專利名稱：一種雙端面機械密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)軸用的機械密封，具體說是一種雙端面機械密封。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)中，特別是在石油化工生產(chǎn)中，為了保證生產(chǎn)安全和保護(hù)生態(tài)環(huán)境不受污染破壞，對于那些輸送各種流體介質(zhì)的轉(zhuǎn)動設(shè)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(zhì)，或是工況惡劣，即間斷運行，易抽空，易振動的轉(zhuǎn)動設(shè)備上要想把公知的這些機械密封結(jié)構(gòu)使用好就必須增加封油系統(tǒng)，才有可能使這些公知的機械密封實現(xiàn)較好的使用效果，這樣做的結(jié)果不僅增加了機械密封使用和維護(hù)的成本，而且并沒有從本質(zhì)上消除現(xiàn)在公知的這些機械密封端面易開啟或波紋管會破裂的安全隱患，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(huán)境泄漏過多也會引起失火這樣的 安全事故，而封油向設(shè)備內(nèi)部泄漏過多也不行，這不僅會影響產(chǎn)品的質(zhì)量，甚至還會引起設(shè)備抽空使生產(chǎn)工藝發(fā)生波動影響平穩(wěn)生產(chǎn)，發(fā)生操作事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是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，其標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)由定位盤根結(jié)構(gòu)，雙端面密封結(jié)構(gòu)和定位鎖緊結(jié)構(gòu)三大部分組成，其特征是靜環(huán)鎖緊螺釘將蓋板和靜環(huán)在定位銷和靜環(huán)密封圈的配合下鎖緊在密封套的底部，在蓋板與靜環(huán)的內(nèi)圈構(gòu)成環(huán)狀凸形槽與軸套前端外圓面的環(huán)狀凹形槽組成的環(huán)狀矩形槽內(nèi)嵌入了相應(yīng)的盤根構(gòu)成了定位盤根結(jié)構(gòu)，固定了軸套在機械密封中的軸向位子；由靜環(huán)、動環(huán)和補償環(huán)串連套在軸套上裝在密封套和壓蓋用螺紋聯(lián)接形成的封閉密封腔中，動環(huán)與軸套采用撥叉連接其外徑凹槽中和密封套內(nèi)徑配有動環(huán)浮動盤根并在動環(huán)密封圈組件與補償環(huán)密封圈的配合下構(gòu)成了雙端面密封結(jié)構(gòu)；由申入壓蓋背孔中與補償環(huán)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(gòu)成了定位鎖緊結(jié)構(gòu)。動環(huán)在撥叉的作用下和軸套一起轉(zhuǎn)動并同時可以在軸向沿著軸套外圓面前后(也可說是左、右)滑動，因而在軸套發(fā)生前后串動時可以始終保持在原位，實現(xiàn)了動環(huán)的軸向浮動，使動環(huán)與靜環(huán)和補償環(huán)形成的左、右兩個端面間隙始終保持在工作狀態(tài)。當(dāng)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(huán)并將補償環(huán)端面與動環(huán)右端面，動環(huán)左端面和靜環(huán)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(zhì)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(zhuǎn)軸發(fā)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(tài)，當(dāng)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(xiàn)了機械密封的在線修復(fù)功能。由以上的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)一步說明當(dāng)軸套由定位螺釘固定在轉(zhuǎn)軸上和軸一起轉(zhuǎn)動時，被密封的介質(zhì)只能依次通個由定位盤根與軸套之間的間隙，靜環(huán)、動環(huán)、動環(huán)浮動盤根間隙和補償環(huán)構(gòu)成的左、右兩對摩擦付形成的端面間隙泄漏到由補償環(huán)內(nèi)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(gòu)成的冷卻腔中，并由從壓蓋冷卻水入口進(jìn)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(zhì)中的硬質(zhì)雜質(zhì)過濾掉，從而使進(jìn)