结构紧凑的独立浮动式静环及包含其的机械密封的制作方法

1.本发明涉及机械密封领域，特别涉及航空航天高压燃油泵用机械密封领域。


背景技术：

2.众所周知，燃油齿轮泵的轴尾端面密封一般都由动环、静环、传动轴、加荷装置、防转销、辅助密封圈等组成。静环一般安装于端盖上，动环一般安装于传动轴上的动环座内，故轴尾密封装置轴向长，占用齿轮泵壳体轴尾大量的安装空间，导致壳体重量高，且存在液体泄露。另外，传统轴尾密封装置较复杂，装配较繁琐，而且可靠性低。因此需要优化传统轴尾端面机械密封结构，减小密封装置轴向安装空间，降低轴尾装配难度，提高密封可靠性。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种结构紧凑的两道密封的机械密封，可以有效解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
5.结构紧凑的独立浮动式静环，包括前端盖，前端盖内设有支撑座，支撑座内设有密封环；所述支撑座靠近前端盖底部一端设有支撑座波形弹簧，另一端设有支撑座密封端面；所述密封环靠近前端盖底部一端设有垫圈和密封环波形弹簧，另一端设有密封环密封端面，外侧设有密封环外凸环；所述支撑座与密封环之间，在轴向方向上可独立滑动。
6.作为优选，所述支撑座内侧设有支撑座内凸环，且与密封环外侧接触；所述密封环与前端盖接触的内侧设有密封环外凸环。
7.作为优选，所述支撑座内凸环位于支撑座密封端面一端，且其一部分组成支撑座密封端面。
8.作为优选，所述支撑座密封端面上设有若干冷却润滑槽。
9.作为优选，所述动环密封端面或支撑座密封端面或密封环密封端面表面部分或全部的涂有耐磨材料。
10.本发明还提出了一种机械密封，包括上述结构紧凑的独立浮动式静环。
11.作为优选，所述机械密封包括动环、静环、传动轴和壳体；所述传动轴穿过动环和静环；所述动环设有动环密封端面。
12.作为优选，所述支撑座密封端面与密封环密封端面可同时与动环密封端面接触；当动环相对静环旋转时，动环密封端面与支撑座密封端面、密封环密封端面间可形成一层动压油膜。
13.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
14.1、本发明相比传统轴尾端面机械密封，在动环和静环间形成了两道可靠密封，既能形成动压油模密封又能冷却润滑密封面，保证了密封的高可靠性与优越的密封性能。
15.2、两道可靠密封均可在轴向方向独立滑动，可保证两道密封带不会因磨损作用失效或密封效果减弱。
16.3、相对传统轴尾端面机械密封静环，新增加的支撑座和密封环界面上为“回”字结构，减小了静环的直径，减少了产品重量，增加了静环结构稳定性。
附图说明
17.图1为本发明的静环结构剖面图；
18.图2为本发明的机械密封结构剖面图；
19.图3为本发明的静环立体图；
20.图4为本发明的动环立体图；
21.图5为本发明的迷宫结构示意图；
22.图中：1、结构紧凑的独立浮动式静环及包含其的机械密封；2、动环；21、动环密封端面；3、静环；31、前端盖；32、支撑座；321、支撑座密封端面；322、冷却润滑槽；323、支撑座内凸环；324、迷宫；33、密封环；331、密封环密封端面；332、密封环外凸环；34、静环密封圈；35、垫圈；36、密封环波形弹簧；37、支撑座防转销；38、密封环防转销；39、支撑座波形弹簧；4、传动轴；5、壳体；6、弹性挡圈；7、壳体密封圈；8、机械密封。
具体实施方式
23.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
