专利名称：双端面干气密封装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种干气密封装置，特别是能具有双端面干气密封结构的装置。
背景技术：
从二十世纪九十年代开始，在对压缩机、膨胀机、离心泵、反应釜等机械旋转轴密封部件中就已逐渐推广和应用干气密封装置，即以能随旋转轴转动的非补偿环或非旋转的补偿环上带有流体动力槽的密封端面沿轴向配对设置，通过在其相互贴近并保持有合理间隙的端面间吸入干净的密封气所形成的动态气膜而实现密封。但是因其非接触式的密封结构必然存在的气膜压力，必然有微量的气体会通过非接触端面的间隙泄漏出去，采用单一干气密封装置时更是必然现象，因此是一个有待解决的问题。
实用新型内容针对上述情况，本实用新型将提供一种具有双端面密封的新结构形式干气密封装置，使其能基本实现工艺气体的零泄漏，并还具有结构紧凑和/或体积小、成本低、可靠性高等特点。
本实用新型双端面干气密封装置的结构，同样是在能随旋转轴转动的轴套外设置有能随其同步旋转的非补偿环和沿轴向以带有流体动力槽的相对端面配对设置并可作轴向位移的补偿环，在补偿环与设置于轴套外的弹簧座之间配置有能使补偿环与非补偿环相互贴近并保持有合理间隙的弹性结构。其中，在非补偿环的轴向两端分别设置有第一补偿环和第二补偿环，并在与其对应的第一弹簧座和第二弹簧座之间分别设置有能使两补偿环与非补偿环的两端面分别均相互贴近并保持有合理间隙的第一弹性结构和第二弹性结构。在上述由双端面的干气密封形成的密封腔中引入惰性气体或其它无害介质作阻塞流体，并使其压力高于工艺介质压力，阻塞流体通过干气密封结构中的两个非接触端面分别流向工艺介质端和大气端，从而有效地将工艺气与大气隔离，实现了工艺介质零泄漏的环保与安全的要求。
在上述的双端面干气密封装置中，所说的该非补偿环既可以是一整体型的结构体，也可以采用由两个子非补偿环经连接结构相互连接而成的组合式结构体。
采用所说的整体型结构体形式的非补偿环时，其轴向的两端面则为分别用于与第一补偿环和第二补偿环配对的带有流体动力槽的密封端面。由于同时充分利用了一个环的两个端面，因而其优点是结构紧凑，成本低，但对制作精度要求较高，对材料的强度要求也相应较高。同时， 一旦某一端的密封出现问题，维修和/或更换都必须是针对该整个的非补偿环。
采用组合式结构体形式的非补偿环时，经缓冲连接结构相互连接的两个子非补偿环可以分别为第一非补偿环和第二非补偿环。结构中的该第一补偿环和第二补偿环则可以采用对称方式分别配对设置于该两个子非补偿环的两侧。采用组合式结构体形式非补偿环的优点是可以减轻单个环的重量，从而有利于减小离心力的破坏作用，因而特别适宜在速度高的离心式压缩机、膨胀机等设备上使用。由于该非补偿环是可被分离开的两个独立结构件，因而当其中的一个环出现不正常状态时，另一个环与其它相应组件所构成的单端面干气密封还可以继续工作一段时间，从而提高了产品的安全性。并且在维修和/或更换时，也只针对出现了不正常或损坏的该子环结构即可，无需涉及正常状态的另一个子环，从而降低了使用和维护的成本。
进一步，在采用上述组合式结构体形式的非补偿环时，所说的可用于连接该两个子非补偿环的缓冲连接结构以采用至少具有轴向弹性力的结构体为佳，例如在一个实施例中，采用的是常用的具有弹性缓冲作用的O形密封圈构件。其优点在于该至少具有轴向弹性力的结构体既可以起到传递扭矩的作用，还有利于减少压紧套等紧固安装结构对非补偿环的直接压紧力，从而有利于提高产品的安全性和可靠性。