入端面的介質(zhì)保持清潔，而端面間隙在定位鎖緊結(jié)構(gòu)的作用下可以始終保持在微米級的工作狀態(tài)使介質(zhì)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(xiàn)零泄漏，而且不會產(chǎn)生端面間隙迅速開啟變大導(dǎo)至介質(zhì)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(fā)明的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)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(hù)成本大幅下降，因而具有廣泛的使用價值。


圖I是本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是從圖I右端看的軸向正視示意圖，圖3是本發(fā)明的適用于懸臂泵的簡易結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本發(fā)明的又一種簡易結(jié)構(gòu)示意圖。圖中；1_軸套，2-靜環(huán)擰緊螺釘，3-蓋板，4-定位銷，5-定位盤根，6-靜環(huán)密封圈，7-靜環(huán)，8-動環(huán)浮動盤根，9-動環(huán)密封圈組件，10-動環(huán)，11-密封套，12-補償環(huán)，13-補償環(huán)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(zhì)出入口，B，(C)、B' (C')-冷卻水出入口，E-端面間隙監(jiān)測圈。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明；如附圖I所示是整個設(shè)備在雙端面機械密封部分的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)示意圖，壓蓋15是用壓蓋螺栓17固定在靜止的設(shè)備本體上的并將壓蓋密封圈16壓緊防止被密封的介質(zhì)從此處泄漏，軸套I是用軸套緊定螺釘22固定在設(shè)備的轉(zhuǎn)軸上隨軸一起轉(zhuǎn)動，軸套密封圈組件25和軸套前端密封圈26可以有效的防止被密封的介質(zhì)從軸套與軸的徑向間隙中泄漏，靜環(huán)7、動環(huán)10和補償環(huán)12就被串聯(lián)的裝在由密封套11、壓蓋15、彈簧座18和軸套I構(gòu)成的封閉的環(huán)狀空間中，由靜環(huán)緊定螺釘2在定位銷4的幫助下將蓋板3和靜環(huán)7鎖緊在密封套11的底部并將靜環(huán)密封圈6壓緊保證被密封的介質(zhì)不能從此處泄漏同時將定位盤根5鎖在由蓋板3、靜環(huán)7和軸套I前端構(gòu)成的環(huán)狀矩形槽內(nèi)使軸套I與機械密封的各個零件的位置都得到了相對的固定，密封套11和壓蓋15是用螺紋緊密連接的，因此整個發(fā)明結(jié)構(gòu)具有如下特征當(dāng)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(jiān)測圈E處于零的狀態(tài)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(tài)，此時動環(huán)10、靜環(huán)7和補償環(huán)12所構(gòu)成的左、右兩個端面也貼緊了，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24來控制，也就是在擰鎖緊螺栓23時要盤車保證轉(zhuǎn)動正常后用鎖緊螺母24將鎖緊螺栓23固定住，從而實現(xiàn)密封鎖緊定位的目的，從這個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(huán)7、動環(huán)10及補償環(huán)12都是用熱脹糸數(shù)相同的材料制成的，而嵌在靜環(huán)7、動環(huán)10及補償環(huán)12上的摩擦副都是用熱脹系數(shù)很小的高硬度耐磨材料制成的，當(dāng)受熱時密封套11和靜環(huán)7、動環(huán)10及補償環(huán)12的熱脹伸長方向正好相反而互補，而動環(huán)10和軸套I是用撥叉連接只能隨軸套轉(zhuǎn)動但可以在軸向沿軸套左、右滑動，動環(huán)密封圈組件9只起阻止介質(zhì)從動環(huán)10與軸套I所形成的環(huán)狀徑向間隙中泄漏的作用，所以軸在設(shè)備抽空時易發(fā)生的軸向振動或串動不會對動環(huán)10的軸向位置產(chǎn)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(fā)明的機械密封在安裝時不用象現(xiàn)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(tài)，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