[發(fā)明專利]一種剖分式機(jī)械密封及其剖分接觸界面的密封方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010600117.9
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111677864B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫見君;倪興雅;馬晨波;於秋萍;蘇徐辰;蔄志鵬;王琳娜
• 申請（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F16J15/30
• 分類號: F16J15/30;F16J15/34
• 代理公司: 南京科闊知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32400
• 代理人: 王清義

本專利公開了一種在受熱或承壓狀態(tài)下密封環(huán)剖分界面產(chǎn)生間隙時仍然具有良好密封能力的剖分式機(jī)械密封及其密封方法。該剖分式機(jī)械密封包括剖分式動環(huán)、剖分式靜環(huán)，所述的剖分式動環(huán)與剖分式靜環(huán)通過密封端面貼合構(gòu)成端面動密封，其特征在于：所述的剖分式動環(huán)與剖分式靜環(huán)各有2片半環(huán)，每片半環(huán)擁有的2個剖分面處于同一平面內(nèi)即圓心角為180°，動環(huán)和靜環(huán)各自的一片半環(huán)的2個剖分面上分別附著一薄層高分子材料，各自的另一片半環(huán)的2個剖分面為光滑基體剖分面。該密封方法是使得2片半環(huán)施加載荷，使得動環(huán)和靜環(huán)剖分接觸界面的空隙率小于逾滲閾值0.3116，軸向單邊高分子溢出量小于0.223μm，徑向單邊高分子溢出量小于0.447μm。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于密封技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種剖分式機(jī)械密封，適用于改善和提高各種壓縮 機(jī)、離心泵、反應(yīng)釜攪拌器等旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸用剖分式機(jī)械密封的性能，減少機(jī)械設(shè) 備內(nèi)介質(zhì)的泄漏。

背景技術(shù)

機(jī)械密封作為一種旋轉(zhuǎn)軸用動密封，因結(jié)構(gòu)簡單和性能穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用于電力、船舶、 航空航天、石油化工等領(lǐng)域的裝置上。但是動環(huán)、靜環(huán)之間的相對轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的端面摩擦磨損， 會導(dǎo)致機(jī)械密封失效。有關(guān)資料表明，機(jī)器設(shè)備維修中有40％～50％的工作量用于軸封的維修， 大約有70％的維修費(fèi)用于處理相關(guān)機(jī)器的密封故障。然而，機(jī)械密封的易損件—動環(huán)、靜環(huán) 都是閉合環(huán)形，且穿套在旋轉(zhuǎn)軸上，拆卸修理或更換時需要卸下軸端的配合件，工程量大、 耗時長、費(fèi)用高。為此，自上個世紀(jì)90年代初就有人開始研究結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便的剖分式 機(jī)械密封。

從現(xiàn)有公知技術(shù)可以看到，目前密封環(huán)剖分面的密封方法可分為三種：一種是將脆性整 環(huán)以斷面形式分開(Sato T,Okubo H.Split mechanical seal:US,2010/0264597A1[P]. 2010-10-21；Nagai Y,Matsushita M,Yamauchi Y.Mechanical sealincluding a split seal ring:US,5067733[P].1991-11-26；Sangren J E,Poter JS.Rotat-ing seal ring component kit for a mechanical split seal:US,5913521[P].1999-06-22)，該方法可獲得較好 的密封性能，但只能一組配對，不具備互換性(BezakR.Design and application of split mechanical end face seals[J].Lubrica-tionEngineering,1978,34(6):304-308+319)， 而且制作時成品完好率低；一種是分型表面開有溝槽，槽內(nèi)放置彈塑性密封件(武鵬,付國 濤,葉素丹,吳大轉(zhuǎn).剖分式機(jī)械密封及裝有剖分式機(jī)械密封的雙螺桿泵:中國, 103388580A[P].2013-11-13)，該方式具有良好的密封性能，但要求對溝槽尺寸及密封件 壓縮量進(jìn)行嚴(yán)格控制，以防止彈塑性密封件溢出動、靜環(huán)密封端面或龜縮于剖分面達(dá)不到動、 靜環(huán)密封端面處，導(dǎo)致動、靜環(huán)密封端面不能貼合或近密封端面處的剖分面存在徑向泄漏通 道，如圖1所示；最后一種是將各剖分面加工足夠光滑，依靠剖分面直接接觸實現(xiàn)密封 (Azibert H V.Split mechanical face seal:US,4576384[P].1986-03-18；Azibert H V. Universal split mechanical seal:US,5571268[P].1996-11-05；James B,Harris K L. Split mechanical face seal:US,6485023B2[P].2002-11-26；孫見君，胡瓊，佘寶秋， 涂橋安，等.具有自緊密封能力的剖分式機(jī)械密封:CN,103307284B[P].2015-10-21)， 該方法因結(jié)構(gòu)簡單最受歡迎，但在受熱或承壓時，聯(lián)接螺栓的伸長，導(dǎo)致剖分面的接觸應(yīng)力 降低而形成較大的空隙率，誘發(fā)泄漏。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述不足，提供一種在受熱或承壓狀態(tài)下密封環(huán)剖分界面產(chǎn)生間隙 時仍然具有良好密封能力的剖分式機(jī)械密封。具體技術(shù)方案如下：