CN103925368B - 一种迷宫式停机密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种迷宫式停机密封装置，至少包括迷宫压盖以及套在转动轴上且随轴旋转的动环，迷宫压盖通过螺栓固定安装在设备端盖上，所述的动环由均呈圆筒状的伸出部位和台阶部位组成；所述的迷宫压盖与动环之间共同形成一环形的腔室，腔室中设有滑环以及浮动密封圈；所述的动环的台阶部位的外圆周上均匀分布有两条以上的滑槽，滑槽从动环的台阶部位的一端延伸至另一端，滑槽呈螺旋状，滑环中设有与滑槽的个数相对应的圆柱销，圆柱销垂直镶嵌于滑环的内圆周上并伸入滑槽中，圆柱销与滑槽互相配合且圆柱销能够在滑槽中沿槽滑动。本发明提供的装置能够在设备停机状态下自动进行密封，从而阻止油脂通过动环与迷宫压盖之间的缝隙向外泄漏。
Description
技术领域
本发明提供了一种机械设备中旋转轴用轴承箱或齿轮箱润滑油迷宫密封装置，尤其涉及一种在停机时能够即刻密封的迷宫式密封装置，属于密封装置技术领域。
背景技术
迷宫密封是在转动轴周围设若干个依次排列的环行密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的的装置。由于迷宫密封的转子和机壳间存在间隙，无固体接触，并允许有热膨胀，因此适应高温、高压、高转速频率的场合，这种密封形式被广泛用于汽轮机、燃汽轮机、压缩机、鼓风机的轴端和各级间的密封。
目前市场中的迷宫密封，在正常供油和正常旋转的情况下，一般不会出现油脂泄漏，这是因为在旋转状况下，油脂完全依靠旋转轴离心力作用密封在迷宫的储油槽中。但是在停机或开机的过程中，经常会产生油脂泄露，这是因为设备在运转时，必须要先停机后才会停止供油，而在开机前又必须先供油。而在停机后和开机前，由于设备处于停止状态，致使依靠离心力实现密封的迷宫密封则完全失去密封功能，油脂从定子和转子的间隙处流出。针对上述情况，目前市场上还没有什么解决方案，一般只能任其泄漏，这样一来不仅产生了浪费，而且污染环境。
发明内容
本发明提供了一种迷宫式停机密封装置，解决了背景技术中的不足，该装置能够在设备停机状态下自动进行密封，从而阻止油脂通过动环与迷宫压盖之间的间隙向外泄漏。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种迷宫式停机密封装置，至少包括迷宫压盖以及套在转动轴上且随轴旋转的动环，迷宫压盖通过螺栓固定安装在设备端盖上，所述的动环由均呈圆筒状的伸出部位和台阶部位组成，伸出部位的外径小于台阶部位，伸出部位的顶端由迷宫压盖的中心孔处伸出，且伸出部位的外圆面与迷宫压盖的中心孔处设有间隙，其台阶部位位于迷宫压盖内，台阶部位位于伸出部位一侧的端面上设有环形凹槽，环形凹槽中设有挡圈，环形凹槽的底部中至少沿轴向均匀分布有三个弹簧孔，所述的弹簧孔中设有弹簧，弹簧的一端从弹簧孔中伸出并顶在挡圈上；所述的迷宫压盖与动环之间共同形成一环形的腔室，腔室中设有滑环以及浮动密封圈，所述的滑环套在动环台阶部位并与动环台阶部位相接触，滑环的一端设有朝向转动轴方向延伸并与动环伸出部位外圆面保持有间隙的凸缘，凸缘覆盖在动环的台阶部位的端面上并与挡圈相接触，浮动密封圈套在动环伸出部位上，且位于凸缘外端面与迷宫压盖内端面之间，当转动轴