一种带有传热强化结构的机械密封装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种带有传热强化结构的机械密封装置，是由前端面(密封面)(1)、外环圆柱面(2)、后端面(支撑面)(3)、内环圆柱面(4)、气流入口(5)、内环侧气流出口(6)、外环侧气流出口(7)、内径侧导流孔(8)、外径侧导流(9)及扰流结构M等组成，它们都位于该机械密封装置环体上的不同位置；本发明专利技术在密封环上开设传热强化结构，大大地提高了机械密封环的散热面积；壳体结构将节省一部分的制作材料，降低密封件的成本；这样的结构，应用到现有非接触机械密封上，将更好地发挥密封端面改形的优势，明显增强密封润滑效果及稳定性，大大延长其使用寿命；该装置结构科学，工艺性好，具有广阔推广应用价值。

A mechanical seal device with heat transfer strengthening structure

【技术实现步骤摘要】
一种带有传热强化结构的机械密封装置
本专利技术提供一种带有传热强化结构的机械密封装置，具体地说，它是一种在机械密封的环体上开设一定数量的气体导流槽及后端面开设气体导流孔，属于流体密封中的旋转轴密封
适用于各种压缩机、膨胀机、泵、反应釜、搅拌机等旋转机械轴的轴端密封装置。
技术介绍
机械密封是一种依靠弹性元件对动、静环端面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封的轴向端面密封装置，故又称为端面密封。机械密封广泛地应用于离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备上。随着科学技术的不断进步，实际生产应用中对机械密封提出了更高的要求，要求机械密封能适应在高压、高速、频繁起停等极端工况条件下良好运行，这样就对机械密封的性能提出了更高的要求。目前，国内外许多专家学者研究机械密封主要是正向直观的研究：如泄漏量低，开启力大、油膜稳定性好、摩擦磨损小，使用寿命长、工作可靠等方面展开，并已取得了很好的成效。为机械密封设计积累了大量的理论依据及设计方法等。而对于机械密封动、静环自身的散热研究并不多见。传统的机械密封动环与静环之间因运转产生的摩擦热及流体内部的剪切热不能得到很好的散热，使得端面因受热不均而产生变形，严重时密封端面会产生龟裂，使机械密封性能大大降低。甚致会使机械密封过早失效。过高的端面温度成为制约机械密封向长寿命、高可靠性发展的瓶颈，因此如何降低密封端面温度成了亟待解决的问题。
技术实现思路
(一)目的本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带有传热强化结构的机械密封装置，它是一种端面导热能力强、均温性能好、抗扰动吸纳性能强且启停特性较好的新型机械密封。本机械密封可以有效地解决现有的机械密封在工作时由于端面温度过高及受热不均匀而导致的端面变形，从而提高机械密封性能。(二)技术方案现有的机械密封动环或静环(如图1所示)都是一个圆柱体，由前端面(密封面)、外环圆柱面、后端面(支撑面)、内环圆柱面等组成；一般作为密封面的叫前端面，作为支撑面的叫后端面；所述机械密封装置的动环或静环如图2所示，所述动环或静环的端面一侧为高压侧即上游，所述动环或静环的端面另一侧为低压侧即下游，所述的动环或静环的环体上开设有多个沿周向均匀分布的传热强化结构；本专利技术一种带有传热强化结构的机械密封装置，如图3所示，其特征在于：该机械密封装置由前端面(密封面)(1)、外环圆柱面(2)、后端面(支撑面)(3)、内环圆柱面(4)、气流入口(5)、内环侧气流出口(6)、外环侧气流出口(7)、内径侧导流孔(8)、外径侧导流孔(9)及扰流结构M等组成，它们都位