CN220622732U - 一种充气复合式端面机械密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充气复合式端面机械密封结构，包括：固定安装板、密封筒体、外端摩擦座、摩擦片、第一密封动环和第二密封动环。固定安装板、密封筒体和外端摩擦座自内而外依次套设于主轴上，摩擦片设置于密封筒体内以将密封筒体分隔形成第一充气腔和第二充气腔，第一充气腔内设置有第一密封动环，第二充气腔内设置有第二密封动环，将气体从密封筒体侧壁上的第一充气口通入第一充气腔内，将气体从密封筒体侧壁上的第二充气口通入第二充气腔内，以分别将第一充气腔内的第一密封动环和第二充气腔内的第二密封动环固定密封在主轴上，形成双层复合式密封结构，降低物料泄漏的风险，提高机械密封装置的使用寿命，进而降低成本。

Description

一种充气复合式端面机械密封结构

技术领域

本实用新型涉及机械密封技术领域，具体涉及一种充气复合式端面机械密封结构。

背景技术

在旋转式机械结构中，为隔绝物料往往需要采用密封结构；常规采用的密封也多种多样：盘根密封、静压密封、组合式密封、迷宫式密封等等，而机械密封由于可靠性高可应用的范围广而被广泛使用，尤其在对密封效果要求高，更换难度大的场合考虑到使用和维修成本，机械密封结构往往会作为首选。

现有的充气式密封结构中，由抱箍将橡胶胀紧环固定在旋转主轴上，密封动环由橡胶胀紧环通过凸台或挤压摩擦的方式带动，从而使橡胶胀紧环、抱箍、密封动环随着主轴一起旋转；通过充气口将压缩空气充入充气腔，使密封动环一方面在橡胶胀紧环弹性的作用下在摩擦面处压紧，充气腔的压力高于筒体内侧压力，气压也同时起到阻止物料外泄的趋势。

传统的充气式密封结构中，由于密封动环在使用过程中逐渐发生磨损，通过对单一充气腔进行充气，以达到密封的目的，但当密封动环磨损严重时，容易出现物料泄漏，需要进行更换，使用寿命低，成本高。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的充气式密封结构因磨损严重导致物料泄漏的缺陷，从而提供一种具有良好密封性能的充气复合式端面机械密封结构。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种充气复合式端面机械密封结构，包括：固定安装板、密封筒体、外端摩擦座、摩擦片、第一密封动环和第二密封动环；固定安装板、密封筒体和外端摩擦座自内而外依次套设于主轴上，所述外端摩擦座与所述密封筒体连接，以将所述密封筒体的内端面抵在所述固定安装板的外端面上；所述摩擦片可滑动套设于所述主轴上，摩擦片沿垂直于所述主轴轴线的方向设置并将所述密封筒体分隔形成第一充气腔和第二充气腔，所述密封筒体的侧壁上设有第一充气口和第二充气口，所述的第一充气与所述第一充气腔连通，所述第二充气口与所述第二充气腔连通的；第一密封动环，设置于所述第一充气腔内，所述第一密封动环的内端面与所述固定安装板的外端面抵接，所述第一密封动环的外端面与所述摩擦片的内端面抵接，气体通入所述第一充气腔内以将所述第一密封动环与所述主轴压紧密封连接，所述第一密封动环随所述主轴转动；第二密封动环，设置于所述第二充气腔内，所述第二密封动环的内端面与所述摩擦片的外端面抵接，所述第二密封动环的外端面与所述外端摩擦座的内端面抵接，气体通入所述第二充气腔内以将所述第二密封动环压紧与所述主轴密封连接，所述第二密封动环随所述主轴转动。

根据本实用新型的一些实施例，充气复合式端面机械密封结构还包括第一压紧机构，所述摩擦片通过第一压紧机构与所述固定安装板连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一压紧机构包括第一螺栓以及套设于所述第一螺栓上的第一弹性件，所述第一螺栓穿设于所述摩擦片并与所述固定安装板固定连接，所述第一弹性件的一端与所述摩擦片的外端面抵接，所述第一弹性件的另一端与所述第一螺栓的端头抵接，所述摩擦片可沿所述主轴的轴线方向滑移。

