專(zhuān)利名稱(chēng)：雙端面機(jī)械密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械密封裝置，特別是一種雙端面機(jī)械密封裝置。適用于工作溫度與壓力較高的旋轉(zhuǎn)機(jī)械(如高壓攪拌釜)的密封。
由于化工生產(chǎn)工藝的需要，在工作壓力、工作溫度等方面對(duì)機(jī)械密封提出了較高的要求。雙端面機(jī)械密封是一種能較好地滿(mǎn)足要求的組合式動(dòng)密封裝置，它由介質(zhì)端和大氣端各一對(duì)動(dòng)靜環(huán)組成密封端面，密封端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)外彈力作用下保持貼合，起到密封作用。如中華人民共和國(guó)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(HG2098-91)頒布的“雙端面小彈簧UB型釜用機(jī)構(gòu)密封”即是一種適于化工行業(yè)應(yīng)用的動(dòng)密封裝置。


圖1是該密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
如
圖1所示在傳動(dòng)軸7上套裝有傳動(dòng)套1，傳動(dòng)套1的一端裝有一彈簧座2，用傳動(dòng)螺釘將彈簧座軸向定位，彈簧座內(nèi)裝有彈簧8，其上，下兩端各有一動(dòng)環(huán)4，彈簧力沿軸向向兩個(gè)相反方向分別作用在動(dòng)環(huán)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)上，彈簧座帶動(dòng)動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)，上、下靜環(huán)5固定在箱體上、下法蘭18上。該密封裝置的補(bǔ)償機(jī)構(gòu)存在如下缺陷；僅靠動(dòng)環(huán)的浮動(dòng)來(lái)保持動(dòng)、靜密封面的貼合，當(dāng)軸有徑向偏擺時(shí)，動(dòng)環(huán)端面不能保持與軸線(xiàn)垂直，所以對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的徑向偏擺要求較高。動(dòng)、靜環(huán)的固定組合方式不能很好彌補(bǔ)運(yùn)行中的磨損，加上偏擺的影響，動(dòng)、靜密封面不能保持良好的貼合，影響密封的可靠性。動(dòng)、靜環(huán)與動(dòng)、靜座之間的密封圈6距軸線(xiàn)半徑不等，傳遞軸向力時(shí)，密封件之間有扭、剪力矩，使密封端面受力變形較大，造成密封端面不能很好地貼合，亦影響密封的可靠性，使用工作壓力條件受到限制。
此外該裝置還存在沒(méi)有散熱結(jié)構(gòu)，不耐腐蝕等缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種補(bǔ)償能力強(qiáng)，密封可靠，工作壓力范圍大，耐高溫的雙端面機(jī)械密封裝置。
本實(shí)用新型采取的主要技術(shù)措施裝在旋轉(zhuǎn)軸上的傳動(dòng)套一端與一托盤(pán)狀動(dòng)環(huán)座為一整體，動(dòng)環(huán)座上、下兩側(cè)各有一填料槽，動(dòng)環(huán)以托裝方式固定在動(dòng)環(huán)座上，動(dòng)環(huán)隨傳動(dòng)套旋轉(zhuǎn)。動(dòng)環(huán)端面分別與兩個(gè)靜環(huán)端面貼合，靜環(huán)亦以托裝方式固定在靜環(huán)座上。上、下靜環(huán)座是可浮動(dòng)的環(huán)狀座，并分別由上、下兩組彈簧支撐調(diào)正。兩組彈簧分別安裝在上、下托盤(pán)上的彈簧座上。彈簧力作用在靜環(huán)座上，靠靜環(huán)座的浮動(dòng)使靜環(huán)自動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)行過(guò)程中的磨損，并隨軸的徑向偏擺自動(dòng)調(diào)整密封端面使之保持與旋轉(zhuǎn)軸垂直。
在上述的動(dòng)、靜環(huán)座與動(dòng)靜環(huán)之間裝有密封圈，均位于距軸線(xiàn)相等半徑的位置上，且動(dòng)、靜環(huán)填料槽的直徑與寬度最好符合下列關(guān)系式d22-db2d22-d12≤d42-db2d42-d32....(1)]]>b≥b1或d2-d12≥d4-d22....(2)]]>式中d1—靜環(huán)端面內(nèi)徑；d2—靜環(huán)端面外徑；d3—填料槽內(nèi)徑； d4—填料槽外徑；b1—填料槽寬度； b—密封端面寬度；db—平衡直徑。
