液体增强型非接触式机械密封结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种液体增强型非接触式机械密封结构，涉及机械密封领域，包括套接且固定在旋转轴上的轴套、设置在轴套上的动密封环、固定在泵腔体上的内压盖、滑动设置在内压盖上的静密封环和设置在静密封环与内压盖之间的第一弹性件，动密封环朝向静密封环的端面上或静密封环朝向动密封环的端面上开设有环槽，动密封环与静密封环的外径侧与腔体之间形成用于容纳高压液体的高压腔，内径侧与轴套之间形成用于容纳低压液体的低压腔，轴套外套设有外压盖，外压盖上开设有进口与出口。旋转轴转动将清洁低压液体压入环槽使得动密封环与静密封环隔开,实现了密封端面全液膜润滑和接触运行，减小热量的产生，从而大大增加了密封的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
液体增强型非接触式机械密封结构
本技术涉及机械密封领域，特别涉及一种液体增强型非接触式机械密封结构。
技术介绍
机械密封是一种流体旋转机械的轴封装置,又称端面密封。传统的接触式机械密封是在补偿机构弹性力的作用下,使其充分贴合,以阻止密封介质从密封端面间泄漏。其动/静环组成的摩擦副一般处于边界摩擦或混合摩擦状态,在高参数工况(高温、高压、高速等)条件下,摩擦因数较大,功耗高,磨损严重,寿命短,使用和维护成本较高。随着航空航天、核电、天然气输送和石油化工等工业的迅速发展,对机械密封提出了更高的要求,从而推动了密封技术的进步。但是，现有的机械密封利用介质流体作为端面润滑，其泄漏都是由高压侧漏向低压侧。它需要清洁的密封介质以及适宜的冷却方式以保证密封的长寿命。然而，这种密封在应对高粘度、含有大量泥沙等工况时就遇到了问题，大量颗粒杂质进入密封端面，造成端面严重磨损，而高粘度流体无法在端面形成有效的润滑和散热，造成密封寿命严重不足。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种液体增强型非接触式机械密封结构，具有使得密封端面的使用寿命增加的优点。本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种液体增强型非接触式机械密封结构，包括套接且固定在旋转轴上的轴套、设置在轴套上与轴套同时转动的动密封环、固定在泵腔体上的内压盖、沿着轴套轴向滑动设置在内压盖上用于与动密封环配合的静密封环和设置在静密封环与内压盖之间用于使得静密封环始终具有向动密封环侧运动趋势的第一弹性件，所述动密封环朝向静密封环的端面上或静密封环朝向动密封环的端面上开设有环槽，所述动密封环与静密封环的外径侧和内压盖之间形成用于容纳高压液体的高压腔，所述动密封环与静密封环的内径侧与轴套之间形成用于容纳低压液体的低压腔，所述轴套外套设有用于与内压盖配合的外压盖，所述外压盖上开设有用于向低压腔通入清洁低压液体的进口与用于供低压腔中的清洁低压液体流出的出口，所述轴套远离动密封环端在轴套与外压盖之间设置有用于阻止低压腔中的清洁低压液体从轴套与外压盖间流出的安全密封结构。通过上述技术方案，旋转轴在旋转后，往进口处通入清洁低压液体，清洁低压液体在重力作用下会进入到低压腔内并流到动密封环与静密封环的密封处，且设置的安全密封结构能够让清洁低压液体正常处在低压腔内，不易从轴套与外压盖之间流出，达到密封的效果。动密封环高速旋转把清洁低压液体吸入环槽内并使低压液体由动密封环的内径侧向外径侧移动，由于液体的不可压缩特性，此时清洁低压液体在动密封环和静密封环之间产生一定的压力从而使得静密封环往靠近第一弹性件侧移动，第一弹性件这时被压缩，动密封环与静密封环脱离。利用低压流体通过环槽增压后进入高压腔，保证了动密封环和静密封环始终工作在清洁的流体中，避免高压腔中介质内的颗粒杂质或高粘度介质影响密封运行。由于动密封环与静密封环隔开实现了密封端面全液膜润滑和非接触运行，降低了运行功耗和减小了热量的产生，从而大大增加了密封的使用寿命。