根据本实用新型的一些实施例，所述摩擦片和所述密封筒体之间设有o型密封圈。

根据本实用新型的一些实施例，还包括第二压紧机构，所述外端摩擦座通过所述第二压紧机构与所述密封筒体连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二压紧机构包括第二螺栓，以及套设于所述第二螺栓上第二弹性件，所述第二螺栓穿设于所述外端摩擦座并与所述密封筒体的侧壁固定连接，所述第二弹性件的一端与所述外端摩擦座的外端面抵接，所述第二弹性件的另一端与所述第二螺栓的端头抵接，所述外端摩擦座可沿所述主轴的轴线方向滑移。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二压紧机构还包括限位套，所述限位套套设于所述第二螺栓上，且位于所述第二弹性件和所述第二螺栓的端头之间，所述限位套适于限定容纳安装所述第二弹性件。

根据本实用新型的一些实施例，充气复合式端面机械密封结构还包括第一锁止环和第二锁止环，所述第一密封动环通过所述第一锁止环与所述主轴固定连接，所述第二密封动环通过所述第二锁止环与所述主轴固定连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一锁止环上设有第一凸块，所述第一密封动环的设有与所述第一凸块相适配的第一凹槽，所述第二锁止环设有第二凸块，所述第二密封动环上设有与所述第二凸块相适配的第二凹槽，所述第一锁止环和所述第二锁止环均通过紧固件与所述主轴固定连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一密封动环与所述固定安装板之间设有第一轴密封圈，所述第二密封动环与所述摩擦片之间设有第二轴密封圈。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的充气复合式端面机械密封结构，固定安装板、密封筒体和外端摩擦座自内而外依次套设于主轴上，摩擦片设置于密封筒体内以将密封筒体分隔形成第一充气腔和第二充气腔，第一充气腔内设置有第一密封动环，第二充气腔内设置有第二密封动环，将气体从密封筒体侧壁上的第一充气口通入第一充气腔内，将气体从密封筒体侧壁上的第二充气口通入第二充气腔内，以分别将第一充气腔内的第一密封动环和第二充气腔内的第二密封动环固定密封在主轴上，形成双层复合式密封结构，降低物料泄漏的风险，提高机械密封装置的使用寿命，进而降低成本。

2.本实用新型提供的充气复合式端面机械密封结构，通过摩擦片将密封筒体分隔形成第一充气腔和第二充气腔，从而实现了内外两道密封，第一充气腔和第二充气腔内存在压差，从而实现前期后端磨损量小，当第一密封动环磨损后，第二密封动环仍能够正常工作，进而避免物料泄漏，提高了该机械密封装置的使用寿命，降低成本。

3.本实用新型提供的充气复合式端面机械密封结构，通过第一压紧机构和第二压紧机构，使得摩擦片可沿主轴的轴线方向滑移，增大可磨损的行程，提高机械密封的使用寿命。

4.本实用新型提供的充气复合式端面机械密封结构，第一锁止环和第二锁止环的设计，实现第一密封动环和第二密封动环的轴线压紧及随主轴旋转功能相分开，使得机械密封结构在使用过程中，压紧力更稳定、更均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型的一些实施例中提供的充气复合式端面机械密封结构的结构爆炸示意图；

图2为本实用新型的一些实施例中提供的充气复合式端面机械密封结构安装在主轴上的剖视图。

附图标记说明：1、固定安装板；2、密封筒体；3、外端摩擦座；4、摩擦片；5、第一密封动环；6、第二密封动环；7、第一压紧机构；8、第二压紧机构；9、主轴；21、第一充气口；22、第二充气口；41、o型密封圈；51、第一轴密封圈；52、第一锁止环；61、第二轴密封圈；；62、第二锁止环；71、第一螺栓；72、第一弹性件；81、第二螺栓；82、第二弹性件；83、限位套。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参照图1和图2所示，本实用新型提出了一种充气复合式端面机械密封结构，包括：固定安装板1、密封筒体2、外端摩擦座3、摩擦片4、第一密封动环5和第二密封动环6；固定安装板1、密封筒体2和外端摩擦座3自内而外依次套设于主轴9上，外端摩擦座3与密封筒体2连接，以将密封筒体2的内端面抵在固定安装板1的外端面上；摩擦片4可滑动套设于主轴9上，摩擦片4沿垂直于主轴9轴线的方向设置并将密封筒体2分隔形成第一充气腔和第二充气腔，密封筒体2的侧壁上设有第一充气口21和第二充气口22，的第一充气与第一充气腔连通，第二充气口22与第二充气腔连通的；第一密封动环5，设置于第一充气腔内，第一密封动环5的内端面与固定安装板1的外端面抵接，第一密封动环5的外端面与摩擦片4的内端面抵接，气体通入第一充气腔内以将第一密封动环5与主轴9压紧密封连接，第一密封动环5随主轴9转动；第二密封动环6，设置于第二充气腔内，第二密封动环6的内端面与摩擦片4的外端面抵接，第二密封动环6的外端面与外端摩擦座3的内端面抵接，气体通入第二充气腔内以将第二密封动环6压紧与主轴9密封连接，第二密封动环6随主轴9转动。