上述動(dòng)、靜環(huán)座與動(dòng)、靜環(huán)的托裝方式固定是由環(huán)座填料槽內(nèi)壁上的凸起與動(dòng)、靜環(huán)外緣的凹槽相嵌合，使動(dòng)、靜環(huán)做周向固定。動(dòng)環(huán)可隨傳動(dòng)套旋轉(zhuǎn)，靜環(huán)可隨靜環(huán)座浮動(dòng)。
此外，在本實(shí)用新型的底座上設(shè)置有水套，以適應(yīng)較高的工作溫度。動(dòng)、靜環(huán)材料及填料密封材料可采用聚四氟乙烯、氟橡膠、全氟橡膠、碳化硅、碳化鎢、碳石墨、金屬堆焊、金屬?lài)娡康饶臀g、耐高溫材料。
本實(shí)用新型的效果采用動(dòng)環(huán)托裝在與傳動(dòng)套為一整體的動(dòng)環(huán)座上，靜環(huán)由浮動(dòng)靜環(huán)座托裝并分別由上、下彈簧力調(diào)正補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)，保證了動(dòng)環(huán)端面在任何情況下都與旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)垂直，靜環(huán)端面可以有效地自動(dòng)補(bǔ)償軸偏擺或磨損造成的密封端面不貼合，動(dòng)、靜密封在流體壓力和彈簧力作用下始終保持良好的貼合，從而提高了密封的可靠性。
此外，動(dòng)、靜環(huán)座內(nèi)統(tǒng)一位置設(shè)置的密封圈，使各密封件在受軸向力作用時(shí)，不產(chǎn)生扭、剪力矩，受力均勻、合理。水套及耐蝕材料的使用，使密封裝置耐高溫、耐腐蝕。
上述措施提高了本實(shí)用新型的綜合性能。在工作壓力范圍0-6.4MPa，溫度高達(dá)250℃時(shí)仍具可靠的密封性能。且在同樣傳動(dòng)軸徑時(shí)，整個(gè)裝置的尺寸均減小。如與HG2098-81、U8型密封比較傳動(dòng)軸徑軸向尺寸 徑向尺寸(mm)UB型 φ100mm 343 370本實(shí)用新型 φ100mm 320 330下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本實(shí)用新型詳細(xì)公開(kāi)。
圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施例如圖2所示，本密封裝置套裝在軸7上的傳動(dòng)套9的一端是盤(pán)狀動(dòng)環(huán)座10，與傳動(dòng)套為一整體件。動(dòng)環(huán)座上、下兩側(cè)各有一填料槽，動(dòng)環(huán)4以托裝方式固定在動(dòng)環(huán)座10上。托裝固定方式是由填料槽內(nèi)壁上的凸起與動(dòng)環(huán)外緣的凹槽相嵌合，從而帶動(dòng)動(dòng)環(huán)隨傳動(dòng)套一起旋轉(zhuǎn)，從而保證動(dòng)環(huán)端面在任何情況下與軸線(xiàn)始終垂直。動(dòng)環(huán)端面分別與上、下兩靜環(huán)5端面貼合，靜環(huán)5亦以與動(dòng)環(huán)同樣的托裝方式固定在靜環(huán)座14上。上、下靜環(huán)座是可軸向浮動(dòng)的環(huán)狀座，并分別由上、下兩組彈簧8支撐調(diào)正。彈簧裝在置于上、下托盤(pán)內(nèi)的彈簧座15上。彈簧力作用在靜環(huán)座上，靠靜環(huán)座的浮動(dòng)自動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)行過(guò)程中的磨損，并隨旋轉(zhuǎn)軸的偏擺自動(dòng)調(diào)正密封端面與旋轉(zhuǎn)軸的垂直。
此外，為了使本裝置受軸向力時(shí)，各密封環(huán)受均勻軸向力，不產(chǎn)生扭矩，上、下動(dòng)靜環(huán)座上密封圈均設(shè)在距軸線(xiàn)等半徑的位置。上、下動(dòng)、靜環(huán)座的填料槽直徑與寬度符合如下關(guān)系式d22-db2d22-d12≤d42-db2d42-d32....(1)]]>b≥b1或d2-d12≥d4-d22....(2)]]>式中d1—靜環(huán)端面外徑140mm；d2—靜環(huán)端面內(nèi)徑130mm；d3、d4—填料槽內(nèi)、外徑分別為134.7mm及142mm；db—平衡直徑133.5mm；b—密封端面寬度5mm；b1—填料槽寬度3.85mm。
