聚四氟乙烯、软聚氯乙烯。动环（6）和静环（7）应根据介质选用，应耐介质物理和化学作用，应具有一定的机械强度，不能用脆性材料制造动环（6），应具有较低的滑动摩擦系数。对耐磨性和导热性不作较高要求。动环（6）和静环（7）选用的配对材料是：碳素钢和铸铁；球墨铸铁和铸铁；不锈钢和聚四氟乙烯；机械密封常用配对材料。本装置动环（6）和静环（7）设计不同于传统机械密封设计，特点是采用①、摩擦面宽径向尺寸；②、摩擦面径向尺寸相同；③、摩擦面平值度和表面粗糙度较低；④、摩擦面比压较低；⑤采用廉价软材料；⑥静环（7）与泵轴或轴套间隙较大；⑦是采用介质压力和缓冲垫（8）、弹性垫（12）的综合补偿。动环（6）内径锥形面和与它配合的紧缩环（5）外径锥形面的锥度在5°－45°。锥度大小应按紧缩环（5）硬度确定：硬度较大，锥度应较小。缓冲垫（8）应按介质选用，应耐介质物理和化学作用，并适应介质温度。选用的材料是：天然橡胶、合成橡胶、橡塑混合橡胶、软聚氯乙烯。缓冲垫（8）两端面应和静环（7）和压盖（10）止口用耐介质粘合剂粘合。例如：环氧树脂粘合剂。密封圈（9）应按介质选用，应耐介质物理和化学作用，并适应介质温度。选用的材料是：天然橡胶、合成橡胶、聚四氟乙烯。密封圈（9）的断面形状可以是矩形或O形。压盖（10）的结构形式有：①、标准和非标准离心泵直接用两个螺栓压紧的填料函压盖；②标准和非标准离心泵中填料函外面轴向空间较大，在螺母下面压上弹性垫（12）的压盖；③、用螺纹压紧的压盖。

本装置由于采用了由软性材料制成的紧缩环（5）、动环（6）和定位环（4）的和泵轴一体的旋转结构，当定位环（4）一端有很小的轴向力时，即本装置运转后介质对旋转结构两端面压差（定位环（4）一端大于动环（6）一端），动环（6）和紧缩环（5）会由于锥面作用牢固的紧箍在泵轴上和轴一起旋转。本装置由于采用了由软材料制成的缓冲垫（8）；重量很轻的静环（7）；并装有密封圈（9）和弹性垫（12）与填料函构成静密封并且可以轴向移动的压盖（10）。当本装置运转后能自行调整动、静环摩擦面的比压和保持对旋转中心垂直（一般机械密封是靠加工精度和正确的安装和调整来保证的），因此动、静环具有极好追随性和补偿性，不因端面磨损造成泄漏。同时具有很强的抗静向振动和轴向窜动能力。本装置密封性极好，使用周期长，不低于同介质机械密封。结构简单，容易制造，工艺性好，一般的机械加工设备（主要是车床）就可以加工。加工精度不高。使用一般的廉价材料可以达到较好的效果。适用于所有介质，特别是含大量固体颗粒介质。适用于绝大多数工况。大量对比实验和使用证明：本装置是一般工况离心泵轴或旋转轴端面密封最佳结构。

实施例：

附图是用于单级离心泵，IS泵轴端面密封装置的装配图。

定位环（4）材料是A3F。紧缩环（5）材料是天然橡胶。动环（6）材料是20号优质碳素钢。静环（7）材料是HT20－40灰铸铁。缓冲垫（8）材料是天然橡胶。密封圈（9）材料是天然橡胶，断面形状为矩形。压盖（10）是IS泵原填料函压盖。弹性垫（12）为天然橡胶垫。本实施例适用于温度－30℃－80℃，介质为中性、弱碱性，可含大量固体颗粒，非油类、非溶剂类介质。是一种应用广泛的经济型，单级或多级离心泵或其他类似旋转设备的轴端面密封装置。

Claims (7)

1、一种离心泵轴端面密封装置，其特征是：本装置是由①、一个轴向一端是摩擦面，另一端内径是锥形面的动环(6)和一个由软材料制成外径也是相同锥形面并且与动环(6)内径锥形面相配合的紧缩环(5)，再用一个轴向一端是较小端面，另一端是较大端面的定位环(4)压紧，构成和泵轴一体的旋转结构，和②、一个轴向一端是摩擦面，另一端是止口的静环(7)和一个由软材料制成的缓冲垫(8)的一个端面粘和，另一个端面和一个填料函里面是止口，外面环形槽内有一个密封圈(9)的压盖(10)的止口粘合在一起构成的静环压盖密封结构，轴向压紧后组成。

2、如权利要求1所述的离心泵轴端面密封装置，其特征是：紧缩环（5）选用的材料是：天然橡胶、合成橡胶、聚四氟乙烯、填充聚四氟乙烯、软聚氯乙烯。

3、如权利要求1所述的离心泵轴端面密封装置，其特征是：缓冲垫（8）选用的材料是：天然橡胶、合成橡胶、橡塑混合橡胶、软聚氯乙烯。

4、如权利要求1所述的离心泵轴端面密封装置，其特征是：密封圈（9）选用的材料是：天然橡胶、合成橡胶、聚四氟乙烯。

5、如权利要求1所述的离心泵轴端面密封装置，其特征是：压盖（10）的结构形式：标准和非标准离心泵，直接用两个螺栓压紧的填料函压盖。

6、如权利要求1所述的离心泵轴端面密封装置，其特征是：压盖（10）的结构形式：标准和非标准离心泵中填料函外面轴向空间较大，螺母下面压上弹性垫（12）的压盖。

7、如权利要求1所述的离心泵轴端面密封装置，其特征是：压盖（10）的结构形式：用螺纹压紧的压盖。

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