双端面面对面大轴径紧凑型机械密封的制作方法

本发明涉及液压元件制造领域，尤其涉及一种双端面面对面大轴径紧凑型机械密封。

背景技术：

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。现有技术中接触型密封由于断面的摩擦等原因难以胜任高速高压高温的密封工况，且长时间工作后，由于磨损老化等原因，易发生介质泄漏，造成外界环境的污染。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是接触型密封由于断面的摩擦等原因难以胜任高速高压高温的密封工况，本发明提供了一种双端面面对面大轴径紧凑型机械密封来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双端面面对面大轴径紧凑型机械密封，包括壳体合件和转子合件，所述壳体合件中沿轴向设置有安装孔，所述转子合件包括外管和固定套设在所述外管外壁上的动环，所述外管安装在所述安装孔中，所述壳体合件与所述外管之间设置有静环座，所述静环座的数量为二个，二个所述静环座分别位于所述动环的左右两侧，所述静环座上，靠近所述动环的一侧固定安装有静环，所述动环的端面与所述静环的端面密封连接；所述壳体合件上设有壳体接口，所述外管中设有与所述壳体接口相连通的外管接口。

进一步地：所述动环的左端面和右端面上均设置有螺旋槽，所述螺旋槽的槽顶宽度大于槽底宽度，所述螺旋槽槽顶到槽底的开槽方向与所述外管的旋转方向一致，所述螺旋槽的数量为若干个，若干个所述螺旋槽沿周向均匀设置。

进一步地：所述安装孔的孔壁上沿周向设置有凹槽，所述静环座活动安装在所述安装孔中，并与所述安装孔的孔壁密封设置，所述静环座上，靠近所述动环的一端设有安装法兰，所述安装法兰延伸至所述凹槽内；所述壳体合件和所述安装法兰中均设置有放置弹簧的弹簧孔，所述弹簧的形变力能够顶推所述静环座朝所述动环移动，并使得所述静环的端面贴合在所述动环的端面上，所述安装法兰和壳体合件之间设置有避免两者相对转动的止转机构。

进一步地：所述动环的侧壁上设有介质通道，所述壳体接口与所述外管接口通过所述介质通道相连接。

进一步地：所述止转机构包括弹性圆柱销和沿轴向设置的第一销孔、第二销孔，所述第一销孔设置在所述安装法兰上，所述第二销孔设置在所述壳体合件上，所述弹性圆柱销穿插在所述第一销孔和第二销孔中。

进一步地：所述外管的外壁上设有第一螺纹孔，所述动环的侧壁上设有第二螺纹孔，通过第一紧定螺钉旋紧于所述第一螺纹孔和第二螺纹孔中将所述动环固定安装在所述外管上。

进一步地：所述安装法兰上沿轴向设置有通孔，所述壳体合件中设有与所述通孔共线设置的第三螺纹孔，通过半牙螺栓穿插过所述通孔，并旋紧于所述第三螺纹孔中可将所述静环座安装在所述壳体合件上。

进一步地：所述壳体合件由第一壳体和第二壳体通过第二紧定螺钉固定连接组成。

进一步地：所述第一壳体上设有顶丝孔。

本发明的有益效果是，本发明双端面面对面大轴径紧凑型机械密封通过在动环两侧端面设置静环的密封方式，具有低泄漏，低扭矩、高寿命的特点，动环旋转时螺旋槽在上游泵送效应的作用下，将高压侧介质反推回去形成零泄漏，同时降低摩擦阻力，具体为把介质泵入动环与静环的密封端面之间，并产生一层厚度极薄的液膜，使液膜的压力增大并把两密封端面分开，螺旋槽把高压侧泄漏到低压侧的被密封介质再反输至高压侧，消除被密封介质由高压侧向低压侧的泄漏。这种结构转速越高，泵送效果越佳，并能够保持低泄漏状态。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明双端面面对面大轴径紧凑型机械密封的结构示意图；

图2是图1中a-a的剖视图；

图3和图4是动环上螺旋槽的结构示意图；

图5是图1中d-d的剖视图；

图6是图1中b-b的剖视图。

图中1、壳体合件，3、外管，4、动环，5、静环座，6、静环，7、壳体接口，8、外管接口，9、螺旋槽，10、凹槽，11、安装法兰，12、弹簧，13、介质通道，14、弹性圆柱销，15、第一紧定螺钉，16、通孔，17、第三螺纹孔，18、半牙螺栓，19、第一壳体，20、第二壳体，21、第二紧定螺钉，22、顶丝孔。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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。此外，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。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

