[實用新型]用于機械密封的整體式動環及其機械密封裝置

有效

• 申請號: 201520199180.0
• 申請日: 2015-04-03
• 公開（公告）號: CN204628557U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 王澤平;王和順;張車寧;劉婷;王渝樞;奉明忠;劉小明;張有華
• 申請（專利權）人: 四川日機密封件股份有限公司
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司 51100
• 代理人: 濮家蔚

技術領域

本實用新型涉及一種用于機械密封的動環結構，特別是一種整體式的動環，以及采用該整體式動環的機械密封裝置。

背景技術

????目前在包括壓縮機、膨脹機、分離機、泵、反應釜等各類旋轉類機器中所使用的普通軸向端面密封裝置的一種典型結構，可如圖1所示：包括有軸向固定并可隨旋轉軸（9）旋轉的動環（1），以及經軸端密封面與動環（1）相對設置并可作軸向浮動的非旋轉的靜環（2）。其中，動環（1）以其內孔面及非密封端面定位并經傳動銷等傳動結構（12）固定于軸套（10）上，軸套（10）則以其內孔面及其一個端面固定于旋轉軸（9）上；靜環（2）則由與其非密封的軸向端相接觸的推環（6）及相應的彈性結構（5）浮動支承于推環座（3）之間，其周向則由防轉銷等定位結構（4）固定。可見，這種密封裝置結構中的動環和軸套是相互分離的兩個獨立零件，動環在徑向上經其內孔面與軸套的外圓柱面配合，軸向上則可由動環的非密封側端面與軸套臺階面接觸等方式實現定位，周向上經傳動銷等傳動結構定位。然后，以同樣方式再將軸套以其內孔面與旋轉軸的外圓柱面配合，軸向其以右端面與旋轉軸的軸肩處的端面接觸，周向經傳動連接與旋轉軸固定，由此即可使動環與軸套相互定位并同步固定于旋轉軸上。工作時，動環在軸向上固定，靜環則可沿軸向浮動，并通過軸向相對的動環與靜環的密封端面直接接觸或小間隙分離而實現介質的密封。

在上述結構中，動環和軸套是密封裝置中固定于被密封機組旋轉軸上的回轉部分，而這種為相互分離的兩個獨立零件的結構所存在的問題包括：在影響回轉部分動平衡性能的因素中，除單個零件自身因素外，動環和軸套在裝配時兩者軸線間的同軸度誤差、動環和軸套配合處表面在回轉時產生的徑向偏差所引起的兩零件動態同軸度誤差、以及傳動銷質量的不均勻性及位置誤差所引起的回轉部分質量不均勻等，都是重要和不容忽視的因素，特別是動環和軸套配合處表面在回轉時產生的動態同軸度誤差引起的動不平衡，會隨著轉速的增加也顯著增加，且存在不確定性，因而難以從理論上消除或有效降低。

另一方面，由于上述結構中的密封環是通過軸套與旋轉軸間接定位的，而中間結構件的引入無疑容易降低零件間的位置精度，從而導致動環上密封端面與被密封機組旋轉軸軸線的垂直度降低，和/或動環軸線與被密封機組旋轉軸軸線的同軸度降低。

此外，考慮到在密封工作狀態下的介質壓力、離心力、結構合理性等因素，相互分離的動環和軸套兩個零件都要求其在軸向和徑向空間上須保證足夠的厚度，這無疑也增大了回轉部分的軸向和徑向尺寸，導致機械密封的整體結構不緊湊，特別是在某些被密封機組腔體容積有限的情況下，這一問題的影響會更加突出。

實用新型內容

????針對上述情況，本實用新型首先提供了一種可適用于包括壓縮機、膨脹機、分離機、泵、反應釜等各類旋轉類機器的軸向端面密封裝置的整體式動環，并進一步提供了采用該整體式動環的機械密封裝置，滿意解決了上述問題。

本實用新型用于機械密封的整體式動環的基本結構，是在一筒狀結構的外周部，以整體結構形式設置有一徑向外展結構，所述該筒狀結構的內孔面為能與旋轉軸外周面相配合的配合面，所述外展結構中的一側軸向端面為能與靜環的密封面軸向相對配合的密封端面。

在上述基本結構基礎上，根據實際情況還可以單獨或任意組合方式采用的進一步優選方式包括：

優選方式之一是，在所述的外展結構密封端面與筒狀結構外圓柱面轉折部位的密封端面側，優選的是可以設有分隔凹槽。由于密封端面的表面精度，包括表面粗糙度、表面波紋度、表面輪廓度，以及其相對于軸軸線的垂直度要求都很高，例如通常要求其表面粗糙度Ra值小于0.4微米，相對于旋轉軸軸線的垂直度應小于0.02毫米，因此對密封端面，通常都要經過精密工序才能獲得所要求的表面質量；而對該筒狀結構的外周面，則一般只需精加工或半精加工即可。通過在外展結構密封端面側的轉折部位設置的該凹槽，可以將密封端面與筒狀結構的外周面相互分隔開，從而可避免因對二者加工精度有不同要求而形成交互影響，并有利于相關工藝過程的順利實施。

又一優選的方式是，所述的外展結構可采用為常見形式的盤片式結構。

為有利于提高該盤片部分的抗變形能力，使上述整體式動環中所述的外展結構采用為其內徑側的軸向厚度大于外徑側的軸向厚度，是另一種優選的方式。其中，一種更好的方式，是使該外展結構的軸向厚度采用為由徑向外周部以階梯式結構向心遞增的形式，從而既能實現同樣的目的和效果，也更易于加工。