一种集装式双端面机械密封结构的制作方法

1.本发明属于流体密封技术领域，更具体地说，特别涉及一种集装式双端面机械密封结构。


背景技术：

2.机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线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且相对滑动所构成的防止流体泄漏的装置。
3.在工业生产中对一些农药悬浮剂、种衣剂、色浆、工业漆、卷刚材料以及工业防腐剂等进行生产制造，会用到砂磨机，而砂磨机上所使用到的机械密封保证了工业料或农业料生产的效率，但机械密封在实际运用中无法达到泄漏量为零的情况，我国jb4127-85《机械密封技术条件》规定，常温清水实验，轴(或轴套)外径大于50mm时泄漏量不超过5ml/h，轴(或轴套)外径小于50mm时泄漏量不超过3ml/h。在磨砂机中泄漏量越低则生产效率越高，而现有的机械密封泄露量过高，且使用寿命不足，增加了设备维护成本。
4.于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种集装式双端面机械密封结构，以期达到更具有更加实用价值性的目的。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种集装式双端面机械密封结构，以解决现有的机械密封泄露量过高，且使用寿命不足，增加了设备维护成本的问题。
6.本发明一种集装式双端面机械密封结构的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：
7.一种集装式双端面机械密封结构，包括套设在转轴上的轴套，所述轴套外设置有连接座，所述连接座内圈中部形成凸环，所述连接座通过凸环与所述轴套之间形成左右分布的腔室，其腔室内部分别设置有大气密封件与介质密封件；
8.所述大气密封件与所述介质密封件在其所在腔室内的行程为7mm；
9.所述凸环两侧设置有弹性部件；
10.所述大气密封件包括大气端动环与大气端静环，所述大气端动环通过第二转动销固定在位于大气端的轴套上，所述大气端静环滑动设置在连接座内，且与所述大气端动环抵接；
11.所述介质密封件包括介质端动环与介质端静环，所述介质端动环通过第一转动销固定在位于介质端的轴套上，所述介质端静环滑动设置在连接座内，且与所述介质端动环抵接；
12.所述轴套与所述连接座之间的间隙内添加有密封液。
13.进一步的，所述连接座与所述轴套之间的间隙内设置有导流环，所述连接座上分别设置有冷却液进口与冷却液出口，所述冷却液进口与所述冷却液出口均与间隙连通。
14.进一步的，所述大气端静环通过第一防转销与凸环连接，所述介质端静环通过第
二防转销与凸环连接。
15.进一步的，所述介质端动环通过第一转动销锁死在所述轴套上的介质端，所述大气端动环通过第二转动销锁死在轴套上的大气端，所述第一转动销与所述介质端动环之间设置有卡圈。
16.进一步的，所述连接座与所述轴套之间设置有多个o型圈。
17.进一步的，所述弹性部件包括弹簧，所述连接座内的凸环左右两侧均开设有多个圆周分布的安装孔，所述介质端静环与所述大气端静环均通过弹簧与其对应的安装孔内端壁连接。
18.进一步的，弹簧的自由状态下长度为23mm，直径为6.5mm，有效圈数为11。
19.进一步的，所述大气端动环与轴套之间设置有密封垫片。
20.进一步的，所述大气端动环与所述介质端动环采用yg6硬质合金，所述大气端静环与所述介质端静环采用碳化硅材质。
21.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
22.通过磨砂机的具体使用情况对机封进行设计，根据摩擦面以及端面比压开设计，使用双端面机械密封结构，通过特定的大气端静环与介质端静环的回弹补偿行程设计，减少了介质泄漏量，减少了摩擦副的磨损，增加了机械密封一定的使用寿命；在结构上，摩擦副设计更加合理，安装更加紧凑方便，每小时泄漏量低于2ml/h。
附图说明
23.图1是本发明一种集装式双端面机械密封结构的结构示意图。
24.图2是本发明一种集装式双端面机械密封结构的端面结构示意图。
25.图3是本发明中连接座的结构示意图。
26.图中，部件名称与附图编号的对应关系为：
27.1、连接座；2、密封垫片；3、大气端动环；4、大气端静环；5、第一防转销；6、弹簧；7、导流环；8、介质端动环；9、第一转动销；10、介质端静环；11、o型圈；12、冷却液进口；13、冷却液出口；14、轴套；15、第二转动销；16、卡圈；17、补偿腔；18、转轴；19、安装孔；20、第二防转销；21、凸环；22、漏液观察孔。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
29.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机
