耐高溫機械密封裝置製造方法
2023-10-09 12:22:04
耐高溫機械密封裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及流體介質輸送管路密封裝置領域，具體為一種耐高溫機械密封裝置。一種耐高溫機械密封裝置，包括動環(4)、靜環(5)和轉軸(20)，其特徵是：還包括真空軸套(11)和O型圈(13)，真空軸套(11)的內腔為高真空狀態；真空軸套(11)套並固定在轉軸(20)上，動環(4)套並固定在真空軸套(11)上，靜環(5)可轉動地套在真空軸套(11)上，靜環(5)和動環(4)之間互相貼合且作相對轉動；真空軸套(11)和轉軸(20)之間襯有O型圈(13)。本實用新型密封性能好，介質洩漏少，運行時間長，使用壽命長。
【專利說明】耐高溫機械密封裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及流體介質輸送管路密封裝置領域，具體為一種耐高溫機械密封裝置。
【背景技術】
[0002]目前，用於轉軸的機械密封的種類繁多，型號各異，但總體結構通常都由靜環組件和動環組件構成，目前的機械密封裝置具有如下缺陷:1.常規產品在密封腔過熱狀態下，容易產生軸套變形，從而造成包括導流組件、迷宮密封在內的間隙比較小的相對運動組件間的摩擦咬合，嚴重危害機械密封的壽命和設備的安全。機械密封軸套的熱膨脹容易導致軸套內部的輔助密封失效；2.常規的節流環及迷宮密封因為密封間隙大，運行時效果比較有限；3.常規機械密封的衝洗水直接由腔體一側進入密封，應為衝洗水壓力集中衝洗點又比較單一，因此衝洗效果不理想，甚至因為密封環的受熱不均對密封性能產生影響。
實用新型內容
[0003]為了克服現有技術的缺陷，提供一種密封性能好、介質洩漏少、運行時間長、使用壽命長的轉軸密封裝置，本實用新型公開了一種耐高溫機械密封裝置。
[0004]本實用新型通過如下技術方案達到發明目的:
[0005]一種耐高溫機械密封裝置，包括動環、靜環和轉軸，其特徵是:還包括真空軸套和0型圈，
[0006]真空軸套為中空結構，真空軸套的內腔為高真空狀態；
[0007]真空軸套套並固定在轉軸上，動環套並固定在真空軸套上，靜環可轉動地套在真空軸套上，靜環和動環之間互相貼合且作相對轉動；
[0008]真空軸套和轉軸之間襯有0型圈。
[0009]所述的耐高溫機械密封裝置，其特徵是:還包括自定心節流環、壓板、卡環、靜環座、圓柱銷、壓蓋、壓縮彈簧、外導流套和內導流套，
[0010]真空軸套的外側面上設有環型臺階；
[0011]內導流套為底面封閉一端開口的筒型，內導流套通過底面上開設的通孔套在真空軸套上，內導流套的側面或底面用螺釘固定在真空軸套的環型臺階上，動環套在內導流套的內側面和真空軸套的外側面之間，動環可拆卸地固定在真空軸套的環型臺階上從而和真空軸套同步轉動；
[0012]外導流套為底面封閉一端開口的筒型，外導流套通過底面上開設的通孔可轉動地套在真空軸套上且設於內導流套外，外導流套的開口方向和內導流套的開口方向一致，外導流套的內側壁和內導流套的外側壁之間形成間隙配合，壓蓋為法蘭狀，壓蓋的法蘭頸可轉動地套在真空軸套上，外導流套的開口端和壓蓋的法蘭頸固定；
[0013]自定心節流環、壓板和卡環依次可轉動地套在真空軸套上且都襯在外導流套底面的內側和內導流套的底面的外側之間，自定心節流環通過壓板和卡環固定在外導流套的內腔上，圓柱銷軸向連接自定心節流環和外導流套底面的內側以防止自定心節流環相對外導流套轉動，自定心節流環和壓板的端面之間襯有0型圈；
