CN110397740B - 高速螺旋密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高速螺旋密封装置，由油封衬套、挡油环组成，所述挡油环安装在旋转轴上，所述油封衬套安装在油箱底部，所述油封衬套内孔面与旋转轴上螺旋段或挡油环上的螺旋段配合形成螺旋密封区域A，所述螺旋密封区域A在旋转轴旋转时进入泵送气体压力，所述油封衬套中间设置储油槽，所述挡油环外侧下部伸出一圈圆环，与油封衬套的储油槽配合，形成U形储油区域B，当旋转轴高速旋转时，飞溅油进入所述U形储油区域B后，逐渐积累形成充液区，螺旋密封区域A的泵送气体压力将U形储油区域B左侧液位压低，右侧液位变高，形成液位差后与螺旋密封区域A的泵送气体压力平衡，液位保持动态稳定，可以隔断油箱内部因高速旋转产生的飞溅油和油气混合物。

Description

高速螺旋密封装置
技术领域
本发明涉及一种用于立式高速旋转机械的螺旋密封装置，尤其是一种用于立式高速旋转机械润滑油密封的高速螺旋密封装置。
背景技术
螺旋密封是在旋转轴表面上车削出螺旋槽，或者在配套件内孔表面上车削出旋向相反的螺旋槽，在轴旋转时，产生泵送压头，当泵送压头与被密封介质压力相平衡时，从而阻止介质泄漏。螺旋密封是一种非接触型密封，具有密封效果好、使用寿命长、并且适合气相介质条件的优点，广泛应用于油润滑轴承的汽轮机、泵、电机、压缩机等诸多回转设备中。
经过对专利网及国内外相关资料的检索，发现现有螺旋密封专利大多集中在单级不同齿型结构螺旋密封的设计改进。以下列举相关检索专利：
1、专利号为200510071120.1的复合齿型迷宫螺旋密封，由带螺纹的转子和定子组成，其特点是转子和定子的螺纹齿型是由两种不同结构形式的齿型复合而成。在改进单一齿型的基础上使密封效果得到一定的提高。
2、专利号为200520090986的螺旋密封补偿装置，该专利装置具有转动轴、螺旋密封机构的动套和静套等结构，其特点是螺旋密封的动套和静套端面设置有挡块，且在挡块和静套的外断面再安装油弹性密封元件，从而达到密封效果。
3、专利号为91229117的双螺旋负压阱式油封，该专利具有两段旋向相同的螺旋密封段，两段密封中间设有泄压孔装置的负压阱。其特点是利用前段螺旋密封段将密封介质由紊流变成定向流动，从而一定程度上提高了整体的密封效果。
通过分析现有的专利技术，发现目前的螺旋密封存在以下问题：
1)适应转速范围较小，特别在高速时易发生泄漏现象；
2)当外界有其他气体介质如水蒸气时，会由于存在的压力差通过密封进入到油箱内，损害油品。
发明内容
本发明的目的在于克服立式高速旋转机械采用一般螺旋密封时容易出现滑油渗漏问题，而提供一种高速螺旋密封装置。
本发明的技术方案是：一种高速螺旋密封装置，由油封衬套、挡油环组成，所述挡油环安装在旋转轴上，所述油封衬套安装在油箱底部，所述油封衬套内孔面与旋转轴上螺旋段或挡油环上的螺旋段配合形成螺旋密封区域A，所述螺旋密封区域A在旋转轴旋转时进入泵送气体压力，所述油封衬套中间设置储油槽，所述挡油环外侧下部伸出一圈圆环，与油封衬套的储油槽配合，形成U形储油区域B，当旋转轴高速旋转时，飞溅油进入所述U形储油区域B后，逐渐积累形成充液区，螺旋密封区域A的泵送气体压力将U形储油区域B左侧液位压低，右侧液位变高，形成液位差后与螺旋密封区域A的泵送气体压力平衡，液位保持动态稳定，可以隔断油箱内部因高速旋转产生的飞溅油和油气混合物。
进一步，所述油封衬套外侧设置油坝，阻挡油箱内部液体油直接进入U形储油区域B。
进一步，所述挡油环上部为盘式结构，可将油润滑轴承流出的润滑油轴向阻断，防止润滑油直接冲入或反射进入U型储油区域B。
本发明的有益效果是：
本发明通过挡油环与油封衬套的相互配合，一方面挡油环阻挡垂直向下的压力油冲击力并分解至径向，另一方面形成U形储油区域，防止外界气体进入油箱，同时对油箱内旋转产生的飞溅油、油气混合物均有良好的密封作用。该螺旋密封装置结构紧凑，螺旋密封泵送气体压力与U型储油区域液位形成动态平衡，对高速或变速旋转机械油箱具有较好的密封效果。
附图说明
图1为本发明的高速螺旋密封装置结构示意图；
图2为本发明的实施例中的高速螺旋密封装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本发明的高速螺旋密封装置，由挡油环1与衬套2组成，其中挡油环1安装于旋转轴上，衬套2安装在油箱底部。挡油环1的螺旋段与衬套2内孔面，形成螺旋密封区域A，旋转时产生泵送气体压力；挡油环1下伸段3与衬套2油槽形成U形储油区域B，当旋转轴高速旋转时，飞溅油进入所述U形储油区域B后，逐渐积累形成充液区，螺旋密封区域A的泵送气体压力将U形储油区域B左侧液位压低，右侧液位变高，形成液位差后与螺旋密封区域A的泵送气体压力平衡，液位保持动态稳定，可以隔断油箱内部因高速旋转产生的飞溅油和油气混合物。
衬套2外侧设置油坝4，油坝4外为油坝区域C，当油高出油坝区域C时，U形储油区域B内油溢出至油箱，U形储油区域B左右液位形成液位差平衡螺旋密封泵送压力。
挡油环1上部为盘式结构，挡油环1外侧具有向下斜面区域D，斜面区域D阻挡垂直向下的润滑油，防止润滑油直接冲入或反射进入U形储油区域B。
如图2所示，，油润滑轴承6连接的旋转轴下面设有螺旋段7，该螺旋段7与衬套2之间形成螺旋密封区域A，挡油环1安装在旋转轴的螺旋段上端，衬套2安装在油箱5底部，油箱5内的油位F低于衬套的油坝上端3，油箱5内的油位上部为油气混合区域E。
本发明的高速螺旋密封装置和普通螺旋密封比较：
旋转机械在高速条件下(线速度大于30m/s)被密封介质在油箱内容易出现飞溅油、油气混合物等情况，普通设计的螺旋密封都将失效或无法达到设计效果。

