專利名稱：帶自支承型中間差速環(huán)的機(jī)械密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及在旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械密封技術(shù)領(lǐng)域中的一種帶有中間差速環(huán)結(jié)構(gòu)的機(jī)械密封裝置，可適用于壓縮機(jī)、泵、反應(yīng)釜、攪拌器等旋轉(zhuǎn)式機(jī)械旋轉(zhuǎn)軸間的端面密封。
背景技術(shù)：
流體端面機(jī)械密封裝置中的核心構(gòu)件，是面對面設(shè)置的旋轉(zhuǎn)環(huán)(旋轉(zhuǎn)環(huán))和靜止環(huán)(靜止環(huán))，通過其軸向相對端的密封面直接接觸或小間隙分離實(shí)現(xiàn)介質(zhì)的密封(即端面密封)。傳統(tǒng)機(jī)械密封的旋轉(zhuǎn)環(huán)與被密封機(jī)組的旋轉(zhuǎn)軸固連而保持為同步旋轉(zhuǎn)，靜止環(huán)則周向固定在機(jī)座(靜止環(huán)座)上，因此動/靜環(huán)密封端面間的相對轉(zhuǎn)速，即為被密封機(jī)組旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。由于其兩密封面之間的相對轉(zhuǎn)速完全由被密封機(jī)組的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速決定，無法進(jìn)行調(diào)控，使得密封面間的相對轉(zhuǎn)速會嚴(yán)重影響密封的正常使用，特別是影響高速和低速機(jī)組軸向端面密封的穩(wěn)定性。例如接觸式機(jī)械密封在高速狀態(tài)下密封面間的相對轉(zhuǎn)速過高，會導(dǎo)致密封面產(chǎn)生嚴(yán)重的摩擦、磨損、發(fā)熱、變形等現(xiàn)象，密封性能迅速下降，甚至不能正常工作；而非接觸式機(jī)械密封在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，端面間流體膜不能生成足夠的開啟力和剛度，導(dǎo)致了無法保證密封面的正常分離及間隙的穩(wěn)定性。此外，當(dāng)被密封機(jī)組旋轉(zhuǎn)軸速度波動時(shí)，特別是啟、停時(shí)，密封面間的接觸狀況更會急劇惡化。為此，中國專利公開號CN101806362A和公告號CN201772069U中，公開了一種通過在旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)之間設(shè)置了具有旋轉(zhuǎn)差速的中間旋轉(zhuǎn)環(huán)的方式，可以改變機(jī)械密封中兩密封面之間的相對轉(zhuǎn)速，并使其密封面的相對轉(zhuǎn)速可調(diào)控。在該結(jié)構(gòu)中，所說的中間旋轉(zhuǎn)環(huán)的結(jié)構(gòu)、支承及轉(zhuǎn)速的調(diào)整和控制是實(shí)現(xiàn)其功能的關(guān)鍵。在201220148219. 2號專利中，本申請人曾在此基礎(chǔ)上提出了一種帶中間差速環(huán)的機(jī)械密封裝置，由具有主驅(qū)動軸的行星輪系變速單元驅(qū)動該中間環(huán)旋轉(zhuǎn)。由于其對中間環(huán)的驅(qū)動始終需由一個單獨(dú)的動力源并經(jīng)一系列機(jī)械傳動，來帶動同樣需要進(jìn)行獨(dú)立支承的中間環(huán)旋轉(zhuǎn)，因而其雖可保證單級密封的實(shí)現(xiàn)，但在對兩級或有更多級密封時(shí)，在各級密封驅(qū)動件之間會出現(xiàn)難以消除的相互干涉。此外，由于對中間環(huán)的支承，以及其驅(qū)動/傳動件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，驅(qū)動件和軸承等結(jié)構(gòu)部件的安裝誤差、運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的振動、工作變形等，都會剛性地傳入中間環(huán)，也是影響其工作穩(wěn)定性的不可忽視因素。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述情況，本實(shí)用新型提供了一種帶自支承型中間差速環(huán)的機(jī)械密封裝置，特別是通過電磁作用原理實(shí)現(xiàn)中間差速旋轉(zhuǎn)環(huán)的自支承和轉(zhuǎn)速調(diào)控的機(jī)械密封裝置，簡化了結(jié)構(gòu)，并可以有效消除各級密封之間的相互干涉，提高了在較高/較低轉(zhuǎn)速以及頻繁啟停型機(jī)組密封的使用壽命。