CN106170649B - 一种机械密封中的压环 - Google Patents

Abstract

一种机械密封，包括弹性元件(3)、弹簧偏置机构(8)、纵向活动的第一构件(5)、纵向静止的第二构件(4)、纵向活动的第三构件(9)和纵向活动的密封面(7)。所述弹性元件与所述密封面、所述第一构件和第二构件密封接合，且所述弹簧偏置机构在纵向上布置在所述密封面和所述第三构件之间，所述第一构件和第二构件通过纵向突伸的凸部(12)与凹部(11)的接合被纵向限制和旋转连接。

Description

一种机械密封中的压环

技术领域

本发明涉及用在被装配到基本所有类型行业中的旋转设备上的机械密封中的压环。

背景技术

压环是在机械密封中常被用于在旋转轴和机械密封的转动元件之间提供旋转驱动的元件，压环有时也被称为夹紧环。通常，通过使用从压环突伸向轴的紧定螺钉实现驱动。驱动力通过驱动销和套筒元件从压环传递至其它的旋转元件如密封面，同时O形圈的压缩确保在各元件之间保持不漏流体的密封。

这种方法可能受限于所用密封能装配进的空间，因为紧定螺钉的尺寸是最小直径，由此需要最小的压环厚度。因此，人们在零部件密封中通常已经想到替代的压环设计方案，其采用压环作为压缩件，该压缩件将弹性元件紧压在旋转轴上，由此，驱动力从旋转轴被传入压环。接着，旋转可通过弹性元件或直接从压环被传递至其它元件，最终传入旋转密封面。因此，这种方法提供尺寸缩小的轴封，但所具有的缺点是压环有可能在安装期间脱离在弹性元件上的正确位置。

确保轴向限位的驱动机构的一个这样的例子已经在Roddis的 WO2007/135402和Roddis的GB2391275中有描述，其如此克服该问题，使其中一个压紧件具有比另一个压紧件更大的直径，因而允许这两个元件轴向套合。两个元件之间的驱动通过多个径向突出的、***另一元件的凹部中的凸形件来提供。这种设计方案需要在压环外径和轴之间有较大的直径差，因此有可能会限制其应用。

另一个这样的例子是Keown的WO2013076445，在此，压环具有与连接件相同的直径，但仍通过多个T形轮廓部段保持轴向限位。但由于所述轮廓形成敞开部分，故需要未去除这些部段的辅助段，以允许围绕弹性元件整个外周传递压缩力。因此，这可能意味着该密封就横截面轮廓来说太大了，所以限制了其应用。

发明内容

一种机械密封，包括弹性元件、弹簧偏置机构、纵向活动的第一构件、纵向静止的第二构件、纵向活动的第三构件和纵向活动的密封面，所述弹性元件与所述密封面、第一构件和第二构件密封接合，且所述弹簧偏置机构在纵向上布置在所述密封面和第三构件之间，通过位于所述第一构件和第二构件之一中的至少一个基本纵向突伸的凸部与位于所述第一构件和第二构件的另一个中的至少一个凹部形状配合接合，所述第一构件和第二构件在纵向上被限制且旋转连接。

所述第二构件中的凹部的延伸范围有限，由此确保沿构件的外周存在环形面，从而有与弹性密封件接触的稳定表面。

该压环最好被制成具有这样的轮廓，即，外径从一端向另一端变化。

该压环最好在接合所述第一构件的端部具有较小直径，从而允许该压环被迫压入该保持件中以将两个构件形状配合定位在一起。

更优选的是，所述压环具有成角度倾斜的横截面轮廓，借此，最小外径小于第一构件的最内直径且最大直径不大于第一构件的纵向突伸的凸部的外径，从而允许该压环形状配合地定位至该保持件上，但最小横截面空隙被吸纳，同时允许两个构件彼此相对移动。

