[發(fā)明專利]一種機(jī)械旋轉(zhuǎn)接頭密封裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110066171.0
• 申請日: 2011-03-18
• 公開（公告）號: CN102128266A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 遲永濱
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: F16J15/18
• 分類號: F16J15/18;F16J15/34;F16J15/46
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械密封領(lǐng)域，具體是指一種機(jī)械旋轉(zhuǎn)接頭密封裝置。

背景技術(shù)

高速高壓的機(jī)械旋轉(zhuǎn)接頭通常采用的是機(jī)械式密封裝置，在密封腔的兩側(cè)采用兩個摩擦副，摩擦副材料是由硬質(zhì)的金屬及其它耐磨耐高溫材料制成。硬質(zhì)材料的機(jī)械式密封一般由靜環(huán)(與殼體固定在一起)、動環(huán)(與軸固定在一起)、彈簧等多個元件構(gòu)成。由于軸和動環(huán)運轉(zhuǎn)時有徑向跳動，所以難以采用徑向密封方式，因此目前市場上的機(jī)械式密封主要是端面密封形式，即動環(huán)與靜環(huán)的端面在流體壓力和補(bǔ)償彈力(彈簧力)作用下保持貼合，作相對滑轉(zhuǎn)摩擦運動，動環(huán)有徑向跳動時可以沿端面滑移。這種無縫隙貼合形式的機(jī)械密封一般需要彈簧壓緊，由于運轉(zhuǎn)時軸也有軸向跳動，因此在結(jié)構(gòu)上還要保證軸可以有輕微的軸向跳動。

常用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的基本元件包括：靜止環(huán)(靜環(huán))，防止靜止環(huán)轉(zhuǎn)動的防轉(zhuǎn)銷，防止靜環(huán)與殼體之間泄漏的密封圈，旋轉(zhuǎn)環(huán)(動環(huán))，防止旋轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動的緊定螺釘，防止動環(huán)與軸之間泄漏的密封圈，彈簧，彈簧座。旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)往往還可根據(jù)它們是否具有軸向補(bǔ)償能力而稱為補(bǔ)償環(huán)或非補(bǔ)償環(huán)。機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)形式很多，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度差異很大，而上述需要的結(jié)構(gòu)元件是最基本的。

目前機(jī)械密封存在的主要問題是：

(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，元件數(shù)量多，造成成本上升。

(2)體積大，影響一些應(yīng)用機(jī)械密封的設(shè)備的性能。

(3)轉(zhuǎn)速受到限制，原因除了材料的摩擦磨損性能的限制外，高速振動也是一個原因，元件多，之間配合有間隙，高速旋轉(zhuǎn)容易產(chǎn)生振動噪聲。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種機(jī)械旋轉(zhuǎn)接頭密封裝置，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明簡化機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，零件數(shù)量少。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種機(jī)械旋轉(zhuǎn)接頭密封裝置，其嵌裝在軸與殼體之間并對殼體與軸之間的流體進(jìn)行密封，包括兩個動環(huán)、兩個靜環(huán)、兩個膠圈、一個間隔套；

動環(huán)分別位于軸的最外兩端并與軸密封、固定連接；

靜環(huán)分別位于動環(huán)的內(nèi)側(cè)，其外端面與動環(huán)的內(nèi)端面接觸構(gòu)成密封摩擦副；

膠圈分別套設(shè)在靜環(huán)上，其外圓與殼體內(nèi)圓貼合，膠圈的內(nèi)圓與靜環(huán)的外圓錐形配合；

彈性間隔套位于膠圈之間形成的密封空腔內(nèi)，間隔套的圓周上開有作為液體通道的孔；膠圈內(nèi)側(cè)端面與間隔套端面抵壓接觸。

所述膠圈的內(nèi)圓與兩個靜環(huán)的外圓之間呈20°楔形配合。

所述彈性間隔套截面為彈簧曲線形狀，并沿軸的軸向上具有張力。

所述彈性間隔套由薄鋼板壓制而成。

所述間隔套的外徑大于殼體內(nèi)徑0.1～0.2mm，并在圓周上設(shè)有一個2～3mm寬開口，使其保持一定張力并與殼體貼壓。

所述動環(huán)與軸之間分別設(shè)置有“○”形密封圈。

所述動環(huán)的兩端分別設(shè)置有防止動環(huán)旋轉(zhuǎn)的柱銷。

所述軸的其中一端設(shè)有對動圈進(jìn)行軸向限位的卡環(huán)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明的機(jī)械旋轉(zhuǎn)接頭密封裝置元件數(shù)量少，體積小，運行平穩(wěn)，且技術(shù)手段簡便易行。膠圈的支撐具有減振效果，運行平穩(wěn)，尤其適合于高速運轉(zhuǎn)。

(2)殼體具有通孔，更有利于機(jī)械加工要求(一般的箱體多采用鏜孔)，間隔套取代了傳統(tǒng)機(jī)械密封的彈簧、彈簧座等，體積小，不需要旋轉(zhuǎn)(傳統(tǒng)機(jī)械密封的彈簧隨動環(huán)旋轉(zhuǎn))，動態(tài)干擾小；

(3)本發(fā)明膠圈分別套設(shè)在靜環(huán)上，其外圓與殼體內(nèi)圓貼合，膠圈的內(nèi)圓與靜環(huán)的外圓錐形配合；這種結(jié)構(gòu)，靜環(huán)用膠圈支撐起到了穩(wěn)定靜環(huán)和防止泄漏的作用，靜環(huán)不需要專門的鍵銷等元件，簡化了結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)還具有膠圈對靜環(huán)的直接穩(wěn)定和吸振作用，可大幅度提升運轉(zhuǎn)速度，目前市場上傳統(tǒng)機(jī)械密封產(chǎn)品的線速度小于20m/s，pv值小于30m/s.MPa(摩擦副材料為碳化鎢對石墨)，本發(fā)明通過試驗表明超過了90m/s.MPa，線速度超過50m/s。

附圖說明

圖1為本發(fā)明機(jī)械旋轉(zhuǎn)接頭密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1膠圈受力分析示意圖。

圖3為本發(fā)明機(jī)械旋轉(zhuǎn)接頭密封裝置應(yīng)用例示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此，對于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。

實施例