本實(shí)用新型帶自支承型中間差速環(huán)的機(jī)械密封裝置，其基本結(jié)構(gòu)同樣是在可隨旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)環(huán)和位于靜止環(huán)座上的靜止環(huán)的相對密封端面之間，設(shè)置有其兩側(cè)軸向端面分別與旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)的密封面作密封配合并具有轉(zhuǎn)速差的中間環(huán)結(jié)構(gòu)。所說的中間環(huán)結(jié)構(gòu)中，包括有中間環(huán)本體和以環(huán)狀方式布置連接在其外圓柱面上的磁性結(jié)構(gòu)體；在與該環(huán)狀布置的磁體結(jié)構(gòu)間隔相對的靜止環(huán)座的對應(yīng)圓周部位，相應(yīng)設(shè)有至少帶有兩組間隔布置有用于設(shè)置電磁線圈繞組的繞線槽的定子組件。所說該中間環(huán)本體，經(jīng)其內(nèi)孔面空套于隨旋轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動的軸套之外，使其可相對于隨旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的軸套外圓柱面能產(chǎn)生軸向的移動和徑向的偏心。所說定子組件繞線槽中的電磁線圈繞組，可以與直流或交流電源連接， 其中優(yōu)選為使用三相交流電，繞線槽中的電磁線圈繞組則相應(yīng)采用能與三相交流電匹配的三相繞線組。[0007]本實(shí)用新型上述機(jī)械密封裝置中該中間差速旋轉(zhuǎn)環(huán)的自支承和旋轉(zhuǎn)，是通過與電動機(jī)電磁能量轉(zhuǎn)換的同樣原理實(shí)現(xiàn)的在靜止環(huán)座的圓周部位的定子組件中間隔布置的電磁線圈繞組中以旋轉(zhuǎn)方式依次通入電流后產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，作用于中間環(huán)本體外圓柱面上環(huán)狀方式布置連接的磁性結(jié)構(gòu)體，即可驅(qū)動中間環(huán)本體旋轉(zhuǎn)，并帶動空套于旋轉(zhuǎn)軸軸套之外的中間環(huán)結(jié)構(gòu)，自動處于懸浮空套于軸套外的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行。改變定子通入組件中繞線組的電流強(qiáng)度或頻率，即可實(shí)現(xiàn)對中間旋轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)整和控制。[0008]在應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)換原理的電動機(jī)中，目前可有永磁驅(qū)動和電勵磁驅(qū)動之分。永磁驅(qū)動機(jī)構(gòu)是由永磁體建立勵磁磁場，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的裝置。隨著永磁材料性能的不斷提高，特別是稀土永磁材料，加工工藝的進(jìn)一步完善以及控制技術(shù)的發(fā)展，永磁驅(qū)動的應(yīng)用范圍越來越廣，并向更高水平發(fā)展。相對于電勵磁驅(qū)動機(jī)構(gòu)，永磁驅(qū)動機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕等特點(diǎn)，且尺寸和結(jié)構(gòu)形式靈活多樣，可以拓?fù)涑龊芏喾N結(jié)構(gòu)形式。由于永磁驅(qū)動機(jī)構(gòu)取消了電勵磁系統(tǒng)，從而提高了驅(qū)動機(jī)構(gòu)的效率，并使得結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，可以實(shí)現(xiàn)電勵磁驅(qū)動機(jī)構(gòu)難以達(dá)到的高性能。因此，本實(shí)用新型上述結(jié)構(gòu)中所說的磁性結(jié)構(gòu)體優(yōu)選為永磁材料結(jié)構(gòu)體，并更特別優(yōu)選為釤鈷或釹鐵硼材料結(jié)構(gòu)體。