CN204099601U - 一种碳纤维增强轴套动环一体化机械密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳纤维增强轴套动环一体化机械密封结构，包括：碳纤维动环轴套、定环、波纹管套和定环固定垫片；碳纤维动环轴套外壁加工有径向凸起的凸起圆环；定环套置于碳纤维动环轴套上，且轴向紧靠于凸起圆环一侧端面；波纹管套套至于碳纤维动环轴套上，且位于定环固定垫片与碳纤维定环之间；波纹管套一端与定环固定，另一端与定环固定垫片固定；本实用新型通过碳纤维动环轴套代替传统结构中轴套、传动座、弹簧、推环、O形圈、动环等一系列零件；波纹管套提供定环与动环轴套的凸起圆环预紧压力，保证凸起圆环与定环能够相对转动且保证密封性；本结构既减少了密封泄漏点，也大大简化了密封结构，从而使加工、运行、维护成本大幅降低。

Description

一种碳纤维增强轴套动环一体化机械密封结构

技术领域

本实用新型涉及流体输送设备密封件，特别涉及一种碳纤维增强轴套动环一体化机械密封结构。

背景技术

现有机械密封特征：由轴套、传动座、弹簧、推环、固定螺钉、动环、静环、动静环O形圈及密封压盖组成。传动座由螺钉固定在轴套上，带动弹簧、推环、动环一起旋转，静环固定在压盖上与动环形成动配合。作为应用多年的机械密封，这种结构已成标准化结构，万变不离其中，变的是各组成零件的材质及尺寸。

常规密封动环所在的转动部分，由于结构复杂导致加工成本高；安装、检修复杂；零件多故障率增多；O形圈易变形泄漏等等。

发明内容

本实用新型针对上述技术问题，提出一种碳纤维增强轴套动环一体化机械密封结构。

为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：

一种碳纤维增强轴套动环一体化机械密封结构，包括：套至于转轴上且与转轴同步转动的碳纤维动环轴套、定环、波纹管套和定环固定垫片；

碳纤维动环轴套外壁加工有径向凸起的凸起圆环；定环套置于碳纤维动环轴套上，且轴向紧靠于凸起圆环一侧端面；

定环固定垫片套置于碳纤维动环轴套位于定环装配端；

波纹管套套至于碳纤维动环轴套上，且位于定环固定垫片与定环之间；

波纹管套一端与定环固定，另一端与定环固定垫片固定；

采用上述技术方案的本实用新型，碳纤维动环轴套装配于转轴上，且在碳纤维动环轴套加工有凸起圆环进而代替传统结构中轴套、传动座、弹簧、推环、O形圈、动环等一系列的零件；波纹管套提供定环与碳纤维动环轴套的凸起圆环预紧压力；凸起圆环与定环接触表面均为光滑表面，进而保证凸起圆环与定环能够相对转动且保证轴向密封性；

本实用新型通过碳纤维动环轴套代替传统结构中轴套、传动座、弹簧、推环、O形圈、动环等一系列零件；波纹管套提供定环与动环轴套的凸起圆环预紧压力，保证凸起圆环与定环能够相对转动且保证密封性；本结构既减少了密封泄漏点，也大大简化了密封结构，从而使加工、运行、维护成本大幅降低。

具体优势体现在：

1、新结构由于是一次成型，其成本主要集中在模具和原材料上。本设计由于结构简单，模具并不复杂，其成本远低于常规模具。动环轴套和定环在动设备上受力并不大，主要承受的是腐蚀和磨蚀，这样就不需采用高模量的碳纤维，而选用沥青基的短切纤维则价格会大幅降低，根据厂家不同，每公斤短切碳纤维的价格在150～200元，作为基体的环氧树脂每公斤40～60元，固化剂每公斤40～60元，环氧树脂与固化剂的配比是3：1或4：1(重量比)，碳纤维与基体材料的配比是6：4(重量比)，一个中等大小碳纤维增强轴套的重量在200～300克，这样每公斤碳纤维大约能做五个中等大小的轴套，每个轴套的材料成本在50～60元(固化剂和环氧树脂都会有剩余)，而且不需要再加工，一个中等大小金属轴套，加上动环、传动座、弹簧、推环等等的价格，普通304材质的成本在500～1500元,相比而言，新结构的或可忽略不计。当然，作为新结构的模具费用也是要考虑的，一套金属模具的寿命在50～100万次，按5万元一套模具10万件的加工量算，每个轴套动环只合五角钱。

2、常规密封的轴套、传动座、弹簧、动静环材质，因输送介质的不同而需要选用不同的材质，304、316、904、哈氏合金等等，其成本也逐渐增高，而一些特种材料由于价格高、用量少等原因常常没有库存，这样往往会影响交货期；一些常用材料也因为多种多样而导致库存种类增多，使资金积压。本设计使用的碳纤维增强材料，由碳原子本身稳定的结构决定了它的性质，既能耐多种介质的腐蚀，又耐磨蚀，国外研究资料表明：碳纤维结构在与金属的磨擦中几乎不磨损。这样就使这种结构能够应用在大多数场合下，从而使种类库存大为减少，也就间接降低了成本。

3、集装式机械密封由于安装、维修方便，越来越受到广大用户的欢迎。集装式密封是由密封厂家把轴套、机械密封、密封压盖组装在一起，安装时把组装好级的密封整体推入即可，无需固定动环调整间隙总统等步骤，因此有着广阔的前景。本结构设计尤其适合集装密封，当轴套与压盖联合使用时，结构可以设计得更紧凑、更简单，从而使成本更为降低，粗略估算一套新结构的集装密封价格只有常规集装密封的30～40％。