在上述采用组合式结构体非补偿环的双端面干气密封装置中，所说的该组合连接的子非补偿环，即上述的第一非补偿环和第二非补偿环，除可以采用经所说的缓冲连接结构直接相互连接的方式外，还可以采用将其分别经定位于在轴套外周作径向延扩的连接定位体的轴向两侧的方式，且后者结构形式对于装卸定位的操作及保证工作的稳定可靠性都是有利的。其中，所说的在轴套外周作径向延扩的连接定位体既可以是与轴套为整体型的结构，也可以为与轴套连接而成的结构形式。
进一步，在采用经轴套外周作径向延扩的连接定位体设置该两子非补偿环时，还可以有多种不同的具体设置方式。例如其中的一种方式，是在所说该轴套外周作径向延扩的连接定位体的至少一侧轴向端部设置有与对应的非补偿环端面状态相适应的内凹容腔，并将该对应的非补偿环嵌置于轴套的连接定位体上的该内凹容腔中。在一个实施例中，采用的是在所说该轴套外周作径向延扩的连接定位体的两侧轴向端部分别均设置有与各自所对应的非补偿环端面状态相适应的内凹容腔，所说的第一非补偿环和第二非补偿环则分别嵌置于该连接定位体两侧的对应内凹容腔中。由于此结构的特点是将一侧或两侧的非补偿环嵌置或卡套于轴套外周作径向延扩的连接定位体中的，因此能有效地部分抵消高速离心力对非补偿环的影响，有利于进一步提高装置工作的安全性能。
另一种设置方式，是使所说的非补偿环或其组合体的径向尺寸大于所说的轴套外周作径向延扩的该连接定位体的径向尺寸。此结构特别适用于在产品的径向尺寸受到限制时采用，能显著减小密封装置的整体体积，但由于在该非补偿环的径向外周没有限制性结构和嵌入压力的作用，因而其适用于线速度稍低的一些设备。
由上述内容可以理解，本实用新型提出的双端面干气密封装置采用了将不同形式的非补偿环集中配置于两补偿环之间，因而在能基本实现工艺气体的零泄漏的同时，还能使整个密封装置的结构更为紧凑，且适用范围增大，可根据使用设备或工况的具体需要，采用不同的结构设置/安装方式，以满足提高安全性和可靠性等要求。
通过
以下结合附图所示具体实施方式
的实施例，可以对本实用新型的上述内容有更清楚详细的了解，但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均包括在本实用新型的范围内。
图1是本实用新型双端面干气密封装置一种结构的示意图。
图2是本实用新型双端面干气密封装置另一种结构的示意图。
图3是本实用新型双端面干气密封装置又一种结构的示意图。
具体实施方式
实施例1如图1所示。该双端面干气密封装置中在能随旋转轴10转动的轴套2外，设置有能随其同步旋转的整体型结构体的非补偿环5，其轴向的两个端面上分别带有流体动力槽；在补偿环与设置于轴套外的弹簧座之间配置有能使补偿环与非补偿环相互贴近并保持有合理间隙的弹性结构，在非补偿环5的轴向两端分别配对设置有第一补偿环3和第二补偿环6。在两补偿环及分别与其相对应的第一弹簧座4和第二弹簧座7之间，分别还设置有能使第一补偿环3和第二补偿环6与非补偿环5的两密封端面分别相互贴近并保持有合理间隙的第一弹簧11和第二弹簧12。通过压紧套1将上述的各结构相互紧固组装成整体密封装置。
实施例2本例双端面干气密封装置的结构与上例的区别，在于该非补偿环5是由第一非补偿环51和第二非补偿环52两个子非补偿环分别经具有缓冲作用的O形弹性密封圈8相互连接而成的组合式结构体。第一补偿环3和第二补偿环6以对称方式分别配对设置于两非补偿环的两侧。其中第一非补偿环51和第二非补偿环52的连接方式，是分别经各自的弹性密封圈8连接于轴套2外周作径向延扩的整体式连接定位体的轴向两端的形式。在轴套2外周作径向延扩的该连接定位体的两轴向端部分别设置有与各自对应的非补偿环的端面状态相适应的内凹容腔，对应的非补偿环则嵌置于该连接定位体两侧的对应内凹容腔中。
