用于旋转轴设备的柔性密封膜和密封组件制造技术

一种机械密封组件(10)，其适用于围绕旋转装置的旋转轴的装置，并具有第一(36)和第二(30)密封环。该组件(10)还包括设置成固定于旋转装置的壳体的环形承载件(200)，该环形承载件(200)具有基座部分(202)和可拆装的端部部分(204)。该组件(10)还包括环形柔性密封膜(100)。该膜(100)包括外部部分(102)，外部部分(102)能够设置在第一密封环(36)和偏置机构(500)之间并且能够相对于旋转轴(12)轴向运动。该膜(100)还包括内部部分(104)，内部部分(104)由外部部分(102)围绕并且定位在环形承载件(200)的基座部分(202)和可拆装的端部部分(204)之间，当外部部分(102)相对于旋转轴(12)运动时，基座部分(202)和可拆装的端部部分(204)保持内部部分(104)相对于环形承载件(200)固定。(200)固定。(200)固定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于旋转轴设备的柔性密封膜和密封组件
[0001]国际优先权
[0002]本申请要求于2020年11月4日提交的美国临时申请No.63/109434的优先权，该临时申请的全部内容在此以参考的方式合并于此。


[0003]本专利技术涉及具有机械密封组件的旋转轴设备，该机械密封组件在旋转轴设备的壳体和旋转轴之间提供密封。更具体地，本专利技术涉及包括辅助密封膜的此类旋转轴设备和密封组件。

技术介绍

[0004]机械密封用于在泵、压缩机、涡轮或其它旋转机器的旋转轴与固定壳体之间提供密封。端面机械密封通常包括主密封界面，该主密封界面由两个可相对旋转的密封面限定或者通过所谓的“动环”和“静环”以其他方式实现限定。密封面之间的摩擦磨损会造成在它们之间形成间隙，从而导致过多的泄漏。因此，考虑到这种磨损问题，端面密封需要定期进行调整，以维持可轴向运动的密封构件处于适当或轴向位置(也被称为“密封高度”)。
[0005]通过采用各种偏置机构能够提供闭合力以自动适应磨损。这种偏置机构包括单个和多个锥形弹簧以及金属波纹管。
[0006]推进型密封组件包括动态辅助密封件(例如O形环)，以在轴和密封构件之间提供密封。推进型密封的动态辅助密封通常设置成与轴向运动的密封构件/动环一起进行轴向运动。由于摩擦，这种相对于轴的轴向运动会造成辅助密封的磨损或撕碎。
[0007]非推进型密封通常包括辅助轴封，该辅助轴封相对于轴不进行轴向运动，例如O形环(通常与金属波纹管密封一起使用)，或者弹性波纹管，如图1所示的一个实施例。图示的机械密封包括弹性波纹管，该弹性波纹管能够在驱动力作用下和轴相对于壳体一起旋转。非推进型密封能够减小波纹管上的扭矩应力，该波纹管旨在通过收缩和膨胀以平衡密封面上的开启力和闭合力。然而，在高压条件下，例如表压高于约70bar(g)，轴自身能够轴向平移。这会在弹性波纹管上产生轴向载荷，从而导致弹性体刚性塌缩，如放大图所示(其中更亮区域是具有更高的压力的区域)。这种轴向刚度防止波纹管有效地抵消由偏置构件提供的闭合力，从而导致过大的端面压力、摩擦磨损和最终的密封失效。
[0008]基于泵和其它旋转轴设备的提高生产率、可靠性、耐用性以及改变包容要求的持续需求，要求为密封组件新发展不懈努力。尤其是，以更高的内部压力操作机械密封的需求。本专利技术涉及满足这些需求的密封技术的改进。