[0014]靜環和靜環座組合成一體的靜環組件，所述靜環組件可轉動地套在真空軸套上，圓柱銷軸向連接靜環座的外端和壓蓋以防止靜環座相對壓蓋轉動，靜環座的外端面和壓蓋之間襯有可軸向伸縮的壓縮彈簧，靜環的外端面抵住動環，靜環和動環之間互相貼合且作相對轉動；
[0015]外導流套上開有衝洗水入口分流通道和衝洗水出口分流通道，衝洗水入口分流通道和衝洗水出口分流通道各有一組，衝洗水入口分流通道和衝洗水出口分流通道都貫通外導流套的外側壁和內孔側壁，衝洗水入口分流通道正對動環和靜環兩者的相對面，衝洗水出口分流通道正對壓板和內導流套之間的間隔。
[0016]所述的耐高溫機械密封裝置，其特徵是:還包括定位塊，定位塊的一端套在真空軸套外側壁上的定位槽內，定位塊的內端面可拆卸地和壓蓋的法蘭底盤固定。
[0017]所述的耐高溫機械密封裝置，其特徵是:動環上設有至少三個坡口 ；坡口由在動環上切去一深度小於動環厚度、高度小於動環環形內外半徑之差的弓形後形成，坡口和動環橫截面所成的夾角為0.2°?45° ;坡口圍繞動環的中心軸線平均分布，即坡口中心點的連線構成正多邊形；
[0018]外導流套上開有至少六個衝洗孔，衝洗孔分別貫通外導流套的外側壁和內孔側壁，衝洗孔的中心軸線都和中心軸線與外導流套橫截面外圓周處交點的切線成一 20°?45°的交角，衝洗孔圍繞外導流套的中心軸線平均分布，即衝洗孔中心點的連線構成正多邊形。
[0019]本實用新型使用時，壓蓋固定在機架上，轉軸轉動時帶動真空軸套、內導流套和動環同步轉動，而自定心節流環、壓板、卡環、靜環、靜環座、壓蓋和外導流套都隨機架保持靜止，靜環和動環之間互相貼合從而存在滑動摩擦，當靜環和動環因摩擦而損耗後，壓縮彈簧產生的軸向彈力使得靜環和動環始終保持緊密貼合；真空軸套通過高真空的內腔起隔熱作用；衝洗水從衝洗水入口分流通道注入後再從衝洗水出口分流通道流出，起到清潔和冷卻的作用。
[0020]本實用新型的結構特點是:
[0021]1.機械密封軸套是真空的，軸套內部被掏空並製成真空狀態，通過特殊製作的深孔環鑽在軸套上預先加工好深槽，然後將軸套置於在真空度為0.0lKPa狀態下通過真空熔焊工藝封閉，保證軸套內部真空狀態；
[0022]2.在機械密封靠近主機腔體側設置有自定心節流環，自定心節流環由石墨等耐磨、自潤滑性能好的材料製成，通過壓緊輔助密封背部壓板及卡環定位在靜止的外導流套上，壓板上設置有壓力平衡孔，機械密封運行時，自定心節流環通過極小的間隙有效阻隔泵腔體內的熱水進入密封腔，同時密封腔內的介質通過由外導流套和內導流套等構成的導流組件的泵送作用從端面一側流嚮導流組件的另一側，帶走密封端面產生的熱量，並通過外導流套上的孔流出機械密封腔，經外部冷卻後從外導流套上另外一側的傾斜衝洗孔衝洗機械密封的端面，密封介質通過坡口進入機械密封端面，形成剛度相對較高的液膜，微觀上使摩擦副分離，降低摩擦力和摩擦熱，同時帶走多餘熱量。真空軸套在介質側過熱的情況下保證自身的形變在一定範圍，保證包括自定心節流套，導流組件在微小間隙下的高效運行，提高整個密封系統的效率和使用壽命；
[0023]3.機械密封的動環上設置有傾斜坡口，坡口的造型見圖紙，數量為不小於3個，傾斜角度為0.2°至45°，運行時液體通過坡口進入密封面；
[0024]4.外導流套上設置軸向布置的衝洗孔，衝洗孔在徑向與軸呈一定夾角，使衝洗水的進入方向與泵軸旋轉方向一致。
[0025]本實用新型的有益效果是:
