一种具有环形冷却通道的机械密封装置的制作方法

1.本实用新型涉及密封领域，特别是一种具有环形冷却通道的机械密封装置。


背景技术：

2.机械密封被广泛应用于泵、压缩机、反应釜中，图1为机械密封的一种常见结构示意图。请参阅图1所示，常见的机械密封结构示意图主要包括端盖1、静环2、动环3、弹簧4、弹簧座5、轴6、紧定螺钉7，其中动环3端面在弹簧4的弹力作用下，与静环2端面紧密接触，形成微小的轴向间隙，从而达到密封的目的，所述动环3随弹簧座5及紧定螺钉7固定在轴6进行高速转动，从而所述静环2和所述动环3的接触端面会因摩擦产生大量的热量，对所述动环3和所述静环2造成磨损和热变形，会对机械密封装置的密封效果和使用寿命造成很大影响，所以要对所述静环2和所述动环3的接触端面进行冷却。
3.机械密封环接触端面温度场为径向阶梯状分布，最高温度出现于动环和静环的端面靠近内径处。
4.现有的机械密封端面冷却装置一般都是通过在静环上设置冷却孔、冷却环等方式进行冷却，此种冷却方式对于端面摩擦温度的降低效果并不十分明显。也有在静环上进行开槽添加冷却液对摩擦面进行冷却的方式，但这种方式只能对静环端面进行冷却，对于静环整体的冷却效果不佳，因此现有的机械密封冷却装置存在散热不充分，冷却效果较差的缺陷。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明公开了一种具有环形冷却通道的机械密封装置，包括壳体，壳体的内腔中心设有轴；其中所述轴上从左到右依次设有静环外壳、动环、弹簧和弹簧座；其中弹簧座通过紧定螺钉固定在轴上；其中所述静环外壳内设有静环内芯，其中带有接头的冷却管入液管和带有接头的冷却管出液管均设置在所述壳体上，所述静环内芯外部和所述静环外壳内部均设置为阶梯状结构，将所述静环内芯和所述静环外壳进行装配后会形成三条环形通道，自左向右依次为第一环形通道，第二环形通道和第三环形通道，第一、二、三环形通道平行分布且内径从左到右逐渐减小，所述静环内芯内上半部设置有三条入液通道，所述入液通道左边入口均与所述带有接头的冷却管入液管相连通，所述入液通道右边出口分别与所述第一环形通道、所述第二环形通道和所述第三环形通道相连通，所述静环内芯内下半部设置有三条出液通道，所述出液通道左边出口均与所述带有接头的冷却管出液管相连通，所述出液通道右边入口均与所述第一环形通道、所述第二环形通道和所述第三环形通道相连通。
6.本实用新型进一步改进在于：所述第三环形通道设置于所述动环与所述静环外壳接触面的中心位置；从而保证温度最高处的散热效果最佳。
7.本实用新型进一步改进在于：所述静环内芯内部的三条入液通道沿同一垂直线设置，且所述的三条入液通道与所述的三条出液通道呈轴对称设置。
8.本实用新型进一步改进在于：第一环形通道，第二环形通道和第三环形通道内均设有四棱柱结构；该四棱柱结构可使冷却液由层流状态变为湍流状态，增大冷却液的换热效率，提高机械密封装置冷却效果，并可以对所述静环内芯和所述静环外壳起到支撑作用，保证机械密封装置的工作可靠性。
9.本实用新型进一步改进在于：所述四棱柱结构材质为合金钢，加工时固定连接在所述静环外壳上。
10.本实用新型进一步改进在于：所述静环外壳内部设置的阶梯结构阶梯面为凹凸面；从而增大冷却液的接触面积，提高散热效果。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过静环内芯和静环外壳相装配形成三条环形通道，所述环形通道内径不同，平行分布，在所示静环内芯中设置三条入液通道和三条出液通道，所述入液通道左侧与带有接头的冷却液入液管连通，所述入液通道右侧与所述环形通道连通，所述出液通道左侧与带有接头的冷却液出液管连通，保证冷却液可在所述环形通道内流动，所述静环外壳内部阶梯结构阶梯面设置为凹凸面，所述三条环形通道内设置有三个四棱柱结构，这样保证了所述环形通道内冷却液的冷却性能，提高了冷却液的换热效率，并且可以对静环整体进行散热，提高了机械密封装置工作的可靠性。
附图说明
12.图1、为一种常见的机械密封结构示意图；
13.图2、为一种具有环形冷却通道的机械密封装置结构示意图；
14.图3a、为图2中第一环形通道剖面示意图；
15.图3b、为图2中第二环形通道剖面示意图；
16.图3c、为图2中第三环形通道剖面示意图；
17.图4、为图2中静环内芯与静环外壳a向视图；
18.图5、为图2中静环内芯剖面示意图；
19.图6、为图2中静环外壳剖面示意图；
20.图7、为图2中静环外壳凹凸面局部示意图。
21.附图标记列表：
[0022]8‑
带有接头的冷却管入液管，9
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壳体，10
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静环内芯，11
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静环外壳，12
