CN108561557A - 磁性补偿机械密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁性补偿机械密封装置，包括安装座、补偿元件和两个环体，环体包括静环体和动环体，安装座安装于待密封设备的壳体，补偿元件的一端连接安装座，且另一端连接静环体，动环体套于待密封设备的转轴，静环体和动环体接触的两端面之间形成端面密封；静环体和动环体中两者至少之一为具有磁性的磁性体。本发明使得环体或环座之间存在相互吸引，补偿元件即使在长时间运转后失弹的情况下,仍然受到磁力的作用，及时的补充密封环的闭合力，避免密封环间隙过大，保证密封效果，延长密封装置的使用寿命。

Description

磁性补偿机械密封装置
技术领域
本发明涉及机械密封技术领域，特别是涉及一种机械密封装置，主要用于旋转机械中，如各种泵、压缩机和反应釡等。
背景技术
机械密封(mechanical seal)是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。
机械密封广泛应用于石油、化工、机械以及航空航天领域。主要用于旋转机械，密封的作用是防止被密封介质的泄漏，同时阻止外界的污染物以及杂质进入到设备腔体，从而污染设备腔体内的介质。
目前常用机械密封结构如图1所示，主要包括随轴一起旋转的动(静)环座A1、动(静)环A2、静(动)环A3、静(动)环座A4以及补偿元件A5。
机械密封的机理如下：动环与动环座采用紧配合，一起随轴旋转，而静环以及静环座是静止件，密封运转初期，动环和静环相贴合，中间有一层微米级的液膜，液膜是腔体内的介质往外泄漏形成的一层流体膜，当两密封环 (动环和静环)之间的闭合力(包括补偿元件的弹簧力，腔内介质对密封环的压力)与密封环的开启力(包括密封环的接触力，流体膜的介质压力)相等时，液膜达到稳定，密封达到受力平衡，密封也能稳定运行，此时密封流体膜稳定存在，介质不会往外泄漏，这就是密封的主要机理。
但是目前机械密封也存在很多问题，有些机械密封在长时间运转后，补偿原件，如弹簧，波纹管容易因为温度交变等导致疲劳失弹，导致补偿元件不能及时提供弹力，当密封环磨损后，密封端面因为缺少补偿元件的弹力，导致密封间隙过大，造成密封的泄漏，目前的机械密封常出现介质泄漏，使用寿命达不到客户的要求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种磁性补偿机械密封装置，使得环体或环座之间存在相互吸引，补偿元件即使在长时间运转后失弹的情况下,仍然受到磁力的作用，及时的补充密封环的闭合力，避免密封环间隙过大，保证密封效果，延长密封装置的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种磁性补偿机械密封装置，包括安装座、补偿元件和两个环体，所述环体包括静环体和动环体，所述安装座安装于待密封设备的壳体，所述补偿元件的一端连接所述安装座，且另一端连接所述静环体，所述动环体套于待密封设备的转轴，所述静环体和所述动环体接触的两端面之间形成端面密封；
所述静环体和所述动环体中两者至少之一为具有磁性的磁性体。
为解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：
所述动环体包括动环和动环座，所述动环安装于所述动环座；
所述静环体包括静环和静环座，所述静环安装于所述静环座，所述补偿元件的一端固定于所述静环座，且另一端固定于所述安装座；
所述静环和所述动环接触的两端面之间形成所述端面密封。
进一步地说，所述磁性体为经过磁化处理而带磁的磁性体或是内部埋入磁性材料的磁性体。