[0026]1.真空軸套可以有效地阻隔外部介質及機械密封密封環摩擦時產生的熱量傳遞到軸套內部，防止因軸套內部膨脹引起軸套內輔助密封圈失效造成密封洩漏；軸套的真空結構可以消減產生的形變，有效減小軸套的力學變形和熱變形，使其運行更加穩定。真空軸套可以降低機械密封轉子的整體重量，動態平衡性能得到提高，節約能耗。
[0027]2.在機械密封靠近主機腔體側設置有自定心節流環，可以有效阻隔腔體側過熱介質進入機械密封腔體。其自潤滑性良好，運行中利用流體旋轉產生微小間隙，防止軸套磨損和過熱介質洩漏；該節流環通過輔助密封固定於壓板和外導流套上，軸向和徑向均可以浮動，可以保證在主機安裝或運行不穩定時仍然可以保持原設計的密封效果，壓板設置有壓力平衡孔，可以防止節流環因變形、無法定心造成過快磨損，密封側介質可以從平衡孔進入保護輔助密封；
[0028]3.動環上設置坡口，運行時，密封介質通過坡口進入機械密封端面，改善端面壓力分布，提高端面液膜剛度，同時帶走多餘熱量，提高機械密封摩擦副運行的PV值可達10倍以上。
[0029]4.設置的傾斜衝洗孔可以從各個方向同時衝洗密封面，在冷卻水與密封面溫差較大的情況下達到極佳的冷卻效果，同時，衝洗方向與密封旋轉方向一致，減小密封環上的衝擊載荷。
[0030]本實用新型的有益效果是:密封性能好，介質洩漏少，運行時間長，使用壽命長。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1是本實用新型的剖視圖；
[0032]圖2是本實用新型中開有坡口的動環的主視圖；
[0033]圖3是本實用新型中開有衝洗孔的外導流套的主視圖；
[0034]圖4是本實用新型設有定位塊的剖視圖。
【具體實施方式】
[0035]以下通過具體實施例進一步說明本實用新型。
[0036]實施例1
[0037]一種耐高溫機械密封裝置，包括自定心節流環1、壓板2、卡環3、動環4、靜環5、靜環座6、圓柱銷7、壓蓋8、壓縮彈簧10、真空軸套11、外導流套12、0型圈13、內導流套14和轉軸20，如圖1?圖3所示，具體結構是:
[0038]真空軸套11為中空結構，真空軸套11的內腔為不高於0.0lKPa的高真空狀態，真空軸套11套並固定在轉軸20上，真空軸套11和轉軸20之間襯有0型圈13，真空軸套11的外側面上設有環型臺階；
[0039]內導流套14為底面封閉一端開口的筒型，內導流套14通過底面上開設的通孔套在真空軸套11上，內導流套14固定在真空軸套11的環型臺階上，固定時可用螺釘將內導流套14的側面或底面固定在真空軸套11的環型臺階上，動環4套在內導流套14的內側面和真空軸套11的外側面之間，動環4用螺釘、銷或鍵可拆卸地固定在真空軸套11的環型臺階上從而和真空軸套11同步轉動；
[0040]外導流套12為底面封閉一端開口的筒型，外導流套12通過底面上開設的通孔可轉動地套在真空軸套11上且設於內導流套14外，外導流套12的開口方向和內導流套12的開口方向一致，外導流套12的內側壁和內導流套14的外側壁之間形成間隙配合，壓蓋8為法蘭狀，壓蓋8的法蘭頸可轉動地套在真空軸套11上，外導流套12的開口端和壓蓋8的法蘭頸固定；
[0041]自定心節流環1、壓板2和卡環3依次可轉動地套在真空軸套11上且都襯在外導流套12底面的內側和內導流套14的底面的外側之間，自定心節流環1通過壓板2和卡環3固定在外導流套12的內腔上，圓柱銷7軸向連接自定心節流環1和外導流套12底面的內側以防止自定心節流環1相對外導流套12轉動，自定心節流環1和壓板2的端面之間襯有0型圈13 ；
