抗偏摆球面接触机械密封结构制造技术

本实用新型专利技术属于机械密封技术领域，具体涉及一种抗偏摆球面接触机械密封结构，其包括动环、静环、静环座、补偿元件和安装座，通过将动环和静环相接触的配合面设计为球面结构，并且将该球面机构的球面半径设计为密封设备的转轴摆动的摆动半径，使密封设备当主轴因支撑轴承或其它支撑系统出现磨损产生较大间隙而偏摆绕动时，球面接触结构能很好的适应偏摆运动而紧密贴合，其不会因为绕动而使动静密封环产生相对的轴向运动及磕碰冲击，这种球面接触结构能很好的适应偏摆运动，进而减小密封泄漏失效的风险，因此大大的提高了密封的使用性能和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
抗偏摆球面接触机械密封结构
本技术涉及一种机械密封结构，尤其涉及一种抗偏摆球面接触机械密封结构，主要用于旋转机械中，如各种泵、压缩机、反应釜等，属于机械密封

技术介绍
机械密封广泛应用于石油、化工、机械以及航空航天领域，其主要用于旋转机械装置中，如各种泵、压缩机、反应釜等，密封的作用是防止被密封的介质发生泄漏，同时阻止外界的污染物以及杂质进入到设备腔体内，从而污染设备腔体内的介质。常见的机械密封结构均包括动环、静环、静环座和/或动环座以及补偿元件，其机械密封的机理如下：动环(在有动环座的情况下，动环与动环座之间采用紧配合)一起随轴旋转，由于静环与静环座之间采用紧配合，因此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，该液膜是腔体内的介质往外泄漏所形成的一层流体膜，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)与密封环之间的开启力(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。目前现有的传统机械密封结构如附图1中所示，该结构主要包括随轴一起旋转的动(静)环A1、静(动)环A2、静(动)环座A3、补偿元件A4和安装座A5。但是目前现有的机械密封也存在很多问题，如目前很多搅拌反应釜用机械密封经常出现失效。出现失效的原因主要在于，支撑轴上的轴承在承受搅拌反作用力后会出现磨损间隙，进而引起搅拌轴连同安装在其上的动环出现较大的偏摆及绕动，这种偏摆使得动静环不能很好的贴合，从而产生磕碰损伤及泄漏失效，进一步导致密封介质的泄漏，使得密封结构的使用寿命达不到理想的要求。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中提出的问题，本技术提供了一种抗偏摆球面接触机械密封结构，该结构能很好地适应偏摆运动进而减小密封结构泄漏失效的风险，大大提高了密封结构的使用性能和使用寿命。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种抗偏摆球面接触机械密封结构，包括动环、静环、静环座、补偿元件和安装座，所述安装座安装于待密封设备的壳体上，所述补偿元件的一端定位连接于所述安装座上且该补偿元件的另一端定位连接于所述静环座，所述静环座的内部紧配合式定位设置所述静环，所述动环定位套设于待密封设备的转轴上并随该转轴一起转动，所述动环和静环相接触的配合面为球面结构。其进一步的技术方案是：所述球面结构的球面半径为密封设备的转轴摆动的摆动半径。其进一步的技术方案是：所述动环上设有与所述静环配合的第一球形接触面，所述静环上设有与所述动环配合的第二球形接触面，且该第一球形接触面与第二球形接触面接触配合构成所述球面结构。其进一步的技术方案是：所述第一球形接触面和第二球形接触面均为表面光滑的接触面其一种优选的技术方案为：所述第一球形接触面为凹陷的球形接触面，所述第二球形接触面为凸出的球形接触面。更优的，所述第一球形接触面的面积大于所述第二球形接触面的面积。其另一种优选的技术方案为：所述第一球形接触面为凸出的球形接触面，所述第二球形接触面为凹陷的球形接触面。更优的，所述第二球形接触面的面积大于所述第一球形接触面的面积。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术的机械密封结构包括动环、静环、静环座、补偿元件和安装座，通过将动环和静环相接触的配合面设计为球面结构，并且将该球面机构的球面半径设计为密封设备的转轴摆动的摆动半径，使密封设备当主轴因支撑轴承或其它支撑系统出现磨损产生较大间隙而偏摆绕动时，球面接触结构能很好的适应偏摆运动而紧密贴合，其不会因为绕动而使动静密封环产生相对的轴向运动及磕碰冲击，这种球面接触结构能很好的适应偏摆运动，进而减小密封泄漏失效的风险，因此大大的提高了密封的使用性能和使用寿命。