多级机械密封式掘进机内喷雾旋转水密封装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于掘进机内喷雾水密封装置技术领域，特别是涉及到一种多级机械密封式掘进机内喷雾旋转水密封装置。
【背景技术】
[0002]煤矿井下粉尘超标是主要危害之一，可引起爆炸等安全事故、也是尘肺病发病原因，而粉尘主要来源是采、掘工作面，其中掘进机工作时按相关规定，必须开内喷雾，并将喷嘴布置在截割头上截齿旁，当截割煤岩时随截割头旋转并喷出水雾实现降尘、冷却、灭火花功能。
[0003]然而，目前内喷雾在掘进工作中作为降尘最为有效手段往往不能使用，宄其原因主要是现有的旋转水密封装置寿命较短并且寿命无法预期，有的能使用一两个月而有的只能使用几天，更换新的旋转水密封装置费时费力；另外喷嘴经常堵塞，特别是一些岩泥进入喷嘴后有水泥效应，堵塞喷嘴，经试验发现如果压力水升至20兆帕以上可以解决喷嘴堵塞的问题。
[0004]目前旋转水密封有工业用压缩盘根，组合格莱圈等密封单元以及单级机械密封等形式，其特点是轴向旋转密封。而掘进机在实际工作中主轴既有轴向窜动也有径向跳动，并且有时因工作面条件限制不能开喷雾，如在掘进含水量较高软泥岩底板时，需要将内、外喷雾全都关掉，而长时间无水运转会引起密封装置的过热和快速磨损从而导致损坏。
[0005]综合以上几点可见新型的旋转水密封装置必须具备如下特征:1，适应轴向窜动即适应量大于主轴轴承报废临界点时窜动量。2，适应径向跳动即适应量大于主轴轴承报废临界点时跳动量。3，适应长时间无水运转。4，工作压力达到20MPa，安全压力大于31.5MPa，以方便井下采用乳化液作水源冲洗喷嘴。5，可靠的保险和预警功能，即一旦旋转水封失效及时提示工作人员，并通过保险机构防止压力水进入主轴润滑油室。6，替换性，轮廓安装尺寸不变，不需对其他相关部件改造，达到拆下原有的水密封部件换上新的整体旋转水封装置即可投入使用。
[0006]因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是:提供一种多级机械密封式掘进机内喷雾旋转水密封装置，用来解决现有的旋转水密封装置寿命较短并且寿命无法预期；内喷雾的喷嘴经常堵塞；目前旋转水密封是轴向旋转密封，工作压力小，不能适应长时间无水运转，没有可靠的保险和预警功能等技术问题。
[0008]多级机械密封式掘进机内喷雾旋转水密封装置，其特征是:包括壳体、水道、防尘圈、驱动销、一级腔室、隔套环槽、主轴水道、隔套、一级静环、格莱圈、弹簧、同步转盘、定位销、二级静环、三级静环、ο型圈、二级腔室油道、三级腔室储油室、三级腔室油道、二级腔室储油室、被驱转盘、泄压阀，所述水道位于壳体的内部，水道与一级腔室固定连接；所述隔套环槽通过管道与一级腔室固定连接；所述主轴水道的一端与隔套环槽固定连接，主轴水道的另一端与掘进机内喷雾的喷嘴连接；所述隔套为同轴空心圆柱体，隔套的内圆柱面上设置有隔套环槽，隔套的外圆柱面的两侧通过螺纹分别与同步转盘和被驱转盘固定连接；
[0009]所述一级静环为带有圆形凸台的圆盘，圆盘上设置有通孔，并且圆形凸台、圆盘和通孔同圆心，一级静环的圆盘在与凸台相反的一侧设置有摩擦静环，摩擦静环、圆盘以及圆形凸台为一体结构，并且同圆心，
[0010]一级静环的数量为2个，两个一级静环均通过通孔套接在隔套的外部，并且均通过定位销与壳体固定连接，同时两个一级静环的凸台相对并且分别位于一级腔室的两侧，两个一级静环的圆盘之间设置有弹簧，
[0011]其中，一个一级静环的凸台与一级腔室、隔套和壳体连接，并且一级静环的凸台与壳体之间设置有格莱圈，一级静环的圆盘通过摩擦静环与同步转盘上设置的摩擦动环活动连接，
