本實用新型涉及機械密封技術領域，具體而言，涉及一種金屬波紋管機械密封裝置。
背景技術：
隨著我國生產(chǎn)技術的不斷發(fā)展，對軸封的要求越來越嚴格，參數(shù)要求做來越高，對于軸封多采用機械密封裝置進行密封，其中對于泵、反應釜和高速離心壓縮機中的旋轉軸密封常采用金屬波紋管機械密封裝置，該機械密封裝置連接在待密封設備端口和旋轉軸之間，防止液體從端口處泄漏，金屬波紋管機械密封裝置中的金屬波紋管是由金屬膜片逐片焊接而成的柔性管，具有浮動性穩(wěn)定，耐高溫、高壓、適用于高轉速，且使用壽命長的特點。金屬波紋管機械密封裝置的密封效果對待密封設備的安全運行十分重要。
普通金屬波紋管機械密封裝置由金屬波紋管連接傳動座和動環(huán)座，傳動座跟隨旋轉軸旋轉，然后帶動金屬波紋管旋轉，金屬波紋管又帶動動環(huán)座和動環(huán)旋轉，連接處由焊接而成，每次啟動（停止），金屬波紋管和傳動座之間產(chǎn)生的扭矩力與金屬波紋管和動環(huán)座之間產(chǎn)生的扭矩力差值較大，導致金屬波紋管兩端的扭轉力不同，金屬波紋管在此狀態(tài)下長時間運行時，金屬波紋管表面易發(fā)生裂紋，導致待密封設備的腔體內(nèi)介質(zhì)泄漏。
另外，根據(jù)相關技術，大多金屬波紋管為膜片疊加而成的，其浮動性雖然較好，但其抗扭矩的能力較差，在其危險截面處（焊接處、薄弱表面處）易發(fā)生斷裂。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型旨在一定程度上解決上述技術問題之一。
有鑒于此，本實用新型提供了一種金屬波紋管機械密封裝置，該裝置可對端蓋的端口處和旋轉軸之間進行密封，且金屬波紋管不易產(chǎn)生裂紋或斷裂現(xiàn)象。
為解決上述技術問題，本實用新型提供一種金屬波紋管機械密封裝置，該密封裝置連接在端蓋和旋轉軸之間，該密封裝置包括：靜密封組件和動密封組件，所述靜密封組件固定連接在所述端蓋端口的凹槽內(nèi)，所述動密封組件緊密抵靠所述靜密封組件，所述靜密封組件和所述動密封組件均套設在所述旋轉軸上，所述動密封組件包括：靠近靜密封組件由近到遠按順序依次連接的轉動環(huán)、轉動環(huán)固定座、金屬波紋管和與所述旋轉軸緊固且密封連接的傳動環(huán)，所述轉動環(huán)與所述轉動環(huán)固定座過盈配合，所述金屬波紋管與所述傳動環(huán)和所述轉動環(huán)固定座之間為密封固定連接，所述轉動環(huán)固定座與所述旋轉軸的連接處設有隨動部件，所述轉動環(huán)抵靠所述靜密封組件且可相對轉動。
進一步，所述隨動部件為平鍵，所述平鍵一端設置在所述旋轉軸設有的鍵槽內(nèi)，另一端設置在所述轉動環(huán)固定座內(nèi)壁沿其軸向方向開設的長條通槽內(nèi)。
進一步，所述金屬波紋管的由多個膜片首尾依次固定連接而成。
進一步，位于所述金屬波紋管的中部且在兩個相鄰膜片構成的波距空間里設有截面形狀為矩形的半圓環(huán)，半圓環(huán)可把焊接完后的內(nèi)圓的相鄰兩個膜片組支撐起來，以保證焊接外圓環(huán)縫時能用夾具將膜片相互夾緊，保證一定的波距，同時又使膜片外圓的施焊部位露出均勻的邊緣，保證金屬波紋管的圓周上各處導熱一致的狀態(tài)，半圓環(huán)拆卸方便，可反復使用。另外，截面形狀為矩形增大了金屬波紋管的剛度，使金屬波紋管不易損壞。