[0009]為方便進(jìn)一步對附加結(jié)構(gòu)的設(shè)置，便于對零部件的精加工，以及一定程度上減小中間環(huán)本體的徑向尺寸，上述的機(jī)械密封裝置中，在所說隨旋轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動的軸套上，還可以進(jìn)一步固定有旋轉(zhuǎn)套筒，所說的中間環(huán)本體則經(jīng)其內(nèi)孔面以具有所說徑向單邊間隙的方式空套于該旋轉(zhuǎn)套筒的外圓柱面之外。[0010]考慮到實(shí)際生產(chǎn)中的表面加工粗糙度和圓柱度誤差等因素、材料的熱膨脹性差異、裝配過程和受力不均勻的影響，以及中間環(huán)本體在旋轉(zhuǎn)時(shí)徑向受動壓力的可浮動情況， 上述結(jié)構(gòu)中所說空套于該旋轉(zhuǎn)軸套或旋轉(zhuǎn)套筒外圓柱面之外的徑向單邊間隙，可優(yōu)選為 O. 00Γ0. 2毫米。試驗(yàn)顯示，過大的間隙會不同程度減小旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的動壓力，并會增大徑向顫震的可能性和幅度。[0011]上述結(jié)構(gòu)中所說以環(huán)狀方式布置連接在中間環(huán)本體外圓柱面上的磁性結(jié)構(gòu)體，可以直接連接在中間環(huán)本體外圓柱面上。但為減少和抵消設(shè)置在中間環(huán)本體外圓柱面上該磁性結(jié)構(gòu)體在隨中間環(huán)結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)、特別是高速旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的離心應(yīng)力帶來的不利影響，甚至在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)可能發(fā)生的爆裂，優(yōu)選采用使所說的磁性結(jié)構(gòu)體經(jīng)導(dǎo)磁性的保護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置在中間環(huán)本體外圓柱面上的方式。[0012]所說的保護(hù)結(jié) 構(gòu)可以為多種形式的輔助性加強(qiáng)或加固結(jié)構(gòu)。例如，一種可選擇的方式，是由兩個以內(nèi)孔面過盈裝配于中間環(huán)本體外圓柱面上并徑向擴(kuò)展的平面盤，并與在其徑向外側(cè)端呈圓柱面形式的封閉套所形成的腔體結(jié)構(gòu)，所說該磁性結(jié)構(gòu)體則可以間隙式軸向裝配在該兩平面盤之間，并配合于封閉套的內(nèi)孔面?zhèn)?。為保證電磁傳導(dǎo)，其中至少該封閉套應(yīng)具有導(dǎo)磁性，以保證其以電磁方式正常工作。上述所說的由軸向間隔的兩個平面盤及其徑向外側(cè)端圓柱面形式的封閉套所構(gòu)成的腔體型保護(hù)結(jié)構(gòu)，可以是整體型的腔體結(jié)構(gòu)，更優(yōu)選的是使其中的封閉套與其兩側(cè)的平面盤以間隙式軸向裝配，其間并經(jīng)傳動銷等方式傳動連接的裝配式腔體結(jié)構(gòu)。在上述結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在所說的中間環(huán)本體的內(nèi)孔面與旋轉(zhuǎn)軸套或轉(zhuǎn)旋套筒的外圓柱面之間的相對配合面中，至少一側(cè)的配合面上以環(huán)繞其周面的等間距方式分布有凹入其表面內(nèi)的淺槽。這里所說的淺槽，可以按目前在密封端面上開設(shè)淺槽的同樣或類似方式設(shè)置，淺槽的深度也可按通常方式，優(yōu)選為0. OOfO. 2毫米。淺槽的形式同樣也可以在如常用的直線槽、斜線槽、螺旋槽、圓孤槽、人字槽、T形槽等中選擇。根據(jù)計(jì)算以及試驗(yàn)結(jié)果顯示，一般情況下，所說的上述圓柱配合面之間相對旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的流體動壓力，在一定范圍內(nèi)會隨淺槽設(shè)置數(shù)量的增多而相應(yīng)增加。例如，當(dāng)淺槽的開設(shè)數(shù)量< 8個時(shí)，流體動壓力會隨淺槽數(shù)量的增大而迅速增加；當(dāng)淺槽數(shù)量繼續(xù)增多到12個以上后，流體動壓力隨淺槽數(shù)量的增大只有較小的增加；當(dāng)淺槽數(shù)量多于20個以后，淺槽數(shù)量的增大對流體動壓力的影響已非常微弱。因此，所說在中間環(huán)本體的內(nèi)孔面和/或，軸套或轉(zhuǎn)旋套筒的外圓柱面上所說的等間距分布的淺槽數(shù)量，優(yōu)選為6 24個。