一种用于在转动轴和固定壳体之间提供液密性密封的机械密封装置，包括用于密封和分离作用流体和阻挡流体的第一对密封件。第一对密封件包括一个具有旋转密封面的第一可转动的密封环，和一个具有接合旋转密封面的静止密封面的第一静止密封环。第一对密封件还包括在第一密封件后侧的大致沿径向延伸的活塞区，其用于将密封面偏压在一起。活塞区由一个连接到可转动的密封环上的可动滑闸部件和一套筒限定，该套筒又连接到转动轴上。在正常操作状态下，滑闸部件移动到第一位置，以允许作用流体在第一活塞区上施加压力，从而将密封面偏压在一起。在反向操作状态下，当阻挡流体压力大于作用流体压力时，滑闸部件移动到第二位置，在该位置处，其与阻挡流体一起在第二活塞区上施加压力以将密封面偏压在一起。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种平衡式机械密封装置，特别涉及一种双平衡式机械密封装置，用于提供转动轴和固定壳体之间的密封。
技术介绍
常规的机械密封装置应用于多种机械设备，以便在转动轴和静止壳体之间提供压力密闭和液密性密封。这种密封装置通常绕转动轴设置，转动轴安装在静止壳体内并由静止壳体伸出。这种密封装置通常在轴的出口处通过螺栓固定至壳体上，从而防止加压作用流体从壳体泄漏。常规的机械密封装置包括表面式机械密封装置，其包括一对绕轴同心设置并轴向相互隔离开的环形密封环。这些密封环每个均具有被偏压形成物理接触的密封面。通常，一个密封环保持静止，而另一个密封环与轴接触并随之转动。相对转动、接触的密封面沿转动轴隔离开并密封加压流体，即作用流体。通过偏压密封环的密封面以使其形成物理接触，密封装置能够防止被压流体泄漏到外部环境。为了冷却密封装置并有助于防止作用流体通过密封面，通常将第二加压流体(即阻挡流体)导引至与作用流体接触相反的密封面侧面上的密封件。弹簧通常将密封面偏压在一起。在平衡式密封结构中，也使加压流体作用于与密封面相对的限定在密封件侧面上的活塞区，以有助于闭合密封面。这种关系能够使密封面的摩擦接触所产生的热量降至最低，同时，密封面上保持足够高的以确保适当密封的闭合力。同时还期望使密封面之间的接触面积静止最小，以便当密封面彼此相对转动时使产生的热量降至最小。另外，当采用阻挡流体时，采用了一种双重密封结构，在该结构中，利用相对转动阻挡流体任一侧上的密封面，将作用流体限定在密封装置的一端，将阻挡流体限定在密封装置的中心。在一种现有技术中的双平衡式密封装置中，两种流体都具有通向与密封面相对的密封件的后部，并且，通过提供可在密封件的各个密封面之后的O型环凹槽中滑动的O型环，可获得理想的活塞面积与密封面接触面积的平衡比。因此，O型环在凹槽中滑动，以允许由具有最高压力的流体产生的流体压力作用于与密封面相对的密封件侧面上的适当活塞区。可以将弹簧设置在密封面任一侧上的密封装置内，并且，可以使其受到作用流体和/或阻挡流体的作用。现有技术中的双平衡式密封组件具有明显的缺点。首先，现有技术中的双平衡式密封装置的活塞区取决于O型环的尺寸和结构。由于O型环的内径和外径限定了各种流体的平衡压力点，因此，密封面的径向接触尺寸必须足够大以证明O型环的厚度。这样便限制了希望最小接触面积来降低热量生成的密封面的设计。现有技术中的双平衡式密封组件的另一个缺点双平衡式密封装置在反向压力状态下不能有效运转。在反向压力状态下，O型环在其凹槽中滑动以实现密封。此外，较脏且含有污染物的作用流体会导致滑动O型环的界面沾染上污垢或其它颗粒，从而随时间流逝导致磨损和O型环的堵塞，以致对密封性能造成负面影响。
技术实现思路
本专利技术提供了一种机械密封装置，其用于在转动轴和静止壳体之间提供液密性密封。机械密封装置包括第一对可相对转动的环形密封件，其用于密封并隔离作用流体和阻挡流体。第一对可相对转动的环形密封件包括一个具有旋转密封面的第一可转动的密封环以及一个具有与旋转密封面接合的静止密封面的第一静止密封环。第一对密封件还包括在第一密封件后侧上的大致径向延伸的活塞区，其用于通过压力将密封面偏压在一起。活塞区至少局部由一与可转动的密封环相连的可动滑闸部件和一套筒限定，该套筒又与转动轴相连。在正常操作状态下，当作用流体压力大于阻挡流体压力时，作用流体在可转动的密封环的第一活塞区A上施加压力，以便将密封面偏压在一起。在反向操作压力状态下，当阻挡流体压力大于作用流体压力时，阻挡流体在可转动的密封环的第二活塞区(如活塞区B)上施加压力，以便将密封面偏压在一起。活塞区小于密封面的整个接触面。第一活塞区与第二活塞区的尺寸基本相等，以便在标准(正)和反向(负)压力状态下，提供一种用于操作的平衡式密封结构。