專利名稱：機(jī)械密封在高真空裝置上的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械密封在高真空裝置上的應(yīng)用，所述的機(jī)械密封是指在所述高真空裝置的開口處與伸入其中的旋轉(zhuǎn)軸之間的動(dòng)密封。
迄今為止，這種機(jī)械密封只為防止外漏而設(shè)置，例如，使用在冷凍機(jī)上的壓縮器、渦輪增壓泵等內(nèi)壓大于外壓的裝置上，用以防止氣體或液體外漏。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，例如在真空工況下，也就是說在外壓大于內(nèi)壓的工況下反應(yīng)器的密封一般使用填料密封，即在需密封處的旋轉(zhuǎn)軸上纏上選用的填料帶，再用壓蓋壓緊。由于填料密封的密封性能與壓蓋的壓緊狀態(tài)及物料狀態(tài)有關(guān)，所以使用這種方法對密封狀態(tài)難以控制，不能保證高真空反應(yīng)裝置持續(xù)穩(wěn)定地工作。
于上述情況，提出了本發(fā)明。
本發(fā)明的目的是將現(xiàn)有的一種機(jī)械密封件做為動(dòng)密封裝置使用于高真空工況下的反應(yīng)裝置上，以防止內(nèi)漏。所述的高真空工況是指在該裝置中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸在軸向上的竄動(dòng)不大于5微米時(shí)，徑向擺動(dòng)不大于10微米時(shí)該裝置具有0.5托的真空度。
本發(fā)明是通過下述方案來實(shí)現(xiàn)的即將已知的一種機(jī)械密封件裝于高真空反應(yīng)裝置上的開口處與伸入的旋轉(zhuǎn)軸之間。所述的機(jī)械密封是動(dòng)密封，又稱端面密封。動(dòng)密封面垂直于旋轉(zhuǎn)軸線，或大體上垂直于旋轉(zhuǎn)軸線，該密封件內(nèi)設(shè)置有彈性元件、輔助密封圈以構(gòu)成軸向磨損的補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。主要的構(gòu)成還包括楔形密封環(huán)壓蓋、動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、冷卻潤滑油進(jìn)口、冷卻潤滑油管、靜環(huán)座等。
采用機(jī)械密封的原理是在密封面間維持一個(gè)極薄的液膜，該液膜是由在密封面間的冷卻潤滑劑形成的，要保持長久的使用壽命和良好的密封性能就要求密封面間液膜所產(chǎn)生的阻力大于密封端面兩側(cè)的壓力差。為此，對所采用的機(jī)械密封件需提出下列技術(shù)要求1、端面寬度密封端面是由動(dòng)環(huán)和靜環(huán)所構(gòu)成，它們的材料可選用一軟一硬，密封面可設(shè)計(jì)成一寬一窄，軟材料的制成窄環(huán)，硬材料的制成寬環(huán)，這樣就使窄環(huán)被均勻磨損而不致嵌入到寬環(huán)中去。如果動(dòng)環(huán)和靜環(huán)均選用硬材料時(shí)，則兩環(huán)均制成窄環(huán)，並取相同的端面寬度。端面寬度b值隨不同的軸程而改變，當(dāng)軸徑為16-120毫米時(shí)，b＝3～6毫米，一般兩環(huán)的差值為1-3毫米。
2、動(dòng)、靜環(huán)與軸之間的間隙一般取1-3毫米，隨所選材質(zhì)不同而異。標(biāo)準(zhǔn)中的材質(zhì)為石墨、青銅或填充四氟塑料環(huán)。軸徑為16-100毫米時(shí)，該間隙取1毫米軸徑為110-120毫米時(shí)，該間隙取2毫米;硬質(zhì)合金環(huán)的軸徑為16-100毫米時(shí)，該間隙取2毫米;軸徑為110-120毫米時(shí)，該間隙取3毫米。
3、端面的工藝要求端面光潔度
10-12;
端面平直度h≤0.0009毫米當(dāng)所述機(jī)械密封件使用于高真空反應(yīng)裝置與伸入其內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸之間的動(dòng)密封時(shí)的受力分析如下端面壓強(qiáng)P端是影響密封性能和壽命的重要因素。如用P彈表示由彈簧產(chǎn)生的壓強(qiáng)，用P介表示由彈簧產(chǎn)生的壓強(qiáng)，用P介表示由介質(zhì)產(chǎn)生的壓強(qiáng)，P反表示由液膜反力所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，則
