CN209856383U - 高压弹簧密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压弹簧密封装置，该高压弹簧密封装置包括转动轴、轴套、动环、静环、推环、弹簧组件、导向环以及法兰，所述轴套固定安装在所述转动轴上，所述动环固定安装在所述轴套上，所述动环与所述轴套间设置有密封垫，所述轴套、所述密封垫以及所述动环沿所述转动轴轴向依次安装。本实用新型解决了动环与静环的接触端面容易受力不均匀，影响装置的使用寿命的问题，具有结构简单、加工方便、补偿性好、承载压力高、使用寿命长的优点。

Description

高压弹簧密封装置

技术领域

本实用新型涉及机械密封装置领域，特别涉及一种高压弹簧密封装置。

背景技术

机械密封装置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。

弹簧密封装置是弹力补偿机构为弹簧和推环，一般只适用于轴向压力较小的场合。在轴向压力较大时，由于普通弹簧密封装置容易产生磨损和泄漏，所以需要一种适用于高压环境的弹簧密封装置。

授权公告号为CN101493145A、授权公告日为2009年7月29日的中国专利公开了一种耐高压弹簧式机械密封装置，现有技术的不足之处在于，动环与静环的接触端面容易受力不均匀，影响装置的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高压弹簧密封装置及其密封方法，其解决了动环与静环的接触端面容易受力不均匀，影响装置的使用寿命的问题，具有结构简单、加工方便、补偿性好、承载压力高、使用寿命长的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高压弹簧密封装置，包括转动轴、轴套、动环、静环、推环、弹簧组件、导向环以及法兰，所述轴套固定安装在所述转动轴上，所述动环固定安装在所述轴套上，所述动环与所述轴套间设置有密封垫，所述轴套、所述密封垫以及所述动环沿所述转动轴轴向依次安装，所述导向环和所述弹簧组件固定安装在所述法兰上，所述推环和所述静环依次配合安装在所述弹簧组件和所述动环之间；所述推环和所述静环位于所述导向环和所述弹簧组件之间，在所述推环、所述静环以及所述导向环配合处设有O形圈，所述O形圈和所述密封垫的截面中心点的连线平行于所述转动轴的中心轴线；所述弹簧组件包括弹簧座和弹簧，所述弹簧座通过螺栓固定安装在所述法兰上，所述弹簧座上开设有弹簧通孔，所述法兰上开设有与所述弹簧通孔对应的弹簧槽，所述弹簧穿过所述弹簧通孔一端位于所述弹簧槽内，另一端抵接所述推环，在所述轴套与所述转动轴配合的端面上、所述轴套与所述动环配合的远离转动轴的水平端上以及所述法兰与所述导向环配合处均安装有辅助密封圈。

采用上述技术方案，工作时，动环与轴套随轴一起做旋转运动，静环保持静止，当静环与动环的接触端面的平面度因为摩擦热或者应力产生变形时，弹簧推动推环，推环推动静环，就可及时补充接触端面的平面度，同时O形圈与密封垫分别辅助补偿静环和动环间的接触端面的平面度，使静环与动环的接触端面受力均匀，达到防止产生泄漏且使用寿命长的效果。

进一步优选为：所述静环为一体成型件。

采用上述技术方案，一体成型件的强度高，且能保证静环各端面的平整度，在装置工作时，也保证了静环各端面承受载荷的均匀性。

进一步优选为：所述推环的厚度由外径到内径呈三级阶梯状逐渐变小。

采用上述技术方案，推环通过阶梯状设置使推环和静环接触面增加，从而使推环与静环配合更紧密。

进一步优选为：所述静环外径处设置有第一凸台，所述静环内径处设置有第二凸台，所述静环靠近所述推环端的内径和外径分别大于所述静环靠近所述动环端的内径和外径。

采用上述技术方案，静环与推环、导向环以及弹簧座紧密配合，静环与各部件的接触面积增大，增大了静环与各部件的摩擦力，更利于静环保持静止，安装更牢固。同时整个装置承载压力更高、使用寿命更长，密封效果更好。