另，随着社会的发展，各种不可再生资源逐渐枯竭，各种希有金属的价格只会逐年增长最终至用无可用。而随着技术的进步，碳纤维这种高能材料也会随着基体材料的进步而适应越来越多的场合，作为应用广泛的机械密封，在新结构大幅降低成本的条件下，将会得到更大的发展，带来更多的效益。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

本实用新型共2幅附图,其中：

图1为本实用新型的单封结构示意图。

图2为本实用新型的双封结构示意图。

图中：1、碳纤维动环轴套，1.1、凸起圆环，2、定环，3、波纹管套，4、定环固定垫片。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种碳纤维增强轴套动环一体化机械密封结构，包括：套至于转轴上且与转轴同步转动的碳纤维动环轴套1、定环2、波纹管套3和定环固定垫片4；

碳纤维动环轴套1外壁加工有径向凸起的凸起圆环1.1；定环2套置于碳纤维动环轴套1上，且轴向紧靠于凸起圆环1.1一侧端面；

定环固定垫片4套置于碳纤维动环轴套1位于定环2装配端；

波纹管套3套至于碳纤维动环轴套1上，且位于定环固定垫片4与定环2之间；

波纹管套3一端与定环2固定，另一端与定环固定垫片4固定；当波纹管套3与定环固定垫片4同为金属时，可直接采用焊接固定，这样波纹管套3与定环固定垫片间不需要垫片；定环2与波纹管套3之间是镶装；

采用上述技术方案的本实用新型，碳纤维动环轴套装配于转轴上，且在碳纤维动环轴套加工有凸起圆环进而代替传统结构中轴套、传动座、弹簧、推环、O形圈、动环等一系列的零件；波纹管套提供定环与碳纤维动环轴套的凸起圆环预紧压力；凸起圆环与定环接触表面均为光滑表面，进而保证凸起圆环与碳纤维定环能够相对转动且保证轴向密封性；

本实用新型通过碳纤维动环轴套代替传统结构中轴套、传动座、弹簧、推环、O形圈、动环等一系列零件；波纹管套提供定环与动环轴套的凸起圆环预紧压力，保证凸起圆环与定环能够相对转动且保证密封性；本结构既减少了密封泄漏点，也大大简化了密封结构，从而使加工、运行、维护成本大幅降低。

具体优势体现在：

1、新结构由于是一次成型，其成本主要集中在模具和原材料上。本设计由于结构简单，模具并不复杂，其成本远低于常规模具。动环轴套和定环在动设备上受力并不大，主要承受的是腐蚀和磨蚀，这样就不需采用高模量的碳纤维，而选用沥青基的短切纤维则价格会大幅降低，根据厂家不同，每公斤短切碳纤维的价格在150～200元，作为基体的环氧树脂每公斤40～60元，固化剂每公斤40～60元，环氧树脂与固化剂的配比是3：1或4：1(重量比)，碳纤维与基体材料的配比是6：4(重量比)，一个中等大小碳纤维增强轴套的重量在200～300克，这样每公斤碳纤维大约能做五个中等大小的轴套，每个轴套的材料成本在50～60元(固化剂和环氧树脂都会有剩余)，而且不需要再加工，一个中等大小金属轴套，加上动环、传动座、弹簧、推环等等的价格，普通304材质的成本在500～1500元,相比而言，新结构的或可忽略不计。当然，作为新结构的模具费用也是要考虑的，一套金属模具的寿命在50～100万次，按5万元一套模具10万件的加工量算，每个轴套动环只合五角钱。

2、常规密封的轴套、传动座、弹簧、动静环材质，因输送介质的不同而需要选用不同的材质，304、316、904、哈氏合金等等，其成本也逐渐增高，而一些特种材料由于价格高、用量少等原因常常没有库存，这样往往会影响交货期；一些常用材料也因为多种多样而导致库存种类增多，使资金积压。本设计使用的碳纤维增强材料，由碳原子本身稳定的结构决定了它的性质，既能耐多种介质的腐蚀，又耐磨蚀，国外研究资料表明：碳纤维结构在与金属的磨擦中几乎不磨损。这样就使这种结构能够应用在大多数场合下，从而使种类库存大为减少，也就间接降低了成本。

3、集装式机械密封由于安装、维修方便，越来越受到广大用户的欢迎。集装式密封是由密封厂家把轴套、机械密封、密封压盖组装在一起，安装时把组装好级的密封整体推入即可，无需固定动环调整间隙总统等步骤，因此有着广阔的前景。本结构设计尤其适合集装密封，当轴套与压盖联合使用时，结构可以设计得更紧凑、更简单，从而使成本更为降低，粗略估算一套新结构的集装密封价格只有常规集装密封的30～40％。

另，随着社会的发展，各种不可再生资源逐渐枯竭，各种希有金属的价格只会逐年增长最终至用无可用。而随着技术的进步，碳纤维这种高能材料也会随着基体材料的进步而适应越来越多的场合，作为应用广泛的机械密封，在新结构大幅降低成本的条件下，将会得到更大的发展，带来更多的效益。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上诉揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种碳纤维增强轴套动环一体化机械密封结构，其特征在于：包括，套至于转轴上且与转轴同步转动的碳纤维动环轴套(1)、定环(2)、波纹管套(3)和定环固定垫片(4)；

所述碳纤维动环轴套(1)外壁加工有径向凸起的凸起圆环(1.1)；所述定环(2)套置于碳纤维动环轴套(1)上，且轴向紧靠于凸起圆环(1.1)一侧端面；

所述定环固定垫片(4)套置于碳纤维动环轴套(1)位于定环(2)装配端；

所述波纹管套(3)套至于碳纤维动环轴套(1)上，且位于定环固定垫片(4)与定环(2)之间；

所述波纹管套(3)一端与定环(2)固定，另一端与定环固定垫片(4)固定。