所說在中間環(huán)本體的內(nèi)孔面和/或，軸套或轉(zhuǎn)旋套筒的外圓柱面間相對配合面上所說的淺槽，可以為以貫穿其兩側(cè)端面的貫通槽方式設(shè)置；也可以為由其配合面的兩側(cè)端面向位于其軸向?qū)挾葘ΨQ中心線部位的圓周隔擋結(jié)構(gòu)延伸的非貫通槽形式。其中，以所說位于圓周隔擋結(jié)構(gòu)的軸向兩側(cè)方式設(shè)置非貫通槽時(shí)，更優(yōu)選的是采用在圓周隔擋結(jié)構(gòu)的軸向兩側(cè)對稱分布的形式。本實(shí)用新型上述帶自支承型中間差速環(huán)的機(jī)械密封裝置，通過電磁能量轉(zhuǎn)換的原理和流體動壓原理，既實(shí)現(xiàn)了使中間差速環(huán)的自支承，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了對中間差速環(huán)的驅(qū)動和轉(zhuǎn)速的調(diào)控，而且解決了目前對中間環(huán)需解決的單獨(dú)支承和單獨(dú)驅(qū)動件驅(qū)動問題，也解決了在進(jìn)行兩級或多級密封時(shí)其驅(qū)動和傳動間的相互干涉，以及其因安裝誤差、振動、工作變形等剛性傳入中間環(huán)所不可避免帶來的影響，使高速接觸式機(jī)械密封和低速非接觸式機(jī)械密封都能具有更高的穩(wěn)定性。以下結(jié)合由附圖所示實(shí)施例的具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本實(shí)用新型上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。

圖1是本實(shí)用新型帶自支承型中間差速環(huán)的機(jī)械密封裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中中間環(huán)結(jié)構(gòu)的一種放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是中間環(huán)本體與其外側(cè)結(jié)構(gòu)的圓周配合面間設(shè)置內(nèi)凹淺槽的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖1中靜止環(huán)座上與中間環(huán)結(jié)構(gòu)對應(yīng)圓周部設(shè)置的一種定子組件的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0023]如圖所示的是本實(shí)用新型帶自支承型中間差速環(huán)的機(jī)械密封裝置的一種結(jié)構(gòu)形式。該密封裝置主要由旋轉(zhuǎn)環(huán)1、具有轉(zhuǎn)速差的中間環(huán)結(jié)構(gòu)2、定子組件3、靜止環(huán)4、靜止環(huán)座5、防轉(zhuǎn)銷6、彈簧7、推環(huán)8、卡環(huán)9、公差環(huán)10、軸套11等構(gòu)成。[0024]中間環(huán)結(jié)構(gòu)2設(shè)置在旋轉(zhuǎn)環(huán)I與靜止環(huán)4之間，其左端面211與旋轉(zhuǎn)環(huán)I的右端面呈面對面設(shè)置，形成第一組密封面；右端面212與靜止環(huán)4的左端面呈面對面設(shè)置，形成第二組密封面。定子組件3設(shè)置在中間環(huán)結(jié)構(gòu)2的徑向外側(cè)，以間隔相對的方式固定連接在靜止環(huán)座5上。定子組件3由定子沖片沿軸向疊壓而成，沿其圓周布置有數(shù)組至數(shù)十組用于設(shè)置能與三相交流電匹配的三相電磁線圈繞組的繞線槽301。轉(zhuǎn)子套筒205由徑向的公差環(huán)10脹緊在軸套11上，其軸向左側(cè)的端面209與旋轉(zhuǎn)環(huán)右側(cè)面接觸進(jìn)行定位，右側(cè)端面206由卡環(huán)9限位。[0025]中間環(huán)結(jié)構(gòu)2中，包括有中間環(huán)本體204，優(yōu)選為釤鈷或釹鐵硼材料的永磁體201， 為圓柱面形式的鐵磁材料封閉套202，和以軸向間隔方式過盈裝配于中間環(huán)本體204外圓柱面上的兩個徑向擴(kuò)展平面盤203。兩平面盤203在封閉套202的兩側(cè)端面部，分別以間隙為O. 0Γ0. 2毫米的非接觸式軸向裝配，并經(jīng)兩側(cè)的傳動銷214與封閉套202傳動連接，形成對永磁體201的腔體式保護(hù)結(jié)構(gòu)。永磁體201在該保護(hù)結(jié)構(gòu)中，兩側(cè)面以同樣的小間隙非接觸式裝配于兩平面盤203之間，并以其外圓柱面與封閉套202的內(nèi)孔面過盈配合或間隙配合連接。中間環(huán)本體204的內(nèi)孔面208以徑向單邊間隙h為O. 00Γ0. 