一种集装式双端面机械密封装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种集装式双端面机械密封装置，属于机械密封技术领域。


背景技术：

2.双端面机械密封是一种用于高温或腐蚀性较强的介质的密封结构，通常包括一个法兰盘，两组分设在法兰盘两侧的密封组件，密封组件包括动环、静环、波纹管组件。现有的双端面机械密封结构中，动环、静环以及波纹管组件通常是采用螺栓或螺钉进行连接和固定，采用螺栓或螺钉的连接的缺点是密封结构中需要设置密封圈的密封点较多，在介质为高温或腐蚀性物料的工况下，密封圈的密封性能及使用寿命会大幅降低，进而导致整个机械密封装置的密封性能和使用寿命的降低。


技术实现要素：

3.本实用新型主要是解决现有技术所存在的由于密封点较多导致密封性能、使用寿命下降的技术缺陷，提供一种密封点少、密封性能稳定可靠的集装式双端面机械密封装置。
4.本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型法兰盘，穿过法兰盘的中心通孔的转轴和轴套，分设在法兰盘两侧的两组密封组件，密封组件包括在介质一侧依次设置于轴套的第一金属波纹管组件、第一动环和第一静环，在大气一侧依次设置于轴套的第二金属波纹管组件、第二动环和第二静环，第一动环受第一金属波纹管组件所产生的轴向弹力作用与第一静环保持摩擦密封连接，第二动环受第二金属波纹管组件所产生的轴向弹力作用与第二静环保持摩擦密封连接，还包括固定于转轴的传动环，传动环通过螺钉与轴套位于大气一侧的大气端固定连接，法兰盘开设有由法兰盘外壁贯通至中心通孔的第一冲洗通孔和第二冲洗通孔，其特征在于，中心通孔孔壁两侧各开设有一条直径与第一动环和第二动环的外径匹配的l型环槽，第一静环通过热压方式固定在朝向介质一侧的l型环槽，第二静环通过热压方式固定在朝向大气一侧的l型环槽。
5.作为优选，第一金属纹管组件包括在介质一侧依次套设于轴套的第一传动座、第一金属波纹管、第一环座，第一传动座与轴套的介质端焊接固定，第一金属波纹管两端分别与第一传动座和第一环座焊接固定，第一环座背离第一金属波纹管的端面开设有直径与第一动环外径匹配的第一环槽，第一动环嵌入第一环槽内并焊接固定。
6.作为优选，第二金属波纹管组件包括在大气一侧依次套设在轴套的第二环座、第二金属波纹管，轴套的大气端背离传动环的内侧设置有连接第二金属波纹管的波纹管座，第二金属波纹管两端分别与第二环座和波纹管座焊接固定，第二环座背离第二金属波纹管的端面开设有直径与第二动环的外径匹配的第二环槽，第二动环嵌入第二环槽内并焊接固定。
7.作为优选，法兰盘朝向介质的端面开设有放置第一密封圈的第一密封环槽，法兰盘通过第一密封圈与泵体的接触面通过第一密封圈密封连接，轴套的大气端开设有放置第二密封圈的第二密封环槽，轴套与转轴的接触面通过第二密封圈密封连接。
8.作为优选，第一密封圈和第二密封圈的材质为柔性石墨。
9.作为优选，法兰盘的中心通孔孔壁开设有靠近第一冲洗通孔的第一缺口和靠近第二冲洗通孔的第二缺口；第二缺口的横截面为一个开口朝向轴套的不规则v字形，在第一冲洗通孔和第二冲洗通孔的中心线所在的垂直于中心通孔轴向的平面内建立以中心通孔圆心为原点、以第一冲洗通孔和第二冲洗通孔的中心线所在的直线为y轴、以过原点并垂直于y轴的水平线为x轴建立直角坐标系，其中，第一冲洗通孔位于y轴正向，第二冲洗通孔位于y轴负向，y轴左侧为x轴负向，y轴右侧为x轴正向，不规则v字形包括以中心通孔所在圆周上在x轴负向靠近所述第二冲洗通孔的点m为起点垂直向下延伸至下端点n的第二短边，在下端点n与第二短边相交并穿过第二冲洗通孔在x轴正向与所述中心通孔所在圆周相切的第二弧形长边；第一缺口的横截面是与第二缺口的横截面关于x轴对称的不规则倒v字形，不规则倒v字形包括与第二短边对称的第一短边和与第二弧形长边对称的第一弧形长边；第一缺口和第二缺口沿中心通孔轴向贯通所述法兰盘。
10.本实用新型结构简单，具有以下优点：
11.本实用新型中，在法兰盘的中心通孔两侧孔壁开设l形环槽，第一静环和第二静环以过盈配合的方式固定在l形环槽内与法兰盘集装为一体，因此第一静环和第二静环与法兰盘之间的连接和密封稳定可靠，进而提升了装置整体的密封性能和使用寿命。
