用于旋转机械的密封装置的制作方法

本发明涉及一种密封装置，尤其是涉及一种用于旋转机械的密封装置。

背景技术：

机械密封是一种旋转机械的轴封装置，主要靠弹性元件对动、静环端面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而实现密封，从而防止设备中的流体介质通过轴与设备之间的周向间隙泄漏。轴封的种类很多，但是，由于机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点，所以机械密封在旋转轴的密封中应用十分广泛。

但是，目前现有技术中的机械密封装置在应用过程中仍然存在一些问题。例如，一般的机械密封没有防护措施，在工作过程中，密封副很容易发生粘着磨损失效而抱死，从而造成对原动机的损坏。而且，一般的机械密封装置的密封副无自动补偿功能，这对旋转密封副的适应能力造成了极大的影响。此外，大多数的密封件结构复杂，增加了密封件的加工和装配工艺的难度。

cn201020606032.3公开了一种反装式机械密封装置。这种机械密封装置的静环座的轴向尺寸较长，且密封副无自动补偿功能，导致静、动环之间需要很高的配合精度，对加工和装配工艺要求较高。此外，没有设计因机械密封发生粘着磨损失效而引起的原动机损坏的防护措施。

cn201620545309.3公开了一种机械密封。这种机械密封的动环座、弹簧座和轴套均为冲压件一体成型，弹簧座与轴套焊接并随轴套转动，动环座与弹簧座轴向滑动套接。虽然解决了密封件的松动问题，但是密封动环处的结构较为复杂，导致加工和装配难度较大。同样，该技术方案也没有设计因机械密封发生粘着磨损失效而引起的原动机损坏的防护措施。

cn201520527497.2公开了一种用于旋转喷射泵的机械密封装置。该机械密封装置的静摩擦部分采用一体式结构的静摩擦环，取代现有技术的静摩擦环与静环座组合的嵌套式结构。虽然解决了因温度变化而引起热胀冷缩效应，进而导致密封失效的问题。但是，该密封动环片与动环座之间的配合要求有密封功能，对加工和装配工艺要求较高。且静环处结构较为复杂，加工和装配工艺难度较大。密封副无自动补偿功能，导致静、动环之间需要很高的配合精度。同样也没有设计防止因机械密封发生粘着磨损失效而引起的原动机损坏的防护措施。

技术实现要素：

针对至少一些如上所述的技术问题，本发明旨在提供一种用于旋转机械的密封装置，其能够防止因密封副发生粘着磨损失效而抱死所引起的原动机损坏。

为此，根据本发明，提供了一种用于旋转机械的密封装置。其中，所述旋转机械包括机体和转轴。所述密封装置包括静止部分和旋转部分，其中，所述静止部分包括固定在所述机体上的端盖和装配在所述端盖上的静环，所述旋转部分包括安装在所述转轴上并能随所述转轴旋转的动环，所述动环和所述静环相互配合而形成旋转密封副。其中，所述静环和所述端盖通过止动销相连，所述止动销的剪切断裂强度大于所述旋转机械的额定驱动力但小于所述旋转机械的最大许用驱动力。

在一个优选的实施例中，在所述静环上设有止动销孔，在所述端盖上设有止动销槽。

在一个优选的实施例中，所述止动销包括大直径的第一圆柱体部分和小直径的第二圆柱体部分，其中，所述第一圆柱体部分插入到所述止动销孔中，所述第二圆柱体部分插入到所述止动销槽中。

在一个优选的实施例中，在所述静环上设有止动销槽，在所述端盖上设有止动销孔。

在一个优选的实施例中，所述止动销包括大直径的第一圆柱体部分和小直径的第二圆柱体部分，其中，所述第一圆柱体部分插入到所述止动销槽中，所述第二圆柱体部分插入到所述止动销孔中。

在一个优选的实施例中，在所述机体与所述端盖之间设置有第一密封圈，所述静环与所述端盖之间设置有第二密封圈。

在一个优选的实施例中，所述动环通过波形弹簧安装到所述转轴上，所述波形弹簧提供了将所述动环压紧到所述静环上的轴向预紧力。

在一个优选的实施例中，所述动环包括本体部分和凸肩部分，所述动环通过所述动环凸肩与所述转轴的配合而跟随所述转轴旋转。

在一个优选的实施例中，在所述波形弹簧与所述动环之间设置有第一垫圈，在所述波形弹簧与转轴凸肩之间设置有第二垫圈。

在一个优选的实施例中，在所述动环与所述转轴之间设置有第三密封圈。

根据本发明的这种密封装置，使得机械密封结构简单，降低了密封件的加工和装配难度。而且，本发明的密封装置设置有止动销，能够防止因密封副发生粘着磨损失效而抱死所引起的原动机损坏。同时，本发明的密封装置设置有装配在转轴上的波形弹簧，其用于提供密封副预紧压力，使得预紧压力的调整更加灵活方便，同时使得动环相对静环的配合具有自动补偿功能，提高了旋转密封副的适应能力。