旋转轴停止转动后，在第一弹性件的弹力下静密封环会再次与动密封环贴紧，形成密封状态。优选的，所述安全密封结构包括设置在轴套上的动环与设置在外压盖上用于与动环紧抵的静环，所述腔体与静环之间设置有用于使得静环始终具有向动环侧运动趋势的第二弹性件。通过上述技术方案，由于第二弹性件的设置，使得静环会始终与轴套上的动环抵紧并形成机械密封状态，这时清洁低压液体流入后不易从静环与动环之间流出，而只会在低压腔内循环流动，达到让清洁低压液体正常在低压腔内循环流动的效果；且如果动密封环与静密封环之间的密封效果失效后，动环与静环之间的密封能够二次阻止高压液体通过低压腔流出外压盖。优选的，所述动环与静环相贴合的端面上设置有降温斜面。通过上述技术方案，由于旋转轴在高速旋转的过程中，动环与静环之间会摩擦而产生热量，因此在动环与静环背离轴套侧设置降温斜面，清洁低压液体在循环流动的过程中会流到降温斜面处，从而带走一部分摩擦产生的热量，让动环与静环之间加速冷却，达到冷却摩擦端面的效果。优选的，所述第一弹性件位于低压腔中，所述静密封环与第一弹性件之间设置有第一推环，所述内压盖与第一推环之间设置有用于阻止高压腔中的液体与第一弹性件接触的第一密封圈。通过上述技术方案，在第一弹性件的弹力作用下，第一推环会往靠近动密封环侧移动，从而将静密封环与动密封环抵紧形成机械密封结构。且内压盖与第一推环之间的第一密封圈的设置能够使得处在高压腔内的高压液体不易进入到低压腔内，达到让第一弹性件不易受到高压液体的影响从而保持较好的弹性状态的效果。优选的，所述轴套与旋转轴之间设置有用于阻止高压腔中的液体进入轴套与旋转轴之间的高压密封圈。通过上述技术方案，高压密封圈的设置能够在一定程度上阻止高压腔中的高压液体进入到轴套与旋转轴之间，让高压液体不会影响到旋转轴与轴套的转动，达到使得旋转轴能够正常带动轴套旋转的效果。优选的，所述低压腔与内压盖之间、内压盖与外压盖之间均设置有第二密封圈。通过上述技术方案，第二密封圈的设置使得处在低压腔内的清洁低压液体不易从腔体与内压盖之间的缝隙、内压盖与外压盖之间的缝隙流到外界，不仅达到密封的效果，而且也在一定程度上使得工况环境良好。优选的，所述轴套上位于低压腔内的壁面上设有将进口流入的清洁低压液体泵送至出口的的螺旋泵送结构，所述螺旋泵送结构包括设置在轴套上的泵效环。通过上述技术方案，安装泵效环后，当旋转轴以一定的转速旋转，会将轴套一侧的液体泵送到泵效环的另一侧。而泵效环安装在低压腔中，因此会把低压腔中位于泵效环一侧的清洁低压液体泵送到泵效环的另一侧，从而实现清洁低压液体从进口到出口的快速循环，让清洁低压液体清洁的效果更佳。优选的，所述第一弹性件包括设置在低压腔内位于内压盖上的第一弹簧，所述内压盖上设置有与第一弹簧连接的内侧弹簧座，所述第一推环的一端设置有与第一弹簧连接的第一支撑环，所述第一弹簧一端与内侧弹簧座连接、另一端与第一支撑环连接。通过上述技术方案，旋转轴不转动时，固定在内侧弹簧座上的第一弹簧在弹性的作用下向靠近第一推环侧拉伸，第一弹簧在拉伸过程中驱动第一推环以及静密封环向动密封环侧靠近。由于设置有第一支撑环，使得第一弹簧与第一推环之间的支撑面变大，让第一弹簧推动第一推环移动时能够更加稳定，且亦能在一定程度上防止两者产生相互转动，从而达到防转的效果。优选的，所述外压盖上设置有用于固定静环的静环座，所述第二弹性件包括设置在静环座与静环之间的第二弹簧，所述静环靠近第二弹簧端设置有与第二弹簧连接的第二支撑环，所述第二弹簧一端与静环座连接、另一端与第二支撑环连接。通过上述技术方案，旋转轴不转动时，固定在静环座上的第二弹簧在弹性的作用下向靠近第二推环侧拉伸，第二弹簧在拉伸过程中驱动静环向动环侧靠近，由于设置有第二支撑环，使得第二弹簧不会与静环直接接触，因此第二弹簧产生的弹力不会对静环造成损坏，使得静环的使用寿命更长。