(zhì)中的大的硬質(zhì)顆粒很難進(jìn)入端面間隙中，所以在沒有封油的狀況下本發(fā)明的機械密封也能安全可靠的長壽命工作，當(dāng)端面磨損使間隙有可能增大時，完全可從密封間隙監(jiān)測圈E處觀測到，此時只需短暫停機對定位鎖緊機構(gòu)重新調(diào)整一下使E處歸于零就又可使密封處于初裝狀態(tài)下繼續(xù)工作了，所以本發(fā)明的機械密封還有很好的在線修復(fù)能力，在設(shè)備輸送熱油或易然易爆的介質(zhì)時，只需將冷卻水引入就可保證生產(chǎn)的安全性了，同時由于兩個端面是串連工作的，介質(zhì)只能依次從左端面進(jìn)入右端面，端面間隙始終都保持在很小的狀態(tài)下而且還有很強的互補性，即左端面間隙變大時，右端面間隙必然變小，因為在定位鎖緊機構(gòu)的作用下靜環(huán)7和補償環(huán)12的兩個端面軸向距離是一個定值，動環(huán)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(zhì)泄漏量不可能突然增大且可始終保持在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)由冷卻水帶走，如果被輸送的介質(zhì)是有毒有害絕對不允許泄漏到大氣環(huán)境中時，就可將封堵介質(zhì)從封堵介質(zhì)入口 A引入，此時封堵介質(zhì)壓力只須比被密封的介質(zhì)壓力大O. 05 O. IMPa就可以了，由于處于被密封的左端面間隙很小且不可能開啟很大，又加上封堵介質(zhì)壓力只比被密封的介質(zhì)壓力大O. 05 O. IMPa,再加上動環(huán)浮動盤根8的節(jié)流作用所以封堵介質(zhì)是很難大量進(jìn)入設(shè)備內(nèi)的，只有少量的封堵介質(zhì)泄漏殘液會被冷卻水帶走，所以本發(fā)明的這種雙端面機械密封的封堵介質(zhì)耗量也是很小的，只要被密封的介質(zhì)與水不發(fā)生排斥和化學(xué)變化，封堵介質(zhì)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(zhì)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(xiàn)介質(zhì)的零泄漏，還能節(jié)省用水，當(dāng)設(shè)備輸送深冷易汽化的介質(zhì)時，只須從封堵介質(zhì)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(zhì)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Ci出口引出通入火矩管網(wǎng)就能實現(xiàn)干氣密封了。
圖3是適合安裝在懸臂泵上的本發(fā)明的一種簡易結(jié)構(gòu)示意圖，其結(jié)構(gòu)特征是靜環(huán)7和密封套11合二為一，即把耐磨環(huán)直接鑲嵌在密封套底部，構(gòu)成帶靜環(huán)的密封套(7、11)省掉了靜環(huán)密封圈6，定位盤根5，定位銷4，蓋板3和靜環(huán)擰緊螺釘2，軸套I則和公知的懸臂泵密封軸套一樣由軸用螺母鎖緊在軸上，只是此時軸套前端銑成槽形和動環(huán)10形成撥叉連接，使動環(huán)既能隨軸旋轉(zhuǎn)，又能沿軸向在一定尺寸范圍內(nèi)左、右移動，在壓蓋的配合下，在靜環(huán)密封套(7、11)內(nèi)和補償環(huán)12構(gòu)成雙端面密封。圖4則是本發(fā)明的又一種簡易結(jié)構(gòu)示意圖，和圖3結(jié)構(gòu)相比，所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(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)特征是防塵圈21是由可以剖分成兩半的金屬耐磨環(huán)組成，裝在軸套的凹槽中并固定在鎖緊定位蓋內(nèi)圓孔內(nèi)，固定好軸套在雙端面機械密封中的軸向位置防止其脫出。所以，本發(fā)明同現(xiàn)有公知的雙端面機械密封相比僅在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了簡單的改進(jìn)，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，并增強了雙端面密封的在線修復(fù)能力，降低了運行維護(hù)成本且可根據(jù)不同的 被密封介質(zhì)使用不同的封堵介質(zhì)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(fā)明的雙端面機械密封就具有廣泛的使用前景和優(yōu)異的使用效果。
權(quán)利要求
