高温机械密封结构制造技术

本发明专利技术公开了一种高温机械密封结构。套筒套在轴的大端上，套筒端面开有环形槽，静环一端插入安装到环形槽中，并通过O型橡胶圈与环形槽内壁密封连接，套筒外侧对称两侧设有第一紧定螺钉，第一紧定螺钉穿过套筒后连接到静环外侧将静环轴向固定并限制静环转动，静环安装在环形槽内的端面经弹簧与环形槽底面相连接，静环位于环形槽外的端面经特殊的合金涂层与动环连接，动环套在轴的小端上并通过轴肩定位后利用锁紧挡圈与第二紧定螺钉轴向固定。本发明专利技术使得动环与静环之间在高温状态下的摩擦状况由干摩擦变为流体摩擦，减少动环与静环之间的摩擦、磨损、介质泄漏，提高动环与静环的使用寿命，保证这两个端面之间良好的机械密封性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种密封结构，尤其是涉及了一种高温机械密封结构。
技术介绍
机械密封(mechanicalseal)是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面，在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下，保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。在现有的机械密封装置中，通常是通过静环与动环直接接触形成密封端面。这种直接接触方式使得静环与动环之间的润滑油膜很薄，（通常只有几微米厚）因而动环与静环之间易形成干摩擦，易造成动环与静环贴合表面的磨损。随着静环与动环摩擦时间变长，温度上升后，静环表面与动环表面之间产生粘着，摩擦因数增大，导致更大的摩擦热，从而使两表面间的金属粘着更加严重，摩擦因数进一步上升。目前的技术是动环和静环采用不同材料，例如陶瓷材料与金属材料来配对。由于陶瓷材料加工不方便，制造得到的表面粗造度大，摩擦因数大，动环和静环间的摩擦热量高；并且金属材料容易磨损，需要经常更换。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中在高温状态下干摩擦使得静环与动环温升过高、磨损加剧的问题、陶瓷材料表面加工难的问题、金属材料需经常更换的问题。本专利技术的目的在于提供了一种高温机械密封结构，将静环和动环间的摩擦形式由之前的干摩擦改为流体摩擦，可以降低静环与动环在高温状态下的摩擦阻力，从而减缓静环与动环之间的磨损与泄漏。本专利技术采用的技术方案是：本专利技术包括套筒、弹簧、紧定螺钉、静环、合金涂层、动环、锁紧挡圈和O型橡胶圈，套筒套在轴的大端上，套筒端面开有环形槽，静环一端插入安装到环形槽中，并通过O型橡胶圈与环形槽内壁密封连接，套筒外侧对称两侧设有第一紧定螺钉，第一紧定螺钉穿过套筒后连接到静环外侧将静环轴向固定并限制转动，静环安装在环形槽内的端面经弹簧与环形槽底面相连接，静环位于环形槽外的端面的经特殊的合金涂层与动环连接，动环套在轴的小端上并通过轴肩定位后利用锁紧挡圈与第二紧定螺钉轴向固定。所述的合金涂层先涂覆在静环的端面上，通过弹簧预紧力的挤压，动环端面与静环上的合金涂层相接触，接触表面与轴的轴心线方向垂直；套筒环形槽内壁与静环之间、动环与轴之间均装有O型橡胶圈，形成二次密封。所述的锁紧挡圈套在轴的小端上，锁紧挡圈两侧对称设有第二紧定螺钉，第二紧定螺钉穿过锁紧挡圈连接到轴的小端上。所述的合金涂层由以质量配比的51%的铟、32.5%的铋、16.5%的锡制成。所述合金涂层通过热喷涂的方式均匀制备在静环端面，涂层厚度为0.2mm～0.6mm，整个涂层表面平面度在0.0009以下，粗糙度Ra≤0.8μm。本专利技术具有的有益效果是：1、本专利技术利用静环与动环之间在工作时的摩擦生热使得静环上的合金涂层融化，从而将静环与动环之间的摩擦性质由干摩擦转变为流体摩擦，大大减小静环与动环之间的摩擦、磨损、介质泄漏，提高动环与静环的使用寿命，保证这两个端面之间良好的机械密封性能。2、整个设计结构简单，只需要一层合金涂层。附图说明图1是本专利技术密封结构的剖视图。