本發(fā)明涉及一種密封產(chǎn)品領(lǐng)域，具體涉及一種非接觸式機(jī)械密封及防止滑油泄漏的密封組件。

背景技術(shù)：

目前，工業(yè)生產(chǎn)中使用的機(jī)器設(shè)備普遍設(shè)有密封裝置，大部分采用接觸式機(jī)械密封。但在一些高速高壓場合的動(dòng)密封件，由于由動(dòng)、靜環(huán)組成的接觸式摩擦副在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，造成磨損加劇，密封失效，密封件壽命降低。因此密封面開螺旋槽的非接觸式機(jī)械密封及防止滑油泄漏的密封組件的發(fā)展方向是減少泄漏、減少磨損、提高可靠性和工作穩(wěn)定性、延長使用壽命。

因此，如何提供一種動(dòng)密封組件，以避免動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間的磨損導(dǎo)致的泄漏，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，目的在于提供一種非接觸式機(jī)械密封及防止滑油泄漏的密封組件，解決動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間的磨損導(dǎo)致的泄漏問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種非接觸式機(jī)械密封及防止滑油泄漏的密封組件，包括密封石墨靜環(huán)和動(dòng)密封環(huán)，所述密封石墨靜環(huán)后端面設(shè)有起到預(yù)緊力作用的波形彈簧，所述動(dòng)密封環(huán)的工作端面環(huán)繞均布增開有流體動(dòng)壓槽，所述密封石墨靜環(huán)的外側(cè)一半工作端面貼合在動(dòng)密封環(huán)的密封壩上，所述密封石墨靜環(huán)的內(nèi)側(cè)一半工作端面貼合在流體動(dòng)壓槽和密封堰的外圓側(cè)。

進(jìn)一步的，所述動(dòng)密封環(huán)為金屬材料，工作端面為研磨后的平面，表面粗糙度ra0.1，平面度0.00089。

進(jìn)一步的，所述密封石墨靜環(huán)的工作端面為研磨后的平面，表面粗糙度ra0.1，平面度0.00089。

進(jìn)一步的，所述動(dòng)密封環(huán)外端設(shè)有轉(zhuǎn)軸安裝孔。

進(jìn)一步的，所述流體動(dòng)壓槽深度0.002mm-0.008mm。

進(jìn)一步的，流體動(dòng)壓槽12的結(jié)構(gòu)形狀是根據(jù)密封石墨靜環(huán)7工作端面直徑和實(shí)際情況而定，密封石墨靜環(huán)7工作端面外直接為φc，密封石墨靜環(huán)7工作端面內(nèi)直接為φd，具體為：

流體動(dòng)壓槽12的內(nèi)弧直徑φb＝φd-1/2(φc-φd)；

流體動(dòng)壓槽12的外弧直徑φa＝1/2(φc-φd)+φd；

相鄰兩個(gè)流體動(dòng)壓槽12的內(nèi)弧點(diǎn)a和外弧點(diǎn)c交錯(cuò)設(shè)置，流體動(dòng)壓槽12的ab邊與ad邊之間的夾角為60°-64°，優(yōu)選為62°；cd邊與ad邊之間的夾角為66°-70°，優(yōu)選為68°。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

一種非接觸式機(jī)械密封及防止滑油泄漏的密封組件，結(jié)構(gòu)緊湊，易于安裝，無需日常維護(hù)。正常工況下，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間無接觸磨損，不會(huì)因摩擦產(chǎn)生大量熱量，因此，使用壽命長，特別適用于高速旋轉(zhuǎn)的密封，如果裝置運(yùn)轉(zhuǎn)良好，可以做到“零磨損、零泄漏”。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明泵送動(dòng)密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為動(dòng)密封環(huán)的工作端面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為動(dòng)密封環(huán)的工作端面與密封石墨靜環(huán)的工作端面配合的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖中標(biāo)記及對應(yīng)的零部件名稱：

1-靜環(huán)罩，2-o形密封圈，3-波形彈簧，4-墊圈，5-o形密封圈，6-卡圈，7-石墨環(huán)，8-動(dòng)環(huán)，9-轉(zhuǎn)軸安裝孔，10-密封堰，11-密封壩，12-流體動(dòng)壓槽。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實(shí)施例

如圖1-3所示，本發(fā)明一種非接觸式機(jī)械密封及防止滑油泄漏的密封組件，應(yīng)用在泵送的動(dòng)密封上，用于對礦物油或滑油進(jìn)行密封，該密封主要由靜環(huán)組件和動(dòng)環(huán)兩大部分組成。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和主要外形尺寸見下1，它由靜環(huán)罩1、o形密封圈2、波形彈簧3、墊圈4、o形密封圈5、卡圈6、石墨環(huán)7和動(dòng)環(huán)8組成。附圖2中，在動(dòng)密封環(huán)8的工作端面上φa外側(cè)部分為密封壩11，兩個(gè)流體動(dòng)壓槽12部分為密封堰10。流體動(dòng)壓槽12的結(jié)構(gòu)形狀是根據(jù)密封石墨靜環(huán)7工作端面直徑和實(shí)際情況而定，密封石墨靜環(huán)7工作端面內(nèi)直接為φc，密封石墨靜環(huán)7工作端面外直接為φd，具體為：

流體動(dòng)壓槽12的內(nèi)弧直徑φb＝φd-1/2(φc-φd)；

流體動(dòng)壓槽12的外弧直徑φa＝1/2(φc-φd)+φd；

相鄰兩個(gè)流體動(dòng)壓槽12的內(nèi)弧點(diǎn)a和外弧點(diǎn)c交錯(cuò)設(shè)置，流體動(dòng)壓槽12的ab邊與ad邊之間的夾角為60°-64°，優(yōu)選為62°；cd邊與ad邊之間的夾角為66°-70°，優(yōu)選為68°，