12.进一步地，在第一金属波纹管组件中，第一传动座在轴套的介质端端部通过焊接固定，提高了第一传动座与轴套的介质端与之间的连接和密封的稳定性和可靠性；第一动环与第一环座在第一环槽通过过盈配合和焊接集装为一体，提高了第一动环与第一环座之间的连接和密封的稳定性和可靠性，进而提升了装置整体的密封性能和使用寿命。
13.进一步地，通过在轴套的大气端设置波纹管座，将现有技术中的第二传动座的功能集成到轴套上，使第二金属波纹管组件的部件数量得以减少，装置的集成度得到了提高。
14.进一步地，密封圈的材质采用柔性石墨，由于柔性石墨具有良好的机械性能和耐高温、抗腐蚀的化学特性，可大大提升装置在高温和高腐蚀性介质条件下的密封性能和使用寿命。
15.进一步地，法兰盘的中心通孔内壁靠近第一冲洗通孔
16.因此，本实用新型中的法兰、静环、动环和环座之间采用集装式装配连接，具有连接结构稳定可靠、密封点少，密封性能好、使用寿命长等优点。
附图说明
17.附图1是本实用新型一种优选实施例的装配示意图；
18.附图2是本实用新型另一种一种优选实施例中法兰盘的示意图；
19.附图3是本实用新型一种优选实施例中轴套的示意图；
20.附图4是本实用新型中冲洗液的强制循环示意图；
21.附图5是本实用新型中冲洗液的自循环示意图。
22.附图标记说明：1.法兰盘；11.中心通孔；12.第一冲洗通孔；13.第二冲洗通孔；14.l形环槽；15.第一密封环槽；16.第一缺口；161.不规则倒v字形；1611.第一短边；1612.第一弧形长边；17.第二缺口；171.不规则v字形；1711.第二短边；1712.第二弧形长边；21.第一金属波纹管组件；211.第一传动座；212.第一金属波纹管；213.第一环座；2131.第一环
槽；22.第二金属波纹管组件；222.第二金属波纹管；223.第二环座；2231.第二环槽；31.第一动环；32.第二动环；4.轴套；41.介质端；42.大气端；421.螺孔；422.第二密封环槽；423.外端面；424.波纹管座；43.直槽； 51.第一静环；52.第二静环；61.第一密封圈；62.第二密封圈；7.紧定螺钉；8.传动环；81.传动通孔；9.转轴；101.水箱；102.液泵。
具体实施方式
23.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
24.实施例1：如附图1、附图3、附图4所示，本实用新型包括转轴9，套设于转轴9的轴套4，具有第一冲洗通孔12和第二冲洗通孔13的法兰盘1，套设于轴套4并位于介质端的第一金属波纹管组件21、第一动环31和与法兰盘1固定连接的第一静环51，套设于轴套4并位于大气端的第二金属波纹管组件22、第二动环32和与法兰盘1固定连接的第二静环52，通过紧定螺钉7固定于转轴9的传动环8；
25.法兰盘1具有中心通孔11、与中心通孔11贯通且相对设置的第一冲洗通孔12和第二冲洗通孔13，中心通孔11两侧各开设有一条直径与第一静环51和第二静环52的外径匹配的l形环槽14，法兰盘1朝向介质的端面开设有放置密封圈6的第一密封环槽15，密封圈6采用柔性石墨；
26.第一金属波纹管组件21包括与轴套4的介质端41焊接固定的第一传动座211，套设在轴套4的介质端41的第一金属波纹管212和第一环座213，第一金属波纹管212在第一传动座211与第一金属波纹管212之间与第一传动座211和第一环座213焊接固定，第一环座213背离第一金属波纹管222的一侧开设有直径与第一动环31外径匹配的第一环槽2131；
27.第二金属波纹管组件22包括套设轴套4的大气端42的第二金属波纹管222和第二环座223，第二金属波纹管222在波纹管座424和第二环座223之间与波纹管座414和第二环座223焊接固定，第二环座223背离第二金属波纹管222的一侧开设有直径与第二动环31外径匹配的第二环槽2231；
28.第一动环31套设于轴套4并通过热压固定于第一环座213的第一环槽2131，第一动环31受第一金属波纹管212通过第一环座213传递的轴向弹力作用与第一静环51的侧端面保持接触；
