專利名稱：一種雙端面機械密封的制作方法
技術領域：
本發明涉及旋轉軸用的機械密封，具體說是一種雙端面機械密封。
背景技術：
在工業生產中，特別是在石油化工生產中，為了保證生產安全和生態環境不受污染破壞，對于那些輸送各種流體介質的轉動設備，各種機械密封的使用往往成為首選，因為這些公知的機械密封密封效果好，可以做到零泄漏，但是在輸送那些不清潔而且是高溫易燃易爆，有毒有害的流體介質，或是工況惡劣，即間斷運行，易抽空，易振動的轉動設備上要想把公知的這些機械密封結構使用好就必須增加封油系統，才有可能使這些公知的機械密封實現較好的使用效果，這樣做的結果不僅增加了機械密封使用和維護的成本，而且并沒有從本質上消除現在公知的這些機械密封端面易開啟的安全隱患，特別是在高溫油泵上， 如果因端面開啟過大使封油向外部環境泄漏過多也會引起失火這樣的安全事故，而封油向設備內部泄漏過多也不行，這不僅會影響產品的質量，甚至還會引起設備抽空使生產工藝發生波動影響平穩生產，發生操作事故。
發明內容本發明提供一種密封效果好，可以不用或少用封油也能安全可靠長壽命運行的一種雙端面機械密封。所述雙端面機械密封，由定位盤根結構，雙端面密封結構和定位鎖緊結構三部分組成靜環擰緊螺釘將蓋板和靜環在定位銷和靜環密封圈的配合下鎖緊在密封套的底部，在蓋板與靜環的內圈構成環狀凸形槽與軸套前端外圓面的環狀凹形槽組成的環狀矩形槽內嵌入了定位盤根構成了定位盤根結構，固定了軸套在機械密封中的軸向位子；由靜環、動環和補償環串連套在軸套上裝在密封套和壓蓋用螺紋聯接形成的封閉腔中，動環與軸套采用撥叉連接，其外徑凹槽中和密封套內徑配有動環浮動盤根并在動環密封圈組件與補償環密封圈的配合下構成了雙端面密封結構；由伸入壓蓋背孔中與補償環尾部形成撥叉連接并裝有小彈簧的彈簧座與鎖緊定位蓋貼緊并由擰緊在壓蓋上的鎖緊螺栓和鎖緊螺母構成了定位鎖緊結構。動環在撥叉的作用下和軸套一起轉動并同時可以在軸向沿著軸套外圓面前后滑動，因而在軸套發生前后串動時可以始終保持在原位，實現了動環的軸向浮動，使動環與靜環和補償環形成的前、后兩個端面間隙始終保持在工作狀態。當鎖緊定位蓋被鎖緊后，裝有小彈簧的彈簧座在彈簧力的作用下只能向前推動補償環并將補償環端面與動環后端面，動環前端面和靜環端面組成的兩對摩檫副貼緊形成微米級的工作間隙，由于摩擦副都是用耐磨的硬質材料組成，因而其端面間隙只會在長時間工作中因磨損而緩慢增大，但由于彈簧力的作用卻可以即時得到補償，因而即使在泵抽空引起轉軸發生劇烈振動時本機械密封的端面間隙也是不可能被突然開啟變大的，同時在E處即彈簧座與鎖緊定位蓋貼合面可以很容易檢測到端面工作間隙狀態，當這個間隙變大時，說明摩擦副磨損較大，此時可重新通過鎖緊螺栓和鎖緊螺母對鎖緊定位蓋重新定位，使其間隙歸零，從而實現了機械密封的在線修復功能。由以上的結構特征進一步說明當軸套由定位螺釘固定在轉軸上和軸一起轉動時，被密封的介質只能依次通個由定位盤根與軸套之間的間隙，靜環、動環、動環浮動盤根間隙和補償環構成的前、后兩對摩擦付形成的端面間隙泄漏到由補償環內圓與軸套外徑圓柱面在彈簧座密封圈和彈簧座及鎖緊定位蓋配合下構成的冷卻腔中，并由從壓蓋冷卻水入口進入的冷卻水冷卻后從壓蓋上冷卻水出口沖走，由于定位盤根與軸套之間的間隙很小因而可以有效的將介質中的硬質雜質過濾掉，從而使進入端面的介質保持清潔，而端面間隙在定位鎖緊結構的作用下可以始終保持在微米級的工作狀態使介質只可能極少量的通過， 因而這種雙端面機械密封不僅密封效果好，易于實現零泄漏，而且不會產生端面間隙迅速開啟變大導至介質大量外泄即通常說的端面打開的安全隱患，因此具有很強的防抽空抗振動性能，所以是可以省掉封油就能保證機械密封長壽命安全可靠工作的。本發明的優點是結構緊湊，徹底消除了公知的機械密封存在的端面易開啟，防抽空能力弱的安全隱患，不僅安全可靠壽命長而且機械密封使用和維護成本大幅下降，因而具有廣泛的使用價值。
