锥面自适应机械密封装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种锥面自适应机械密封装置，包括补偿元件、安装座、两个密封环和两个环座，静环和动环之间形成机械密封；定义靠近转轴的位置为内，两个密封环中，其中一密封环的外周面和/或内周面为第一锥面，另一密封环具有与第一锥面相匹配的凹槽，凹槽从密封环的端面沿轴向延伸而成，凹槽的内周面和/或外周面与第一锥面之间紧密压合形成锥面密封。本发明专利技术将传统平端面密封环结构加工成一锥面密封环，与之配对的密封环在端面加工凹槽，凹槽的内/外周面与锥面密封环之间形成锥面密封，能同时抗轴向以及径向跳动，能更好的适应于大跳动工况，减小密封端面的偏磨，可延长了密封使用寿命，降低加工成本。

Conical surface adaptive mechanical seal device

The invention discloses a conical adaptive mechanical seal device, which comprises a compensating element, a mounting seat, two sealing rings and two ring seats. A mechanical seal is formed between the static ring and the dynamic ring; the position near the rotating shaft is defined as an inner part; the outer and/or inner surfaces of one sealing ring are the first conical surface and the other is a dense one. The seal ring has a groove matching the first cone face, which extends axially from the end face of the seal ring, and the inner and/or outer surfaces of the groove are pressed tightly with the first cone face to form a cone face seal. The traditional flat face seal ring structure is machined into a conical face seal ring, and the matching seal ring forms a conical face seal between the end face machining groove, the inner/outer face of the groove and the conical face seal ring, which can resist both axial and radial runout, and is better adapted to the large runout condition, and reduces the partial wear of the seal end face. The service life of the seal is prolonged and the processing cost is reduced.

【技术实现步骤摘要】
锥面自适应机械密封装置
本专利技术涉及机械密封
，特别是涉及一种机械密封装置，主要用于旋转机械中，如各种泵、压缩机和反应釡等。
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。机械密封广泛应用于石油、化工、机械以及航空航天领域。主要用于旋转机械，密封的作用是防止被密封介质的泄漏，同时阻止外界的污染物以及杂质进入到设备腔体，从而污染设备腔体内的介质。目前常用机械密封结构如图1所示，主要包括随轴一起旋转的动(静)环座A1、动(静)环A2、静(动)环A3、静(动)环座A4以及补偿元件A5。