进一步地说，所述动环座经磁化处理后靠近静环的一侧为N极，所述静环座经磁化处理后靠近所述动环的一侧为S极；
或者所述动环座经磁化处理后靠近静环的一侧为S极，所述静环座经磁化处理后靠近所述动环的一侧为N极。
进一步地说，所述动环座经磁化处理后靠近静环的一侧为N极或S极，所述静环座未经磁化处理；
或者所述静环座经磁化处理后靠近动环的一侧为N极或S极，所述动环座未经磁化处理。
进一步地说，所述动环、所述动环座、所述静环和所述静环座中至少之一的内部埋入磁性材料。
进一步地说，所述静环内埋入的磁性材料靠近动环的一侧显现为S极，所述动环内埋入的磁性材料靠近静环的一侧显现为N极；
或者所述静环内埋入的磁性材料靠近动环的一侧显现为N极，所述动环内埋入的磁性材料靠近静环的一侧显现为S极。
进一步地说，所述补偿元件为弹簧或金属波纹管。
进一步地说，所述静环和所述静环座为一体式连接或分体式连接；
所述动环和所述动环座为一体式连接或分体式连接。
本发明的有益效果是：
本发明包括安装座、补偿元件和两个环体，环体接触的两端面之间形成平端面密封，其中两个环体中至少之一为具有磁性的磁性体；使得密封环的闭合力不仅包括补偿元件的弹力和介质对密封环的压力，还包括密封元件之间的磁力，因此，即使补偿元件的弹力由于疲劳而散失，磁力也能及时补充；
特别是密封装置用于低温工况时，优势特别明显，补偿元件在低温条件佳容易失效损坏，丧失补偿性能，而磁性体的工作环境不受低温影响，在补偿元件失效时，磁力能够弥补弹力的损失，保证两环体之间的闭合力和开启力相等，密封达到受力平衡，密封效果佳；
再者，合理设计磁性力的大小，使得两环体之间的闭合力在一定的区间范围内，可以有效的保证密封的闭合力，有效的减小泄漏，同时也避免过大的磨损。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图；
图2是实施例1的结构示意图；
图3是实施例2的结构示意图；
图4是实施例3的结构示意图；
附图中各部分标记如下：
安装座1、补偿元件2、动环3、动环座4、静环5、静环座6和磁性块 (7-N,7-S)。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
实施例：一种磁性补偿机械密封装置，如图2到图4所示，包括安装座1、补偿元件2和两个环体，所述环体包括静环体和动环体，所述安装座安装于待密封设备的壳体，所述补偿元件的一端连接所述安装座，且另一端连接所述静环体，所述动环体套于待密封设备的转轴，所述静环体和所述动环体接触的两端面之间形成端面密封；
所述静环体和所述动环体中两者至少之一为具有磁性的磁性体。
所述动环体包括动环3和动环座4，所述动环安装于所述动环座；
所述静环体包括静环5和静环座6，所述静环安装于所述静环座，所述补偿元件的一端固定于所述静环座，且另一端固定于所述安装座；
所述静环和所述动环接触的两端面之间形成所述端面密封。
所述磁性体为经过磁化处理而带磁的磁性体或是内部埋入磁性材料的磁性体。
所述补偿元件为弹簧或金属波纹管。
所述静环和所述静环座为一体式连接或分体式连接；
所述动环和所述动环座为一体式连接或分体式连接。
本实施例中，所述静环和所述静环座为分体式连接；所述动环和所述动环座也为分体式连接。
实施例1：一种磁性补偿机械密封装置，如图2所示，所述动环座经磁化处理后靠近静环的一侧为N极，所述静环座经磁化处理后靠近所述动环的一侧为S极；
或者所述动环座经磁化处理后靠近静环的一侧为S极，所述静环座经磁化处理后靠近所述动环的一侧为N极。
本实施例中，图2是前者。所述的动环座和静环座经磁化后表现为相互吸引，从而提供端面间的闭合力，通过合理的设计磁力的大小并且考虑每个磁性元件之间的作用，使得静环体和动环体之间存在较合适的吸引力，因此，即使补偿元件因为长时间疲劳导致失弹，磁力也能进一步的弥补，保证密封环之间的闭合力不会过于小，可以减小密封介质的泄漏。延长密封的使用寿命。