处于静止状态时，浮动密封圈在弹簧的轴向弹力的作用下分别与凸缘的外端面和迷宫压盖的内端面相接触并被挤压变形而实现密封；所述的动环的台阶部位的外圆周上均匀分布有两条以上的滑槽，滑槽从动环的台阶部位的一端延伸至另一端，滑槽呈螺旋状，且与转动轴的中心线成5～75°夹角，滑槽的旋转方向与转动轴的转动方向相反，滑环中设有与滑槽的个数相对应的圆柱销，圆柱销垂直镶嵌于滑环中并伸入滑槽中，圆柱销与滑槽互相配合且圆柱销能够在滑槽中沿槽滑动，当动环随转动轴旋转时，圆柱销在滑槽驱动下带动滑环随转动轴转动并沿着滑槽滑向设备端盖方向，直至滑环的凸缘顶在动环台阶部位的端面上无法继续滑动为止。
所述的迷宫压盖中与设备端盖相接触的底面上设有环形的轴向密封槽，轴向密封槽中设有轴向密封圈。
所述的伸出部位的顶部设有至少一个径向的螺栓孔，螺栓孔中安装有顶丝，顶丝的顶端顶在转动轴上将动环固定在转动轴上，转动轴转动时带动动环旋转。
所述的动环中与转动轴接触的内环面上设有环形的径向密封槽，径向密封槽中设有径向密封圈。
本发明所提供的迷宫式停机密封装置具有以下优点：1、由于动环的伸出部位的顶部设有至少一个径向螺栓孔，螺栓孔中安装有顶丝，顶丝的顶端顶在转动轴上将动环固定在转动轴上，因此转动轴转动时带动动环旋转。动环的台阶部位的外圆周上均匀分布有两条以上的滑槽，滑槽从动环的台阶部位的一端延伸至另一端，滑槽呈螺旋状，且与转动轴的中心线成5～75°夹角，滑槽的旋转方向与转动轴的转动方向相反，滑环中设有与滑槽的个数相对应的圆柱销，圆柱销垂直镶嵌于滑环中并伸入滑槽中，圆柱销与滑槽互相配合且圆柱销能够在滑槽中沿滑槽滑动。因此，当动环随转动轴旋转时，圆柱销在滑槽驱动下带动滑环随转动轴转动并沿着滑槽滑向设备端盖方向，直至滑环的凸缘顶在动环台阶部位的端面上无法继续滑动为止。此时浮动密封圈不受到凸缘与迷宫压盖的挤压，在腔室内浮动，不会导致磨损。而此时腔室内的油脂，在离心力的作用下，汇聚在迷宫压盖内的储油槽中并由位于迷宫压盖下方的内回油孔或外回油孔回流至设备油室中，不会产生泄漏。2、当设备停机时，转动轴转速逐渐降低至停止转动，在此过程中，弹簧在弹力作用下逐渐将挡圈朝向凸缘方向顶出，凸缘受到挡圈的作用力，在此作用力下滑环沿着滑槽滑动，逐渐压在浮动密封圈上并挤压浮动密封圈，浮动密封圈被夹在凸缘的外端面和迷宫压盖的内端面之间且与两端面相接触并被挤压变形而实现密封。3、本发明中，由于迷宫压盖中与设备端盖相接触的底面上设有环形的轴向密封槽，轴向密封槽中设有轴向密封圈，因此能够防止油脂从迷宫压盖与设备端盖之间泄露出。4、动环中与转动轴接触的内环面上设有环形的径向密封槽，径向密封槽中设有径向密封圈，因此能够防止油脂从转动轴与动环之间泄露出。
附图说明
图1为本发明提供的迷宫式停机密封装置的整体结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为迷宫压盖的结构示意图；
图4为动环的结构示意图；
图5为图4的左视图；
图中：1-迷宫压盖，2-转动轴，3-设备端盖，4-轴向密封圈，5-外回油孔，6-内回油孔，7-顶丝，8-滑槽，9-弹簧，10-径向密封圈，11-挡圈，12-螺栓孔，13-浮动密封圈，14-滑环，15-定位块，16-动环，17-伸出部位，18-台阶部位。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做详细具体的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。