于该机械密封装置环体上的不同位置；所述的前端面(1)，是该机械密封装置的密封面；所述的外环圆柱面(2)，是该机械密封装置的外圆柱面；所述的后端面(3)，是该机械密封装置支撑面其与补偿机构结合；所述的内环圆柱面(4)，是该机械密封装置的内圆柱面；所述的气流入口(5)，是该机械密封装置内环圆柱面4上沿周向均匀开设的矩形孔；该气流入口(5)的形状结构如图4所示是一个矩形，其结构尺寸为L2和L3，L2是距离后端面(支撑面)(3)的轴向厚度，L3是距离前端面(密封面)(1)的轴向厚度，L3＝1.25×L2；该气流入口(5)是开设在该机械密封装置的内环圆柱面(4)上且沿周向均匀布置15～18个，具体的个数随该机械密封装置结构的大小而定；所述的内环侧气流出口(6)及外环侧气流出口(7)，是散热气流的出口，在该机械密封装置的后端面(3)沿周向均匀布置开设的气流出口；该内环侧气流出口(6)及外环侧气流出口(7)的形状结构形式如图5所示，其结构形式是圆形孔，其内环侧气流出口(6)的直径为外环侧的气流出口(7)的直径为内环侧气流出口(6)离内环圆柱面(4)的径向距离为L4，外环侧气流出口(7)离内环侧气流出口(6)的径向距离为L5；该内环侧气流出口(6)及外环侧气流出口(7)开设在该机械密封装置结构后端面(3)上，并沿周向均匀布置15～18个，具体的个数随该机械密封装置结构的大小而定；所述的内径侧导流孔(8)及外径侧导流孔(9)，是该机械密封装置内部开设的导流气孔，增加气流的流动性及增大散热接触面积；所述的扰流结构M，是该机械密封装置内部开设的气体扰流结构，目的是使气体进入密封结构内部后形成涡流使气体充分接触其散热表面带走更多的热量；该扰流结构M，内径侧导流孔(8)及外径侧导流孔(9)结构形式如图6所示；该扰流结构M是开设在该机械密封装置的内部，且沿周向均匀布置15～18个，具体个数因机械密封装置结构大小而定；该扰流结构M是两段圆弧形结构，半径分别为R1、R2，且R1＝R2，宽度为L7；L6为该机械密封装置圆环壁厚；该内径侧导流孔(8)及外径侧导流孔(9)是两圆形导流孔开设在扰流结构M上的两段圆弧中间，两圆孔的直径分别为且该扰流结构M做成两段圆弧状是为了使进入的气流能产生涡流，而内径侧导流孔(8)及外径侧导流孔(9)能使散热气流在该机械密封装置结构内部流动，从而带走更多热量；整个机械密封装置结构形式(如图3所示)，其外径为内径为轴向厚度为L1；整体毛胚由铸造而成然后进行激光机加工出各扰流结构及散热气流通孔，密封端面进行精密的形貌处理。(三)优点及功效本专利技术专利的有益效果是：(1)在密封环上开设传热强化结构，避免了机械密封环因受热不均匀导致变形甚至密封端面开裂的问题，同时,开设了这种传热强化结构后大大地提高了机械密封环的散热面积。(2)当气体进入机械密封结构体内与腔内壁面接触进行传导散热，同时气流也在密封环体内产生旋涡流动起到更好对流散热，使密封环得到良好的热交换和冷却作用。(3)根据材料力学原理，壳体结构的刚度显优于实体的结构，扰流结构可起到加强筋也可起到增加散热面积及提高密封环的刚度降低受力变形量。(4)与实体机械密封环相比，壳体结构将节省一部分的制作材料，降低密封件的成本。这样的结构，应用到现有非接触机械密封上，将更好地发挥密封端面改形的优势，明显增强密封润滑效果及稳定性，大大延长其便用寿命。本专利技术所述装置结构科学，工艺性好，具有广阔推广应用价值。附图说明图1为现有机械密封示意图。图2为本专利技术带有传热强化结构的机械密封装置示意图。图3为本专利技术带有传热强化结构的机械密封装置的轴侧图。图4为本专利技术带有传热强化结构的机械密封装置A-A的剖视图。图5为本专利技术气流出口的放大视图。图6为本专利技术带有传热强化结构的机械密封装置B-B的剖视图。图7为本专利技术散热气流的流动方向示意图。