实施例3本例双端面干气密封装置的基本结构与实施例2相似，差别在于该轴套2外周作径向延扩的该连接定位体的径向尺寸小于第一非补偿环51和第二非补偿环52两个子非补偿环的径向尺寸，有利于减小非补偿环组合件的径向尺寸。
权利要求1.双端面干气密封装置，在能随旋转轴(10)转动的轴套(2)外设置有能随其同步旋转的非补偿环和沿轴向以带有流体动力槽的相对端面配对设置并可作轴向位移的补偿环，在补偿环与设置于轴套外的弹簧座之间配置有能使补偿环与非补偿环相互贴近并保持有合理间隙的弹性结构，其特征是在非补偿环(5)的轴向两端分别设置有第一补偿环(3)和第二补偿环(6)，并在与其对应的第一弹簧座(4)和第二弹簧座(7) 之间分别设置有能使两补偿环与非补偿环的两端面分别均相互贴近并保持有合理间隙的第一弹性结构(11)和第二弹性结构(12)。
2.如权利要求1所述的双端面干气密封装置，其特征是所说的非补偿环(5)为一整体型结构体，其轴向的两端面为分别用于与第一补偿环(3)和第二补偿环(6)配对的带有流体动力槽的密封端面。
3.如权利要求1所述的双端面干气密封装置，其特征是所说的非补偿环为由经缓冲连接结构 (8)相互连接的第一非补偿环(51)和第二非补偿环(52)组合式结构体，第一补偿环(3)和第二补偿环(6)以对称方式分别配对设置于两非补偿环的两侧。
4.如权利要求3所述的双端面干气密封装置，其特征是所说组合式结构体的非补偿环中用于连接两非补偿环的缓冲连接结构(8)为至少具有轴向弹性力的结构体。
5.如权利要求4所述的双端面干气密封装置，其特征是所说组合式结构体的非补偿环中用于连接两非补偿环的缓冲连接结构(8)为弹性密封圈。
6.如权利要求3至5之一所述的双端面干气密封装置，其特征是在所说的组合式结构体的非补偿环中，第一非补偿环(51)和第二非补偿环(52)分别经所说的缓冲连接结构(8)定位于在轴套(2)外周作径向延扩的连接定位体的轴向两端侧。
7.如权利要求6所述的双端面干气密封装置，其特征是所说的在轴套(2)外周作径向延扩的连接定位体与轴套(2)为整体型结构。
8.如权利要求6所述的双端面干气密封装置，其特征是在所说的轴套(2)外周作径向延扩的连接定位体的至少一侧轴向端部，具有与对应的非补偿环端面状态相适应的内凹容腔，该对应的非补偿环嵌置于轴套(2)的连接定位体上所说的该内凹容腔中。
9.如权利要求8所述的双端面干气密封装置，其特征是在所说的轴套(2)外周作径向延扩的连接定位体的两侧轴向端部分别具有与对应的非补偿环端面状态相适应的内凹容腔，第一非补偿环(51) 和第二非补偿环(52)分别均嵌置于轴套(2)的连接定位体上所说的两对应内凹容腔中。
10.如权利要求6所述的双端面干气密封装置，其特征是所说的非补偿环或其组合体的径向尺寸大于轴套(2)外周作径向延扩的连接定位体的径向尺寸。
专利摘要双端面干气密封装置，在能随旋转轴转动的轴套外设置有能随其同步旋转的非补偿环和沿轴向以带有流体动力槽的相对端面配对设置并可作轴向位移的补偿环，在补偿环与设置于轴套外的弹簧座之间配置有能使补偿环与非补偿环相互贴近并保持有合理间隙的弹性结构，其中在非补偿环的轴向两端分别设置有第一补偿环和第二补偿环，并在与其对应的第一弹簧座和第二弹簧座之间分别设置有能使两补偿环与非补偿环的两端面分别均相互贴近并保持有合理间隙的第一弹性结构和第二弹性结构。该装置在提供多重干气密封的同时，还具有结构紧凑和/或体积小、成本低和可靠性高的特点。
文档编号F16J15/16GK2742240SQ20042006115
公开日2005年11月23日 申请日期2004年9月9日 优先权日2004年9月9日
发明者王新霖, 黄泽沛, 薛松, 张车宁 申请人:四川日机密封件有限公司, 四川密封技术研究所