本实施例中所提供的迷宫式停机密封装置的整体结构如图1和图2所示，至少包括迷宫压盖1以及套在转动轴2上且随轴旋转的动环16，动环16中与转动轴2接触的内环面上设有环形的径向密封槽，径向密封槽中设有径向密封圈10，能够防止油脂从转动轴2与动环16之间泄露出。
迷宫压盖1通过螺栓固定安装在设备端盖3上，所述的迷宫压盖1的结构如图3所示，其内部设有储油槽，迷宫压盖1中的两端面上分别设有外回油孔5和内回油孔6。迷宫压盖1中与设备端盖3相接触的底面上设有环形的轴向密封槽，轴向密封槽中设有轴向密封圈4，能够防止油脂从迷宫压盖1与设备端盖3之间泄露出。
所述的动环16由均呈圆筒状的伸出部位17和台阶部位18组成，如图4和图5所示，伸出部位17的外径小于台阶部位18，伸出部位17的顶端由迷宫压盖1的中心孔处伸出，且伸出部位17的外圆面与迷宫压盖1的中心孔处设有间隙。所述的伸出部位17的顶部设有至少一个径向的螺栓孔12，螺栓孔12中安装有顶丝7，顶丝7的顶端顶在转动轴2上将动环16固定在转动轴2上，转动轴2转动时带动动环16旋转。在本装置的安装过程中，通过螺栓孔12安装有定位块15，定位块15的一端位于间隙中，以保证动环16与滑环14以及迷宫压盖1之间保持合理的轴向间隙，定位块15在该密封装置安装完毕时拆除备用。
所述的动环的台阶部位18位于迷宫压盖1内，台阶部位18位于伸出部位一侧的端面上设有环形凹槽，环形凹槽中设有挡圈11，环形凹槽的底部中至少沿轴向均匀分布有三个弹簧孔，在本实施例中设有五个弹簧孔。所述的弹簧孔中设有弹簧9，弹簧9的一端从弹簧孔中伸出并顶在挡圈11上。
所述的迷宫压盖1与动环16之间共同形成一环形的腔室，腔室中设有滑环14以及浮动密封圈13，所述的滑环14套在动环的台阶部位上并与动环的台阶部位相接触，滑环14的一端设有朝向转动轴方向延伸并与动环伸出部位外圆面保持有间隙的凸缘，凸缘覆盖在动环的台阶部位18的端面上并与挡圈11相接触，浮动密封圈13套在伸出部位上，且位于凸缘外端面与迷宫压盖内端面之间，当转动轴处于静止状态时，浮动密封圈在弹簧的轴向弹力的作用下分别与凸缘的外端面和迷宫压盖的内端面相接触并被挤压变形而实现密封。
所述的动环16的台阶部位18的外圆周上均匀分布有两条以上的滑槽8，在本实施例中设有三条滑槽8。滑槽8从动环的台阶部位的一端延伸至另一端，滑槽8呈螺旋状，且与转动轴的中心线成5～75°夹角，滑槽的旋转方向与转动轴2的转动方向相反。
滑环14中设有与滑槽8的个数相对应的圆柱销，圆柱销垂直镶嵌于滑环中并伸入滑槽8中，圆柱销与滑槽互相配合且圆柱销能够在滑槽中沿槽滑动，当动环16随轴旋转时，圆柱销在滑槽驱动下带动滑环随转动轴转动并沿着滑槽滑向设备端盖方向，直至滑环的凸缘顶在动环台阶部位的端面上无法继续滑动为止。