[0042]靜環5和靜環座6組合成一體的靜環組件，所述靜環組件可轉動地套在真空軸套11上，圓柱銷7軸向連接靜環座6的外端和壓蓋8以防止靜環座1相對壓蓋8轉動，靜環座6的外端面和壓蓋8之間襯有可軸向伸縮的壓縮彈簧10，靜環5的外端面抵住動環4，靜環5和動環4之間互相貼合且作相對轉動；
[0043]外導流套12上開有衝洗水入口分流通道121和衝洗水出口分流通道122，衝洗水入口分流通道121和衝洗水出口分流通道122各有一組，衝洗水入口分流通道121和衝洗水出口分流通道122都貫通外導流套12的外側壁和內孔側壁，衝洗水入口分流通道121正對動環4和靜環5兩者的相對面，衝洗水出口分流通道122正對壓板2和內導流套14之間的間隔。
[0044]本實施例中，動環4上設有三個坡口 41 ;如圖2所示，坡口 41由在動環4上切去一深度小於動環4厚度、高度小於動環4環形內外半徑之差的弓形後形成，坡口 41和動環4橫截面所成的夾角為0.2°?45° ;坡口 41圍繞動環4的中心軸線平均分布，即坡口 41中心點的連線構成正三角形；
[0045]本實施例中，外導流套12上開有十二個衝洗孔42，如圖3所示，衝洗孔42分別貫通外導流套12的外側壁和內孔側壁，衝洗孔42的中心軸線都和中心軸線與外導流套12橫截面外圓周處交點的切線成一 20°?45°的交角，衝洗孔42圍繞外導流套12的中心軸線平均分布，即衝洗孔42中心點的連線構成正十二邊形。
[0046]本實施例使用時，壓蓋8固定在機架上，轉軸20轉動時帶動真空軸套11、內導流套14和動環4同步轉動，而自定心節流環1、壓板2、卡環3、靜環5、靜環座6、壓蓋8和外導流套12都隨機架保持靜止，靜環5和動環4之間互相貼合從而存在滑動摩擦，當靜環5和動環4因摩擦而損耗後，壓縮彈簧10產生的軸向彈力使得靜環5和動環4始終保持緊密貼合；真空軸套11通過高真空的內腔起隔熱作用；衝洗水從衝洗水入口分流通道121注入後再從衝洗水出口分流通道122流出，起到清潔和冷卻的作用。
[0047]本實施例的結構特點是:
[0048]1.機械密封軸套是真空的，軸套內部被掏空並製成真空狀態，通過特殊製作的深孔環鑽在軸套上預先加工好深槽，然後將軸套置於在真空度為0.0lKPa狀態下通過真空熔焊工藝封閉，保證軸套內部真空狀態；
[0049]2.在機械密封靠近主機腔體側設置有自定心節流環，自定心節流環由石墨等耐磨、自潤滑性能好的材料製成，通過壓緊輔助密封背部壓板及卡環定位在靜止的外導流套上，壓板上設置有壓力平衡孔，機械密封運行時，自定心節流環通過極小的間隙有效阻隔泵腔體內的熱水進入密封腔，同時密封腔內的介質通過由外導流套和內導流套等構成的導流組件的泵送作用從端面一側流嚮導流組件的另一側，帶走密封端面產生的熱量，並通過外導流套上的孔流出機械密封腔，經外部冷卻後從外導流套上另外一側的傾斜衝洗孔衝洗機械密封的端面，密封介質通過坡口進入機械密封端面，形成剛度相對較高的液膜，微觀上使摩擦副分離，降低摩擦力和摩擦熱，同時帶走多餘熱量。真空軸套在介質側過熱的情況下保證自身的形變在一定範圍，保證包括自定心節流套，導流組件在微小間隙下的高效運行，提高整個密封系統的效率和使用壽命；
[0050]3.機械密封的動環上設置有傾斜坡口，坡口的造型見圖紙，數量為不小於3個，傾斜角度為0.2°至45°，運行時液體通過坡口進入密封面；
[0051]4.外導流套上設置軸向布置的衝洗孔，衝洗孔在徑向與軸呈一定夾角，使衝洗水的進入方向與泵軸旋轉方向一致。