2毫米的方式空套在轉(zhuǎn)子套筒205的外圓柱面210上。中間環(huán)本體204、連接于其外周面由封閉套202、平面盤203構(gòu)成的保護(hù)結(jié)構(gòu)，以及設(shè)置于該保護(hù)結(jié)構(gòu)中的永磁體201，即構(gòu)成可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸 207的共同軸線旋轉(zhuǎn)的整體型中間環(huán)結(jié)構(gòu)2。[0026]試驗(yàn)顯示，永磁體201的外圓柱面與封閉套202的內(nèi)孔面以過盈配合或間隙配合時(shí)，過盈配合時(shí)的過盈量宜不大于30微米，間隙配合時(shí)的間隙值宜不大于100微米。由于封閉套202與永磁體201的外圓柱面形成配合，該配合當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心應(yīng)力大于介質(zhì)壓應(yīng)力時(shí)為過盈配合,并由此產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)力，以抵消永磁體201旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心應(yīng)力，從而防止高速旋轉(zhuǎn)時(shí)永磁體201爆裂；當(dāng)離心應(yīng)力小于介質(zhì)壓應(yīng)力時(shí)為間 隙配合，此時(shí)封閉套202在介質(zhì)壓力作用下徑向收縮，最終與永磁體201的外表面接觸，并形成一定的壓應(yīng)力，以抵消永磁體201旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心應(yīng)力。[0027]在中間環(huán)本體204的內(nèi)孔面208和/或轉(zhuǎn)旋套筒205外圓柱面210中，可以按照目前在端面密封的密封面上的同樣方式，環(huán)繞其相對配合周面等間距地分布有6 24個凹入表面內(nèi)0. OOfO. 2毫米的直線槽、斜線槽、螺旋槽、圓孤槽、人字槽、T形槽等形式的淺槽 215。該淺槽可以為貫穿其配合周面兩側(cè)端面的貫通式槽，也可以是如圖3所示的方式，為由其配合面的兩側(cè)端面向其軸向?qū)挾鹊膶ΨQ中心線213部的圓周隔擋結(jié)構(gòu)(壩)217延伸的非貫通斜線槽，各周向相鄰的淺槽215間，經(jīng)相應(yīng)的堰216相互分隔。圓周隔擋結(jié)構(gòu)217軸向兩側(cè)的各非貫通槽，以對稱形式分布于圓周隔擋結(jié)構(gòu)217的軸向兩側(cè)。[0028]在上述密封裝置的工作過程中，被密封機(jī)組旋轉(zhuǎn)軸207的轉(zhuǎn)速為Ii1,中間環(huán)結(jié)構(gòu)2 的轉(zhuǎn)速為η2。旋轉(zhuǎn)環(huán)I的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)軸207的轉(zhuǎn)速同為Ii1,則旋轉(zhuǎn)環(huán)I與中間環(huán)結(jié)構(gòu)2所構(gòu)成密封面的相對轉(zhuǎn)速為η2±ηι，中間環(huán)結(jié)構(gòu)2與靜止環(huán)4的構(gòu)成密封面的相對轉(zhuǎn)速為η2。 H1不可變，但η2可以根據(jù)需要，通過調(diào)整定子組件3中繞線組的電流強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整，就可以改變中間旋轉(zhuǎn)環(huán)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)對兩組密封面間的相對轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)控，而不受被密封機(jī)組旋轉(zhuǎn)軸207轉(zhuǎn)速的影響。[0029]例如，本實(shí)施例中如密封面的相對轉(zhuǎn)速最佳范圍為800(Tl2000 rpm，正常工作轉(zhuǎn)速為1000 rpm，下面分別就幾種工況對兩密封面的相對轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算。[0030](一)被密封機(jī)組旋轉(zhuǎn)軸207停止，即機(jī)組停車，此時(shí)Ii1=Orpm15[0031]傳統(tǒng)機(jī)械密封則此時(shí)的密封面相對無轉(zhuǎn)動，因而其在啟/停過程中可能對密封造成劇烈的摩擦磨損。