1.所述雙端面機械密封，其標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)由定位盤根結(jié)構(gòu)，雙端面密封結(jié)構(gòu)和定位鎖緊結(jié)構(gòu)三大部分組成，其特征是靜環(huán)鎖緊螺釘(2)將蓋板(3)和靜環(huán)(7)在定位銷(4)和靜環(huán)密封圈(6)的配合下鎖緊在密封套(11)的底部，在蓋板與靜環(huán)的內(nèi)圈構(gòu)成環(huán)狀凸形槽與軸套前端外圓面的環(huán)狀凹形槽組成的環(huán)狀矩形槽內(nèi)嵌入了相應(yīng)的盤根(5)構(gòu)成了定位盤根結(jié)構(gòu)，固定了軸套在機械密封中的軸向位子；由靜環(huán)、動環(huán)(10)和補償環(huán)(12)串連套在軸套(I)上裝在密封套和壓蓋(15)用螺紋聯(lián)接形成的封閉密封腔中，動環(huán)與軸套采用撥叉連接其外徑凹槽中和密封套內(nèi)徑配有動環(huán)浮動盤根(8)并在動環(huán)密封圈組件(9)與補償環(huán)密封圈(13)的配合下構(gòu)成了雙端面密封結(jié)構(gòu)；由申入壓蓋背孔中與補償環(huán)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(20)貼緊并由擰緊在壓蓋上的鎖緊螺栓(23)和鎖緊螺母(24)構(gòu)成了定位鎖緊結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，動環(huán)在撥叉的作用下和軸套一起轉(zhuǎn)動并同時可以在軸向沿著軸套外圓面前后(也可說是左、右)滑動，其特征是在軸套發(fā)生前后串動時可以始終保持在原位，實現(xiàn)了動環(huán)的軸向浮動，使動環(huán)與靜環(huán)和補償環(huán)形成的左、右兩個端面間隙始終保持在工作狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，當(dāng)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(huán)并將補償環(huán)端面與動環(huán)右端面，動環(huán)左端面和靜環(huán)端面組成的兩對摩檫副貼緊形成微米級的工作間隙，其特征是在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(tài)，當(dāng)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(xiàn)了機械密封的在線修復(fù)功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)也可采用圖3所示的簡易結(jié)構(gòu)安裝在懸臂泵上，其特征是靜環(huán)(7)和密封套(11)合二為一，即把耐磨環(huán)直接鑲嵌在密封套(11)底部，構(gòu)成帶靜環(huán)的密封套(7、11)省掉了靜環(huán)密封圈￠)，定位盤根(5)，定位銷(4)，蓋板(3)和靜環(huán)擰緊螺釘(2)，軸套(I)則和公知的懸臂泵密封軸套一樣由軸用螺母鎖緊在軸上，只是此時軸套前端銑成槽形和動環(huán)(10)形成撥叉連接，使動環(huán)既能隨軸旋轉(zhuǎn)，又能沿軸向在一定尺寸范圍內(nèi)左、右移動，在壓蓋(15)的配合下，在靜環(huán)密封套(7、11)內(nèi)和補償環(huán)(12)構(gòu)成雙端面密封，而定位鎖緊結(jié)構(gòu)則和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)一樣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)也可采用圖4所示的簡易結(jié)構(gòu)安裝在適宜使用的設(shè)備上，其特征是和圖3結(jié)構(gòu)相比，所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(zhuǎn)，防塵圈(21)是由可以剖分成兩半的金屬耐磨環(huán)組成，裝在軸套的凹槽中并固定在鎖緊定位蓋(20)內(nèi)圓孔內(nèi)，固定好軸套在雙端面機械密封中的軸向位置防止其脫出。
全文摘要
所述一種雙端面機械密封，其標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)由定位盤根結(jié)構(gòu)，雙端面密封結(jié)構(gòu)和定位鎖緊結(jié)構(gòu)三大部分組成。動環(huán)(10)在撥叉的作用下和軸套(1)一起轉(zhuǎn)動并同時可以在軸向沿著軸套外圓面前后(也可說是左、右)滑動，因而在軸套發(fā)生前后串動時可以始終保持在原位，實現(xiàn)了動環(huán)的軸向浮動，使動環(huán)與靜環(huán)(7)和補償環(huán)(12)形成的左、右兩個端面間隙始終保持在工作狀態(tài)。不僅密封效果好，使用范圍廣泛，還能不用和少用封油就能實現(xiàn)安全可靠長壽命運行，同時也能為用戶減少雙端面機械密封的使用和維護(hù)費用帶來好的經(jīng)濟效益。
文檔編號F04D29/10GK102913475SQ20111022329
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者韓樂工 申請人:韓樂工