靜環(huán)組件包括靜環(huán)罩1、o形密封圈2、波形彈簧3、墊圈4、o形密封圈5和卡圈6、石墨環(huán)7，靜環(huán)罩1前端開設(shè)有裝配石墨環(huán)7的環(huán)槽，環(huán)槽底部與石墨環(huán)7之間依次設(shè)有波形彈簧3和墊圈4，石墨環(huán)7內(nèi)徑與環(huán)槽通過o形密封圈5密封，石墨環(huán)7外徑與環(huán)槽通過卡圈6被限位安裝，所述動(dòng)密封環(huán)8外端設(shè)有轉(zhuǎn)軸安裝孔9。所述密封石墨靜環(huán)7后端面設(shè)有起到預(yù)緊力作用的波形彈簧，所述動(dòng)密封環(huán)8的工作端面環(huán)繞均布增開有流體動(dòng)壓槽12，流體動(dòng)壓槽深度0.005mm。所述密封石墨靜環(huán)7的外側(cè)一半工作端面貼合在動(dòng)密封環(huán)8的密封壩上，所述密封石墨靜環(huán)7的外側(cè)一半工作端面貼合在流體動(dòng)壓槽和密封堰的外圓側(cè)。

使用時(shí)，靜環(huán)罩1的后端與機(jī)匣內(nèi)孔裝配，旋轉(zhuǎn)軸通過轉(zhuǎn)軸安裝孔安裝在動(dòng)密封環(huán)8上。

圖1中ⅰ、ⅱ、ⅳ為靜態(tài)密封點(diǎn)(輔助密封)，ⅲ為動(dòng)態(tài)密封點(diǎn)(主要密封)。靜態(tài)密封點(diǎn)：用o形密封圈進(jìn)行密封；動(dòng)態(tài)密封點(diǎn)：在波形彈簧的預(yù)緊力作用下，動(dòng)環(huán)、靜環(huán)組件相對轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)表面貼合來實(shí)現(xiàn)密封功能,密封面間存在一層油膜。動(dòng)環(huán)為硬度較高的金屬材料，工作面為研磨后的平面，表面粗糙度ra0.1，平面度0.00089。與動(dòng)環(huán)配對工作的對偶件為石墨環(huán)，石墨材料具有化學(xué)惰性、尺寸穩(wěn)定性、氣液不透性和良好的導(dǎo)熱性、耐腐蝕性，耐溫、材質(zhì)輕，有良好的自潤滑性、摩擦系數(shù)低。石墨環(huán)工作面為研磨后的平面，表面粗糙度ra0.1，平面度0.00089。

為了提高動(dòng)密封的密封性能，降低密封面的磨損，在動(dòng)環(huán)工作端面增開了微米級淺槽(也叫端面流體動(dòng)壓槽)，動(dòng)環(huán)工作面示意圖見圖2，石墨環(huán)與動(dòng)環(huán)密封工作面工作區(qū)域示意圖見圖3。依靠密封端面間存在的相對運(yùn)動(dòng)及其槽的臺(tái)階效應(yīng)和輸送效應(yīng)，產(chǎn)生流體動(dòng)壓力，來平衡閉合力(就是波形彈簧施加的壓力)，實(shí)現(xiàn)密封端面的非接觸。

工作原理：通過端面流體動(dòng)壓槽把由高壓側(cè)泄漏至低壓側(cè)的被密封滑油重新反輸至高壓側(cè)，以消除密封介質(zhì)由高壓側(cè)向低壓側(cè)的泄漏。當(dāng)動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在螺旋槽黏性流體動(dòng)壓效應(yīng)的作用下，動(dòng)、靜環(huán)端面之間產(chǎn)生一層流體膜，使動(dòng)、靜環(huán)端面保持分離即非接觸狀態(tài)，減少密封工作面摩擦產(chǎn)生的熱量。端面螺旋槽流體動(dòng)壓效應(yīng)所產(chǎn)生的黏性切剪流的方向由低壓側(cè)指向高壓側(cè)，用以平衡由高壓側(cè)指向低壓側(cè)的壓差流。

圖示結(jié)構(gòu)泵送動(dòng)密封裝置為內(nèi)裝式密封，動(dòng)環(huán)密封面外圓側(cè)為高壓側(cè)，動(dòng)環(huán)密封面內(nèi)孔側(cè)為低壓側(cè)。因此，石墨環(huán)工作面一半貼合在動(dòng)環(huán)密封壩上，在動(dòng)環(huán)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)起到平(端)面密封的效果。石墨環(huán)工作面靠內(nèi)側(cè)一半貼合在螺旋槽和密封堰的外圓側(cè)，在動(dòng)環(huán)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)起到上游泵送密封效果，將被密封滑油重新反輸至高壓側(cè)，以減少滑油的泄漏量。(注：可根據(jù)機(jī)械密封安裝方式和動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)方向設(shè)計(jì)螺旋槽的形狀及朝向)

本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，易于安裝，無需日常維護(hù)。正常工況下，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間無接觸磨損，不會(huì)因摩擦產(chǎn)生大量熱量，因此，使用壽命長，特別適用于高速旋轉(zhuǎn)的密封，如果裝置運(yùn)轉(zhuǎn)良好，可以做到“零磨損、零泄漏”。

以上所述的具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。