具体说明，朝向物料一端为内端，远离物料一端为外端。固定安装板1、密封筒体2和外端摩擦座3自内而外依次套设于主轴9上，摩擦片4设置于密封筒体2内以将密封筒体2分隔形成第一充气腔和第二充气腔，第一充气腔内设置有第一密封动环5，第二充气腔内设置有第二密封动环6，将气体从密封筒体2侧壁上的第一充气口21通入第一充气腔内，将气体从密封筒体2侧壁上的第二充气口22通入第二充气腔内，以分别将第一充气腔内的第一密封动环5和第二充气腔内的第二密封动环6固定密封在主轴9上，形成双层复合式密封结构，降低物料泄漏的风险，提高机械密封装置的使用寿命，进而降低成本。

可以理解的是，所通入气体为惰性气体，如氦气、氖气等。摩擦片4与固定安装板1连接，摩擦片4不随主轴9转动，摩擦片4的内端面、固定安装板1的外端面、密封筒体2的侧壁和主轴9围合形成第一充气腔，第一密封动环5设置于第一充气腔内，第一密封动环5的内端与固定安装板1的外端面贴合抵接，第一密封动环5的外端与摩擦片4的内端面贴合抵接，从而形成第一道密封；第二密封动环6设置于第二充气腔内，第二密封动环6的内端与摩擦片4的外端面贴合抵接，第二密封动环6的外端与外端摩擦座3贴合抵接，从而形成第二道密封。

当第一道密封因磨损导致物料泄漏时，第二道密封结构可以再次进行密封，避免因磨损导致物料泄漏，从而延长该充气复合式端面机械密封结构的使用寿命，降低成本。

需要说明的是，由于摩擦片4和外端摩擦座3可沿着主轴9的轴线方向滑移，通过向第一充气口21和第二充气口22，分别通入相同质量的气体，开始时，第一充气腔和第二充气腔保持平衡状态；当工作一端时间后，在摩擦力作用下，第一密封动环5产生磨损，从而使得第一充气腔和第二充气腔之间存在压强差。摩擦片4和外端摩擦组的相对滑移可使得第一密封动环5的两端始终与固定安装板1和摩擦片4贴合，第二密封动环6的两端始终与摩擦片4和外端摩擦座3贴合，进而保证了该充气复合式端面机械密封结构的密闭性。

在该充气复合式端面机械密封结构的作用下，物料需要经过第一充气腔后才能进入第二充气腔，即，当第一密封动环5磨损损坏后，第二密封动环6依旧可以具备密封作用，从而实现了提高密封使用寿命的目的。

在本实用新型的一些实施例中，充气复合式端面机械密封结构还包括第一压紧机构7，摩擦片4通过第一压紧机构7与固定安装板1连接。

具体说明，通过第一压紧机构7，将摩擦片4和固定安装板1连接，第一压紧机构7将摩擦片4与第一密封动环5压紧贴合。

在本实用新型的一些实施例中，第一压紧机构7包括第一螺栓71以及套设于第一螺栓71上的第一弹性件72，第一螺栓71穿设于摩擦片4并与固定安装板1固定连接，第一弹性件72的一端与摩擦片4的外端面抵接，第一弹性件72的另一端与第一螺栓71的端头抵接，摩擦片4可沿主轴9的轴线方向滑移。

具体说明，摩擦片4上设有安装孔，第一螺栓71穿过该安装孔，与固定安装板1连接，第一螺栓71上套设有第一弹性件72，固定安装后，第一弹性件72处于压缩状态，第一弹性件72的弹力将摩擦片4与第一密封动环5挤压贴合。随着工作时间的增加，当第一密封动环5磨损后，第一弹性件72抵着摩擦片4滑移，使得摩擦片4的内端面始终与第一密封动环5的外端面贴合，保证密封性能。