24.如图1所示，为本发明的结构紧凑的独立浮动式静环剖面图，包括前端盖31。前端盖31为一空心圆环，且一侧有开口，用于安装设在内部的支撑座32和密封环33。支撑座32为一有厚度的圆管，且与动环2接触一端的截面为支撑座密封端面321，此为第一道密封带。支撑座32另一端，即靠近前端盖31底部一端，设有支撑座波形弹簧39。支撑座波形弹簧39可使支撑座32在轴向上靠近动环2移动，使支撑座密封端面321与动环2贴合。密封环33套接于支撑座32内。类似的，密封环33靠近前端盖31底部一端设有垫圈35和密封环波形弹簧36，另一端设有密封环密封端面331，此为第二道密封带。密封环波形弹簧36可使密封环33在轴向上靠近动环2移动，使密封环密封端面331与动环2贴合。且支撑座32和密封环33在轴向方向上的滑动是独立的。
25.密封环33与前端盖31接触的内侧设有静环密封圈34，避免支撑座32和密封环33间的液体从密封环33内侧与前端盖31间泄露。
26.为使支撑座32、密封环33相对前端盖31固定，支撑座32与前端盖31间设有若干支撑座防转销37，密封环33与支撑座32间设有若干密封环防转销38。
27.支撑座密封端面321上可设有若干冷却润滑槽322，冷却润滑槽322一般在径向方向上贯通支撑座密封端面321，增加液体渗入量，起到润滑和冷却的效果。
28.优选的，支撑座32内侧设有支撑座内凸环323，且与密封环33外侧接触。所述密封环33与前端盖31接触的内侧设有密封环外凸环332。但支撑座内凸环323和密封环外凸环332在轴向方向上不能干涉，且两者应有一定距离，避免支撑座32和密封环33滑动时干涉。比如，若支撑座内凸环323位于靠近支撑座密封端面321一端时，密封环外凸环332应当位于靠近前端盖31底部一端。且两者间应有一定距离，保证密封环33与前端盖31之间可独立的滑动。
29.更为优选的，支撑座内凸环323位于支撑座密封端面321一端，且其一部分组成支撑座密封端面321，密封环外凸环332位于靠近前端盖31底部一端。即在截面上，两者为l型，相互构成“回”子结构，可大大减小静环3的直径，减小产品重量。
30.在上述实施例基础上，动环密封端面21或支撑座密封端面321或密封环密封端面331表面部分或全部的涂有耐磨材以减少摩擦面的磨损，延长静环3和动环2寿命。
31.如图2所示，基于上述任一实施例，本发明所提出的机械密封8包含上述结构紧凑的独立浮动式静环，还包括动环2、传动轴4和壳体5。传动轴4穿过动环2和静环3。
32.前端盖31与壳体5间设有壳体密封圈7和弹性挡圈6。壳体密封圈7避免液体从前端盖31与壳体5间的间隙泄露。弹性挡圈6用于固定静环3。
33.动环2上设有动环密封端面21，动环密封端面21紧贴支撑座密封端面321和密封环密封端面331。当传动轴4旋转时，动环2跟随传动轴4旋转，静环3则相对壳体5静止。壳体5内部的高压液体首先进入第一道密封带，液体在此降压，支撑座密封端面321与动环密封端面21间形成一层动压油膜，极大的减少了磨损。由于第一道密封带的降压作用，液体无法渗穿第二道密封带。两道密封带保证了机械密封8的高可靠性与优越的密封性能。同时，可独立滑动的支撑座32和密封环33可保证两道密封带不会因磨损作用失效或密封效果减弱。
34.同时为了增强第一道密封带的降压效果，暂存部分液体，增强润滑效果，支撑座密封端面321上可设有迷宫324。迷宫324形式多样，可为若干形状为同心圆的槽组成，如图5所示。迷宫324也可为若干形状为半圆的槽或其他形状组成。
35.上述内容描述了本发明的使用原理、特征和有益效果。本领域的相关人员根据上述内容可以了解，上述内容并未限制本发明，上述的实施例和说明书描述的是本发明的基本原理和特征，在符合本发明构思的前提之下，本发明还可进行各种变化改进，这些改进都应落入本发明要求保护的范围之内。