進一步，所述靜密封組件包括：靜止環(huán)、靜止環(huán)防轉部件和第一密封圈，所述靜止環(huán)的縱剖截面為階梯形狀，所述第一密封圈的縱剖截面為圓形形狀，所述靜止環(huán)的外周面與所述端蓋端口的內(nèi)壁貼合，所述第一密封圈設置在所述靜止環(huán)的外周面和所述端蓋端口的內(nèi)壁之間，所述靜止環(huán)防轉部件垂直于所述靜止環(huán)的右端面并連接在所述靜止環(huán)的端部，且貫穿入所述端蓋的側壁內(nèi)，所述靜止環(huán)通過所述靜止環(huán)防轉部件固定連接在待密封端蓋的側壁上。
進一步，所述傳動環(huán)上設置有螺紋孔，所述螺紋孔內(nèi)設置有用于使所述傳動環(huán)緊固在所述旋轉軸上的緊固螺釘。
進一步，所述傳動環(huán)的內(nèi)壁設有凹槽，所述凹槽內(nèi)設有用于在所述傳動環(huán)和所述旋轉軸之間縫隙處進行密封的第二密封圈，所述第二密封圈的縱剖截面為圓形形狀，所述第二密封圈與所述旋轉軸貼合，且所述第二密封圈與所述傳動環(huán)貼合。
進一步，所述金屬波紋管的材質(zhì)為不銹鋼材質(zhì)。
進一步，所述第一密封圈為O型密封圈。
進一步，所述轉動環(huán)的材質(zhì)為碳化硅材質(zhì)。
本實用新型的技術效果在于：根據(jù)本實用新型的一種金屬波紋管機械密封裝置，該裝置設有靜密封組件和動密封組件，動密封組件和靜密封組件之間形成密封面，靜密封組件與待密封端蓋之間為密封連接，動密封組件與旋轉軸之間為密封連接，綜上所述，該裝置可實現(xiàn)端蓋端口與旋轉軸之間縫隙處的密封。
另外，金屬波紋管的兩端固定在傳動環(huán)和轉動環(huán)定位座上，傳動環(huán)與旋轉軸為固定連接，轉動環(huán)定位座與旋轉軸之間設有隨動部件，傳動環(huán)和轉動環(huán)固定座均可跟隨旋轉軸旋轉，從而保證金屬波紋管兩端的扭轉力的大小和方向均相同，防止金屬波紋管的兩端產(chǎn)生較大扭轉力差，從而防止金屬波紋管因該扭轉力差而產(chǎn)生裂紋和斷裂。
附圖說明
圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的一種金屬波紋管機械密封裝置的結構示意圖；
其中：1-端蓋；2-靜止環(huán)；3-轉動環(huán)；4-轉動環(huán)定位座；5-平鍵；6-金屬波紋管；7-傳動環(huán)；8-第二密封圈；9-第一密封圈；10-旋轉軸；11-鍵槽；12-長條通槽；13-進液口；14-靜止環(huán)防轉部件；61-膜片；62-波距空間；63-半圓環(huán)；71-緊固螺釘；72-凹槽。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。
如圖1所示，一種金屬波紋管機械密封裝置，該密封裝置連接在端蓋和旋轉軸之間，該密封裝置包括：靜密封組件和動密封組件，靜密封組件固定連接在所述端蓋1端口的凹槽內(nèi)，動密封組件緊密抵靠靜密封組件，靜密封組件和動密封組件均套設在端蓋1內(nèi)設有的旋轉軸10上，動密封組件包括：靠近靜密封組件由近到遠按順序依次連接的轉動環(huán)3、轉動環(huán)固定座4、金屬波紋管6和與所述旋轉軸10緊固且密封連接的傳動環(huán)7，轉動環(huán)3與轉動環(huán)固定座4過盈配合，金屬波紋管6與傳動環(huán)7和轉動環(huán)固定座4之間為密封固定連接（無縫焊接），轉動環(huán)固定座4與旋轉軸10的連接處設有隨動部件，轉動環(huán)3與靜密封組件緊密貼合且可相對轉動。