其中：1、套筒，2、弹簧，3、第一紧定螺钉，4、静环，5、合金涂层，6、动环，7、第二紧定螺钉，8锁紧挡圈，9、O型橡胶圈。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，本专利技术的静环4上涂有一层合金涂层5，整个静环安装在轴上，安装时保持静环轴线与轴的轴心线重合。套筒1外侧对称两侧设有第一紧定螺钉3，第一紧定螺钉3穿过套筒1后连接到静环4外侧并将静环4轴向固定，限制静环4转动，但允许静环4沿轴线方向微量移动。静环4安装在环形槽内的端面经弹簧2与环形槽底面相连接，通过弹簧2的挤压，静环4位于环形槽外的端面经合金涂层5与动环6连接。动环6套在轴的小端上并通过轴肩定位后利用锁紧挡圈8与第二紧定螺钉7轴向固定。静环插入到端面开有环形槽的套筒1中并通过O型橡胶圈9与环形槽内壁密封连接，动环6通过O型橡胶圈9和轴密封连接，形成二次密封，防止静环与套筒之间以及动环的介质泄露。合金涂层的质量配比为51%的铟、32.5%的铋、16.5%的锡。首先将这三种金属按质量比准确配好，然后将其均匀混合，并且直接用低热火炉加热。连续搅拌，并加热到远超过合金熔点的温度，以使锡、铋、铟充分结合。然后通过热喷涂的方式以配好的合金为原料制备在静环位于环形槽外的表面上，保证整个涂层厚度在0.2mm～0.6mm之间。涂层的平面度控制在0.0009以下，粗糙度控制在Ra≤0.8μm范围内。本专利技术的工作原理是：在现有的机械密封装置中，静环与动环的摩擦形式为干摩擦。装置长期处于这种干摩擦状态下会致使动环与静环之间的温升过高，加剧静环与动环的磨损，最终导致端面泄漏。本专利技术在静环与动环之间用热喷涂的方式制备一层合金，该合金在高温（大于60℃）状态下会融化，随着静环与动环摩擦下去，两者的表面温度会变高，当温度超过60℃时，合金开始融化，静环与动环之间的摩擦形式由之前的干摩擦转变为流体摩擦，从而大大减小静环与动环之间的摩擦、磨损、介质泄漏。上述具体实施方式用来解释说明本专利技术，而不是对本专利技术进行限制，在本专利技术的精神和权利要求的保护范围内，对本专利技术作出的任何修改和改变，都落入本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温机械密封结构，其特征在于：包括套筒(1)、弹簧(2)、紧定螺钉(3、7)、静环(4)、合金涂层(5)、动环(6)、锁紧挡圈(8)和O型橡胶圈(9)，套筒(1)套在轴的大端上，套筒(1)端面开有环形槽，静环(4)一端插入安装到环形槽中，并通过O型橡胶圈(9)与环形槽内壁密封连接，套筒(1)外侧对称两侧设有第一紧定螺钉(3)，第一紧定螺钉(3)穿过套筒(1)后连接到静环(4)外侧将静环(4)轴向固定并限制静环转动，静环(4)安装在环形槽内的端面经弹簧(2)与环形槽底面相连接，静环(4)位于环形槽外的端面的经合金涂层(5)与动环(6)连接，动环(6)套在轴的小端上并通过轴肩定位后利用锁紧挡圈(8)与第二紧定螺钉(7)轴向固定。

【技术特征摘要】
1.一种高温机械密封结构，其特征在于：包括套筒(1)、弹簧(2)、紧定螺钉(3、7)、静环(4)、合金涂层(5)、动环(6)、锁紧挡圈(8)和O型橡胶圈(9)，套筒(1)套在轴的大端上，套筒(1)端面开有环形槽，静环(4)一端插入安装到环形槽中，并通过O型橡胶圈(9)与环形槽内壁密封连接，套筒(1)外侧对称两侧设有第一紧定螺钉(3)，第一紧定螺钉(3)穿过套筒(1)后连接到静环(4)外侧将静环(4)轴向固定并限制静环转动，静环(4)安装在环形槽内的端面经弹簧(2)与环形槽底面相连接，静环(4)位于环形槽外的端面的经合金涂层(5)与动环(6)连接，动环(6)套在轴的小端上并通过轴肩定位后利用锁紧挡圈(8)与第二紧定螺钉(7)轴向固定。2.根据权利要求1所述的一种高温机械密封结构，其特征在于：所述的合金涂层(5)先涂覆在静环...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭鹏，冯彦午，汪久根，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33