[0012]另一个一级静环的凸台与一级腔室、隔套和壳体连接，并且一级静环的凸台与壳体之间设置有格莱圈，一级静环的圆盘通过摩擦静环与被驱转盘上设置的摩擦动环活动连接，
[0013]所述二级静环为“凹”型结构的圆环，二级静环套接在一级静环的外部，并且通过定位销与壳体固定连接，二级静环与壳体之间设置有ο型圈，二级静环的数量为2个，并且两个二级静环之间设置有弹簧，弹簧套在定位销外部，两个二级静环突出的圆环端面分别与同步转盘上设置的摩擦动环和被驱转盘上设置的摩擦动环活动连接；
[0014]所述三级静环位于同步转盘的外部，三级静环通过定位销与壳体固定连接，三级静环与同步转盘上设置的摩擦动环活动连接，三级静环与壳体之间设置有ο型圈；
[0015]所述二级腔室油道的一端与二级腔室储油室固定连接，二级腔室油道的另一端与壳体连接并且延伸至壳体的外边缘，二级腔室油道的数量为三个，其中一个在与壳体连接的端口处设置有泄压阀，第二个在与壳体连接的端口处设置有压力传感器，第三个在与壳体连接的端口处设置有温度传感器；
[0016]所述三级腔室油道的一端与三级腔室储油室固定连接，三级腔室油道的另一端与壳体连接并且延伸至壳体的外边缘，三级腔室油道的数量为三个，其中一个在与壳体连接的端口处设置有泄压阀，第二个在与壳体连接的端口处设置有压力传感器，第三个在与壳体连接的端口处设置有温度传感器；
[0017]所述二级腔室储油室通过管路分别与一级静环和二级静环连接；所述三级腔室储油室通过管路分别与二级静环和三级静环连接；所述被驱转盘通过驱动销与掘进机的截割部主轴连接，被驱转盘与壳体之间设置有防尘圈。
[0018]所述固定一级静环的定位销与固定二级静环的定位销为同一个定位销，定位销的两端分别位于同步转盘上设置的凹槽和被驱转盘上设置的凹槽内，并且定位销的两端均分别与相邻的凹槽留有间隙。
[0019]所述同步转盘、二级静环和被驱转盘同轴并列排布，并均通过管道与二级腔室储油室互通，构成二级腔室密封结构，该掘进机内喷雾旋转水密封装置中设置有N个二级腔室密封结构，其中N为自然数。
[0020]所述三级静环和同步转盘均通过管道与三级腔室储油室互通，构成三级腔室密封结构，该掘进机内喷雾旋转水密封装置中设置有M个三级腔室密封结构，其中M为自然数。
[0021]通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果:
[0022]1、本发明具有径向跳动适应性。本发明将原有轴向密封改为径向端面对端面的摩擦副为密封单元，即一级静环上设置的摩擦静环与同步转盘上设置的摩擦动环形成的摩擦畐IJ，以及一级静环上设置的摩擦静环与被驱转盘上设置的摩擦动环形成的摩擦副构成密封单元的密封形式，即机械密封形式，成熟可靠，同时加大同步转盘和被驱转盘摩擦端面工作面积，使一级静环端面始终处于摩擦端面内，从而适应较大主轴径向跳动，优化后大于主轴轴承报废临界点时径向最大跳动量从而实现寿命周期内可靠工作。
[0023]2、本发明具有轴向窜动适应性。本发明将辅助密封改为缸筒活塞配合形式，壳体内圆为缸筒，一级静环为活塞。采用格莱圈实现密封，允许轴向窜动，从而实现密封单元对主轴轴向窜动适应性，优化后大于主轴轴承报废临界点时轴向窜动量从而实现寿命周期内可靠工作。
[0024]3、本发明可适应超高压工作。密封中超过15MPa属于超高压范畴。本发明将辅助密封由ο型圈换成格莱圈的使用为实现超高压工作提供保障，通过对隔套、一级静环、同步转盘和被驱转盘和一级静环端面比压等优化设计使工作压力和安全压力达到实际要求，分别达到25MPa和31.5MPa。超高压能起到防堵作用，工作过程中煤尘、煤泥、岩尘、岩泥不能进入喷嘴。或者是常压工作中发生堵塞采用超高压水源冲洗清污，实验表明冲洗至少需要20MPa以上，方便起见不单独设清洗高压泵，而采用井下乳化液清洗，所以将