泵用干气机械密封装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术泵用干气机械密封装置，包括弹簧盒(1)、紧定螺钉(2)、弹簧(3)、密封圈(4)、推环(5)、卡簧(6)、动环(7)组成的动环组件和静环(12)、防转销(9)、密封圈(11)及压盖(8)组成的静环组件，其特征是滑移密封圈(4)安装在该推环(5)前端侧内径上开设止口槽(50)中与动环(7)后端面(70)贴配合，O形滑移密封圈(4)的压缩率为2%-5%；补偿环动环(7)的密封端面为锥面形；在静环(12)的安装止口槽(80)的立端面(82)上内径处设有凸台(83)与静环(12)后端面内径处支承配合。其补偿环端面的追随性好，运行平稳，抗干扰能力强，密封性能好，能适应多变工况使用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是机械密封装置，特别是泵用干气机械密封装置。干气机械密封(Dry Gas Seal)装置是一种依靠气体薄膜润滑的非接触式机械密封。密封工作时通过在密封端面上开设的动压槽引入密封气，使两个密封端面被一层稳定的薄气膜（2-10μm）分隔开来而处于非接触的运行状态,因此密封摩擦副材料基本不受PV值的限制，特别适合作为高速、高压设备的轴封。
技术介绍
机械密封装置是由至少一对垂直于旋转轴线的端面，在流体压力和补偿机构弹力或磁力的作用下保持贴合并相对旋转，而构成的防止流体泄漏的装置，主要由动环、静环、辅助密封圈、弹性补偿元件构成，弹性元件作用于动环或静环使其作为补偿环。对于干气密封装置，是通过在非补偿环上开设流体动压槽，将密封腔内的密封气引入密封端面，使两个密封端面间形成气膜，呈非接触运行状态。干气机械密封装置，其密封性能好坏，是否能够长效稳定运行，不仅与端面动压槽形设计有关，而且与机械密封装置结构设计是否合理有直接影响。现有技术如附图1所示，其是一种典型泵用干气机械密封装置，由动环7、弹簧盒1、紧定螺钉2、补偿弹簧3、动环滑移密封圈4、推环5、卡簧6构成的动环组件和静环12、静环辅助密封圈11、防转销9及压盖8组成的静环组件构成。动环组件安装在轴10或轴套上，动环补偿弹簧3安装在弹簧盒1中的弹簧座孔中通过推环5作用于动环7后端面，在动环7后端外圆上均匀分布开设有多个凸槽71与弹簧盒1前沿内孔上开设置的凹槽17配合，保证动环7与弹簧盒1同步转动，在弹簧盒1前沿内孔上设置卡簧6与动环7后端外圆上设的凸槽71前侧端配合，使动环7轴向集成在弹簧盒1内，防止在运输过程中动环7脱离弹簧盒1，同时也便于安装应用。在动环7后端部内径上开设的凹槽或止口槽72内设置安装动环滑移密封圈4，以防止密封气从动环7和轴10之间泄漏，紧定螺钉2将弹簧盒1与轴10或轴套进行固定连接，使动环组件随轴转动。静环12安装在压盖8上开设的止口槽80中，在静环12的外环面与压盖8间设置静环辅助密封圈11，以防止密封气从静环12与压盖8之间泄漏，在静环12的后端部与压盖8间设置防转销9，在静环12的密封端面上开设有动压槽。    上述现有技术，动环滑移密封圈4，设置在动环7后端部内径上开设的凹槽或止口槽内与轴10配合，这种设置要想达到可靠的密封效果，动环滑移密封圈4的压缩率（O形圈线径-沟槽宽度/ O形圈线径）×100%，需要在8-10%，如此大的压缩率在两配合面间产生的摩擦阻尼是很高的，而由于动环7与静环12配合面上的动压槽对动环与静环间形成的开启力有限，所以干气机械密封装置的动环补偿弹簧3的弹簧力较小，通常在60-80N,这样小的弹簧力还要克服相对较大的动环滑移密封圈4阻尼是很困难的，所以会大大影响补偿环动环7端面的追随性，尤其在压力波动、轴向窜动等不稳定因素出现的时候，动环7与静环12端面间隙不能及时的在补偿弹簧3配合下自我调整至最佳工作状态，而影响密封效果。