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入液通道，13
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第一环形通道，14
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第二环形通道，15
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第三环形通道，16
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动环，17
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弹簧，18
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弹簧座，19
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轴，20
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紧定螺钉，21
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出液通道，22
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带有接头的冷却管出液管，23
‑
四棱柱结构。
具体实施方式
[0023]
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0024]
图2为本实用新型一种具有环形冷却通道的机械密封装置在一个实施例中的结构示意图，图3a为图2中第一环形通道剖面示意图，图3b为图2中第二环形通道剖面示意图，图
3c为图2中第三环形通道剖面示意图，图4为图2中静环内芯与静环外壳a向视图。请参阅图2，图3a，图3b，图3c和图4所示，本实施例的一种具有环形冷却通道的机械密封装置，其包括带有接头的冷却管入液管，壳体9，静环内芯10，静环外壳11，入液通道12，第一环形通道13,第二环形通道14，第三环形通道15，动环16，弹簧17，弹簧座18，轴19，紧定螺钉20，出液通道21，带有接头的冷却管出液管22，四棱柱结构23。
[0025]
所述冷却管入液管及接头8和所述冷却管出液管及接头22设置于所述壳体9上，所述静环内芯10外部和所述静环外壳11内部都设置为阶梯状结构，将所述静环内芯10和所述静环外壳11进行装配后会形成三条环形通道，自左向右为所述第一环形通道13，所述第二环形通道14和所述第三环形通道15，三条环形通道平行分布，内径从左到右逐渐减小，所述静环内芯10内上半部设置有三条入液通道12，所述入液通道12左边入口与带有接头的所述冷却管入液管8相连通，所述入液通道12右边出口分别与对应的所述第一环形通道13、所述第二环形通道14和所述第三环形通道15相连通，所述静环内芯10内下半部设置有三条所述出液通道21，所述出液通道21左边出口与所述带有接头的冷却管出液管相连通，所述出液通道21右边入口分别与所述第一环形通道13、所述第二环形通道14和所述第三环形通道15相连通。
[0026]
图5
‑
7所示，其中，所述第三环形通道15设置于所述动环16与所述静环外壳11接触面中心位置；所述静环外壳11内部阶梯状结构面设置为凹凸面结构；所述第一环形通道13、所述第二环形通道14和所述第三环形通道14内设置有四棱柱结构23。
[0027]
本实施例工作时：通过向设置于壳体9上的带有接头的冷却管入液管内注入冷却液，冷却液会沿设置于静环内芯10内上半部的入液通道12流向由所述静环内芯10与所述静环外壳11装配形成的所述第一环形通道13、所述第二环形通道14和所述第三环形通道15，形成冷却水腔，由于三条环形通道形成的冷却水腔处于不同平面相互平行分布，因此可对所述静环内芯10和所述静环外壳11装配形成的整体结构进行冷却，冷却液从所述入液通道12流向所述第一环形通道13、所述第二通道14和所述第三通道15时，会流经设置于三条环形通道中的四棱柱结构23，此时冷却液会由层流状态变为湍流状态，增大了冷却液的换热效率，并且所述静环外壳11的内部阶梯面设置为凹凸面结构，增大了与冷却液的接触面积，冷却液在流经整个环形通道后，会通过设置于所述静环内芯10内下半部的所述出液通道21从带有接头的冷却管出液通道22流出，这样保证了冷却液在环形通道内的流动性，可以将热量带走。
[0028]
其中实施例的中的静环内芯和所述静环外壳装配之后可不形成一个完整的环形通道，形成不封闭的半环或多半环也可以起到相似的作用。
[0029]
在本文中所述冷却液可以是油，也可以是能起到相似冷却作用的任何液体。
[0030]
在本文中所述四棱柱结构23材质可以是合金钢，也可以是能起到相似作用的任何材料。
[0031]
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。