在本實(shí)施例中，可直接調(diào)整中間環(huán)結(jié)構(gòu)2的轉(zhuǎn)速為112=10000 rpm，則第一組密封面的相對轉(zhuǎn)速為Ain1=IOOOO rpm,第二組密封面的相對轉(zhuǎn)速為n2 =10000 rpm, 密封面相對轉(zhuǎn)速均在最佳范圍內(nèi)。[0032](二)被密封機(jī)組旋轉(zhuǎn)軸207啟動或停車過程中，此時(shí)Ii1=IOOrpmtj[0033]傳統(tǒng)機(jī)械密封中此時(shí)的密封面相對轉(zhuǎn)速即為lOOrpm。在本實(shí)施例中，可直接調(diào)整中間環(huán)結(jié)構(gòu)2的轉(zhuǎn)速為n2=10000 rpm,則第一組密封面的相對轉(zhuǎn)速為Iifn1=IOlOO rpm, 1^-1^=9900 rpm,第二組密封面的相對轉(zhuǎn)速為n2 =10000 rpm,密封面相對轉(zhuǎn)速均在最佳范圍內(nèi)。[0034](三)被密封機(jī)組旋轉(zhuǎn)軸207在正常工作狀態(tài)下，此時(shí)Ii1=IOOOrpmtj[0035]傳統(tǒng)機(jī)械密封此時(shí)的密封面相對轉(zhuǎn)速即為lOOOrpm。在本實(shí)施例中，可直接調(diào)整中間環(huán)結(jié)構(gòu)2的轉(zhuǎn)速為n2=10000 rpm,則第一組密封面的相對轉(zhuǎn) 速為nfnellOOO rpm, 1^-1^=9000 rpm,第二組密封面的相對轉(zhuǎn)速為n2 =10000 rpm,密封面相對轉(zhuǎn)速均在最佳范圍內(nèi)。[0036]以上實(shí)施例只以單級密封的結(jié)構(gòu)及其工作過程，對本實(shí)用新型的密封裝置進(jìn)行說明。在實(shí)際使用過程中，密封總體布局根據(jù)需要，還可以在本實(shí)用新型上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)變化，實(shí)現(xiàn)如單端面密封、雙端面密封、串聯(lián)式密封(兩級以上)、串聯(lián)帶中間迷宮(兩級以上)，還可以和浮環(huán)密封、碳環(huán)密封、迷宮密封等其它密封型式組成相應(yīng)的組合式密封。
權(quán)利要求1.帶自支承型中間差速環(huán)的機(jī)械密封裝置，在可隨旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)環(huán)(I)和位于靜止環(huán)座(5)上的靜止環(huán)(4)的相對密封端面之間，設(shè)置有兩側(cè)軸向端面分別與旋轉(zhuǎn)環(huán)(I)和靜止環(huán)(4)的密封面作密封配合并具有轉(zhuǎn)速差的中間環(huán)結(jié)構(gòu)(2)，其特征是中間環(huán)結(jié)構(gòu)(2)中包括有中間環(huán)本體(204)和以環(huán)狀方式布置連接在其外圓柱面上的磁性結(jié)構(gòu)體(201)，在與該環(huán)狀布置的磁體結(jié)構(gòu)(201)間隔相對的靜止環(huán)座(5)的對應(yīng)圓周部位，相應(yīng)設(shè)有至少帶有兩組間隔布置的用于設(shè)置電磁線圈繞組繞線槽(301)的定子組件(3)，中間環(huán)本體(204 )經(jīng)其內(nèi)孔面(208 )空套于隨旋轉(zhuǎn)軸(207 )同步轉(zhuǎn)動的軸套(11)之外。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封裝置，其特征是所說在隨旋轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動的軸套(11)上固定有旋轉(zhuǎn)套筒(205)，中間環(huán)本體(204)經(jīng)其內(nèi)孔面(208)以具有徑向單邊間隙(h)的方式空套于旋轉(zhuǎn)套筒(205)的外圓柱面(210)之外，徑向單邊間隙(h)優(yōu)選為O. OOfO. 2毫米。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封裝置，其特征是所說的磁性結(jié)構(gòu)體(201)經(jīng)導(dǎo)磁性的保護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置在中間環(huán)本體(204)外圓柱面上。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)械密封裝置，其特征是所說的保護(hù)結(jié)構(gòu)為由以內(nèi)孔面過盈裝配于中間環(huán)本體(204)外圓柱面上徑向擴(kuò)展的兩個平面盤(203)，和在其徑向外側(cè)端圓柱面形式的封閉套(202)所形成的腔體結(jié)構(gòu)，磁性結(jié)構(gòu)體(201)以間隙式軸向裝配在該兩平面盤(203 )之間，并配合于封閉套(202 )的內(nèi)孔面?zhèn)?，至少該封閉套(202 )具有導(dǎo)磁性。