机械密封的机理如下：动环与动环座采用紧配合，一起随轴旋转，而静环以及静环座是静止件，密封运转初期，动环和静环相贴合，中间有一层微米级的液膜，液膜是腔体内的介质往外泄漏形成的一层流体膜，当两密封环(动环和静环)之间的闭合力(包括补偿元件的弹簧力，腔内介质对密封环的压力)与密封环的开启力(包括密封环的接触力，流体膜的介质压力)相等时，液膜达到稳定，密封达到受力平衡，密封也能稳定运行，此时密封流体膜稳定存在，介质不会往外泄漏。这就是密封的主要机理。但是目前机械密封也存在很多问题。密封属于精密零件，对加工要求以及运转要求较高，对轴的同心度，密封的形位公差要求较高，但是在实际的运转过程中，由于加工误差或者是设备系统的转动较大，密封在运转过程中有较大的跳动，因此密封环容易出现沿径向方向的跳动甚至是出现一侧的偏磨，导致密封出现一侧磨损严重，介质出现泄漏。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种锥面自适应机械密封装置，将传统平端面密封环结构加工成一锥面密封环，与之配对的密封环在端面加工凹槽，凹槽的内/外周面与锥面密封环之间形成锥面密封，能同时抗轴向以及径向跳动，能更好的适应于大跳动工况，减小密封端面的偏磨，可延长了密封使用寿命，降低加工成本。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种锥面自适应机械密封装置，包括补偿元件、安装座、两个密封环和两个环座，两个所述密封环分别为动环和静环，两个所述环座分别为动环座和静环座，所述安装座安装于待密封设备的壳体，所述补偿元件的一端连接所述安装座，且另一端连接所述静环座，所述静环座安装所述静环，所述动环座和所述动环套于待密封设备的转轴，所述动环座安装所述动环，所述静环和所述动环之间形成机械密封；定义靠近转轴的位置为内，两个所述密封环中，其中一所述密封环的外周面和/或内周面为第一锥面，另一所述密封环具有与第一锥面相匹配的凹槽，所述凹槽从所述密封环的端面沿轴向延伸而成且具有至少一圈，所述凹槽的内周面和/或外周面与所述第一锥面之间紧密压合形成锥面密封。为解决上述技术问题，本专利技术采用的进一步技术方案是：两个所述密封环中，其中一所述密封环的外周面为第一锥面，另一所述密封环具有与第一锥面相匹配的凹槽，所述凹槽的外周面为第二锥面，所述第二锥面与所述第一锥面之间紧密压合形成所述锥面密封；且两个所述密封环的端面之间还接触形成端面密封；或者两个所述密封环中，其中一所述密封环的内周面为第一锥面，另一所述密封环具有与第一锥面相匹配的凹槽，所述凹槽的内周面为第二锥面，所述第二锥面与所述第一锥面之间紧密压合形成锥面密封；且两个所述密封环的端面之间还接触形成端面密封。进一步地说，一所述密封环的外周面和内周面均为第一锥面，另一所述密封环的凹槽的内周面和外周面均为第二锥面，所述第二锥面与均与所述第一锥面压紧形成所述锥面密封。进一步地说，所述凹槽的外周面具有若干个密封唇或凸起，所述密封唇和所述凸起与所述第一锥面之间均为过盈配合；和/或所述凹槽的内周面具有若干个密封唇或凸起，所述密封唇和所述凸起与所述第一锥面之间均为过盈配合。进一步地说，所述凸起的截面为三角形。进一步地说，所述密封唇位于所述凹槽的外周面和/或内周面且向凹槽的中间方向凸出的唇形凸起，所述唇形凸起与所述第一锥面之间为过盈配合。进一步地说，具有所述第二锥面的密封环为PTFE环。进一步地说，所述密封唇的凸起面设有若干个用于降压的泵送槽。进一步地说，所述泵送槽为迷宫圆环槽或反向螺旋槽。进一步地说，所述静环和所述静环座为一体式连接或分体式连接；所述动环和所述动环座为一体式连接或分体式连接。本专利技术的有益效果是：本专利技术包括补偿元件、安装座、两个密封环和两个环座，两个所述密封环中，其中一密封环的外周面和/或内周面为第一锥面，另一密封环具有与第一锥面相匹配的凹槽，凹槽的内周面和/或外周面与第一锥面之间紧密压合形成锥面密封，从结构上将传统平端面密封环结构加工成一锥面密封环，与之配对的密封环在端面加工凹槽，凹槽的内/外周面与第一锥面之间形成锥面密封，能同时抗轴向以及径向跳动，能更好的适应于大跳动工况，减小密封端面的偏磨，可延长了密封使用寿命，降低加工成本；再者，在凹槽内加工有不同形状的密封唇或者凸起，形成多道密封，密封唇以及凸起与第一锥面间形成多道密封，能同时抗轴向以及径向跳动，即使在大的跳动工况下，也能保证锥面和密封唇或者凸起接触，形成密封，进一步提高密封效果；再者，本专利技术中具有密封唇的密封环可以采用低摩擦自润滑材料PTFE，具有非常小的摩擦系数以及磨损，传统的机械密封环常采用陶瓷或者金属以及合金材料，而采用PTFE