优选的，所述环槽设置在动密封环的内径侧且与低压腔相通或设置在静密封环的内径侧且与低压腔相通，当环槽设置于动密封环的端面上时，所述环槽在动密封环的端面上由径向内侧到径向外侧的走向与动密封环的旋转方向相同，当环槽设置于静密封环的端面上时，所述环槽在静密封环的端面上由径向内侧到径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体增强型非接触式机械密封结构，其特征在于：包括套接且固定在旋转轴(1)上的轴套(2)、设置在轴套(2)上与轴套(2)同时转动的动密封环(21)、固定在泵腔体上的内压盖(4)、沿着轴套(2)轴向滑动设置在内压盖(4)上用于与动密封环(21)配合的静密封环(41)和设置在静密封环(41)与内压盖(4)之间用于使得静密封环(41)始终具有向动密封环(21)侧运动趋势的第一弹性件，所述动密封环(21)朝向静密封环(41)的端面上或静密封环(41)朝向动密封环(21)的端面上开设有环槽(211)，所述动密封环(21)与静密封环(41)的外径侧和内压盖(4)之间形成用于容纳高压液体的高压腔(5)，所述动密封环(21)与静密封环(41)的内径侧与轴套(2)之间形成用于容纳低压液体的低压腔(6)，所述轴套(2)外套设有用于与内压盖(4)配合的外压盖(7)，所述外压盖(7)上开设有用于向低压腔(6)通入清洁低压液体的进口(71)与用于供低压腔(6)中的清洁低压液体流出的出口(72)，所述轴套(2)远离动密封环(21)端在轴套(2)与外压盖(7)之间设置有用于阻止低压腔(6)中的清洁低压液体从轴套(2)与外压盖(7)间流出的安全密封结构(8)。...

【技术特征摘要】
1.一种液体增强型非接触式机械密封结构，其特征在于：包括套接且固定在旋转轴(1)上的轴套(2)、设置在轴套(2)上与轴套(2)同时转动的动密封环(21)、固定在泵腔体上的内压盖(4)、沿着轴套(2)轴向滑动设置在内压盖(4)上用于与动密封环(21)配合的静密封环(41)和设置在静密封环(41)与内压盖(4)之间用于使得静密封环(41)始终具有向动密封环(21)侧运动趋势的第一弹性件，所述动密封环(21)朝向静密封环(41)的端面上或静密封环(41)朝向动密封环(21)的端面上开设有环槽(211)，所述动密封环(21)与静密封环(41)的外径侧和内压盖(4)之间形成用于容纳高压液体的高压腔(5)，所述动密封环(21)与静密封环(41)的内径侧与轴套(2)之间形成用于容纳低压液体的低压腔(6)，所述轴套(2)外套设有用于与内压盖(4)配合的外压盖(7)，所述外压盖(7)上开设有用于向低压腔(6)通入清洁低压液体的进口(71)与用于供低压腔(6)中的清洁低压液体流出的出口(72)，所述轴套(2)远离动密封环(21)端在轴套(2)与外压盖(7)之间设置有用于阻止低压腔(6)中的清洁低压液体从轴套(2)与外压盖(7)间流出的安全密封结构(8)。2.根据权利要求1所述的液体增强型非接触式机械密封结构，其特征在于：所述安全密封结构(8)包括设置在轴套(2)上的动环(81)与设置在外压盖(7)上用于与动环(81)紧抵的静环(82)，所述外压盖(7)与静环(82)之间设置有用于使得静环(82)始终具有向动环(81)侧运动趋势的第二弹性件。3.根据权利要求2所述的液体增强型非接触式机械密封结构，其特征在于：所述动环(81)与静环(82)相贴合的端面上设置有降温斜面(9)。4.根据权利要求1所述的液体增强型非接触式机械密封结构，其特征在于：所述第一弹性件位于低压腔(6)中，所述静密封环(41)与第一弹性件之间设置有第一推环(10)，所述内压盖(4)与第一推环(10)之间设置有用于阻止高压腔(5)中的高压液体泄漏的第一密封圈(11)。5.根据权利要求1所述的液体增强型非接触式机械密封结...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小明，王泽平，张车宁，段媛竹，陈果，
申请(专利权)人：四川日机密封件股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51