图1中的序号、代号说明：前端面(密封面)，后端面(支撑面)，外环圆柱面，内环圆柱面。图2中的序号，代号说明：高压侧，外环圆柱面，内环圆柱面，低压侧，后端面(支撑面)。图3中的序号，代号说明：为整个机械密封的外径，为整个机械密封的内径，L1为机械密封轴向厚度，1为前端面(密封面)、2为外环圆柱面，3为后端面(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有传热强化结构的机械密封装置，其特征在于：该机械密封装置由前端面(1)、外环圆柱面(2)、后端面(3)、内环圆柱面(4)、气流入口(5)、内环侧气流出口(6)、外环侧气流出口(7)、内径侧导流孔(8)、外径侧导流孔(9)及扰流结构M组成，它们都位于该机械密封装置环体上的不同位置；/n所述的前端面(1)，是该机械密封装置的密封面；/n所述的外环圆柱面(2)，是该机械密封装置的外圆柱面；/n所述的后端面(3)，是该机械密封装置支撑面其与补偿机构结合；/n所述的内环圆柱面(4)，是该机械密封装置的内圆柱面；/n所述的气流入口(5)，是该机械密封装置内环圆柱面4上沿周向均匀开设的矩形孔；/n该气流入口(5)的结构是一个矩形，其结构尺寸为L2和L3，L2是距离后端面(3)的轴向厚度，L3是距离前端面(1)的轴向厚度，L3＝1.25×L2；该气流入口(5)是开设在该机械密封装置的内环圆柱面(4)上且沿周向均匀布置15～18个，具体的个数随该机械密封装置结构的大小而定；/n所述的内环侧气流出口(6)及外环侧气流出口(7)，是散热气流的出口，在该机械密封装置的后端面(3)沿周向均匀布置开设的气流出口；/n该内环侧气流出口(6)及外环侧气流出口(7)的结构形式是圆形孔，其内环侧气流出口(6)的直径为...

【技术特征摘要】
1.一种带有传热强化结构的机械密封装置，其特征在于：该机械密封装置由前端面(1)、外环圆柱面(2)、后端面(3)、内环圆柱面(4)、气流入口(5)、内环侧气流出口(6)、外环侧气流出口(7)、内径侧导流孔(8)、外径侧导流孔(9)及扰流结构M组成，它们都位于该机械密封装置环体上的不同位置；
所述的前端面(1)，是该机械密封装置的密封面；
所述的外环圆柱面(2)，是该机械密封装置的外圆柱面；
所述的后端面(3)，是该机械密封装置支撑面其与补偿机构结合；
所述的内环圆柱面(4)，是该机械密封装置的内圆柱面；
所述的气流入口(5)，是该机械密封装置内环圆柱面4上沿周向均匀开设的矩形孔；
该气流入口(5)的结构是一个矩形，其结构尺寸为L2和L3，L2是距离后端面(3)的轴向厚度，L3是距离前端面(1)的轴向厚度，L3＝1.25×L2；该气流入口(5)是开设在该机械密封装置的内环圆柱面(4)上且沿周向均匀布置15～18个，具体的个数随该机械密封装置结构的大小而定；
所述的内环侧气流出口(6)及外环侧气流出口(7)，是散热气流的出口，在该机械密封装置的后端面(3)沿周向均匀布置开设的气流出口；
该内环侧气流出口(6)及外环侧气流出口(7)的结构形式是圆形孔，其内环侧气流出口(6)的直径为外环侧的气流出口(7)的直径为内环侧气流出口(6)离内环圆柱面(4)的径向距离为L4，外环侧气流出口(7)离内环侧气流出口(6)的径向距离为L5；该内环侧气流出口(6)及外环侧气流出口(7)开设在该机械密封装置结构后端面(3)上，并沿周向均匀布置15～18个，具体的个数随该机械密封装置结构的大小而定；
所述的内径侧导流孔(8)及外径侧导流孔(9)...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇桂岳，林谋有，杨小品，初长宝，曾育平，甘志梅，杨军平，高伟，
申请(专利权)人：南昌工程学院，
类型：发明
国别省市：江西;36