[0052]本實施例使用時的有益效果是:
[0053]1.真空軸套可以有效地阻隔外部介質及機械密封密封環摩擦時產生的熱量傳遞到軸套內部，防止因軸套內部膨脹引起軸套內輔助密封圈失效造成密封洩漏；軸套的真空結構可以消減產生的形變，有效減小軸套的力學變形和熱變形，使其運行更加穩定。真空軸套可以降低機械密封轉子的整體重量，動態平衡性能得到提高，節約能耗。
[0054]2.在機械密封靠近主機腔體側設置有自定心節流環，可以有效阻隔腔體側過熱介質進入機械密封腔體。其自潤滑性良好，運行中利用流體旋轉產生微小間隙，防止軸套磨損和過熱介質洩漏；該節流環通過輔助密封固定於壓板和外導流套上，軸向和徑向均可以浮動，可以保證在主機安裝或運行不穩定時仍然可以保持原設計的密封效果，壓板設置有壓力平衡孔，可以防止節流環因變形、無法定心造成過快磨損，密封側介質可以從平衡孔進入保護輔助密封；
[0055]3.動環上設置坡口，運行時，密封介質通過坡口進入機械密封端面，改善端面壓力分布，提高端面液膜剛度，同時帶走多餘熱量，提高機械密封摩擦副運行的PV值可達10倍以上。
[0056]4.設置的傾斜衝洗孔可以從各個方向同時衝洗密封面，在冷卻水與密封面溫差較大的情況下達到極佳的冷卻效果，同時，衝洗方向與密封旋轉方向一致，減小密封環上的衝擊載荷。
[0057]實施例2
[0058]一種耐高溫機械密封裝置，包括自定心節流環1、壓板2、卡環3、動環4、靜環5、靜環座6、圓柱銷7、壓蓋8、壓縮彈簧10、真空軸套11、外導流套12、0型圈13，內導流套14、0型圈13和轉軸20，還包括定位塊9，如圖4所示，具體結構是:定位塊9的一端套在真空軸套11外側壁上的定位槽內，定位塊9的內端面可拆卸地和壓蓋8的法蘭底盤固定。其他結構都和實施例1同。
[0059]本實施例使用時，不運行時，用定位塊9保持壓蓋8和真空軸套11之間相互位置的固定，從而使得其餘零件的位置都保持固定，避免因其他因素導致零件位置的錯動，便於儲存和運輸；使用時，將定位塊9卸下即可正常運行。其他使用方法都和實施例1同。
【權利要求】
1.一種耐高溫機械密封裝置，包括動環(4)、靜環(5)和轉軸(20)，其特徵是:還包括真空軸套(11)和O型圈(13)， 真空軸套(11)為中空結構，真空軸套(11)的內腔為高真空狀態； 真空軸套(11)套並固定在轉軸(20)上，動環(4)套並固定在真空軸套(11)上，靜環(5)可轉動地套在真空軸套(11)上，靜環(5)和動環(4)之間互相貼合且作相對轉動； 真空軸套(11)和轉軸(20)之間襯有O型圈(13)。
2.如權利要求1所述的耐高溫機械密封裝置，其特徵是:還包括自定心節流環(I)、壓板(2)、卡環(3)、靜環座(6)、圓柱銷(7)、壓蓋(8)、壓縮彈簧(10)、外導流套(12)和內導流套(14)， 真空軸套(11)的外側面上設有環型臺階； 內導流套(14)為底面封閉一端開口的筒型，內導流套(14)通過底面上開設的通孔套在真空軸套(11)上，內導流套(14)固定在真空軸套(11)的環型臺階上，動環(4)套在內導流套(14)的內側面和真空軸套(11)的外側面之間，動環(4)可拆卸地固定在真空軸套(11)的環型臺階上； 外導流套(12)為底面封閉一端開口的筒型，外導流套(12)通過底面上開設的通孔可轉動地套在真空軸套(11)上且設於內導流套(14)外，外導流套(12)的開口方向和內導流套(12)的開口方向一致，外導流套(12)的內側壁和內導流套(14)的外側壁之間形成間隙配合，壓蓋(8)為法蘭狀，壓蓋(8)的法蘭頸可轉動地套在真空軸套(11)上，外導流套(12)的開口端和壓蓋(8)的法蘭頸固定(法蘭頸是指壓蓋的法蘭頸)； 