实施例2：一种磁性补偿机械密封装置，如图3所示，所述动环座经磁化处理后靠近静环的一侧为N极或S极，所述静环座未经磁化处理；
或者所述静环座经磁化处理后靠近动环的一侧为N极或S极，所述动环座未经磁化处理。
本实施例中，图3为前者。
实施例2相对于实施例1可以不过多的磁化密封元件，只将动环座或者是静环座进行磁化，并且合理设计磁力的大小，使得静环体和动环体之间呈现一定的磁性闭合力。
实施例3：一种磁性补偿机械密封装置，如图4所示，所述动环、所述动环座、所述静环和所述静环座中至少之一的内部埋入磁性材料。
所述静环内埋入的磁性材料靠近动环的一侧显现为S极，所述动环内埋入的磁性材料靠近静环的一侧显现为N极；
或者所述静环内埋入的磁性材料靠近动环的一侧显现为N极，所述动环内埋入的磁性材料靠近静环的一侧显现为S极。
本实施例中的磁性材料为磁性块(7-N、7-S)；
实施例3相对于实施例1可以不磁化密封元件，只将动环和静环(或者动环座和静环座)内部添加或者表面附着磁性材料的磁性块，并且合理设计磁力的大小，使得静环体和动环体之间呈现一定的磁性闭合力。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种磁性补偿机械密封装置，其特征在于：包括安装座(1)、补偿元件(2)和两个环体，所述环体包括静环体和动环体，所述安装座安装于待密封设备的壳体，所述补偿元件的一端连接所述安装座，且另一端连接所述静环体，所述动环体套于待密封设备的转轴，所述静环体和所述动环体接触的两端面之间形成端面密封；
所述静环体和所述动环体中两者至少之一为具有磁性的磁性体。
2.根据权利要求1所述的磁性补偿机械密封装置，其特征在于：所述动环体包括动环(3)和动环座(4)，所述动环安装于所述动环座；
所述静环体包括静环(5)和静环座(6)，所述静环安装于所述静环座，所述补偿元件的一端固定于所述静环座，且另一端固定于所述安装座；
所述静环和所述动环接触的两端面之间形成所述端面密封。
3.根据权利要求1所述的磁性补偿机械密封装置，其特征在于：所述磁性体为经过磁化处理而带磁的磁性体或是内部埋入磁性材料的磁性体。
4.根据权利要求2所述的磁性补偿机械密封装置，其特征在于：所述动环座经磁化处理后靠近静环的一侧为N极，所述静环座经磁化处理后靠近所述动环的一侧为S极；
或者所述动环座经磁化处理后靠近静环的一侧为S极，所述静环座经磁化处理后靠近所述动环的一侧为N极。
5.根据权利要求2所述的磁性补偿机械密封装置，其特征在于：所述动环座经磁化处理后靠近静环的一侧为N极或S极，所述静环座未经磁化处理；
或者所述静环座经磁化处理后靠近动环的一侧为N极或S极，所述动环座未经磁化处理。
6.根据权利要求2所述的磁性补偿机械密封装置，其特征在于：所述动环、所述动环座、所述静环和所述静环座中至少之一的内部埋入磁性材料。
7.根据权利要求6所述的磁性补偿机械密封装置，其特征在于：所述静环内埋入的磁性材料靠近动环的一侧显现为S极，所述动环内埋入的磁性材料靠近静环的一侧显现为N极；
或者所述静环内埋入的磁性材料靠近动环的一侧显现为N极，所述动环内埋入的磁性材料靠近静环的一侧显现为S极。
8.根据权利要求1所述的磁性补偿机械密封装置，其特征在于：所述补偿元件为弹簧或金属波纹管。
9.根据权利要求2所述的磁性补偿机械密封装置，其特征在于：所述静环和所述静环座为一体式连接或分体式连接；
所述动环和所述动环座为一体式连接或分体式连接。
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