CN2234529Y - 一种液体双端面机械密封 - Google Patents
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Abstract
一种高速旋转轴的液体双端面机械密封，其特点是将密封壳体套在轴套上，形成环形间隙，在间隙的两侧、即密封壳体的内径上和轴套的外径上分别设有尺寸相同旋向相反的多头螺旋槽，形成迷宫螺旋气体密封，降低了现有技术的静环与动环间液体机械密封的压力、摩擦热；“匚”形密封壳体和压盖构成封油腔，静环组件置入其中，用防转销插入密封壳体或压盖，因而静环的轴向浮动性和稳定性好。本实用新型密封好，可提高轴转速，勿需专门的封油系统及其控制、保护，成本低，操作维护简便。
Description
本实用新型涉及带有迷宫螺旋槽的液体双端面机械密封，属高速旋转轴的密封装置。尤其适用于中低压高速离心式压缩机，介质为易燃、易爆、有毒、有腐蚀性气体的埸合。
现有技术的液体双端面机械密封的构成包括动环、静环组件、轴套、档圈、密封壳体、密封压盖及密封圈等部件。动环为一圆环形的硬质合金件，用键与转轴连接，其前端用轴套定位，后端用档圈压紧；在动环的前、后端，分别设有静环组件，与动环构成前、后两个密封面。静环组件包括石墨静环、金属保护套，两个静环组件分别用防转销钉固定在密封壳体和密封压盖上，防止其转动，其轴向由两组弹簧分别压向动环的前、后端，使静环端面与动环前、后端面接触，形成适当压力的密封面，同时使静环有较佳的轴向浮动性，以利良好的密封效果。由密封壳体、密封压盖、动环、静环组件间形成一个封油腔，封油由封油供给系统经密封壳体上的封油口输入，使动环和静环间的密封面形成液体润滑密封。在静环组件与密封壳体、密封压盖间，档圈与转轴间，密封壳体与密封压盖间以及密封壳体、密封压盖与机组壳体间设有“O”形密封圈，防气体介质沿上述部件间的接触面泄入封油腔或泄入大气，也防封油从封油腔泄出。现有技术设有专门供密封面用的油箱、油泵、冷却器、过滤器和其管路组成的封油系统及其电气控制、保护系统。
现有技术的液体双端面机械密封的不足之处是旋转轴的转速越高、密封介质的压力越大时，所需密封面的压紧力也越大，因而密封面的磨擦热增加是限制现有技术向高转速发展的障碍。同时，当转速增高时，防止静环组件转动的防转销钉与静环组件的磨擦力增大，影响静环的轴向浮动；转速增高或机组运行不稳时，转轴振动加剧，通过轴套或档圈传到静环，也会影响静环的轴向浮动，这些因素都会降低密封效果。现有技术所需封油流量大，且气体介质易泄入封油腔，污染封油，因而需配备专门的封油系统及其控制、保护系统，使得设备投资大，操作维护复杂，能耗高，运行费用大。现有技术一般使用在转速为10000转/分以下的机组。
中国专利CN90101737公开了另一种液体双端面机械密封，在动环的端面开设“八”字形螺旋槽，旨在增加端面间的油膜厚度，从而降低密封面的磨擦热和磨损。该技术的不足之处是动环的结构复杂，加工难度大，仍需专门的封油系统及其控制、保护系统。
本实用新型旨在克服现有技术的不足而提供带有迷宫螺旋槽的液体双端面机械密封。
本实用新型的目的是这样实现的：见图1和图5。将密封壳体(2)套在轴套(1)上，形成环形间隙，在间隙的两侧、即密封壳体(2)的内径上和轴套(1)的外径上开设有尺寸相同、方向相反的多头螺旋槽，形成迷宫螺旋气体密封。密封壳体(2)和密封压盖(6)设计成“”形，两者的内侧组合成环形封油腔，静环组件(3)置入其内，封油腔中的两静环组件(3)间设有动环(12)，使动环(12)的前、后端面与两个静环(19)分别形成前、后两液体密封。动环(12)用销钉(4)与转轴连接，其前端由轴套(1)定位，后端由档圈(9)固定，并通过螺母(8)锁紧。静环组件(3)由静环(19)、保护套(18)和防转销(17)组成一体，防转销(17)插入密封壳体(2)或密封压盖(6)的孔内，防止静环组件(3)转动，其轴向靠两组弹簧(15)分别压向动环(12)的前、后端，使两个静环(19)端面分别与动环(12)前、后端面接触，形成适当压力的液体密封面，同时使静环(19)有较佳的轴向浮动性，以利良好的密封。“O”形密封圈(10)、(11)、(13)、(14)用来防止气体介质沿相应的接触面泄入封油腔或泄入大气，也可防止封油从封油腔泄出。图1中，(5)是连接密封壳体(2)和密封压盖(6)的螺栓，(7)是刮油刀，(16)是作为封油进口和出口的两通孔。