圖1是本發明的結構示意圖；圖2是從圖1右端看的軸向正視示意圖；圖3是本發明適用于懸臂泵的結構示意圖；圖4是本發明適用于密封腔軸向尺寸較短的結構示意圖。圖中；1-軸套，2-靜環擰緊螺釘，3-蓋板，4-定位銷，5-定位盤根，6-靜環密封圈， 7-靜環，8-動環浮動盤根，9-動環密封圈組件，10-動環，11-密封套，12-補償環，13-補償環密封圈，14-壓蓋密封圈，15-壓蓋，16-彈簧座密封圈，17-壓蓋螺栓，18-彈簧座，19-小彈簧，20-鎖緊定位蓋，21-防塵圈，22-軸套緊定螺釘，23-鎖緊螺栓，24-鎖緊螺母，25-軸套密封圈組件，26-軸套前端密封圈，27-軸套密封墊片，28-底套，A、A'-封堵介質出入口， B, (C), B' (C' )_冷卻水入出口，E-端面間隙監測圈。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明作進一步的說明。如圖1所示是整個設備在裝配本發明雙端面機械密封的結構示意圖壓蓋15是用壓蓋螺栓17固定在靜止的設備本體上的并將壓蓋密封圈16壓緊防止被密封的介質從此處泄漏。軸套1是用軸套緊定螺釘22固定在設備的轉軸上隨軸一起轉動，軸套密封圈組件 25和軸套前端密封圈沈可以有效的防止被密封的介質從軸套與軸的徑向間隙中泄漏。密封套11和壓蓋15是用螺紋緊密連接的。靜環7、動環10和補償環12就被串聯的裝在由密封套11、壓蓋15、彈簧座18和軸套1構成的封閉的環狀空間中，由靜環擰緊螺釘2在定位銷4的幫助下將蓋板3和靜環7鎖緊在密封套11的底部并將靜環密封圈6壓緊保證被密封的介質不能從此處泄漏同時將定位盤根5鎖在由蓋板3、靜環7和軸套1前端構成的環狀矩形槽內使軸套1與機械密封的各個零件的位置都得到了相對的固定。因此整個發明結構具有如下特征當把鎖緊定位蓋20將彈簧座18的小彈簧19壓緊使端面間隙監測圈E處于零的狀態時(這個E實際上就是彈簧座18與鎖緊定位蓋20的貼合面)就表示小彈簧處于正常的工作狀態，此時動環10、靜環7和補償環12所構成的前、后兩個端面也貼緊了，不過這個貼緊是有條件的，那就是在裝配時兩個端面是要涂上清潔的潤滑油的，看起來兩個端面是貼緊了，實際上兩個端面間是有一層油膜的，而這個油膜厚度正是端面工作的間隙，所以鎖緊定位蓋20是不能被鎖緊螺栓23擰得過緊的，其緊力要由鎖緊螺母M來控制，也就是在擰鎖緊螺栓23時要盤車保證轉動正常后用鎖緊螺母M將鎖緊螺栓23固定住，從而實現密封鎖緊定位的目的。從以上過程中我們可以看到它是不需要考慮留熱脹余量和軸串對密封工作時的影響的，因為密封套11和靜環7、動環10及補償環12都是用熱脹糸數相同的材料制成的，而嵌在靜環7、動環10及補償環12上的摩擦副都是用熱脹系數很小的高硬度耐磨材料制成的，當受熱時密封套11和靜環7、動環10及補償環12的熱脹伸長方向正好相同而互補，而動環10和軸套1是用撥叉連接只能隨軸套轉動但可以在軸向沿軸套前、后滑動，動環密封圈組件9只起阻止介質從動環10與軸套1所形成的環狀徑向間隙中泄漏的作用，所以軸在設備抽空時易發生的軸向振動或串動不會對動環10的軸向位置產生影響，也就是說兩個端面間隙不會受強力而改變，正是如此，本發明的雙端面機械密封在安裝時不用象現在公知的機械密封那樣留下安裝間隙(而這個間隙通常都在2毫米左右)而使這個間隙直接控置在2微米級的油膜狀態，從而徹底消除了機械密封端面易開啟很大的安全隱患，再加上定位盤根的過濾作用使介質中的大的硬質顆粒很難進入端面間隙中，所以在沒有封油的狀況下本發明的雙端面機械密封也能安全可靠的長壽命工作。