29.第二动环32套设于轴套4并通过热压固定于第二环座223的第二环槽2231，第二动环32受第二金属波纹管222通过第二环座223传递的轴向弹力作用与第二静环52保持接触；
30.第一静环51通过热压固定于法兰盘1位于介质侧的l型环槽14，第二静环52通过热压固定于法兰盘1位于大气侧的l型环槽14；
31.轴套4穿过中心通孔11并包括位于大气一侧的大气端42和位于介质一侧的介质端41，大气端42的外端面423上开设有按圆周均布的螺孔421和放置密封圈6的第二密封环槽422，大气端42通过采用柔性石墨的密封圈6与转轴9密封连接，轴套4的大气端42设置有用于连接第二金属波纹管222的波纹管座414，轴套4外周面上开设有若干按圆周均布的直槽43，直槽43由轴套4上对应于第一环座213的位置延伸至对应于第二金属波纹管222的位置；
32.传动环8固定在轴套4的大气端42外侧并开设有与螺孔421位置对应的传动通孔81，传动环8通过穿过传动通孔81的螺钉82在螺孔421与轴套4固定连接。
33.在本实用新型中，第一静环51和第二静环52通过过盈配合与法兰盘1密封连接，第
一动环31通过过盈配合与第一环座213密封连接，第二动环32通过过盈配合与第二环座223密封连接，第一静环51和第二静环52与法兰盘1的接触面、第一动环31与第一环座213的接触面、第二动环32与第二环座223的接触面之间无需设置密封圈，减少了密封装置的密封点；轴套4的大气端42设置波纹管座424，波纹管座424用于连接固定第二金属波纹管222，是把原本需单独设置的传动座结合在轴套4上合并为一体。因而本实用新型的装配集成度较高，密封性好。
34.在本实用新型中，法兰盘1设置有第一冲洗通孔12和第二冲洗通孔13。本实用新型在使用时，第一冲洗通孔12和第二冲洗通孔13通过连接管路与外部的水箱101和液泵102连接（如附图4所示）。当设备启动时，冲洗液通过液泵102由作为冲洗液入口的第一冲洗通孔12（也可以是第二冲洗通孔13）进入密封装置内腔（由轴套4外壁与中心通孔11内壁及两侧波纹管组件、动环、静环共同界定出的密闭空腔），在离心力作用下，直槽43内的冲洗液被甩出，浸润物料侧的第一静环51与第一动环31以及大气侧的第二静环52和第二动环32，冲洗液在第一静环51与第一动环31的接触面之间、第二静环52和第二动环32的接触面之间形成液膜，防止出现干摩擦而造成损坏；冲洗液可通过作为冲洗液出口的第二冲洗通孔13流出并返回水箱101，冲洗液通过液泵102的运转实现强制循环；当冲洗液在密封装置内腔的液压大于物料侧压力时，冲洗液可以起到防止物料透过第一静环51与第一动环31之间的间隙产生泄漏的作用，从而进一步提高密封装置的密封性和安全性。
35.实施例2：如附图1、附图2、附图3、附图5所示，本实用新型包括转轴9，套设于转轴9的轴套4，具有第一冲洗通孔12和第二冲洗通孔13的法兰盘1，套设于轴套4并位于介质端的第一金属波纹管组件21、第一动环31和与法兰盘1固定连接的第一静环51，套设于轴套4并位于大气端的第二金属波纹管组件22、第二动环32和与法兰盘1固定连接的第二静环52，通过紧定螺钉7固定于转轴9的传动环8；
36.法兰盘1具有中心通孔11、与中心通孔11贯通且相对设置的第一冲洗通孔12和第二冲洗通孔13，中心通孔11两侧各开设有一条直径与第一静环51和第二静环52的外径匹配的l形环槽14，法兰盘1朝向介质的端面开设有放置密封圈6的第一密封环槽15，密封圈6采用柔性石墨；
37.中心通孔11孔壁开设有靠近第一冲洗通孔12的第一缺口16和靠近第二冲洗通孔13的第二缺口17；第二缺口17的横截面为一个开口朝向轴套4的不规则v字形171，在第一冲洗通孔12和第二冲洗通孔13的中心线所在的垂直于中心通孔11轴向的平面内建立以中心通孔11圆心为原点o、以第一冲洗通孔12和第二冲洗通孔13的中心线所在的直线为y轴、以过原点o并垂直于y轴的水平线为x轴建立直角坐标系，其中，第一冲洗通孔12位于y轴正向，第二冲洗通孔13位于y轴负向，y轴左侧为x轴负向，y轴右侧为x轴正向，不规则v字形171包括以中心通孔11所在圆周上在x轴负向靠近第一冲洗通孔13的点m为起点垂直向下延伸至下端点n的第二短边1711，在下端点n与第二短边1711相交并穿过第二冲洗通孔13在x轴正向与中心通孔11所在圆周相切的第二弧形长边1712；在上述直角坐标系中，第二缺口16的横截面是与第一缺口17的横截面关于x轴对称的不规则倒v字形161，不规则倒v字形161包括与第二短边1711对称的第一短边1611和与第二弧形长边1712对称的第一弧形长边1612，第一缺口16和第二缺口17沿中心通孔11轴向贯通法兰盘1。