本實用新型的技術效果在于：根據(jù)本實用新型的一種金屬波紋管機械密封裝置，該裝置設有靜密封組件和動密封組件，動密封組件和靜密封組件之間形成密封面，靜密封組件與待密封端蓋1之間為密封連接，動密封組件與旋轉軸10之間為密封連接，綜上所述，該裝置可實現(xiàn)端蓋1端口與旋轉軸10之間縫隙處的密封。
另外，金屬波紋管6的兩端固定在傳動環(huán)7和轉動環(huán)定位座4上，傳動環(huán)7與旋轉軸10為固定連接，轉動環(huán)定位座4與旋轉軸10之間設有隨動部件，傳動環(huán)7和轉動環(huán)固定座4均可跟隨旋轉軸10旋轉，從而保證金屬波紋管6兩端的扭轉力的大小和方向均相同，防止金屬波紋管6的兩端產(chǎn)生較大扭力差，從而防止金屬波紋管6因該扭力差而發(fā)生斷裂。
隨動部件為平鍵5，平鍵5一端設置在旋轉軸10設有的鍵槽11內(nèi)，平鍵5的另一端設置在轉動環(huán)固定座4內(nèi)壁沿其軸向方向開設的長條通槽12內(nèi)，隨動部件使得轉動環(huán)固定座4與旋轉軸10不發(fā)生相對轉動，在旋轉軸10旋轉時，轉動環(huán)固定座4也跟隨旋轉軸10旋轉。
金屬波紋管6的由多個膜片61首尾依次固定連接（焊接）而成，多個膜片61具有一定的彈性，可在旋轉軸10的軸向方向伸縮，金屬波紋管6可承受一定的壓力、具有浮動性和密封性，可減小旋轉軸10旋轉時對金屬波紋管機械密封裝置的震動，使金屬波紋管機械密封裝置的密封效果更好。
如圖1所示，位于金屬波紋管6的中部且在兩個相鄰膜片61構成的波距空間62里設有截面形狀為矩形的半圓環(huán)63，半圓環(huán)63可把焊完內(nèi)圓的相鄰兩個膜片61支撐起來，以保證焊接外圓環(huán)縫時能用夾具將膜片61相互夾緊，保證一定的波距，同時又使膜片61外圓的施焊部位露出均勻的邊緣，保證金屬波紋管6的圓周上各處導熱一致的狀態(tài)，半圓環(huán)63拆卸方便，可反復使用。另外，截面形狀為矩形增大了金屬波紋管6的剛度，使金屬波紋管6不易損壞。
如圖1所示，靜密封組件包括：靜止環(huán)2、靜止環(huán)防轉部件14和第一密封圈9，靜止環(huán)2的縱剖截面為階梯形狀，第一密封圈9的縱剖截面為圓形形狀，靜止環(huán)2的外周面與端蓋1端口的內(nèi)壁貼合，靜止環(huán)防轉部件14垂直于靜止環(huán)2的右端面并連接在靜止環(huán)2的端部，第一密封圈9設置在靜止環(huán)2的外周面和端蓋1端口的內(nèi)壁之間，第一密封圈9與靜止環(huán)2的外周面貼合，且第一密封圈9與端蓋1端口的內(nèi)壁貼合，靜止環(huán)2通過靜止環(huán)防轉部件14固定連接在待密封端蓋1的側壁上，靜止環(huán)防轉部件14沿靜止環(huán)2的軸向方向設置，貫穿端蓋1的側壁并穿入靜止環(huán)2的端部，靜密封組件可對端蓋1端口的內(nèi)壁進行密封，根據(jù)本實用新型的一個實施例，靜止環(huán)防轉部件14為防轉銷，防轉銷可防止靜止環(huán)2沿其周向方向旋轉。
如圖1所示，轉動環(huán)3的外周面與轉動環(huán)固定座4設有的凹槽的周壁過盈配合，從而保證轉動環(huán)3與轉動環(huán)固定座4不發(fā)生沿轉動環(huán)固定座4的周向方向和軸向方向的竄動。