當端面磨損使間隙有可能增大時，完全可從密封間隙監測圈E處觀測到，因為在彈簧力的作用下，E處會出現間隙，此時只需短暫停機對定位鎖緊機構重新調整一下使E處歸于零就又可使密封處于初裝狀態下繼續工作了，所以本發明的機械密封還有很好的在線修復能力。由于兩個端面是串連工作的，介質只能依次從前端面進入后端面，端面間隙始終都保持在很小的狀態下而且還有很強的互補性，即前端面間隙變大時，后端面間隙必然變小，因為在定位鎖緊機構的作用下靜環7和補償環12的兩個端面軸向距離是一個定值，動環的軸向尺寸也是一個定值并且就嵌在中間，顯然這兩個端面間隙是不可能同時增大的，因而介質泄漏量不可能突然增大且可始終保持在標準范圍內由冷卻水帶走，如果被輸送的介質是有毒有害易燃易爆絕對不允許泄漏到大氣環境中時，就可將封堵介質從封堵介質入口 A引入，此時封堵介質壓力只須比被密封的介質壓力大0. 05 0. IMI^a就可以了，由于處于被密封的前端面間隙很小且不可能開啟很大，又加上封堵介質壓力只比被密封的介質壓力大0. 05 0. IMPa，再加上動環浮動盤根8的節流作用所以封堵介質是很難大量進入設備內的，只有少量的封堵介質泄漏殘液會被冷卻水帶走，所以本發明的這種雙端面機械密封的封堵介質耗量也是很小的，只要被密封的介質與水不發生排斥和化學變化，封堵介質完全可用冷卻水而不用封油是完全可行的，此時在封堵介質出口 A'接上冷卻水管并裝上控制閥控制水量和壓力，就能使冷卻水起到很好的封堵和冷卻作用，不僅能實現介質的零泄漏，還能節省用水，當設備輸送深冷易汽化的介質時，只須從封堵介質入口 A引入適量蒸汽就可正常工作了，如果采用干氣密封，則只需在封堵介質入口 A引入阻隔氣，在冷卻水入口B或C引入氮氣并由B'或C'出口引出通入火矩管網就能實現干氣密封了。而在一般工況下則只需由B(C)引入冷卻水，由B’(C’)引出就可以保證安全和清潔生產了。圖3是適合安裝在懸臂泵上的本發明的一種結構示意圖，和圖1不同的是靜環7和密封套11合二為一，即把耐磨環直接鑲嵌在密封套底部，構成帶靜環的密封套(7、11)省掉了靜環密封圈6，定位盤根5，定位銷4，蓋板3和靜環擰緊螺釘2，軸套1則和公知的懸臂泵密封軸套一樣由軸用螺母鎖緊在軸上，只是此時軸套后端銑成槽形和動環10形成撥叉連接，使動環既能隨軸旋轉，又能沿軸向前、后移動，在壓蓋的配合下，在靜環密封套(7、11)內和補償環12構成雙端面機械密封。圖4則是本發明適用于密封腔軸向尺寸較短的結構示意圖，和圖3不同的是軸套還是用軸套緊定螺釘22擰緊在軸上和軸一起旋轉，防塵圈21是由可以剖分成兩半的金屬耐磨環組成，裝在軸套的凹槽中并固定在鎖緊定位蓋內圓孔內，從而固定好軸套在雙端面機械密封中的軸向位置防止其脫出。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何屬于本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。所以，本發明同現有公知的雙端面機械密封相比僅在結構上進行了簡單的改進，制造成本和工藝并未有大的變化就使雙端面機械密封的使用可靠性，安全性得到了顯著的提高和保證，并增強了雙端面機械密封的在線修復能力，降低了運行維護成本且可根據不同的被密封介質使用不同的封堵介質而不用或少用封油，只要零件和摩擦副材料選擇得好，端面比壓合理，本發明的雙端面機械密封就具有廣泛的使用前景和優異的使用效果。