材料，一是能显著的降低密封环之间的摩擦热，减小密封面间的磨损，从而提高密封性能，减少泄漏，达到延长密封的使用寿命，密封端面间的摩擦热能大大的减小，密封环的磨损也会急剧的降低，因此能大大的改善机械密封的使用性能，延长密封的使用寿命；二是具有密封唇的密封环可以采用低摩擦自润滑材料PTFE，相较于传统的两硬度、强度均较高的两密封环之间的摩擦，不会产生火花，因此对与其配合的密封环的材质选择比较多，可以为金属、陶瓷等，降低材料成本，提高产品竞争力；三是由于PTFE材料也具有一定弹性，对跳动有更好的追随性，更加适应；再者，若干个密封唇或凸起可以和其中一密封环做成一体，从而与另一密封环的第一锥面过盈配合，形成多道密封；凸起与静(动)环成过盈配合，而且动环与静环接触越紧，密封作用力越大，流体介质压力越大，凸起与静(动)环压得越紧，密封效果也越好；采用锥面密封结构，再配合与动(静)环的凸起相接触，形成多道密封，在大跳动情况下任然能保证密封性能，不管密封环往外还是往里面偏，都能保证锥面与凸起的接触并形成密封，是一种抗跳动的机械密封结构；再者，在密封唇的凸起面处加工有迷宫圆环槽或反向螺旋槽；圆环迷宫槽可以起到逐级降压迷宫密封的作用，泵送槽的泵送方向与介质泄漏方向相反，因此能将初期泄漏的介质反向泵送回腔体，能提高密封的使用能力。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是现有技术的结构示意图；图2是实施例1的结构示意图；图3是图2的局部放大图(动环处)；图4是图2的局部放大图(静环处)；图5是实施例2的结构示意图；图6是图5的局部放大图(动环处)；图7是图5的局部放大图(静环处)；图8是实施例3的结构示意图；图9是图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锥面自适应机械密封装置，其特征在于：包括补偿元件(6)、安装座(7)、两个密封环和两个环座，两个所述密封环分别为动环(2)和静环(14)，两个所述环座分别为动环座(1)和静环座(5)，所述安装座安装于待密封设备的壳体，所述补偿元件的一端连接所述安装座，且另一端连接所述静环座，所述静环座安装所述静环，所述动环座和所述动环套于待密封设备的转轴，所述动环座安装所述动环，所述静环和所述动环之间形成机械密封；定义靠近转轴的位置为内，两个所述密封环中，其中一所述密封环的外周面和/或内周面为第一锥面(10)，另一所述密封环具有与第一锥面相匹配的凹槽，所述凹槽从所述密封环的端面沿轴向延伸而成，所述凹槽的内周面和/或外周面与所述第一锥面之间紧密压合形成锥面密封(12)。

【技术特征摘要】
1.一种锥面自适应机械密封装置，其特征在于：包括补偿元件(6)、安装座(7)、两个密封环和两个环座，两个所述密封环分别为动环(2)和静环(14)，两个所述环座分别为动环座(1)和静环座(5)，所述安装座安装于待密封设备的壳体，所述补偿元件的一端连接所述安装座，且另一端连接所述静环座，所述静环座安装所述静环，所述动环座和所述动环套于待密封设备的转轴，所述动环座安装所述动环，所述静环和所述动环之间形成机械密封；定义靠近转轴的位置为内，两个所述密封环中，其中一所述密封环的外周面和/或内周面为第一锥面(10)，另一所述密封环具有与第一锥面相匹配的凹槽，所述凹槽从所述密封环的端面沿轴向延伸而成，所述凹槽的内周面和/或外周面与所述第一锥面之间紧密压合形成锥面密封(12)。2.根据权利要求1所述的锥面自适应机械密封装置，其特征在于：两个所述密封环中，其中一所述密封环的外周面为第一锥面(10)，另一所述密封环具有与第一锥面相匹配的凹槽，所述凹槽的外周面为第二锥面(9)，所述第二锥面与所述第一锥面之间紧密压合形成所述锥面密封(12)；且两个所述密封环的端面之间还接触形成端面密封(13)；或者两个所述密封环中，其中一所述密封环的内周面为第一锥面(10)，另一所述密封环具有与第一锥面相匹配的凹槽，所述凹槽的内周面为第二锥面(9)，所述第二锥面与所述第一锥面之间紧密压合形成锥面密封(12)；且两个所述密封环的端面之间还接触形成端...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永志，刘广辉，刘鑫，张岳林，李定，
申请(专利权)人：苏州科耐迈克低温装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32