在本实用新型的一些实施例中，摩擦片4和密封筒体2之间设有o型密封圈41。

具体说明，第一充气腔和第二充气腔相对独立，为保证第一充气腔和第二充气腔可实现单独密封，摩擦片4和密封筒体2之间设置有o型密封圈41，从而使得，当第一密封动环5磨损时，第一充气腔和第二充气腔之间可形成压差，从而使得第一密封动环5与摩擦片4始终贴合。可以理解的是，该o型密封圈41可为硅胶或橡胶材料制成，o型密封圈41的材质不作为本实用新型的限制。

需要说明的是，在外端摩擦座3与密封筒体2之间同样设置有o型密封圈41，以保证第二充气腔的密封性。

在本实用新型的一些实施例，还包括第二压紧机构8，外端摩擦座3通过第二压紧机构8与密封筒体2连接。

在本实用新型的一些实施例中，第二压紧机构8包括第二螺栓81，以及套设于第二螺栓81上第二弹性件82，第二螺栓81穿设于外端摩擦座3并与密封筒体2的侧壁固定连接，第二弹性件82的一端与外端摩擦座3的外端面抵接，第二弹性件82的另一端与第二螺栓81的端头抵接，外端摩擦座3可沿主轴9的轴线方向滑移。

具体说明，与第一压紧机构7的作用同理，第二螺栓81穿设于外端摩擦座3并与密封筒体2的侧壁固定连接，在固定连接的状态下，第二弹性件82为压缩状态，随着工作时限的延长，第二弹性件82逐渐复位，以保证外端摩擦座3与第二密封动环6处于压紧状态。

可以理解的是，第一弹性件72和第二弹性件82均为弹簧，第一弹性件72和第二弹性件82的弹性系数可根据实际需求选择，该弹性系数不作为本实用新型的限制。

在本实用新型的一些实施例中，第二压紧机构8还包括限位套83，限位套83套设于第二螺栓81上，且位于第二弹性件82和第二螺栓81的端头之间，限位套83适于限定容纳安装第二弹性件82。

具体说明，为保证第二弹性件82安装后的稳定性，在第二螺栓81上套设有限位套83，当第二弹性件82为弹簧时，第二弹性件82的内径大于第二螺栓81端头的直径，此时，第二弹性件82无法实现压缩，通过在第二螺栓81上套设限位套83，限位套83的内径大于第二弹性件82的内径，此时第二弹性件82的一端抵在限位套83的内部，第二弹性件82的另一端与外端摩擦座3抵接，从而实现外端摩擦座3的压紧。

可以理解的是，限位套83可更换为垫圈，垫圈的内径小于第二螺栓81端头的直径，垫圈的外径大于第二弹性件82的内径。

在本实用新型的一些实施例中，充气复合式端面机械密封结构还包括第一锁止环52和第二锁止环62，第一密封动环5通过第一锁止环52与主轴9固定连接，第二密封动环6通过第二锁止环62与主轴9固定连接。

具体说明，第一锁止环52和第二锁止环62的设计，实现第一密封动环5和第二密封动环6的轴线压紧及随主轴9旋转功能相分开，使得机械密封结构在使用过程中，压紧力更稳定、更均匀。

在本实用新型的一些实施例中，第一锁止环52上设有第一凸块，第一密封动环5的设有与第一凸块相适配的第一凹槽，第二锁止环62设有第二凸块，第二密封动环6上设有与第二凸块相适配的第二凹槽，第一锁止环52和第二锁止环62均通过紧固件与主轴9固定连接。

具体说明，通过凸块与凹槽的配合，提高安装效率，同时保证了结构的可靠性，实现第一密封动环5、第二密封动环6随主轴9同速转动。

在本实用新型的一些实施例中，第一密封动环5与固定安装板1之间设有第一轴密封圈51，第二密封动环6与摩擦片4之间设有第二轴密封圈61。

具体说明，第一轴密封圈51和第二轴密封圈61的作用在于，将第一密封动环5、第二密封动环6与主轴9压紧，避免物料从第一密封动环5、第二密封动环6与主轴9之间的间隙中泄漏出去。第一轴密封圈51和第二轴密封圈61为硅胶或橡胶材料制成，第一轴密封圈51和第二轴密封圈61的制成材料不作为本实用新型的限制。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种充气复合式端面机械密封结构，其特征在于，包括：

自内而外依次套设于主轴(9)上的固定安装板(1)、密封筒体(2)和外端摩擦座(3)，所述外端摩擦座(3)与所述密封筒体(2)连接，以将所述密封筒体(2)的内端面抵在所述固定安装板(1)的外端面上；