动环7和静环12的端面是两个平直的端面配合，不利于密封气进入密封端面，而且动环7在受压状态下会呈现密封端面与垂面成斜面形，外径向静环12端面倾斜，导致两环片在外径处接触，破坏动环7和静环12端面间形成的气膜，而动环7外径正处在静环12的刻槽区域，这种接触极易造成动压槽对动环7接触部分进行切削破坏。静环12背面与压盖8上的止口槽80直接配合安装，静环12背面支撑靠其后端面的外环部与压盖8上的止口立端面81配合，这样在静环12爱压时，静环12端面产生微观变形，表现为静环12的外圆部与动环7端面接触，尤其在压力较高的时候，会出现在动环7外径部上与静环12外径部（刻槽区）接触而产生划伤擦痕，破坏动环7和静环12端面间形成的气膜，进而导致干气密封失效。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述现有技术的缺点不足进行改进，提供一种结构合理，补偿环端面的追随性好，可保障密封端面稳定可靠的开启，运行平稳，端面不产生擦伤，抗干扰能力强，密封性能好，使用寿命长，能适应多变工况使用的泵用干气机械密封装置。本技术包括弹簧盒1、紧定螺钉2、补偿弹簧3、动环滑移密封圈4、推环5、卡簧6、动环7组成的动环组件和静环12、防转销9、静环辅助密封圈11及压盖8组成的静环组件，动环组件安装在轴10或轴套上，动环补偿弹簧3安装在弹簧盒1中的弹簧座孔中通过推环5作用于动环7后端面，在动环7后端外圆上均匀分布开设有多个凸槽71与弹簧盒1前沿部内孔径上开设置的凹槽17配合，保证动环7与弹簧盒1同步转动，在弹簧盒1前沿部的内孔径上设置卡簧6与动环7后端外圆上开设的凸槽71前侧端配合，使动环7轴向集成限制在弹簧盒1内，紧定螺钉2将弹簧盒1与轴10或轴套进行固定连接，静环12安装在压盖8上开设的止口槽80中，在静环12的外环面与压盖8间设置静环辅助密封圈11，在静环12的后端部与压盖8间设置防转销9，在静环12的密封端面上可开设有动压槽，其特征是，在推环5前端侧内径上开设止口槽50，动环滑移密封圈4安装在该推环5前端侧内径上开设的止口槽50中，推环5与动环7后端面70配合，使滑移密封圈4受动环7后端面70挤压力作用，推环5前端侧内径上开设止口槽50与动环7后端面70配合形成的滑移密封圈4安装凹槽对O形滑移密封圈4在轴向和径向的压缩率为2%-5%；补偿环动环7的密封端面为锥面形，其锥形角为0.1-2度，使动环与静环配合时其配合面呈外径向内径过度间隙由大致小；静环12安装在压盖8上开设的止口槽80中，在该止口槽80的立端面82上内径处设有凸台83与静环12后端面内径处支承配合。本技术由于将动环滑移密封圈4设置安装在推环5上，并限定其压缩率为2%-5%，大大降低了滑移密封圈4与轴10或轴套的摩擦阻力，而不影响密封效果，这样即便补偿弹簧3的弹簧压力取的较小，也很容易克服阻尼，充分改善了动环7端面的追随性，即使压力波动、轴向窜动等不稳定因素出现，动环7端面也能及时自我调整，保证端面平稳运行。补偿环动环7的密封端面与垂面成锥面形，使密封配合端面保持外径间隙大于内径间隙，相对现有的两平直密封配合端面，更有利于密封气体进入端面间，并在压力作用下密封端面的外径不会因为压力变形而贴合产生划伤擦痕。在静环12安装止口槽80的立端面82上内径处设有凸台83与静环12后端面内径处支承配合，在受压状态下，此处做为约束，静环12内圆视为固定不动，外圆就形成远离动环7端面的一个趋势，这种趋势表现出来就是静环12的微观变形，这种微观变形（相对于静环12内径）利于在静环12外径上形成两密封配合端面气楔缝隙，经过多次反复验证，在0.6MPa密封气压力环境下即使静环12不开设有动压槽，动环与静环的密封配合面也能开启，同时避免了在压力较高的时候，由于动环端面7的变形而导致外圆与静环12接触，破坏两端面间的气膜，避免动环7靠近外径与静环12刻槽区擦伤破坏。以下附表1为本技术结构产品与现有技术产品，动环、静环端面在相同压力参数下的有限元受力变形分析及实验结果。从分析结果来看，现有技术结构动环端面的变形是本专利技术结构动环端面变形的5.本文档来自技高网...