械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.实施例：
32.如附图1至附图3所示：
33.本发明提供一种集装式双端面机械密封结构，包括套设在转轴18上的轴套14，轴套14外设置有连接座1，连接座1内圈中部形成凸环21，连接座1通过凸环21与轴套14之间形成左右分布的腔室，分别为靠近大气端的腔室和靠近介质端的腔室，其腔室内部分别设置有大气密封件与介质密封件，在本实施例中，转轴18的直径为85mm，在国家标准中，转轴18或轴套14直径大于50mm，其泄漏量需低于5ml/h；
34.大气密封件与介质密封件在其所在腔室内的行程为7mm，通过漏液观察孔22可对泄漏的介质进行收集测量。
35.其中，所述凸环21两侧设置有弹性部件，弹性部件包括弹簧6，连接座1内的凸环21左右两侧均开设有多个圆周分布的安装孔19，介质端静环10与大气端静环4均通过弹簧6与其对应的安装孔19内端壁连接，弹簧6的自由状态下长度为23mm，直径为6.5mm，有效圈数为11，弹簧6安装好后被压缩到16mm，当介质端压力大于大气压，介质密封件则会向大气端移动，反之当介质端压力小于大气压，大气密封件则会向介质端移动，两边压差改变时，弹簧6即可加速大气密封件或介质密封件的复位，且通过弹簧6使得动静环一直处于抵接状态。
36.大气密封件包括大气端动环3与大气端静环4，大气端动环3通过第二转动销15固定在位于大气端的轴套14上，大气端静环4滑动设置在连接座1内，且通过弹簧6与大气端动环3抵接，大气端动环3通过轴套14跟随转轴18旋转，大气端动环3旋转过程中与大气端静环4之间产生液膜形成密封；
37.介质密封件包括介质端动环8与介质端静环10，介质端动环8通过第一转动销9固定在位于介质端的轴套14上，介质端静环10滑动设置在连接座1内，且通过弹簧6与介质端动环8抵接，介质端动环8通过轴套14跟随转轴18旋转，使其表面与介质端静环10摩擦形成液膜从而起到密封作用。
38.其中，连接座1与轴套14之间的间隙内设置有导流环7，连接座1上分别设置有冷却液进口12与冷却液出口13，冷却液进口12与冷却液出口13均与间隙连通，通过冷却液进口12可加入冷却密封液到机械密封中部，导流环7可引导冷却密封液在间隙内均匀流动，增加气密性。
39.其中，大气端静环4通过第一防转销5与凸环21连接，介质端静环10通过第二防转销20与凸环21连接，第一防转销5与第二防转销20可限制大气端静环4与介质端静环10的移动状况，使其只能够与连接座1发生相对滑动。
40.其中，介质端动环8通过第一转动销9锁死在轴套14上的介质端，大气端动环3通过第二转动销15锁死在轴套14上的大气端，第一转动销9与介质端动环8之间设置有卡圈16，第一转动销9与第二转动销15的设置，便于介质端动环8与大气端动环3的拆装，且卡圈16增加了两个动环的紧密度。
41.其中，连接座1与轴套14之间设置有多个o型圈11，在本实施例中，o型圈11分别设置在连接座1和大气端静环4之间、连接座1和介质端静环10之间、以及轴套14和大气端动环3之间、轴套14和介质端动环8之间、连接座1与其外界连接的设备之间，o型圈11的设置增加
了各部件之间连接的紧密度以及整个装置的气密性，在不同形状的连接座1与轴套14上，o型圈11可根据其安装好后产生的多个缝隙处进行设置。
42.其中，大气端动环3与轴套14之间设置有密封垫片2，在本实施例中，密封垫片2设置在大气端动环3的外端面与轴套14形成的阶梯部的端面之间，避免外界杂质进入到轴套14内导致轴套14旋转时受到摩擦损伤。
43.其中，大气端动环3与介质端动环8采用yg6硬质合金，大气端静环4与介质端静环10采用碳化硅材质，动静环材料的软硬搭配使得摩擦副性能更加优越，同时减少了摩擦副的磨损。
44.根据jb4127-85《机械密封技术条件》规定，对本实施例中提供的集装式双端面机械密封结构进行泄露和磨损试验，以磨砂机上工作100h为标准，使用多个密封结构从摩擦副(介质端与大气端的动静环)不同行程，及补偿腔17的深度与弹簧6压缩量的不同所带来的泄漏量以及摩擦副磨损的数据对比，试验结果如下表1所示：
45.表1：
[0046][0047][0048]
其中，补偿腔17深度即行程就是在当介质端压力大于大气端压力时，介质密封件则会向大气端移动，反之当介质端压力小于大气压，大气密封件则会向介质端移动，其移动的最大距离则为摩擦副行程，及补偿腔17深度。
[0049]
摩擦副磨损量数据为动静环之间接触面的磨损程度，即初始动静环厚度减去使用后的动静环厚度。
[0050]
从试验结果可以看出，当摩擦副回弹补偿行程小于8mm时，泄漏量增加，而行程小于7mm之后泄漏量变化加剧，行程小于5.5mm之后超过国家标准，而对摩擦副进行磨损量的检测发现，当行程大于7mm之后，摩擦副磨损严重，因此取7mm行程时能够保证泄漏量更少的同时增加机械密封的使用寿命。
[0051]
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。