如图1和图2所示，本发明提供了一种双端面面对面大轴径紧凑型机械密封，包括壳体合件1和转子合件，所述壳体合件1中沿轴向设置有安装孔，所述转子合件包括外管3和固定套设在所述外管3外壁上的动环4，所述外管3安装在所述安装孔中，所述壳体合件1与所述外管3之间设置有静环座5，所述静环座5的数量为二个，二个所述静环座5分别位于所述动环4的左右两侧，所述静环座5上，靠近所述动环4的一侧固定安装有静环6，所述动环4的端面与所述静环6的端面密封连接；所述壳体合件1上设有壳体接口7，所述外管3中设有与所述壳体接口7相连通的外管接口8。

使用时，转子合件与用户转轴一起转动，壳体合件1与用户机闸配合，通过壳体接口7与外管接口8进行介质的传输，这种通过在动环4两侧端面设置静环6的密封方式，具有低泄漏，低扭矩、高寿命的特点。本方案的使用最高压力为0.5mpa；最高转速为1000rpm；最高温度为150℃。

结合图3和图4所示，所述动环4的左端面和右端面上均设置有螺旋槽9，所述螺旋槽9的槽顶宽度大于槽底宽度，所述螺旋槽9槽顶到槽底的开槽方向与所述外管3的旋转方向一致，所述螺旋槽9的数量为若干个，若干个所述螺旋槽9沿周向均匀设置。

由于动环4的两面均有螺旋槽9，故而一面为顺时针，一面为逆时针，工作时，用户转轴旋转方向与螺旋槽9的开槽方向相同，螺旋槽9的槽深为6微米~10微米，动环4旋转时，螺旋槽9在上游泵送效应的作用下，将高压侧介质反推回去形成零泄漏，同时降低摩擦阻力，具体为把液体泵入动环4与静环6的密封端面之间，并产生一层厚度极薄的液膜，使液膜的压力增大并把两密封端面分开，螺旋槽9把高压侧泄漏到低压侧的被密封介质再反输至高压侧，消除被密封介质由高压侧向低压侧的泄漏。这种结构转速越高，泵送效果越佳，并能够保持低泄漏状态。

结合图5和图6所示，所述安装孔的孔壁上沿周向设置有凹槽10，所述静环座5活动安装在所述安装孔中，并与所述安装孔的孔壁密封设置，所述静环座5上，靠近所述动环4的一端设有安装法兰11，所述安装法兰11延伸至所述凹槽10内；所述壳体合件1和所述安装法兰11中均设置有放置弹簧12的弹簧孔，所述弹簧12的形变力能够顶推所述静环座5朝所述动环4移动，并使得所述静环6的端面贴合在所述动环4的端面上，所述安装法兰11和壳体合件1之间设置有避免两者相对转动的止转机构。通过弹簧12顶推静环座5，使得静环6对动环4产生密封正压力，从而避免静环6与动环4相对静止时介质泄漏。止转机构可以避免静环座5与壳体合件1发生相对转动。

所述动环4的侧壁上设有介质通道13，所述壳体接口7与所述外管接口8通过所述介质通道13相连接。通过介质通道13可以连接壳体接口7与外管接口8，便于介质进行流通。

所述止转机构包括弹性圆柱销14和沿轴向设置的第一销孔、第二销孔，所述第一销孔设置在所述安装法兰11上，所述第二销孔设置在所述壳体合件1上，所述弹性圆柱销14穿插在所述第一销孔和第二销孔中。在动环4的转动过程中，通过弹性圆柱销14穿插在第一销孔和第二销孔中可以避免静环座5跟随动环4转动，这种止转方式结构简单且安装方便，并能够保证静环座5轴向上的移动自由度。

所述外管3的外壁上设有第一螺纹孔，所述动环4的侧壁上设有第二螺纹孔，通过第一紧定螺钉15旋紧于所述第一螺纹孔和第二螺纹孔中将所述动环4固定安装在所述外管3上。通过第一紧定螺钉15限制外管3与动环4的轴向位置，将外管3与动环4相互固定，形成一个整体，并同时提供传动作用。

所述安装法兰11上沿轴向设置有通孔16，所述壳体合件1中设有与所述通孔16共线设置的第三螺纹孔17，通过半牙螺栓18穿插过所述通孔16，并旋紧于所述第三螺纹孔17中可将所述静环座5安装在所述壳体合件1上。由于弹簧12的形变力在组装时会增加组装难度，通过设置通孔16和第三螺纹孔17，并通过半牙螺栓18进行连接，将弹簧12预压缩到一个合适的程度，避免弹簧12的形变力影响组装，同时不会影响静环座5的轴向移动量。

所述壳体合件1由第一壳体19和第二壳体20通过第二紧定螺钉21固定连接组成。所述第一壳体19上设有顶丝孔22。分体式的壳体合件1结构相较于整体结构，能够降低加工难度，减少制造成本，同时便于转子合件的安装。顶丝孔22的设置方便用户进行拆卸和维护。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。