P端＝P彈-P介-P反一般由于液膜反力很小，可以忽略不計(jì)。當(dāng)反應(yīng)裝置處于高真空工況時(shí)，介質(zhì)產(chǎn)生的壓強(qiáng)成為負(fù)值，則上式變?yōu)镻端＝P彈+P介-P反由此可見，該裝置的機(jī)械密封的壓強(qiáng)增加，加強(qiáng)了密封性能。
以上所述的使用條件是在該裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)中必須保證旋轉(zhuǎn)軸在軸向上竄動(dòng)不大于5微米，在徑向上擺動(dòng)不大于10微米，就可保證該裝置保持有0.5托的真空度。從理論上分析，該裝置的真空度還可進(jìn)一步提高。
下面參閱附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明附

圖1是該種機(jī)械密封件安裝在一個(gè)高真空反應(yīng)裝置上的外觀軸側(cè)圖。
附圖2是機(jī)械密封件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖。
如圖1所示所述已知的機(jī)械密封件用常規(guī)的方式如螺接固定在真空反應(yīng)裝置上。在圖2中可以看到，在該真空反應(yīng)裝置1的頂部焊有一個(gè)法蘭盤2，用螺釘3將機(jī)械密封件固定在該法蘭盤2上，使該真空反應(yīng)裝置1與伸入其中的旋轉(zhuǎn)軸4之間達(dá)到動(dòng)密封。該機(jī)械密封件包括一個(gè)楔形密封環(huán)5，在密封環(huán)5的下面裝有一個(gè)硬質(zhì)合金的動(dòng)環(huán)6，在密封環(huán)5的上面裝有一個(gè)壓環(huán)7，在壓環(huán)7的上面裝有一個(gè)楔形密封壓蓋8，在壓蓋與動(dòng)環(huán)之間用定位銷9加以固定，在動(dòng)環(huán)的下面設(shè)有兩個(gè)由石墨制成的靜環(huán)10，從而構(gòu)成了兩個(gè)徑向密封面，靜環(huán)固定在靜環(huán)座11中，在靜環(huán)座11上設(shè)有冷卻潤滑油管12及冷卻潤滑油進(jìn)口13，在靜環(huán)11的下方設(shè)置有輔助密封圈14和彈簧15作為軸向磨損的補(bǔ)償元件和緩沖元件。此外，還設(shè)有保險(xiǎn)鉤16以防止密封件松動(dòng)。
本發(fā)明是作為一種已知的機(jī)械密封件的新的應(yīng)用，該機(jī)械密封件在真空反應(yīng)裝置與伸入其中的旋轉(zhuǎn)軸之間的動(dòng)密封性能和密封壽命方面均具有特別突出的效果。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械密封裝置，包括一個(gè)楔形密封環(huán)，在該楔形密封環(huán)的下面裝有一個(gè)硬質(zhì)合金的動(dòng)環(huán)，在楔形密封環(huán)的上面裝有一個(gè)壓環(huán)，在壓環(huán)之上裝有一個(gè)楔形密封壓蓋，在壓蓋與動(dòng)環(huán)之間用定位銷加以固定，在動(dòng)環(huán)的下面設(shè)置有兩個(gè)由石墨制成的靜環(huán)，從而構(gòu)成了兩個(gè)徑向密封面，靜環(huán)固定在靜環(huán)座中，在靜環(huán)座上設(shè)置有冷卻潤滑油管和冷卻潤滑油進(jìn)口，在靜環(huán)的下方裝有輔助密封圈和彈簧作為軸向磨損的補(bǔ)償元件和緩沖元件，此外，還裝有保險(xiǎn)鉤，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)借助螺釘固定在真空反應(yīng)裝置頂部的法蘭盤上用來作為真空反應(yīng)裝置與伸入其中的旋轉(zhuǎn)軸之間的動(dòng)密封。
全文摘要
本發(fā)明是作為已知機(jī)械密封件的新的應(yīng)用，該機(jī)械密封件在真空反應(yīng)裝置與伸入其中的旋轉(zhuǎn)軸之間的動(dòng)密封性能和密封壽命方面具有特別突出的效果。所述的已知機(jī)械密封件的結(jié)構(gòu)主要包括楔形密封環(huán)、動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、壓環(huán)以及楔形密封壓蓋，構(gòu)成兩個(gè)徑向密封面，此外還裝有冷卻潤滑油管和冷卻潤滑油進(jìn)口以及輔助密封圈和彈簧，作為軸向磨損的補(bǔ)償元件和緩沖元件。該機(jī)械密封件以常用的方式與真空反應(yīng)裝置聯(lián)接。
文檔編號F16J15/54GK1076260SQ9210133
公開日1993年9月15日 申請日期1992年3月7日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月7日
發(fā)明者劉連甫 申請人:劉連甫