专利名称：接触式干运转机械密封的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械密封，更具体地说是应用于输送各类流体介质的回转泵类、搅拌器、 压缩机等机械，以阻止回转机械输送的流体介质沿旋转轴与机械壳体之间的缝隙泄漏的机械 密封。
技术背景
如图1所示，在用于输送流体介质的回转泵、搅拌器、压縮机等机械设备中，为了阻止 由回转机械输送的流体介质1沿旋转轴2与机械壳体3之间的缝隙4自介质端向电机端产生 泄漏，常规方式是设置机械密封。
如图2所示，机械密封中旋转环密封圈8是解决旋转环9与旋转轴2之间的泄漏问题， 静止环密封圈11是解决静止环10与壳体3之间的泄漏问题，弹簧7是起到预紧和密封环磨 损后的补偿作用，保证机械密封持续有效的工作，紧定螺钉5和弹簧座6起固定弹簧7及传 递转矩作用，静止环10和旋转环9组成机械密封摩擦副，起动态旋转密封作用，为机械密 封的核心部件。
随着石油化工产品进一步深加工工艺技术的不断发展，在很多生产流程中不允许使用液 体介质(比如各类润滑油、水等)作为泵、风机、反应釜等旋转设备的轴封润滑剂和阻封液， 因为这种液体介质一旦泄漏到工作介质中，或参与反应，或影响主产品品质，有些甚至会危 及到设备装置的安全，而被输送的介质往往是易燃、易爆的气体或低沸点的易挥发液体，也 不允许其泄漏到大气中。因此，越来越多地使用纯净的惰性气体(如氮气)作为隔离、阻封 气体的气膜润滑机械密封，即"干气密封"。目前，对于"干气密封"的实施是在密封端面上开 出微米级深度的流槽(如螺旋槽)，主要是利用液体动压效应来建立流体动压力平衡闭合力， 实现密封面的非接触。但是，由于流槽深度仅在微米级，加工难度大，而且为了保证流槽不 被堵塞，必须相应配备结构复杂的过滤单元等辅助系统。因此，目前"干气密封"在透平压縮 机、透平膨胀机等大型机组中得到较好地应用。而在转速、压力等参数不高，且量大面广的 泵、风机等设备上，因造价高，维护费用高不能得到广泛应用
实用新型内容
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种配套设施简单，不需要 配置过滤单元，可实现气体密封的接触式干运转机械密封，以使气体密封在泵、风机等设备 上得到广泛应用。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是
本实用新型包括一个旋转环和两个静止环，旋转环具有两个相互平行的密封端面，分别 与两个静止环的密封端面相互贴合并可相对滑动，构成两个动密封面。
本实用新型的结构特点是在旋转环的密封端面上设置一组八字形流槽，八字形流槽沿密
封端面的圆周方向均匀分布，每个八字形流槽由两个对称的斜槽组成，所述两个对称的斜槽
与密封端面法线的夹角a大小相同、方向相反，夹角a的范围为0〈 I a I《60° ;八字形
流槽内径处有一环形凹槽与其贯通；环形凹槽内侧有一密封坝。 本实用新型的结构特点也在于-
在静止环的密封端面上设置一组八字形流槽，该组八字形流槽沿密封端面的圆周方向均 匀分布，每个八字形流槽由两个对称的斜槽组成，所述两个对称的斜槽与密封端面法线的夹 角a大小相同、方向相反，夹角a的范围为0〈 I a I《60° ;八字形流槽内径处有一环形 凹槽与其贯通；环形凹槽内侧有一密封坝。
八字形流槽及环形凹槽的槽深相同，均为1 2mm。
设置可密封固套在回转轴上的集装轴套，所述旋转环和静止环集装在集装轴套上。
本实用新型形成可双向旋转的接触式干运转机械密封。
与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在
1、 本实用新型为接触式密封，但在流体动压的作用下，增强了流体膜承载能力，比普 通机械密封大大减少了接触载荷，减少磨损，有效地提高了密封性能的可靠性和机件使用寿 命。
2、 本实用新型呈八字形设置流槽，安装无旋向要求，可双向旋转；贯通的流槽强制性 地使阻封气体通过密封面，具有冷却和除去残屑的效果。
3、 本实用新型密封端面设置槽深为毫米级的流槽，由于槽的深度大，槽型简单，可加 工性好，而且该槽不易被杂质堵塞，不需要配置过滤单元，在辅助系统的其它设置上也较简 单，从而大大降低了制造和运行维护成本，为气体密封在泵、风机等常规设备中进行应用提 供了有利的保证。
4、 本实用新型设置环向凹槽，可实现流体的静压力平衡。
5、 本实用新型可以采用模块化设计，将静止环、旋转环、集装轴套、密封腔体、密封 端盖和辅助密封等在安装前集装在一起，可以极大地减化装配过程，有利于保证密封性能的 可靠性。