进一步优选为：所述推环与所述静环部分抵接。

采用上述技术方案，推环与静环接触端的未接触部分正好形成一凹槽，O形圈正好置于推环与静环配合形成的凹槽内，使装配装置更方便，安装定位更准确。

进一步优选为：所述静环的接触端面的面积小于与所述动环的接触端面的面积。

采用上述技术方案，通过设计减小静环与动环接触端面的面积，可减小动环对静环的滑动摩擦力，从而减小动环与静环接触端面的磨损，使装置使用寿命更长。

进一步优选为：所述密封垫的厚度为0.3-0.5mm。

采用上述技术方案，采用0.3-0.5mm的密封垫补偿效果好，防漏效果好。

进一步优选为：所述弹簧通孔在所述弹簧座上的沿圆周方向均匀分布。

采用上述技术方案，保证了弹力补偿的均匀全面性，使静环与动环接触端面更紧密地贴合，可以更有效防止产生泄漏。

进一步优选为：所述弹簧座上设置有防转槽，所述防转槽与所述第一凸台配合安装。

采用上述技术方案，静环通过第一凸台配合安装在弹簧座的防转槽内，可有效的保持静环静止。

附图说明

图1是实施例的具体结构示意图；

图2为静环与弹簧座的装配关系示意图；

图中，1、转动轴；2、轴套；3、动环；4、静环；5、推环；6、弹簧组件；7、导向环；8、法兰；9、密封垫；10、O形圈；11、弹簧座；12、弹簧；13、弹簧通孔；14、弹簧槽；15、第一凸台；16、第二凸台；17、防转槽；18、辅助密封圈。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，参考图2，一种高压弹簧密封装置，包括转动轴1、轴套2、动环3、静环4、推环5、弹簧组件6、导向环7以及法兰8。所述轴套2通过螺栓固定安装在转动轴1上，所述动环3通过螺栓固定安装在所述轴套2上，所述动环3与所述轴套2安装配合的竖立端间设置有密封垫9，所述轴套2、所述密封垫9以及所述动环3沿所述转动轴1轴向依次安装，所述密封垫9的厚度为0.3-0.5mm，优选为0.3mm。所述导向环7和所述弹簧组件6通过螺栓固定安装在所述法兰8上。所述推环5和所述静环4依次配合安装在所述弹簧组件6和所述动环3之间，并且所述推环5和所述静环4位于所述导向环7和所述弹簧组件6之间，在所述推环5、所述静环4以及所述导向环7配合处设有O形圈10，所述O形圈10和所述密封垫9的截面中心点的连线平行于所述转动轴1的中心轴线。在装置工作时，所述O形圈10和所述密封垫9配合，能使所述动环3与所述静环4的接触端面得到有效的辅助补偿，从而使所述动环3与所述静环4的接触端面受力均匀，所述接触端面不易产生变形，达到延长使用寿命的效果；并且当接触端面产生变形时，可有效补偿所述动环3和所述静环4的接触端面平面度。

所述弹簧组件6包括弹簧座11和弹簧12，所述弹簧座11通过螺栓固定安装在所述法兰8上，所述弹簧座11上开设有弹簧通孔13，所述弹簧通孔13在弹簧座11上的沿圆周方向均匀分布，所述法兰8上开设有与所述弹簧通孔13对应的弹簧槽14，所述弹簧12穿过所述弹簧通孔13一端位于所述弹簧槽14内，另一端抵接所述推环5。通过设置所述弹簧通孔13和所述弹簧槽14，保证了部件的同轴向性，确保了所述弹簧12的弹力补偿的可靠性。所述弹簧通孔13在所述弹簧座11上沿圆周方向均匀分布，保证了弹力补偿的全面性，可以有效防止产生泄漏。

所述静环4为一体成型件，所述静环4外径处设置有第一凸台15，所述静环4内径处设置有第二凸台16，所述静环4靠近所述推环5端的内径和外径分别大于所述静环4靠近所述动环3端的内径和外径。所述推环5的厚度由外径到内径呈三级阶梯状逐渐变小，所述推环5通过阶梯状设置与所述静环4的第一凸台15设置配合，使所述推环5与所述静环4有三个接触端面，使所述推环5与所述静环4的配合更紧密。所述推环5与所述静环4部分抵接，所述推环5与所述静环4接触端的未接触部分正好形成一凹槽，所述O形圈10正好置于所述推环5与所述静环4配合形成的凹槽内，使装配装置更方便，安装定位更准确。同时通过所述静环4的凸台设计，所述静环4与所述推环5、所述导向环7以及所述弹簧座11紧密配合，使装置结构更紧凑。且通过上述设计，所述静环4的接触端面的面积小于与所述动环3的接触端面的面积，使得所述动环3对所述静环4的滑动摩檫力减小，从而减小了所述动环3与所述静环4接触端面的磨损。通过上述设计使整个装置承载压力更高、使用寿命更长，密封效果更好。

所述弹簧座11上设置有防转槽17，所述防转槽17与所述第一凸台15配合安装。所述防转槽17在所述弹簧座11上阵列分布。所述静环4通过所述第一凸台15配合安装在所述弹簧座11的防转槽17内，可有效的保持静环4静止。在所述轴套2与所述转动轴1配合的端面上、所述轴套2与所述动环3配合的远离转动轴1的水平端上以及所述法兰8与所述导向环7配合处均安装有辅助密封圈18。通过在各配合的端面处设置辅助密封圈18，使整个装置具有完全密封的作用，达到更好的密封效果。