38.第一金属波纹管组件21包括与轴套4的介质端41焊接固定的第一传动座211，套设
在轴套4的介质端41的第一金属波纹管212和第一环座213，第一金属波纹管212在第一传动座211与第一金属波纹管212之间与第一传动座211和第一环座213焊接固定，第一环座213背离第一金属波纹管222的一侧开设有直径与第一动环31外径匹配的第一环槽2131；
39.第二金属波纹管组件22包括套设轴套4的大气端42的第二金属波纹管222和第二环座223，第二金属波纹管222在波纹管座424和第二环座223之间与波纹管座414和第二环座223焊接固定，第二环座223背离第二金属波纹管222的一侧开设有直径与第二动环31外径匹配的第二环槽2231；
40.第一动环31套设于轴套4并通过热压固定于第一环座213的第一环槽2131，第一动环31受第一金属波纹管212通过第一环座213传递的轴向弹力作用与第一静环51的侧端面保持接触；
41.第二动环32套设于轴套4并通过热压固定于第二环座223的第二环槽2231，第二动环32受第二金属波纹管222通过第二环座223传递的轴向弹力作用与第二静环52保持接触；
42.第一静环51通过热压固定于法兰盘1位于介质侧的l型环槽14，第二静环52通过热压固定于法兰盘1位于大气侧的l型环槽14；
43.轴套4穿过中心通孔11并包括位于大气一侧的大气端42和位于介质一侧的介质端41，大气端42的外端面423上开设有按圆周均布的螺孔421和放置密封圈6的第二密封环槽422，大气端42通过采用柔性石墨的密封圈6与转轴9密封连接，轴套4的大气端42设置有用于连接第二金属波纹管222的波纹管座414，轴套4外周面上开设有若干按圆周均布的直槽43，直槽43由轴套4上对应于第一环座213的位置延伸至对应于第二金属波纹管222的位置；
44.传动环8固定在轴套4的大气端42外侧并开设有与螺孔421位置对应的传动通孔81，传动环8通过穿过传动通孔81的螺钉82在螺孔421与轴套4固定连接。
45.除上述实施例1所具有的所有优点外，实施例2中冲洗液的循环无需设置液泵102，可实现冲洗液的自循环，提升了设备运行的稳定性，降低了设备的运维成本。
46.本实用新型在工作时，第一冲洗通孔12和第二冲洗通孔13通过连接管路与外部的水箱连接，冲洗液通过作为冲洗液入口的第一冲洗通孔12进入密封装置内腔（由轴套4外壁与中心通孔11内壁及两侧波纹管组件、动环、静环内壁共同界定出的密闭空腔），在离心力作用下，直槽43内的冲洗液被甩出，浸润物料侧的第一静环51与第一动环31以及大气侧的第二静环52和第二动环32，冲洗液在第一静环51与第一动环31的接触面之间、第二静环52和第二动环32的接触面之间形成液膜，防止出现因干摩擦而损坏摩擦面；冲洗液可通过作为冲洗液出口的第二冲洗通孔13返回水箱并形成自循环。
47.冲洗液的自循环如附图5所示，转轴9顺时针旋转，在离心力作用下直槽43内的冲洗液被甩出，沿密封装置内腔按顺时针方向流动，当冲洗液到达第二冲洗通孔13位置时，由于第二缺口17处的流通截面变大，同时第二短边1711左侧位置的液压大于第二短边1711右侧位置的液压，冲洗液受第二短边1711阻挡而转向液压较低的第二冲洗通孔13并通过第二冲洗通孔13流出；而在第一冲洗通孔12位置，由于第一缺口16处的流通截面扩大而导致该位置液压下降，来自水箱101的冲洗液通过第一冲洗通孔12流入，同时由于第一短边1611左侧位置的液压大于第一短边1611右侧位置的液压，流入的冲洗液在直槽43离心力作用下向远离第一短边1611的一侧流动，在冲洗液流转到达第二冲洗通孔13时流出并返回水箱101，自动循环往复。
48.当然上述附图和实施例仅为了用于解释和说明本实用新型，并不能作为本实用新型的不当限定。凡本领域技术人员依据本实用新型做出等效调整与变化而得到的技术方案均落入本实用新型的保护范围。