自定心節流環(I)、壓板(2)和卡環(3)依次可轉動地套在真空軸套(11)上且都襯在外導流套(12)底面的內側和內導流套(14)的底面的外側之間，自定心節流環(I)通過壓板(2)和卡環(3)固定在外導流套(12)的內腔上，圓柱銷(7)軸向連接自定心節流環(I)和外導流套(12)底面的內側，自定心節流環(I)和壓板(2)的端面之間襯有O型圈(13)； 靜環(5)和靜環座(6)組合成一體的靜環組件，所述靜環組件可轉動地套在真空軸套(11)上，圓柱銷(7)軸向連接靜環座￠)的外端和壓蓋(8)，靜環座￠)的外端面和壓蓋(8)之間襯有可軸向伸縮的壓縮彈簧(10)，靜環(5)的外端面抵住動環(4)，靜環(5)和動環(4)之間互相貼合且作相對轉動； 外導流套(12)上開有衝洗水入口分流通道(121)和衝洗水出口分流通道(122)，衝洗水入口分流通道(121)和衝洗水出口分流通道(122)各有一組，衝洗水入口分流通道(121)和衝洗水出口分流通道(122)都貫通外導流套(12)的外側壁和內孔側壁，衝洗水入口分流通道(121)正對動環(4)和靜環(5)兩者的相對面，衝洗水出口分流通道(122)正對壓板(2)和內導流套(14)之間的間隔。
3.如權利要求1或2所述的耐高溫機械密封裝置，其特徵是:還包括定位塊(9)，定位塊(9)的一端套在真空軸套(11)外側壁上的定位槽內，定位塊(9)的內端面可拆卸地和壓蓋(8)的法蘭底盤固定。
4.如權利要求1或2所述的耐高溫機械密封裝置，其特徵是:動環(4)上設有至少三個坡口(41);坡口(41)由在動環(4)上切去一深度小於動環(4)厚度、高度小於動環(4)環形內外半徑之差的弓形後形成，坡口(41)和動環(4)橫截面所成的夾角為0.2°?45° ;坡口(41)圍繞動環(4)的中心軸線平均分布，即坡口(41)中心點的連線構成正多邊形； 外導流套(12)上開有至少六個衝洗孔(42)，衝洗孔(42)分別貫通外導流套(12)的外側壁和內孔側壁，衝洗孔(42)的中心軸線都和中心軸線與外導流套(12)橫截面外圓周處交點的切線成一 20°?45°的交角，衝洗孔(42)圍繞外導流套(12)的中心軸線平均分布，即衝洗孔(42)中心點的連線構成正多邊形。
5.如權利要求3所述的耐高溫機械密封裝置，其特徵是:動環(4)上設有至少三個坡口(41);坡口(41)由在動環⑷上切去一深度小於動環⑷厚度、高度小於動環⑷環形內外半徑之差的弓形後形成，坡口(41)和動環(4)橫截面所成的夾角為0.2°?45° ;坡口(41)圍繞動環⑷的中心軸線平均分布，即坡口(41)中心點的連線構成正多邊形； 外導流套(12)上開有至少六個衝洗孔(42)，衝洗孔(42)分別貫通外導流套(12)的外側壁和內孔側壁，衝洗孔(42)的中心軸線都和中心軸線與外導流套(12)橫截面外圓周處交點的切線成一 20°?45°的交角，衝洗孔(42)圍繞外導流套(12)的中心軸線平均分布，即衝洗孔(42)中心點的連線構成正多邊形。
【文檔編號】F16J15/34GK204153154SQ201420504907
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月3日 優先權日:2014年9月3日
【發明者】夏立, 王曉 申請人:上海樂合流體機械有限公司