所述第一构件优选包括纵向突伸的、具有变化的宽度的凸部以允许所述凸部与第二构件的凹部接合，由此限制两个构件之间的轴向移动程度。

所述第一构件的纵向突出部和所述第二构件的凹部优选是T形轮廓的，由此提供两个构件之间的最大轴向移动程度。

所述第一构件最好包括纵向突伸的、具有变化的宽度的凹部以允许所述凹部与第二构件的凸部接合，借此限制两个构件之间的轴向移动程度。

所述第一构件的纵向突出部和所述第二构件的凸部最好是T形轮廓的，由此提供两个构件之间的最大轴向移动程度。

所述凸部和凹部最好彼此相对位于12点钟位置和6点钟位置。

所述凹部最好位于半圆形的纵向突出部中，从而允许两个构件之间的旋转驱动。

所述第一构件的半圆形突出部的边缘最好与所述第二构件的半圆形突出部的边缘接触。

附图说明

附图如下：

图1示出旋转机械密封组件的横截面形状；

图2示出在预组装至保持件的状态下的本发明的优选实施例的压环；

图3示出保持件-压环组件的俯视图。

具体实施方式

现在，参考附图仅示例性描述本发明。

本发明的机械密封的总体原理不仅可用在轴是旋转件而壳体是静止件的情况下，也可用在相反情况下，就是说轴是静止的而壳体是旋转的。

此外，本发明可以在按照旋转布置形式和按照静止布置形式的包括金属件及非金属件的集装密封和散装密封中实现。

参见图1，旋转密封1被组装至轴2。密封1通过弹性隔板件3与轴2 密封接合，该弹性隔板件被压环4压到轴2上。压环4与保持件5接合，该保持件又将隔板件3压到密封面6上。这种组件有时被称为旋转组件。当旋转密封1与静止密封面连接时，供流体经过的唯一路径位于密封面(6 和7)之间。弹簧8可分离附接至所述旋转组件且还位于弹簧板9上，该弹簧板确保当密封1被装配至泵时弹簧8被压缩至所需工作长度，由此保证在密封面之间有充足的闭合力。凸尖10位于隔板件3的外径上以确保在安装期间压环4不会脱离隔板件3，但在压环4和保持件5之间必须有足够大的轴向移动以确保轴2的任何轴向移动不会引起旋转密封面6移动离开静止密封面而由此造成泄漏。

参见图2，示出处于预组装状态的本发明优选实施例的压环4和保持件5。可以看到压环4中的槽11位于与保持件5中的突出部段12相对的位置。突出部段12具有突片13，由此形成T形轮廓。在相关的槽11处，槽宽增大以迎合这些突片13。与这些T形轮廓部段成90度的是平坦表面。这就允许压环4直接接触保持件5的表面，从而允许旋转驱动力在压环4 和保持件5之间被传递。

如图3所示，突出件12和槽11的轮廓是相同的，在槽11和凸形突出部段12之间有很小的空隙以允许零件公差及一定程度的轴向移动。压环4的第一交会部是成角度倾斜的14，从而在安装期间该压环形状配合地定位在槽轮廓中，由此限制轴向移动。优选但非必须地，槽11在压环4 的最外表面15前终止，由此限制压环进入保持件5的程度，改善装配。

Claims (7)

1.一种机械密封，包括弹性元件(3)、弹簧偏置机构(8)、纵向活动的第一构件(5)、纵向静止的第二构件(4)、纵向活动的第三构件(9)和纵向活动的密封面(7)，所述弹性元件与所述密封面、所述第一构件和所述第二构件密封接合，所述弹簧偏置机构在纵向上安置在所述密封面和所述第三构件之间，通过位于所述第一构件的至少一个基本纵向突伸的凸部与位于所述第二构件的至少一个凹部形状配合接合，所述第一构件和第二构件在纵向上被限制且旋转连接；其中所述第一构件包括具有突出部段和突片的保持件，所述第二构件包括具有成角度的横截面轮廓的、带有槽的压环；

其中所述压环的外径从一端向另一端变化，所述压环在与所述保持件接合的端部具有较小的直径，所述压环的直径小于所述保持件的直径，借此使压环的最小外径小于所述保持件的最内直径，且最大直径不大于所述保持件的纵向突伸的突片的外径，所述压环接合所述纵向活动的保持件以允许将所述压环迫入所述保持件，所述保持件的突片位于所述压环的槽内，所述压环的成角度的横截面轮廓撑开所述保持件的突片的直径以允许在所述压环和所述保持件之间传递旋转驱动力。

2.根据权利要求1所述的机械密封，其中，所述第一构件包括纵向突伸的、具有变化的宽度的突出部段和突片，以促成与所述第二构件的槽连接。

3.根据权利要求1所述的机械密封，其中，所述第一构件的纵向突伸的突出部段和突片或每个所述纵向突伸的突出部段和突片和所述第二构件的槽或每个所述槽均为T形轮廓。

4.根据权利要求1所述的机械密封，其中，所述纵向突伸的突出部段和突片或每个所述纵向突伸的突出部段和突片和相应的所述槽或每个所述槽均为T形轮廓。

5.根据权利要求1所述的机械密封，其中，相应的突出部段和突片和槽彼此相对位于12点钟位置和6点钟位置。

6.根据权利要求1所述的机械密封，其中，所述槽位于半圆形的纵向突出部内。

7.根据权利要求6所述的机械密封，其中，所述第一构件的半圆形突出部的边缘与所述第二构件的半圆形突出部的边缘接触。