图1为沿回转轴与机械壳体之间缝隙产生泄漏示意图。 图l中标号l介质、2旋转轴、3壳体、4缝隙。 图2为机械密封原理示意图。
图2中标号2旋转轴、3壳体、5紧定螺钉、6弹簧座、7弹簧、8旋转环密封圈、9
旋转环、IO静止环、ll静止环密封圈。
图3为在旋转环密封端面上开槽的接触式干运转机械密封结构示意图。 图4为在静止环密封端面上开槽的接触式干运转机械密封结构示意图。 图3、 4中标号2旋转轴、5紧定螺钉、7弹簧、8旋转环密封圈、9旋转环、10静止
环、ll静止环密封圈、12密封腔体、13传动销、14密封端盖、15螺钉、16防转销、17集
装轴套、18固定环、19限位块、20轴套密封圈、21挡圈、22螺栓。 图5为本实用新型密封端面结构示意图。 图5中标号23环向凹槽，24流槽，25密封坝，26密封堰。 以下通过具体实施方式
，并结合附图对本实用新型作进一步描述。
具体实施方式
参见图3、 4，本实施例中的密封结构是由密封腔体12、静止环IO、旋转环9、传动销 13、弹簧7、密封端盖14、螺钉15、防转销16、集装轴套17、紧定螺钉5、固定环18、旋 转轴2、限位块19、静止环密封圈ll、轴套密封圈20、旋转环密封圈8、挡圈21、螺栓22 等组成。旋转环9经挡圈21、旋转环密封圈8、传动销13固定在集装轴套17上。通过弹簧 7、静止环密封圈11将静止环10推向旋转环9，使静止环10与旋转环9的密封端面相贴合。 由于防转销16的作用，静止环10不能旋转，只能沿轴向移动。上述零件通过密封腔体12 与密封端盖14、螺钉15集装在一起，通过螺栓22把紧在旋转机械壳体上，用紧定螺钉5 固定在旋转轴2上，然后拆除限位块19即可。
参见图5，本实施例中，旋转环9或静止环10的密封端面由环向凹槽23、八字形流槽 24、密封坝25、密封堰26组成。其中，八字形流槽24沿密封端面的圆周方向均匀分布， 每个八字形流槽由两个对称的斜槽组成，两个对称的斜槽与密封端面法线的夹角a大小相 同、方向相反，夹角a的范围为0〈 I a I《60° ;八字形流槽24内径处有环形凹槽23与 其贯通；环形凹槽23的内侧为密封坝25，八字形流槽24及环形凹槽23的槽深相同，均为 1 2mra。
本实用新型作为机械密封的工作参数为密封腔压力《0.8MPa，转速《4000r/min。
权利要求1、一种接触式干运转机械密封，包括一个旋转环和两个静止环，所述旋转环具有两个相互平行的密封端面，分别与两个静止环的密封端面相互贴合并可相对滑动，构成两个动密封面；其特征是在所述旋转环的密封端面上设置一组八字形流槽，八字形流槽沿密封端面的圆周方向均匀分布，每个八字形流槽由两个对称的斜槽组成，所述两个对称的斜槽与密封端面法线的夹角α大小相同、方向相反，夹角α的范围为0＜|α|≤60°；八字形流槽内径处有一环形凹槽与其贯通；环形凹槽内侧有一密封坝。
2、 根据权利要求1所述的接触式干运转机械密封，其特征是在所述静止环的密封端面 上设置一组八字形流槽，该组八字形流槽沿密封端面的圆周方向均匀分布，每个八字形流槽 由两个对称的斜槽组成，所述两个对称的斜槽与密封端面法线的夹角a大小相同、方向相反， 夹角a的范围为0< I a I《60° ;八字形流槽内径处有一环形凹槽与其贯通；环形凹槽内 侧有一密封坝。
3、 根据权利要求1或2所述的接触式干运转机械密封，其特征是所述八字形流槽及环 形凹槽的槽深相同，均为1 2mm。
4、 根据权利要求1所述的接触式干运转机械密封，其特征是设置可密封固套在回转轴 上的集装轴套，所述旋转环和静止环集装在集装轴套上。
专利摘要接触式干运转机械密封，包括一个旋转环和两个静止环，旋转环具有两个相互平行的密封端面，分别与两个静止环的密封端面相互贴合并可相对滑动，构成两个动密封面；其特征是在旋转环的密封端面上设置一组八字形流槽，八字形流槽沿密封端面的圆周方向均匀分布，每个八字形流槽由两个对称的斜槽组成，两个对称的斜槽与密封端面法线的夹角α大小相同、方向相反，夹角α的范围为0＜|α|≤60°；八字形流槽内径处有一环形凹槽与其贯通；环形凹槽内侧有一密封坝。本实用新型适用于中、低参数的泵及风机等旋转机械的轴端密封，特别是可双向旋转的气体密封。
文档编号F16J15/40GK201068983SQ20072004124
公开日2008年6月4日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者丁思云, 吴兆山, 姚黎明, 鲲 李, 杨博峰, 班玉红, 郑国运 申请人:合肥通用机械研究院