權利要求1.一種雙端面機械密封，其特征是由定位盤根結構，雙端面密封結構和定位鎖緊結構三部分組成靜環擰緊螺釘( 將蓋板( 和靜環(7)在定位銷(4)和靜環密封圈(6)的配合下鎖緊在密封套(11)的底部，在蓋板與靜環的內圈構成環狀凸形槽與軸套(1)前端外圓面的環狀凹形槽組成的環狀矩形槽內嵌入了相應的定位盤根( 構成了定位盤根結構，固定了軸套在雙端面機械密封中的軸向位子；由靜環(7)、動環(10)和補償環(1 串連套在軸套(1)上裝在密封套(11)和壓蓋 (15)用螺紋聯接形成的封閉腔中，動環(10)與軸套(1)采用撥叉連接，其外徑凹槽中和密封套(11)內徑配有動環浮動盤根(8)并在動環密封圈組件(9)與補償環密封圈(1 的配合下構成了雙端面密封結構；由伸入壓蓋(1 背孔中與補償環(1 尾部形成撥叉連接并裝有小彈簧(19)的彈簧座(18)與鎖緊定位蓋00)貼緊使E處間隙為零并由擰緊在壓蓋(1 上的鎖緊螺栓03) 和鎖緊螺母04)鎖定構成了定位鎖緊結構。
2.根據權利要求1所述雙端面機械密封，其特征是動環(10)在撥叉的作用下和軸套 (1) 一起轉動并同時可以在軸向沿著軸套(1)外圓面前后滑動，因而在軸套(1)發生前后串動時可以始終保持在原位，實現了動環(10)的軸向浮動，使動環(10)與靜環(7)和補償環 (12)形成的前、后兩個端面間隙始終保持在工作狀態。
3.根據權利要求1所述雙端面機械密封，其特征是當鎖緊定位蓋OO)被鎖緊后，裝有小彈簧(19)的彈簧座(18)在彈簧力的作用下只能向前推動補償環(1 并將補償環 (12)端面與動環(10)后端面，動環(10)前端面和靜環(7)端面組成的兩對摩檫副貼緊形成微米級的工作間隙，由于摩擦副都是用耐磨的硬質材料組成，因而其端面間隙只會在長時間工作中因磨損而緩慢增大，但由于彈簧力的作用卻可以即時得到補償，因而即使在泵抽空引起轉軸發生劇烈振動時本機械密封的端面間隙也是不可能被突然開啟變大的，同時在E處即彈簧座(18)與鎖緊定位蓋00)貼合面可以很容易檢測到端面工作間隙狀態，當這個間隙變大時，說明摩擦副磨損較大，此時可重新通過鎖緊螺栓和鎖緊螺母04)對鎖緊定位蓋OO)重新定位，使E處間隙歸零，從而實現了機械密封的在線修復功能。
4.根據權利要求1所述雙端面機械密封，其特征是靜環(7)和密封套(11)合二為一，即把耐磨環直接鑲嵌在密封套(11)底部，構成帶靜環(7)的密封套(11)省掉了靜環密封圈(6)，定位盤根(5)，定位銷(4)，蓋板(3)和靜環擰緊螺釘⑵，軸套(1)則和公知的懸臂泵密封軸套一樣由軸用螺母鎖緊在軸上，只是此時軸套后端銑成槽形和動環(10)形成撥叉連接，使動環既能隨軸旋轉，又能沿軸向在前、后移動，在壓蓋的配合下，在靜環密封套 (7,11)內和補償環(12)構成雙端面機械密封。
5.根據權利要求1或4所述雙端面機械密封，其特征是軸套(1)還是用軸套緊定螺釘0 擰緊在軸上和軸一起旋轉，防塵圈是由可以剖分成兩半的金屬耐磨環組成，裝在軸套(1)的凹槽中并固定在鎖緊定位蓋OO)內圓孔內，從而固定好軸套(1)在雙端面機械密封中的軸向位置防止其脫出。
專利摘要本實用新型提供一種雙端面機械密封，由定位盤根結構，雙端面密封結構和定位鎖緊結構組成由蓋板與靜環的內圈和軸套前端外圓面構成的環狀矩形槽內嵌入的定位盤根，在靜環擰緊螺釘和定位銷與靜環密封圈的配合下構成的定位盤根結構；由靜環、動環和補嘗環串聯套在軸套上并裝在密封套和壓蓋用螺紋聯接形成的封閉腔中，且動環與軸套采用撥叉連接、其外徑凹槽中和密封套內徑配有浮動盤根在其密封圈的配合下構成的雙端面密封結構；由伸入壓蓋背孔中與補償環尾部形成撥叉連接并裝有小彈簧的彈簧座與鎖緊定位蓋貼緊并由鎖緊螺栓和鎖緊螺母構成定位鎖緊結構該雙端面機械密封不僅密封效果好、使用范圍廣、還能不用或少用封油就能實現安全可靠長壽命運行。
文檔編號F04D29/10GK202326374SQ201120282620
公開日2012年7月11日 申請日期2011年8月5日 優先權日2011年8月5日
發明者韓樂工 申請人:韓樂工