附图说明

下面将参照附图对本发明进行说明。

图1是根据本发明的用于旋转机械的密封装置的结构示意图。

图2显示了图1所示密封装置中的静环的结构。

图3显示了图1所示密封装置中的端盖的结构。

图4显示了图3所示端盖结构的剖视图。

图5显示了图1所示密封装置中的动环的结构。

图6显示了图5所示动环结构的剖视图。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本发明进行介绍。

图1是根据本发明的用于旋转机械的密封装置100的结构示意图。如图1所示，这种旋转机械包括机体7和转轴1，其中，机体7为固定的部件，而转轴1为可旋转的部件。本发明的用于这种旋转机械的密封装置100包括静止部分和旋转部分。其中，静止部分包括固定在机体7上的端盖2和装配在端盖2上的静环8。静环8和端盖2通过止动销4相连，该止动销4将在下文中详细介绍。旋转部分包括安装在转轴1上并能随转轴1旋转的动环9，动环9和静环8相互配合而形成旋转密封副。

图2显示了图1所示密封装置100中的静环8的结构。如图2所示，根据本发明的一个实施例，静环8整体上具有大致阶梯轴的形状，中间设有用于与转轴1配合安装的通孔8.1。在静环8的与端盖2相邻的第一端面上设有止动销孔14，用于安装止动销4。止动销4用于将静环8连接到固定于机体7的端盖2上。由此，静环通过一个经过强度校核的止动销4来防止其转动，结构简单，降低了加工和装配工艺难度。

根据本发明，止动销4的剪切断裂强度设计成大于旋转机械的额定驱动力但小于旋转机械的最大许用驱动力。这样，当动环9和静环8发生粘着磨损失效而抱死时，在旋转机械的驱动力超过最大许用驱动力时，止动销4会发生断裂，由此，静环8跟随动环9旋转。这样便防止了旋转机械因转轴抱死而损坏，起到保护旋转机械的作用。

静环8的与设有止动销孔14的第一端面相反的第二端面设有台阶部分8.2，第一密封圈5设置在该台阶部分处。通过台阶部分8.2对第一密封圈5进行了轴向的限位，以防止第一密封圈5在工作过程中发生轴向位移，从而保证端盖2与静环8之间的密封。

图3和图4分别显示了图1所示密封装置100中的端盖2的结构及其剖视图。如图3和4所示，端盖2包括本体部分2.8和径向法兰部分2.9。在端盖2的本体部分2.8的一端(图4中的右端)形成有凹腔2.3，静环8便安装到该凹腔2.3中。在凹腔2.3的底面上设有止动销槽16，其与静环8上的止动销孔14对准，用于共同地安装止动销4。这样便防止了静环8随动环9转动。在端盖2的法兰部分2.9上周向均匀地设置多个螺纹孔2.5，用于供螺钉3从中穿过，从而能够将端盖2安装固定到机体7上。同时，端盖2的中间设置有通孔2.1，用于转轴1从中穿过与其安装配合。

在本实施例中，在靠近端盖2的本体部分2.8的右端面的径向内侧设置有径向内凹的凹槽2.2，用于安装第二密封圈6，确保端盖2与机体7之间的密封。

根据本发明的一个实施例，止动销4包括具有较大直径的第一圆柱体部分4.1和具有较小直径的第二圆柱体部分4.2。止动销4的第一圆柱体部分4.1插入到上述静环8的止动销孔14中，止动销4的第二圆柱体部分4.2插入到上述端盖2的止动销槽16中。止动销4的这种两段式结构使得对静环8上的止动销孔14的技术要求降低，免去了对该止动销孔14的精确定位尺寸要求，同时简化了止动销4的装配工艺。

在一个未示出的实施例中，也可以将止动销槽16设置到静环8上，而将止动销孔14设置到端盖2上。对应地，将止动销4的第一圆柱体部分4.1插入到止动销槽16中，第二圆柱体部分4.2插入到止动销孔14中。这种设计同样可以实现上述技术效果。

图5显示了图1所示密封装置100中的动环9的结构，图6显示了动环9的剖视图。如图5和图6所示，动环9整体上具有大致圆筒状，在动环9的中间设有用于与转轴1配合安装的通孔9.4。动环9包括本体部分9.1和凸肩部分15，动环9的凸肩部分15的最大直径小于动环本体部分9.1的最大直径，并且相对于本体部分9.1轴向向外凸。动环9通过凸肩部分15与转轴1的配合而跟随转轴1旋转。动环9的凸肩部分15的端面与静环8接触。另外，动环9的本体部分9.1的一端形成有凹腔9.2。动环9的凹腔9.2的底面9.3相对于本体部分9.1的端面(图6中的右端面)轴向向内下凹。第三密封圈10便安装到动环凹腔9.2中，保证动环9与转轴1之间的密封。

在本实施例中，本发明的密封装置100还包括装配在转轴1上的波形弹簧12。例如，波形弹簧12安装在动环9与转轴1的凸肩之间，使得动环9通过波形弹簧12安装到转轴1上。这样，波形弹簧12便提供了将动环9压紧到静环8上的轴向预紧力。由于动环9与转轴1之间是间隙配合，且这种结构简单，装配工艺性较好，所以使得预紧压力的调整更加灵活方便。同时，动环9相对静环8的配合具有自动补偿功能，从而提高了旋转密封副的适应能力。

根据本发明的一个实施例，在动环9与波形弹簧12之间设置有第一垫圈11，在波形弹簧12与转轴凸肩之间设置有第二垫圈13，从而将动环9通过波形弹簧12安装到转轴1上。其中，波形弹簧12提供的预紧力可以通过调整第一垫圈11和第二垫圈13的厚度和数量来进行调整。从而保证动环9相对静环8的配合所具有的自动补偿能力，提高密封装置100的适应性。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。