技术实现思路

[0009]本公开的实施例通过提供结合机械密封组件和用于旋转轴设备的柔性密封膜，能够满足机械密封件以更高的内部压力进行密封操作的需求。
[0010]通常将柔性密封膜作为环实施，该环包括基本上沿径向延伸的外部部分，通过密
封部件，例如多个轴向上间隔开的弹簧，可以将外部部分推入可轴向运动的环中。该第一部分通常是不可折叠的(non
‑
collapsible)，并且围绕比外部部分薄的内部部分。在操作中，动环相对于轴的运动将导致外部部分相对于内部部分的偏转，并且在一些情况下，也导致旋转轴机器的旋转轴的偏转。
[0011]在一个实施例中，密封膜包括柔性弹性体。
[0012]在一个实施例中，公开了一种机械密封组件，该机械密封组件适用于围绕着旋转装置的旋转轴的装置。机械密封组件包括在操作中相对于旋转轴可轴向运动的第一密封环，以及在操作中相对于旋转轴轴向固定的第二密封环。该组件还包括设置成固定于旋转装置的壳体的环形承载件，该环形承载件具有基座部分和可拆装的端部部分。可轴向运动的第一密封环靠近环形承载件并且能够响应旋转轴和轴向固定的第二密封环的轴向运动而相对于环形承载件轴向，并且可轴向运动的第一密封环具有可轴向运动的密封面，可轴向运动的密封面与轴向固定的第二密封环的轴向固定的密封面相接。该组件还包括偏置机构和环形柔性密封膜，偏置机构朝向轴向固定的第二密封环推动可轴向运动的第一密封环，从而利用闭合力将可轴向运动的密封面接合至轴向固定的密封面。
[0013]本专利技术所公开的密封膜可以为任意的膜。例如密封膜可以包括设置在与可轴向运动的第一密封环和偏置机构之间的外部部分，外部部分可相对于旋转轴轴向运动。该膜也可以包括由外部部分包围的内部部分，内部部分位于环形承载件的基座部分和可拆装的端部部分之间。在至少一个实施例中，当外部部分相对于环形承载件运动时，基座部分和可拆装的端部部分保持内部部分相对于环形承载件固定。
[0014]在任意一个前述的实施例中，基座部分具有设置为靠近环形柔性密封膜的外部部分的上表面，该上表面中形成有凹陷。
[0015]在任意一个前述或者可替代的实施例中，可拆装的端部部分具有设置为靠近环形柔性密封膜的外部部分的上表面，该上表面中形成有凹陷。
[0016]在任意一个前述或者可替代的实施例中，外部部分具有比内部部分更厚的横截面。
[0017]在任意一个前述或者可替代的实施例中，偏置机构包括靠近外部部分的可轴向运动的环形保持件和设置在环形承载件与环形保持件之间的多个径向间隔开的弹簧构件。
[0018]在任意一个前述或者可替代的实施例中，该组件进一步包括可操作地联接至旋转轴以随其旋转的旋转套筒，并且其中轴向固定的第二密封环可操作地联接至该套筒。在任意一个前述或者可替代的实施例中，其中轴向固定的第二密封环通过多个销可操作地联接至该套筒。
[0019]在任意一个前述或者可替代的实施例中，密封膜包括柔性弹性体。
[0020]在任意一个前述或者可替代的实施例中，密封组件进一步包括在可轴向运动的第一密封环的凹槽内的抗挤压环。
[0021]在任意一个前述或者可替代的实施例中，抗挤压环可包括硬度大于密封膜的柔性弹性体的材料。
[0022]在任意一个前述或者可替代的实施例中，密封组件进一步包括适用于连接到壳体的密封板，并且承载件连接到密封板。
[0023]以上内容并非旨在描述本文的每个图示的实施例或每个主题的实施例。下面的附
图和详细描述将更具体地举例说明了各个实施例。
附图说明
[0024]结合附图考虑以下对各个实施例的详细描述，可以更全面地理解本文的主题，其中：
[0025]图1是现有技术中密封组件的一部分的截面图及弹性波纹管的放大的截面图；
[0026]图2是描绘了根据一个实施例的密封组件的一部分的截面图；
[0027]图3A是根据一个实施例的密封膜的俯视图；
[0028]图3B是描绘了根据一个实施例的密封膜的放大的截面图；
[0029]图4是图3的密封的一部分的更详细描绘图；
[0030]图5A和图5B示出了在两个不同的运动位置时膜的外部部分的偏转示意图；
[0031]图6示出了根据一个实施例描绘的密封组件的一部分的截面图；以及
[0032]图7示出了根据一个实施例描绘的密封组件的一部分的截面图。
[0033]虽然各个实施例经得起各种变型和替代形式的检验，但是通过附图的实施例已经示出其细节，并且对其细节将进行的详细地描述。然而，应当理解的是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机械密封组件，其适用于围绕旋转装置的旋转轴的装置，所述机械密封组件包括：第一密封环，所述第一密封环在操作中能够相对于所述旋转轴轴向运动；第二密封环，所述第二密封环在操作中相对于所述旋转轴轴向固定；环形承载件，所述环形承载件设置成固定于所述旋转装置的壳体，并且具有基座部分和可拆装的端部部分，其中能够轴向运动的所述第一密封环靠近所述环形承载件，并且能够响应于所述旋转轴和轴向固定的所述第二密封环的轴向运动而相对于所述环形承载件轴向运动，并且其中能够轴向运动的所述第一密封环具有能够轴向运动的密封面，所述能够轴向运动的密封面与轴向固定的所述第二密封环的轴向固定的密封面相接；偏置机构，所述偏置机构朝向轴向固定的所述第二密封环推动轴向运动的所述第一密封环，从而利用闭合力将所述能够轴向运动的密封面接合至所述轴向固定的密封面；以及环形柔性密封膜，所述环形柔性密封膜包括：外部部分，所述外部部分能够设置在能够轴向运动的所述第一密封环与所述偏置机构之间，所述外部部分能够相对于所述旋转轴轴向运动；内部部分，所述内部部分由所述外部部分围绕并且定位在所述环形承载件的所述基座部分与所述可拆装的端部部分之间，其中，当所述外部部分相对于所述旋转轴运动时，所述基座部分和所述可拆装的端部部分保持所述内部部分相对于所述环形承载件固定。2.根据权利要求1所述的机械密封组件，其中，所述基座部分具有上表面，所述上表面中形成有凹陷，所述凹陷设...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：约翰起重机有限公司，
类型：发明
国别省市：