装置工作时，所述动环3与所述轴套2随所述转动轴1一起作旋转运动，所述静环4在所述推环5、所述导向环7以及所述弹簧座11的摩擦力作用下保持相对静止，所述静环4与所述动环3的接触端面在摩擦热和应力作用下若产生变形时，所述弹簧12通过轴向推力推动所述推环5，使所述推环5配合所述O形圈10给所述静环4轴向推力，从而使所述静环4与所述动环3的接触端面紧密贴合，同时所述密封垫9辅助补偿所述动环3的接触端面的平面度，保证了装置的密封性，达到了有效防止泄漏的效果。并且通过所述密封垫9和所述O形圈10的有效辅助补偿，所述动环3和所述静环4的接触端面受力均匀，不易产生变形，装置的使用寿命更长。

所述高压弹簧密封装置的密封方法：在使用装置密封时，所述弹簧12通过轴向推力推动所述推环5，使所述推环5配合所述O形圈10给所述静环4轴向推力，从而使所述静环4与所述动环3的接触端面紧密贴合；同时所述转动轴1转动时，介质在所述高压弹簧密封装置处压力较高，所述辅助密封圈18和所述O形圈10通过配合和压力的作用产生挤压变形，形成压力轴封；同时由于所述转动轴1转动带动所述动环3转动，介质在所述动环3与所述静环4的接触端面形成流动膜，阻止了介质向外泄漏。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种高压弹簧密封装置，包括转动轴(1)、轴套(2)、动环(3)、静环(4)、推环(5)、弹簧组件(6)、导向环(7)以及法兰(8)，其特征在于：所述轴套(2)固定安装在所述转动轴(1)上，所述动环(3)固定安装在所述轴套(2)上，所述动环(3)与所述轴套(2)间设置有密封垫(9)，所述轴套(2)、所述密封垫(9)以及所述动环(3)沿所述转动轴(1)轴向依次安装，所述导向环(7)和所述弹簧组件(6)固定安装在所述法兰(8)上，所述推环(5)和所述静环(4)依次配合安装在所述弹簧组件(6)和所述动环(3)之间；所述推环(5)和所述静环(4)位于所述导向环(7)和所述弹簧组件(6)之间，在所述推环(5)、所述静环(4)以及所述导向环(7)配合处设有O形圈(10)，所述O形圈(10)和所述密封垫(9)的截面中心点的连线平行于所述转动轴(1)的中心轴线；所述弹簧组件(6)包括弹簧座(11)和弹簧(12)，所述弹簧座(11)通过螺栓固定安装在所述法兰(8)上，所述弹簧座(11)上开设有弹簧通孔(13)，所述法兰(8)上开设有与所述弹簧通孔(13)对应的弹簧槽(14)，所述弹簧(12)穿过所述弹簧通孔(13)一端位于所述弹簧槽(14)内，另一端抵接所述推环(5)，在所述轴套(2)与所述转动轴(1)配合的端面上、所述轴套(2)与所述动环(3)配合的远离转动轴(1)的水平端上以及所述法兰(8)与所述导向环(7)配合处均安装有辅助密封圈(18)。

2.根据权利要求1所述的高压弹簧密封装置，其特征在于：所述静环(4)为一体成型件。

3.根据权利要求1所述的高压弹簧密封装置，其特征在于：所述推环(5)的厚度由外径到内径呈三级阶梯状逐渐变小。

4.根据权利要求1所述的高压弹簧密封装置，其特征在于：所述静环(4)外径处设置有第一凸台(15)，所述静环(4)内径处设置有第二凸台(16)，所述静环(4)靠近所述推环(5)端的内径和外径分别大于所述静环(4)靠近所述动环(3)端的内径和外径。

5.根据权利要求1所述的高压弹簧密封装置，其特征在于：所述推环(5)与所述静环(4)部分抵接。

6.根据权利要求1所述的高压弹簧密封装置，其特征在于：所述静环(4)的接触端面的面积小于与所述动环(3)的接触端面的面积。

7.根据权利要求1所述的高压弹簧密封装置，其特征在于：所述密封垫(9)的厚度为0.3-0.5mm。

8.根据权利要求1所述的高压弹簧密封装置，其特征在于：所述弹簧通孔(13)在所述弹簧座(11)上的沿圆周方向均匀分布。

9.根据权利要求4所述的高压弹簧密封装置，其特征在于：所述弹簧座(11)上设置有防转槽(17)，所述防转槽(17)与所述第一凸台(15)配合安装。