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1为现有技术机械密封结构的结构示意图；图2为本技术机械密封结构的结构示意图；图中：1-动环；11-第一球形接触面；2-静环；21-第二球形接触面；3-静环座；4-补偿元件；5-安装座。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图2，本技术提供以下技术方案：一种抗偏摆球面接触机械密封结构，其包括动环1、静环2、静环座3、补偿元件4和安装座5。安装座5安装于待密封设备的壳体上，补偿元件4的一端定位连接于安装座上且该补偿元件的另一端定位连接于静环座3上，静环座3的内部紧配合式定位设置静环2，动环1定位套设于待密封设备的转轴上并随该转轴一起转动，其中动环1和静环2相接触的配合面为球面结构。上述球面结构的球面半径为密封设备的转轴摆动的摆动半径。具体的在实际加工该配合面时，球面半径的优选值取接近于密封设备的转轴摆动的摆动半径，该摆动半径能够由具体的设备及支撑方式上的结构件通过计算求出。上述球面结构中，动环1上设有与静环2配合的第一球形接触面11，静环2上设有与动环1配合的第二球形接触面21，且该第一球形接触面与第二球形接触面接触配合构成所述球面结构，上述第一球形接触面和第二球形接触面均为表面光滑的接触面。上述球面结构中，有两种设置方法：第一种设置方法为：参见图2，第一球形接触面11为凹陷的球形接触面，第二球形接触面21为凸出的球形接触面，且第一球形接触面11的面积大于第二球形接触面的面积。第二种设置方法为：图中未画出，第一球形接触面11为凸出的球形接触面，第二球形接触面21为凹陷的球形接触面，且第二球形接触面21的面积大于第一球形接触面11的面积。上述两种设置方法中，凹陷的球形接触面的面积大于凸出的球形接触面的面积，可以实现凸出的球形接触面在凹陷的球形接触面上进行一定的位移，同时两接触面所形成的密封面之间的间隙不会发生变化，使密封膜状态稳定。本申请所述密封结构在密封运转初期，第一球形接触面11和第二球形接触面21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，当动环和静环之间的闭合力(包括补偿元件4的弹簧力、腔内介质对密封环的压力)与密封环之间的开启力(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。本具体实施例中，动/静环和静/动环相对转动，动/静环和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗偏摆球面接触机械密封结构，包括动环(1)、静环(2)、静环座(3)、补偿元件(4)和安装座(5)，所述安装座(5)安装于待密封设备的壳体上，所述补偿元件(4)的一端定位连接于所述安装座上且该补偿元件的另一端定位连接于所述静环座(3)，所述静环座(3)的内部紧配合式定位设置所述静环(2)，所述动环(1)定位套设于待密封设备的转轴上并随该转轴一起转动，其特征在于：所述动环(1)和静环(2)相接触的配合面为球面结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗偏摆球面接触机械密封结构，包括动环(1)、静环(2)、静环座(3)、补偿元件(4)和安装座(5)，所述安装座(5)安装于待密封设备的壳体上，所述补偿元件(4)的一端定位连接于所述安装座上且该补偿元件的另一端定位连接于所述静环座(3)，所述静环座(3)的内部紧配合式定位设置所述静环(2)，所述动环(1)定位套设于待密封设备的转轴上并随该转轴一起转动，其特征在于：所述动环(1)和静环(2)相接触的配合面为球面结构。


2.根据权利要求1所述的抗偏摆球面接触机械密封结构，其特征在于：所述球面结构的球面半径为密封设备的转轴摆动的摆动半径。


3.根据权利要求1所述的抗偏摆球面接触机械密封结构，其特征在于：所述动环(1)上设有与所述静环(2)配合的第一球形接触面(11)，所述静环(2)上设有与所述动环(1)配合的第二球形接触面(21)，且该第一球形接触面与第二球形接触面接触配合构成所述球面...

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