一种外驱动式中间旋转环机械密封制造技术

一种外驱动式中间旋转环机械密封，是在以密封端面相对设置的动环和静环之间，设置有两端面分别与动环和静环相对的中间旋转环，且该中间旋转环由外置动力源驱动旋转。该动力源的输出轴直接与传动轮组的主动轮传动连接或通过联轴器与传动轮组的输入轴连接，传动轮组的从动轮与传动轴套连接，传动轴套又与中间旋转环传动连接。该机械密封的密封端面间相对转速可调，且被密封机组转速不直接决定密封端面相对转速，能使高、低速机械密封具有更高的稳定性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于旋转机器的轴向端面密封，特别涉及一种外驱动式中间旋转环机械密封，此外驱动式中间旋转环机械密封可用于各种型式的压缩机、膨胀机、分离机、泵、反应釜等旋转类机器的轴向端面密封。
技术介绍
机械密封广泛应用于众多的旋转机械轴向端面密封，但在高参状态下，特别是高速和低速状态时密封的稳定性，始终是困扰研究人员的两个难点问题。具体表现在接触式机械密封在高速状态下密封面间相对转速过高，导致密封面摩擦、磨损、发热、变形等现象严重，密封性能迅速下降，甚至不能正常工作；而非接触式机械密封在低转速状态下端面间流体膜不能生成足够的开启力和刚度，无法保证密封面的正常分离及间隙的稳定性。对于传统的机械密封，动环一般周向固定在被密封机器的旋转轴上，导致在被密封机器给定的 条件下，难以主动改变动、静环密封面之间的相对转速。通过在动、静环之间增加中间旋转环的方式，改变机械密封两密封面之间的相对转速，是一种行之有效的密封面相对转速调控方法。但是，对于中间旋转环转速的调整和控制是一个难点问题。在此，提出一种外驱动式中间旋转环机械密封，通过设置动力源和必要的传动件，将转速输出到中间旋转环。其特点是中间旋转环设置相应的动力源，并通过必要的传动件和中间旋转环相连，来主动调整中间旋转环的转速，从而使不同转速机组密封端面都能获得一个合适的相对旋转速度，摆脱被密封机组转速对密封性能的影响，提升机械密封的稳定性和使用寿命。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种外驱动式中间旋转环机械密封。本技术为一种外驱动式中间旋转环机械密封，总体主要由机械密封部分和动力源构成，两部分之间由传动件进行连接。具体主要由动环I、中间旋转环2、静环3、传动轴套4、机座5、动力源6、联轴器7、传动轮Z1、传动轮Z2、动力源输出轴II、传动轴III等构成。其中机械密封部分包括动环I、中间旋转环2、静环3。传动轮Z1和中间旋转环2周向固定在传动轴套4上，传动轴套4空套在轴I上，传动轮Z2周向固定在动力源输出轴II或传动轴III上，动力源6的输出轴II通过联轴器7或直接与传动轮Z2联接。本技术的工作过程为动力源6通过联轴器7或直接驱动传动轮Z2旋转、传动轮Z2带动传动轮Z1旋转,传动轮Z1的转动通过传动轴套4传到中间旋转环2,并最终驱动中间旋转环2与传动轴套4和传动轮Z1同步回转。这样中间旋转环2就获得了一个不同于被密封机组旋转轴I的旋转速度，因中间旋转环2又分别跟动环I和静环2配对，最终达到了改变被封面间的相对旋转速度的目的。本技术主要采用以下技术措施来实现所述外驱动式中间旋转环机械密封，是在以密封端面相对设置的动环I和静环3之间，设置有两端面分别与动环I和静环3相对的中间旋转环2,该中间旋转环2经传动轴套4、从动轮Z1、主动轮Z2与外置动力源6相连，中间旋转环2、从动轮Z1周向固定在传动轴套4上，传动轴套4空套在轴I上，主动轮Z2与外置动力源6的输出轴II传动连接。所述外驱动式中间旋转环机械密封，其主动轮Z2直接与外置动力源6的输出轴II相连，具体可使用传动销、键、胀套等方式传动连接，但优选的是采用传动销方式进行传动连接。所述外驱动式中间旋转环机械密封，其主动轮Z2通过联轴器7与传动轴III相连，传动轴III与主动轮Z2传动连接。所述外驱动式中间旋转环机械密封，被密封机组旋转轴I的旋转速度为Ii1，中间旋转环2的旋转速度为n2，两个转速比值i的取值范围为O. 3 500。根据目前机 械密封应用机组情况，较高转速机组其转速约为700(Tl5000rpm，中等转速机组其转速约为250(T4000rpm，较低转速机组其转速约为2(Tl000rpm，而根据实际使用情况来看，接触式密封如只设置一个中间环，考虑两组密封面相对转速的均匀性，比值i的取值范围应在O. 