CN2750129Y - 具有弹性补偿结构的干气密封装置 - Google Patents

Abstract

具有弹性补偿结构的干气密封装置，在轴(套)的补偿环与非补偿环的相对端面间设置有对流体密封介质实现干气密封的结构，在补偿环的相背端面与补偿环座间设置有用于轴向随动补偿的弹性结构，其中该弹性结构为具有轴向伸缩弹性的波纹管结构，其两端的管口分别与补偿环和波纹管座作密封式连接。该装置在用于解决多种旋转机械的端面密封时，既能将密封气或介质与大气等有效地隔离，又能作弹性随动补偿，根本上解决了对微动摩擦的设计计算问题，实现了轴(套)上零阻力补偿，提高了补偿环和非补偿环的随动性和补偿环的浮动性和产品的可靠性，延长了产品使用周期和适应延长检修周期。

Description

具有弹性补偿结构的干气密封装置

技术领域

本实用新型涉及一种以流体密封介质实现非接触式密封的装置，特别是具有弹性随动补偿结构的非接触式密封装置。

背景技术

为解决离心压缩机、风机、离心泵、搅拌器、反应釜等旋转机械存在的密封使用周期较短，不能适应石油、化工、电力、核工业等连续运行的行业，不断延长检修周期的要求，对干气密封的研究和应用日益深入，并有若干关于螺旋槽干气密封装置的专利提出。例如在公开号为CN1085636A的中国专利文献中就报道了一种改进的机械端面密封装置，采用背对背双端面的弹簧式干气密封装置。为使这一密封装置的密封性能不受机械设备在运转过程中产生的震动等因素等影响，目前在补偿环与非补偿环的相对端面间设置有经密封气体等流体介质进行干气密封的同时，一般均采用有如图1所示的方式，在补偿环的相背另一端面处设置有用于作轴向随动补偿的弹簧结构。但从非接触式的密封要求出发，目前这种补偿结构形式在补偿的灵活性方面尚存在有令人不满意之处，问题出自于辅助密封圈与轴或套的接触与微动产生摩擦阻力。因为要实现密封的轴向补偿，就必需能有效地克服这一阻力。但产生这一阻力的影响因素很多，如材料、过盈量、对偶件的表面状况等，因而对该微动摩擦的研究到目前为止，尚不能准确地计算或测量出在这种工况状态下产生的摩擦阻力，因此目前对这一结构的设计，只能凭经验确定弹簧力及过盈量来决定，但在实际使用过程中反映出其可靠性是不稳定的，在多数情况下能使用，但有时又并不好用。

此外，由于在结构中使用了弹簧元件，因而除常规要解决补偿环与非补偿环相对端的两个相邻平面不要产生不正常的分离而达到有效密封的目的外，还须解决该弹簧所在空间处的轴或补偿环座内套周缘部位的密封，因而必需要加设用于对轴或补偿环座内套周缘部位的辅助周向密封圈，其通常是用氟橡胶等材料制成。受辅助密封圈材料特性的局限，其通常都存在有耐温性能较差(例如只能在0～150℃范围内使用)，耐蚀性较差(例如常用的氟橡胶不耐强碱、氨水、丙稀腈等)，易老化和保存期短等方面的缺陷。因此目前这些具有弹性随动补偿结构的非接触式密封装置的结构在使用范围、使用周期及其工作的可靠性等方面均存在尚待进一步改进之处。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型将提供一种改进结构的具有弹性随动补偿结构的流体介质非接触式密封装置。

本实用新型具有弹性补偿结构的干气密封装置的基本结构，仍是在轴或轴套的补偿环与非补偿环的相对端面间设置有对流体密封介质实现干气密封的结构，并在补偿环的相背端面与补偿环座间设置有用于轴向随动补偿的弹性结构，其中所说的该弹性结构为具有轴向伸缩弹性的波纹管结构，其两端的管口分别与补偿环和波纹管座作密封式连接。

一般情况下，在上述结构中所说的具有伸缩弹性的该波纹管结构经波纹管座与补偿环座连接。由于在轴或轴套与所说该具有伸缩弹性的波纹管结构的内壁间能保持有适当的间隙，从而可实现无周向接触阻力的端面密封。