机械密封装置还可包括第二对环形密封件，其用于在阻挡流体和空气之间提供第二级密封，并在它们之间限定了第二对环形径向延伸的相对的密封面。第二对密封件在第二密封件后侧上包括一对与用于将密封面偏压在一起的密封面相对的第二活塞区。本专利技术的机械密封装置可包括一个套筒，第一和第二对可相对转动的密封件，这些密封件在其间具有朝前的第一和第二径向延伸的相对密封面。密封面可在预定的接触区域内彼此接触。套筒在其一端部具有一个凸缘，以便限定可动滑闸部件的止动件。每对密封件的可转动的密封环均组装在套筒上，以与其一起转动。另一个或静止密封环适于与静止构件相连。可动滑闸部件置于套筒凸缘的顶面和第一可转动的内侧密封件上，并响应于压力状态的变化在不同位置之间滑动以限定两个可能的活塞区中的一个活塞区。当作用流体压力大于阻挡流体压力时，即当机械密封装置在标准或正压力状态下操作时，滑闸部件滑向形成在套筒上的滑闸止动件，从而限定一个受作用流体影响的第一活塞区A。当阻挡流体压力大于作用流体压力时，即当密封装置在反向或负压力状态下操作时，滑闸件滑向第一可转动的密封件，从而限定一个受阻挡流体影响的第二活塞区B。作用流体和阻挡流体在密封面上产生闭合力以保持它们之间彼此接触。最好，本专利技术的密封装置在与密封面相对的可转动的密封件的侧面上提供了固定的预定活塞区，以便在变化的压力条件下，甚至是在反向压力条件下，在密封面上提供预定且可预测的闭合力。虽然使一个活塞区仅受一种流体的作用，但是，本专利技术也可采用其它的结构。此外，在不由限定平衡压力点的O型环尺寸产生任何限制的情况下，可以使密封面的接触面积达到最佳。因为可以设计具有较小接触面积的密封面，所以可以使在密封装置工作中产生的热量降至最小。另外，为了施加用以闭合密封面的压力，可动部件滑过不接触肮脏的作用流体的密封装置的界面，因此不易产生堵塞或节流。根据本专利技术的一个方面，提供了一种机械密封装置，其用于安装至装有一转动轴的壳体上。机械密封装置包括一个密封套，一具有旋转密封面的可转动的密封环，一具有接合旋转密封面的静止密封面的静止密封环，和一个相对于可转动的密封环和静止密封环中的一个定位的滑闸部件。滑闸部件可响应机械密封装置内压力状态的变化，沿轴向在第一位置和第二位置之间移动。当处于第一位置并受第一压力状态影响时，滑闸部件被安置成与一个密封环的非密封面相邻。当处于第二位置且受与第一压力状态不同的第二压力状态影响时，滑闸部件沿轴向与密封环的非密封面隔离开。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种将机械密封装置安装到容纳有一转动轴的壳体上的方法。机械密封装置包括一个密封套，至少一对密封件，其至少局部设置在密封套内，所述密封件包括一个具有旋转密封面的可转动的密封环和一个具有接合旋转密封面的静止密封面的静止密封环，以及一个相对于可转动的密封环和静止密封环中一个设置的滑闸部件。该方法包括响应机械密封装置内压力状态的变化，使移动滑闸部件沿轴向在第一位置和第二位置之间运动。当处于第一位置并受第一压力状态影响时，滑闸部件被安置成与一个密封环的非密封面相邻，而当受不同于第一压力状态的第二压力状态影响时，滑闸部件在处于第二位置处时沿轴向与密封环的非密封面轴向隔离开。通过以下对优选实施例的描述以及权利要求，能够理解本专利技术的其它特征和优点。附图说明图1A为本专利技术一个说明性实施例的机械密封装置的剖面图，其中，密封装置中的作用流体的压力大本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种机械密封装置，其用于安装到装有一转动轴的壳体上，所述机械密封装置包括：一个密封套；至少一对密封件，它们至少局部设置在密封套内，所述密封件包括一个具有转动密封面的可转动的密封环，和一个静止密封环，其具有一个接合旋转密封面的静止密封面；和一个滑闸部件，其相对于可转动的密封环和静止密封环中的一个设置，并可响应机械密封装置内压力状态的变化，在第一位置和第二位置之间沿轴向移动，其中，当位于第一位置并处于第一压力状态下时，所述滑闸部件沿轴向与一个密封环的非密封面隔离开，当位于第二位置并处于与第一压力状态不同的第二压力状态下时，所述滑闸部件被安置成与密封环的非密封面相邻。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：HV阿兹伯特，
申请(专利权)人：AW切斯特顿公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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