5附近选取，而非接触式密封转速在800(Tl0000rpm范围内密封面能获得较高的流体膜刚度和稳定性，则i的取值范围约为2 500，适当考虑实际加工过程中的特殊性和传动效率，确定转速比值i的取值范围为O. 3 500。所述外驱动式中间旋转环机械密封，具有外置的动力源6，该动力源6的输出为近似均匀的旋转运动，具体可以电动机、汽轮机、内燃机、马达等动力装置，但优选的是采用可调速电动机作为外置动力源。所述外驱动式中间旋转环机械密封，其传动轮的特征是能进行周向回转运动的传递，具体可以是齿轮、带轮、摩擦轮、链轮等，但优选的是采用齿轮和带轮作为传动轮，分别对应使用带传动或齿轮传动，当两传动轴中心距较小时优选齿轮为传动轮，当两传动轴中心距较大时优选带轮为传动轮。本外驱动式中间旋转环机械密封，所述中间旋转环2以其内径侧与传动轴套4以销、键、胀套、螺钉等方式传动，但优选的方式是经传动销方式传动连接。本技术具有以下特点1.密封端面相对转速可调；2.中间旋转环的转速可调范围宽；3.使高、低速机械密封具有更高的稳定性。附图说明图I是本技术外驱动式中间旋转环机械密封的优选实施方式I示意图。图2是本技术外驱动式中间旋转环机械密封的优选实施方式2示意图。图3是本技术外驱动式中间旋转环机械密封的优选实施方式3示意图。图4是与图I至图3对应的一种机械密封装置的结构示意图。图中相关符号为1一动环；2—中间旋转环；3—静环；4一传动轴套；5—机座；6—动力源；7—联轴器^一传动轮(从动轮)，同时代表该轮的直径；Z2—传动轮(主动轮)，同时代表该轮的直径；I 一被密封机组旋转轴、II一动力源的输出轴、III一传动轴。具体实施方式为进一步了解本技术的内容、特点及功能，兹以具体实施例，结合附图详细说明如下。实施例1 :参阅图1、图4。本实施例的总体主要由机械密封部分和动力源构成，两部分之间由传动件进行连接。具体主要由动环I、中间旋转环2、静环3、传动轴套4、机座5、动力源6、带轮(即从动轮)Z1、带轮(即主从轮)Z2、动力源输出轴II等构成。其中机械密封部分包括动环I、中间旋转环2、静环3。带轮Z1和中间旋转环2周向固定在传动轴套4上，传动轴套4空套在轴I上，带轮4固定在动力源输出轴II上。本实施例的工作过程为动力源6直接驱动带轮Z2旋转、带轮Z2带动带轮Z1旋转，带轮Z1的转动通过传动轴套4传到中间旋转环2上,并最终驱动中间旋转环2与传动轴套4和带轮Z1同步回转。这样中间旋转环2就获得了一个不同于被密封机组旋转轴I的旋转速度，因中间旋转环2又分别跟动环I和静环2配对，最终达到了改变被封面间的相对旋转速度的目的。假定被密封机组旋转轴I的转速为Ii1,中间旋转环2的转速为n2，动力源6的输出转速为n6,则中间旋转环2和轴I的转速比i为Jzn2Ai1= (Z2n6) / (Z1Ii1)。可通过变化动力源6的输出转速n6和各带轮的直径，实现中间旋转环2转速n2的调整。动环I的转速跟旋转轴I的转速相同为Ii1，则动环I和中间旋转环2所构成密封面的相对转速为η2±ηι，中间旋转环2跟静环3的构成密封面的相对转速为n2。实施例2 :参阅图2、图4。本实施例的总体仍主要由机械密封部分和动力源构成，两部分之间由传动件进行连接。具体主要由动环I、中间旋转环2、静环3、传动轴套4、机座5、动力源6、齿轮(即从动轮)Z1、齿轮(即主动轮)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外驱动式中间旋转环机械密封，是在以密封端面相对设置的动环（1）和静环（3）之间，设置有两端面分别与动环（1）和静环（3）相对的中间旋转环（2），其特征是中间旋转环（2）经传动轴套（4）、从动轮（Z1）、主动轮（Z2）与外置动力源（6）相连，并被外置动力源（6）驱动旋转，中间旋转环（2）、从动轮（Z1）周向固定在传动轴套（4）上，传动轴套（4）空套在轴（Ⅰ）上，主动轮（Z2）与外置动力源（6）的输出轴（Ⅱ）传动连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王和顺，朱维兵，董霖，王良柱，郑建科，邬瓦尼，牛苗苗，李柯，秦小屿，陈华，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：实用新型
国别省市：