上述结构中所说的具有伸缩弹性的波纹管结构，一般为采用金属材料的波纹管。例如，可根据工作环境和/或需要，选用目前的304，316L，AM350，INCONEL718、750，PH17-7，20#合金等不锈耐酸钢材料及类似材料制成的波纹管。试验结果显示，所用的金属波纹管材料，其波片材料的厚度一般可以在0.05～0.5毫米范围内选择；波纹管的环状波纹数有可为3～50波。根据一般情况下使用需要，将所说该波纹管结构的压缩率控制在10～70％的范围内即可。

在本实用新型上述结构中，作为具有轴向伸缩弹性补偿结构元件采用的是具有完整环状管形结构的波纹管，它就能将密封气与大气分隔在管内外两侧，通过波纹管直接推动补偿环向非补偿环贴合，无需克服目前传统结构中的辅助密封圈与轴或补偿环座内套产生的阻力，因此只要补偿环与非补偿的两个相邻平面不要产生不正常的分离即可达到有效密封的目的。在以波纹管替代了传统弹簧元件的同时，由于也不再存在有还需对轴或内套进行周向密封的问题，因而也省去了与轴或内套相接触的环形辅助微动密封圈(即副密封圈)，从根本上解决了橡胶类辅助密封圈不耐高温，耐蚀性较差和易老化等问题，大大地提高了干气密封的使用范围。没有辅助密封圈这个相对寿命短的零件，就使得产品的使用周期也大幅度延长。能适应连续运行的行业要求不断延长检修周期的要求。此外，由于不存在补偿过程中与轴或内套有接触的零件，也从根本上解决了微动摩擦的设计计算问题，并实现了轴上零阻力补偿，在使用中就大大提高了补偿环和非补偿环的随动性，补偿环的浮动性，也就极大地提高了产品的可靠性。因此本实用新型上述结构形式的密封装置能具有优良的补偿性能，极大地提高了密封的可靠性，特别适宜在干气密封这种弹簧力要求较小，而补偿性能和随动性能要求较高的场合。

以下结合由附图所示的具体实施方式作为实例，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均包括在本实用新型的范围内。

附图说明

图1是目前传统形式具有弹簧补偿结构的干气密封装置的结构示意图。

图2是本实用新型具有弹性补偿结构的干气密封装置的一种结构示意图。

具体实施方式

参阅图1。图示的是传统形式具有弹性补偿结构的干气密封装置，其中在补偿环座4内套上的补偿环6与轴套7上的非补偿环5的相对端面间设置有对密封气实现干气密封的结构，在补偿环6的相背另一端面处设置有供轴向随动补偿用的弹簧组件2，在其所在位置空间的补偿环座内套的外周部还加设有辅助副密封圈3。

参阅图2，是本实用新型的一种具有弹性补偿结构的干气密封装置，其中在上述的补偿环6与非补偿环5的相对端面间同样设置有对密封气实现干气密封的结构，在补偿环6的相背另一端面设置有随动补偿用的具有轴向伸缩弹性的金属波纹管结构1，其一端管口与补偿环6密封焊接，另一端管口经波纹管座8与补偿环座4结构作密封连接。该制做波纹管1的波片材料厚度0.05～0.5毫米，波数可在3～50波，以使其压缩率控制在10～70％范围内。

Claims (6)

1.具有弹性补偿结构的干气密封装置，在轴或轴套(7)的补偿环(6)与非补偿环(5)的相对端面间设置有对流体密封介质实现干气密封的结构，在补偿环(6)的相背端面与补偿环座(4)间设置有用于轴向随动补偿的弹性结构，其特征是该弹性结构为具有轴向伸缩弹性的波纹管结构(1)，其两端的管口分别与补偿环(6)和波纹管座(8)密封连接。

2.如权利要求1所述的具有弹性补偿结构的干气密封装置，其特征是所说的具有伸缩弹性的波纹管结构(1)经波纹管座(8)与补偿环座(4)连接。

3.如权利要求1或2所述的具有弹性补偿结构的干气密封装置，其特征是所说具有伸缩弹性的波纹管结构(1)为金属波纹管。

4.如权利要求3所述的具有弹性补偿结构的干气密封装置，其特征是所说具有伸缩弹性的波纹管结构(1)的波片材料厚度0.05～0.5毫米。

5.如权利要求3所述的具有弹性补偿结构的干气密封装置，其特征是所说具有伸缩弹性的波纹管结构(1)的环状波纹数为3～50波。

6.如权利要求3所述的具有弹性补偿结构的干气密封装置，其特征是所说具有伸缩弹性的波纹管结构(1)的压缩率为10～70％。

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