動(dòng)環(huán)采用碳化硅材料，靜環(huán)采用碳石墨材料。另外，在本裝置下部設(shè)有水套16以適應(yīng)較高的工作溫度。
本裝置密封原理在流體介質(zhì)從入口a處進(jìn)入密封腔內(nèi)，動(dòng)、靜環(huán)在介質(zhì)壓力和彈簧力的作用下保持貼合。當(dāng)軸有徑向偏擺時(shí)，動(dòng)環(huán)端面始終保持與軸線(xiàn)垂直，靜環(huán)端面隨彈簧力對(duì)靜環(huán)座的調(diào)正補(bǔ)償作用自動(dòng)保持與動(dòng)環(huán)端面貼合，從而保證了密封的可靠性。工作壓力范圍達(dá)0-6.4MPa，工作溫度達(dá)250℃。
權(quán)利要求1.一種雙端面機(jī)械密封裝置，包括有傳動(dòng)軸套，動(dòng)、靜環(huán)座及托裝在其上的動(dòng)、靜環(huán)，彈簧及彈簧座，其特征在于套裝在軸(7)上的傳動(dòng)套(9)一端與一盤(pán)狀動(dòng)環(huán)座(10)為一整體，動(dòng)環(huán)座上、下兩側(cè)各有一填料槽，動(dòng)環(huán)(4)以托裝方式固定在動(dòng)環(huán)座上，動(dòng)環(huán)(4)端面分別與上、下兩靜環(huán)(5)的端面貼合，靜環(huán)(5)亦以托裝方式固定在靜環(huán)座(14)上，上、下靜環(huán)座是由上、下兩組彈簧(8)支撐，并可浮動(dòng)，彈簧座設(shè)置在上、下托盤(pán)(15)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙端面機(jī)械密封裝置，其特征在于上、下動(dòng)靜環(huán)座與動(dòng)、靜環(huán)之間裝有密封圈(6)，均設(shè)在距軸線(xiàn)相等半徑的位置上，且上、下動(dòng)、靜環(huán)的填料槽直徑與寬度符合下列關(guān)系式d22-db2d22-d12≤d42-db2d42-d32....(1)]]>且 b≥b1或d2-d12≥d4-d22....(2)]]>式中d1——靜環(huán)端面內(nèi)徑；d2——靜環(huán)端面外徑；d3——填料槽內(nèi)徑； d4——填料槽外徑；b1——填料槽寬度； b——密封端面寬度；db——平衡直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙端面機(jī)械密封裝置，其特征在于動(dòng)環(huán)在環(huán)座上的托裝方式固定是由填料槽內(nèi)壁上的凸起與動(dòng)、靜環(huán)外緣的凹槽相嵌合，使動(dòng)、靜環(huán)周向固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙端面機(jī)械密封裝置，其特征在于動(dòng)、靜環(huán)材料及填料密封材料可采用聚四氟乙烯、氟橡膠、碳化硅、碳化鎢、碳石墨、金屬堆焊、金屬?lài)娡俊?br> 專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種雙端面機(jī)械密封裝置。傳動(dòng)套上帶有動(dòng)環(huán)座,上、下兩動(dòng)環(huán)均由傳動(dòng)套帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。上、下兩個(gè)可浮動(dòng)靜環(huán)座分別由兩組彈簧支撐調(diào)正,彈簧力作用在靜環(huán)座上,靠靜環(huán)座的浮動(dòng)起到自動(dòng)補(bǔ)償作用,保持靜密封端面與旋轉(zhuǎn)軸的垂直,并與始終垂直于軸線(xiàn)的動(dòng)環(huán)端面保持良好的貼合。本裝置各密封件受力均勻合理,耐高溫、高壓,可在0—6.4MPa工作壓力下和250℃的工作溫度下工作。特別適用于化工行業(yè)攪拌釜或其它類(lèi)似旋轉(zhuǎn)機(jī)械的動(dòng)密封。
文檔編號(hào)F16J15/16GK2277467SQ9720064
公開(kāi)日1998年4月1日 申請(qǐng)日期1997年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月20日
發(fā)明者高炎武, 李繼和, 阮春紅, 曾定, 曾菲, 陳敏祺 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué), 吉林化學(xué)工業(yè)股份有限公司染料廠