傳動環(huán)7上設置有螺紋孔，螺紋孔內(nèi)設置有用于使傳動環(huán)7緊固在旋轉軸10上的緊固螺釘71，當旋轉軸10旋轉時，傳動環(huán)7與旋轉軸10同步運動，從而使動密封組件跟隨旋轉軸10旋轉。
如圖1所示，傳動環(huán)7的內(nèi)壁設有凹槽72，凹槽72內(nèi)設有用于在傳動環(huán)7和旋轉軸10之間縫隙處進行密封的第二密封圈8，第二密封圈8的縱剖截面為圓形形狀，第二密封圈8安裝在凹槽72的槽內(nèi)，第二密封圈8與旋轉軸10貼合，且第二密封圈8與傳動環(huán)7貼合，從而使端蓋1內(nèi)部的液體不會從傳動環(huán)7與旋轉軸10之間的縫隙處流出。
金屬波紋管6的兩端分別與傳動環(huán)7的一端和轉動環(huán)固定座4的一端固定連接，傳動環(huán)7和轉動環(huán)固定座4均為金屬構件，可用于支撐金屬波紋管6設有的膜片61的端部。
金屬波紋管6的材質(zhì)為不銹鋼材質(zhì)，不銹鋼材質(zhì)具有耐腐蝕、硬度好、剛度好和一定的彈性的特點。
第一密封圈9為O型密封圈，第二密封圈8也為O型密封圈，O型密封圈具有一定的彈性，在一定壓力作用下產(chǎn)生變形，使其與試壓部位緊密貼合，實現(xiàn)密封。
轉動環(huán)3的材質(zhì)為碳化硅材質(zhì)，碳化硅材質(zhì)的密度低、耐腐蝕性能和熱力性能好、摩擦系數(shù)低，轉動環(huán)3與靜止環(huán)2之間相對轉動時在摩擦表面產(chǎn)生的摩擦力較小，從而減少因摩擦導致靜止環(huán)2和轉動環(huán)3受損的現(xiàn)象，另外，碳化硅材質(zhì)的硬度很高，使轉動環(huán)3在運動的過程中不易破損。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，轉動環(huán)3的材質(zhì)為鎳基碳化鎢材質(zhì)，鎳基碳化鎢材質(zhì)具有高溫耐磨損的特性。
根據(jù)本實用新型的一種金屬波紋管機械密封裝置，其工作原理如下：
將金屬波紋管機械密封裝置套在旋轉軸10上，金屬波紋管機械密封裝置的靜密封組件安裝在端蓋1的端口處，端蓋1上端設有一個進液口13，介質(zhì)通過進液口13流入待密封的設備內(nèi)部；
當旋轉軸10旋轉時，旋轉軸10帶動傳動環(huán)7旋轉、金屬波紋管6、轉動環(huán)固定座4和轉動環(huán)3旋轉，靜止環(huán)2不動，轉動環(huán)3和靜止環(huán)2之間形成相對運動，且在金屬波紋管的沿其軸向方向的彈力作用下，轉動環(huán)3與靜止環(huán)2之間緊密貼合，形成密封面；
靜止環(huán)2的外周面與端蓋1的端口內(nèi)壁的連接處通過第一密封圈9實現(xiàn)密封；
傳動環(huán)7與旋轉軸10的連接處通過第二密封圈8實現(xiàn)密封；
金屬波紋管6與傳動環(huán)7和轉動環(huán)固定座4的連接處通過無縫焊接實現(xiàn)密封；
轉動環(huán)3和轉動環(huán)固定座4之間為過盈配合，完全密封；
綜上所述，在旋轉軸10旋轉時，本實用新型的金屬波紋管機械密封裝置可實現(xiàn)在端蓋1的端口與旋轉軸10之間的縫隙處的密封作用。
以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護范圍不限于此。本技術領域的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。本實用新型的保護范圍以權利要求書為準。