本实施例提供的迷宫式停机密封装置的工作原理如下：由于动环的伸出部位的顶部设有至少一个径向螺栓孔，螺栓孔中安装有顶丝，顶丝的顶端顶在转动轴上将动环固定在转动轴上，因此转动轴转动时带动动环旋转。动环的台阶部位的外圆周上均匀分布有两条以上的滑槽，滑槽从动环的台阶部位的一端延伸至另一端，滑槽呈螺旋状，且与转动轴的中心线成5～75°夹角，滑槽的旋转方向与转动轴的转动方向相反，滑环中设有与滑槽的个数相对应的圆柱销，圆柱销垂直镶嵌于滑环中并伸入滑槽中，圆柱销与滑槽互相配合且圆柱销能够在滑槽中沿滑槽滑动。因此，当动环随转动轴旋转时，圆柱销在滑槽驱动下带动滑环随转动轴转动并沿着滑槽滑向设备端盖方向，直至滑环的凸缘顶在动环台阶部位的端面上无法继续滑动为止。此时浮动密封圈不受到凸缘与迷宫压盖的挤压，在腔室内浮动，不会导致磨损。而此时腔室内的油脂，在离心力的作用下，汇聚在迷宫压盖内的储油槽中并由位于迷宫压盖下方的内回油孔或外回油孔回流至设备油室中，不会产生泄漏。当设备停机时，转动轴转速逐渐降低至停止转动，在此过程中，弹簧在弹力作用下逐渐将挡圈朝向凸缘方向顶出，凸缘受到挡圈的作用力，在此作用力下滑环沿着滑槽滑动，逐渐压在浮动密封圈上并挤压浮动密封圈，浮动密封圈被夹在凸缘的外端面和迷宫压盖的内端面之间且与两端面相接触并被挤压变形而实现密封。
Claims (3)
1.一种迷宫式停机密封装置，至少包括迷宫压盖以及套在转动轴上且随轴旋转的动环，迷宫压盖通过螺栓固定安装在设备端盖上，其特征在于：所述的动环由均呈圆筒状的伸出部位和台阶部位组成，伸出部位的外径小于台阶部位，伸出部位的顶端由迷宫压盖的中心孔处伸出，且伸出部位的外圆面与迷宫压盖的中心孔处设有间隙，其台阶部位位于迷宫压盖内，台阶部位位于伸出部位一侧的端面上设有环形凹槽，环形凹槽中设有挡圈，环形凹槽的底部中至少沿轴向均匀分布有三个弹簧孔，所述的弹簧孔中设有弹簧，弹簧的一端从弹簧孔中伸出并顶在挡圈上；所述的迷宫压盖与动环之间共同形成一环形的腔室，腔室中设有滑环以及浮动密封圈，所述的滑环套在动环台阶部位并与动环台阶部位相接触，滑环的一端设有朝向转动轴方向延伸并与动环伸出部位外圆面保持有间隙的凸缘，凸缘覆盖在动环的台阶部位的端面上并与挡圈相接触，浮动密封圈套在动环伸出部位上，且位于凸缘外端面与迷宫压盖内端面之间，当转动轴处于静止状态时，浮动密封圈在弹簧的轴向弹力的作用下分别与凸缘的外端面和迷宫压盖的内端面相接触并被挤压变形而实现密封；所述的动环的台阶部位的外圆周上均匀分布有两条以上的滑槽，滑槽从动环的台阶部位的一端延伸至另一端，滑槽呈螺旋状，且与转动轴的中心线成5～75°夹角，滑槽的旋转方向与转动轴的转动方向相反，滑环中设有与滑槽的个数相对应的圆柱销，圆柱销垂直镶嵌于滑环中并伸入滑槽中，圆柱销与滑槽互相配合且圆柱销能够在滑槽中沿槽滑动，当动环随转动轴旋转时，圆柱销在滑槽驱动下带动滑环随转动轴转动并沿着滑槽滑向设备端盖方向，直至滑环的凸缘顶在动环台阶部位的端面上无法继续滑动为止；所述的伸出部位的顶部设有至少一个径向的螺栓孔，螺栓孔中安装有顶丝，顶丝的顶端顶在转动轴上将动环固定在转动轴上，转动轴转动时带动动环旋转。
2.根据权利要求1所述的迷宫式停机密封装置，其特征在于：所述的迷宫压盖中与设备端盖相接触的底面上设有环形的轴向密封槽，轴向密封槽中设有轴向密封圈。
3.根据权利要求1所述的迷宫式停机密封装置，其特征在于：所述的动环中与转动轴接触的内环面上设有环形的径向密封槽，径向密封槽中设有径向密封圈。
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