由于本实用新型在密封壳体(2)与轴套(1)间设计了迷宫螺旋气体密封，密封介质经这个密封面的降压作用之后，使得动环(12)与静环(19)间液体密封面承受的压力降低，从而该密封面所需的压紧力也降低，密封面的磨擦热就明显减少，这样，不但提高了整体密封效果，且所需封油压力和流量也明显减少，因而转轴的转速可提高。由于所需封油流量减少，气体介质也因整体密封效果提高而不易泄入封油腔内，不致使封油受污染，因此不必配置专门的封油系统和相应的控制、保护系统，液体密封面的封油靠机组的润滑油供应系统作为润滑点供油就可满足要求。由于静环组件(3)处于密封壳体(2)和密封压盖(6)组成的封油腔内，与腔壁的间隙小，阻尼效果好；且设计了与静环组件(3)成一体的防转销(17)，因而静环组件(3)与动环(12)的同轴度好，两者的端面形成的密封面能平行接触，密封效果好，当轴的转速增高时，防转销(17)产生的磨擦力甚微，静环(19)也不受轴振动的影响；也由于“O”形密封圈(13)分别设在密封壳体(2)、密封压盖(6)与静环(19)间，这些措施都使得静环(19)的轴向浮动性不受影响，即使有微量的轴向浮动，由于本设计的封油腔中封油对静环组件(3)的阻尼效果好，因而静环(19)轴向浮动的稳定也好。采用本实用新型的技术可提高轴转速，机组的造价可降低20～40％，操作维护简便，安全可靠。
附图的图面说明如下：
图1是本实用新型的迷宫螺旋槽液体双端面机械密封装配图；
图2是密封壳体剖视图；
图3是迷宫螺旋气体密封剖视图；
图4是迷宫螺旋气体密封的螺旋槽放大图；
图5是静环组件剖视图。
下面结合实施例对本实用新型的技术方案作进一步的陈述：
本实施例的迷宫螺旋槽液体双端面机械密封如图1所示。图2是密封壳体(2)的剖视图，在其内径上开设有4头矩形螺旋槽，该槽与轴套(1)外径上所开设的4头矩形螺旋槽尺寸相同、旋向相反，(16)是两通孔，作为封油的进口和出口。图3是迷宫螺旋气体密封的剖视图，(1)是轴套，(2)是密封壳体。图4是迷宫螺旋气体密封的矩形螺旋槽的放大图。图5是静环组件(3)的剖视图，静环(19)采用高强度石墨环，与金属保护套(18)镶嵌成一体，本实施例用4个防转销(17)沿轴向固定在保护套(18)上。两个静环(19)公用一个动环(12)，动环(12)用传动销(4)与转轴连接，传动销(4)对称布置。静环(19)与动环(12)端面接触处采用窄端面结构，本实施例的静环(19)端面宽度为3毫米。采用多弹簧静止式结构使静环组件(3)与动环(12)前、后端的密封面产生压紧力，在密封壳体(2)和密封压盖(6)上分别设有20个尺寸相同的平底孔，作为弹簧(15)置入孔和防转销(17)插入孔，弹簧(15)为圆柱形小弹簧，周向均匀布置。在密封壳体(2)、密封压盖(6)与静环(19)间，档圈(9)与转轴间，密封壳体(2)与密封压盖(6)间，密封壳体(2)与机组壳体间分别设有“O”形密封圈(13)、(11)、(10)、(14)，“O”形密封圈(13)分别设在密封壳体(2)、密封压盖(6)与静环(19)的接触面，可减少密封壳体(2)或密封压盖(6)对静环(19)的磨擦阻力，有利于静环(19)有良好的轴向浮动生。刮油刀(7)用六角螺栓固定在密封压盖上，锁紧螺母(8)用稳丝防松。
采用本实用新型的技术方案实施的带有迷宫螺旋槽的液体双端面机械密封，在转速13000转/分下，运行平稳；封油泄漏量低于18毫升/小时，进油和回油温差接近；油样经分析正常，无气体介质泄漏现象。
Claims (5)
1.一种高速旋转轴的液体双端面机械密封，包括动环、静环组件、轴套、档圈、密封壳体、密封压盖及密封圈，其特征在于密封壳体(2)套在轴套(1)上，形成环形间隙，在间隙的两侧、即密封壳体(2)的内径上和轴套(1)的外径上设有尺寸相同旋向相反的多头螺旋槽，形成迷宫螺旋气体密封。
2.按权利要求1所述的液体双端面机械密封，其特征在于所说的多头螺旋槽是4头矩形螺旋槽。
3.按权利要求1所述的液体双端面机械密封，其特征在于所说的密封壳体(2)和密封压盖(6)做成“侧面开口的矩形”，构成封油腔，静环组件(3)置入封油腔中，防转销(17)插入密封壳体(2)或密封压盖(6)的孔内。
4.按权利要求1或3所述的液体双端面机械密封，其特征在于静环组件(3)由静环(19)和保护套(18)采用镶嵌结构，防转销(17)沿轴向固定在保护套(18)上。
5.按权利要求1或3所述的液体双端面机械密封，其特征在于“O”形密封圈(13)分别设在密封壳体(2)、密封压盖(6)与静环(19)的接触面。
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