Claims (3)

1.一种高速螺旋密封装置，由油封衬套、挡油环组成，其特征在于：所述挡油环安装在旋转轴上，所述油封衬套安装在油箱底部，所述油封衬套内孔面与旋转轴上螺旋段或挡油环上的螺旋段配合形成螺旋密封区域A，所述螺旋密封区域A在旋转轴旋转时进入泵送气体压力，所述油封衬套中间设置储油槽，所述挡油环外侧下部伸出一圈圆环，与油封衬套的储油槽配合，形成U形储油区域B，当旋转轴高速旋转时，飞溅油进入所述U形储油区域B后，逐渐积累形成充液区，螺旋密封区域A的泵送气体压力将U形储油区域B中位于挡油环下伸圆环内侧液位压低，外侧液位变高，形成液位差后与螺旋密封区域A的泵送气体压力平衡，液位保持动态稳定，能隔断油箱内部因高速旋转产生的飞溅油和油气混合物。
2.根据权利要求1所述的高速螺旋密封装置，其特征在于：所述油封衬套外侧设置油坝，阻挡油箱内部液体油直接进入U形储油区域B。
3.根据权利要求1所述的高速螺旋密封装置，其特征在于：所述挡油环上部为盘式结构，可将油润滑轴承流出的润滑油轴向阻断，防止润滑油直接冲入或反射进入U型储油区域B。
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