5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)械密封裝置，其特征是所說的封閉套(202)與其兩側(cè)的平面盤(203)間隙式軸向裝配，其間經(jīng)傳動銷(214)傳動連接。
6.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封裝置，其特征是所說的磁性結(jié)構(gòu)體(201)為永磁材料結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選為釤鈷或釹鐵硼材料結(jié)構(gòu)體。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的機(jī)械密封裝置，其特征是在所說的中間環(huán)本體(204)的內(nèi)孔面(208 )與軸套(11)或轉(zhuǎn)旋套筒(205 )的外圓柱面(210 )之間的相對配合面中，至少一側(cè)的配合面上以環(huán)繞其周面的等間距方式分布有凹入其表面內(nèi)的淺槽(215)，包括直線槽、斜線槽、螺旋槽、圓孤槽、人字槽、T形槽中的任一種。
8.如權(quán)利要求7所述的機(jī)械密封裝置，其特征是所說中間環(huán)本體(204)的內(nèi)孔面(208)和/或軸套(11)、轉(zhuǎn)旋套筒(205)的外圓柱面(210)間相對配合面上所說的等間距分布的淺槽(215)數(shù)量為6 24個。
9.如權(quán)利要求7所述的機(jī)械密封裝置，其特征是所說中間環(huán)本體(204)的內(nèi)孔面(208)和/或軸套(11)、轉(zhuǎn)旋套筒(205)的外圓柱面(210)間相對配合面上的淺槽(215)為貫穿其兩側(cè)端面的貫通式槽。
10.如權(quán)利要求7所述的機(jī)械密封裝置，其特征是所說中間環(huán)本體(204)的內(nèi)孔面(208)和/或軸套(11)、轉(zhuǎn)旋套筒(205)的外圓柱面(210)間相對配合面上的淺槽(215)，為由其配合面的兩側(cè)端面向位于其軸向?qū)挾葘ΨQ中心線(213 )部位的圓周隔擋結(jié)構(gòu)(217 )延伸的非貫通槽，位于所說該圓周隔擋結(jié)構(gòu)(217)的軸向兩側(cè)非貫通槽，優(yōu)選為在圓周隔擋結(jié)構(gòu)(217)的軸向兩側(cè)對稱分布。
專利摘要帶自支承型中間差速環(huán)的機(jī)械密封裝置，在可隨旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)環(huán)和位于靜止環(huán)座上的靜止環(huán)的相對密封端面之間，設(shè)置有兩側(cè)軸向端面分別與旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)的密封面作密封配合并具有轉(zhuǎn)速差的中間環(huán)結(jié)構(gòu)。中間環(huán)結(jié)構(gòu)中包括有中間環(huán)本體和環(huán)狀布置連接在其外圓柱面上的磁性結(jié)構(gòu)體，在與該環(huán)狀布置的磁體結(jié)構(gòu)間隔相對的靜止環(huán)座的對應(yīng)圓周部位，設(shè)有至少帶有兩組間隔布置的電磁線圈繞線槽的定子組件，中間環(huán)本體經(jīng)其內(nèi)孔面空套于隨旋轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動的軸套之外。該密封裝置不僅能實(shí)現(xiàn)密封端面的相對轉(zhuǎn)速可調(diào)控，使被密封機(jī)組轉(zhuǎn)速不直接決定密封端面的相對轉(zhuǎn)速，還解決了中間環(huán)需單獨(dú)支承和單獨(dú)驅(qū)動件驅(qū)動的問題，同時(shí)消除了兩級或多級密封時(shí)的相互干涉，降低了安裝誤差、振動、工作變形等的影響，使高速接觸式/低速非接觸式機(jī)械密封都更為穩(wěn)定。
文檔編號F16J15/34GK202867851SQ20122050107
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者王和順, 朱維兵, 董霖, 王良柱, 牛苗苗, 鄔瓦尼, 李珂, 鄭建科, 秦小嶼, 陳華, 汪勇, 徐紅, 黎玉彪, 陳坤 申請人:西華大學(xué)