【技术保护点】
泵用干气机械密封装置，包括弹簧盒(1)、紧定螺钉(2)、补偿弹簧(3)、滑移密封圈(4)、推环(5)、卡簧(6)、动环(7)组成的动环组件和静环(12)、防转销(9)、静环辅助密封圈(11)及压盖(8)组成的静环组件，动环组件安装在轴(10)或轴套上，动环补偿弹簧(3)安装在弹簧盒(1)中的弹簧座孔中通过推环(5)作用于动环(7)后端面，在动环(7)后端外圆上均匀分布开设有多个凸槽(71)与弹簧盒(1)前沿部内孔径上开设置的凹槽(17)配合，在弹簧盒(1)前沿部的内孔径上设置卡簧(6)与动环(7)后端外圆上开设的凸槽(71)前侧端配合，使动环(7)轴向限制在弹簧盒(1)内，紧定螺钉(2)将弹簧盒(1)与轴(10)或轴套进行固定连接，静环(12)安装在压盖(8)上开设的止口槽(80)中，在静环(12)的外环面与压盖(8)间设置静环辅助密封圈(11)，在静环(12)的后端部与压盖(8)间设置防转销(9)，在静环(12)的密封端面上可开设有动压槽，其特征是，在推环(5)前端侧内径上开设止口槽(50)，滑移密封圈(4)安装在该推环(5)前端侧内径上开设止口槽(50)中，推环(5)与动环(7)后端面(70)贴配合，使滑移密封圈(4)受动环(7)后端面(70)挤压力作用，推环(5)前端侧内径上开设止口槽(50)与动环(7)后端面(70)配合形成的滑移密封圈(4)安装凹槽对O形滑移密封圈(4)在轴向和径向的压缩率为2%‑5%；补偿环动环(7)的密封端面为锥面形，其锥形角为0.1‑2度；静环(12)安装在压盖(8)上开设的止口槽(80)中，在该止口槽(80)的立端面(82)上内径处设有凸台(83)与静环(12)后端面内径处支承配合。...

【技术特征摘要】
1.泵用干气机械密封装置，包括弹簧盒(1)、紧定螺钉(2)、补偿弹簧(3)、滑移密封圈(4)、推环(5)、卡簧(6)、动环(7)组成的动环组件和静环(12)、防转销(9)、静环辅助密封圈(11)及压盖(8)组成的静环组件，动环组件安装在轴(10)或轴套上，动环补偿弹簧(3)安装在弹簧盒(1)中的弹簧座孔中通过推环(5)作用于动环(7)后端面，在动环(7)后端外圆上均匀分布开设有多个凸槽(71)与弹簧盒(1)前沿部内孔径上开设置的凹槽(17)配合，在弹簧盒(1)前沿部的内孔径上设置卡簧(6)与动环(7)后端外圆上开设的凸槽(71)前侧端配合，使动环(7)轴向限制在弹簧盒(1)内，紧定螺钉(2)将弹簧盒(1)与轴(10)或轴套进行固定连接，静环(12)安装在压盖(8)上开设的止口槽(80)中，在静环(12)的外环面与压盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永生，刘斌，
申请(专利权)人：丹东克隆集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21