摩擦片(4)，所述摩擦片(4)可滑动套设于所述主轴(9)上，摩擦片(4)沿垂直于所述主轴(9)轴线的方向设置并将所述密封筒体(2)分隔形成第一充气腔和第二充气腔，所述密封筒体(2)的侧壁上设有第一充气口(21)和第二充气口(22)，所述的第一充气与所述第一充气腔连通，所述第二充气口(22)与所述第二充气腔连通的；

第一密封动环(5)，设置于所述第一充气腔内，所述第一密封动环(5)的内端面与所述固定安装板(1)的外端面抵接，所述第一密封动环(5)的外端面与所述摩擦片(4)的内端面抵接，气体通入所述第一充气腔内以将所述第一密封动环(5)与所述主轴(9)压紧密封连接，所述第一密封动环(5)随所述主轴(9)转动；

第二密封动环(6)，设置于所述第二充气腔内，所述第二密封动环(6)的内端面与所述摩擦片(4)的外端面抵接，所述第二密封动环(6)的外端面与所述外端摩擦座(3)的内端面抵接，气体通入所述第二充气腔内以将所述第二密封动环(6)压紧与所述主轴(9)密封连接，所述第二密封动环(6)随所述主轴(9)转动。

2.根据权利要求1所述的充气复合式端面机械密封结构，其特征在于，还包括第一压紧机构(7)，所述摩擦片(4)通过第一压紧机构(7)与所述固定安装板(1)连接。

3.根据权利要求2所述的充气复合式端面机械密封结构，其特征在于，所述第一压紧机构(7)包括第一螺栓(71)以及套设于所述第一螺栓(71)上的第一弹性件(72)，所述第一螺栓(71)穿设于所述摩擦片(4)并与所述固定安装板(1)固定连接，所述第一弹性件(72)的一端与所述摩擦片(4)的外端面抵接，所述第一弹性件(72)的另一端与所述第一螺栓(71)的端头抵接，所述摩擦片(4)可沿所述主轴(9)的轴线方向滑移。

4.根据权利要求3所述的充气复合式端面机械密封结构，其特征在于，所述摩擦片(4)和所述密封筒体(2)之间设有o型密封圈(41)。

5.根据权利要求1或2所述的充气复合式端面机械密封结构，其特征在于，还包括第二压紧机构(8)，所述外端摩擦座(3)通过所述第二压紧机构(8)与所述密封筒体(2)连接。

6.根据权利要求5所述的充气复合式端面机械密封结构，其特征在于，所述第二压紧机构(8)包括第二螺栓(81)，以及套设于所述第二螺栓(81)上第二弹性件(82)，所述第二螺栓(81)穿设于所述外端摩擦座(3)并与所述密封筒体(2)的侧壁固定连接，所述第二弹性件(82)的一端与所述外端摩擦座(3)的外端面抵接，所述第二弹性件(82)的另一端与所述第二螺栓(81)的端头抵接，所述外端摩擦座(3)可沿所述主轴(9)的轴线方向滑移。

7.根据权利要求6所述的充气复合式端面机械密封结构，其特征在于，所述第二压紧机构(8)还包括限位套(83)，所述限位套(83)套设于所述第二螺栓(81)上，且位于所述第二弹性件(82)和所述第二螺栓(81)的端头之间，所述限位套(83)适于限定容纳安装所述第二弹性件(82)。

8.根据权利要求1至4任一项所述的充气复合式端面机械密封结构，其特征在于，还包括第一锁止环(52)和第二锁止环(62)，所述第一密封动环(5)通过所述第一锁止环(52)与所述主轴(9)固定连接，所述第二密封动环(6)通过所述第二锁止环(62)与所述主轴(9)固定连接。

9.根据权利要求8所述的充气复合式端面机械密封结构，其特征在于，所述第一锁止环(52)上设有第一凸块，所述第一密封动环(5)的设有与所述第一凸块相适配的第一凹槽，所述第二锁止环(62)设有第二凸块，所述第二密封动环(6)上设有与所述第二凸块相适配的第二凹槽，所述第一锁止环(52)和所述第二锁止环(62)均通过紧固件与所述主轴(9)固定连接。

10.根据权利要求1所述的充气复合式端面机械密封结构，其特征在于，所述第一密封动环(5)与所述固定安装板(1)之间设有第一轴密封圈(51)，所述第二密封动环(6)与所述摩擦片(4)之间设有第二轴密封圈(61)。