专利名称:离心式停车密封装置的制作方法
本发明涉及一种密封装置，具体涉及一种与副叶轮动力密封装置配合使用的离心式停车密封装置。
有些设备的轴封，例如采用副叶轮动力密封装置的泵的轴封，在运转时，由于副叶轮的反作用力，能保证介质不泄漏，所以允许有一定的密封间隙以避免摩损，但如不设置停车密封装置，停车时介质仍会通过密封间隙漏出。停车密封若使用固定式的填料密封或胶圈密封，则由于运转时密封面的不断摩擦会很快摩损，尤其在化工、冶金、矿山行业，由于处理的介质往往含有悬浮颗粒或有腐蚀性，因此更易损坏。解决停车密封摩损问题的方法是使密封面在运转时打开。现在已有几种依靠运转时产生的离心力使密封面自动打开以避免摩损的离心自解脱式停车密封。飞球离心式机械停车密封装置是其中的一种，它利用轴旋转时钢球产生的离心力推动动环装置，使密封面打开以避免摩损，停车时则利用弹簧的推力使密封面紧紧关闭，有较好的停车密封效果。但该装置结构较复杂，它包括钢球、钢球保持架、推力盘、动套、动环、静环、弹簧及辅助密封套等多个构件，而且弹簧直接暴露于介质之中，如果介质有腐蚀性，弹簧则容易发生锈蚀而影响弹性，进而影响停车密封效果，因此该装置的应用受到一定的限制。另有一种结构简单的离心式停车密封装置，图1是其轴向剖视图。如图1所示，该装置的动密封圈3主要由橡胶材料构成。该动密封圈3主要包括预埋有配重件4的配重部分5及设有槽6的内圈16，槽6的两侧是内圈16的薄壁形侧壁7和8，槽6内设有弹簧9。在静止状态下，由于受到弹簧9的推压作用，侧壁7紧紧关闭密封面起停车密封作用。轴运转时，离心力尤其是配重件4产生的离心力使整个动密封圈向外甩，使侧壁7和8趋向变直和向中心移动，于是密封面被打开，从而避免了密封面因摩擦而磨损。一旦停车，由于弹簧9的作用，侧壁7重新关闭密封面以防止介质漏出。但由于该装置仍使用弹簧，而且介质会通过作轴向移动的侧壁7进入槽6，若是有腐蚀性的介质，便会使弹簧9锈蚀而影响弹性，从而影响密封效果和密封寿命，因此，该停车密封装置的应用也受到一定的限制。
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺点，提供具有如下特点的离心式停车密封装置，该装置在轴旋转时能始终保持与轴作同步旋转因而不会与轴互相摩擦而磨损;该装置不会作轴向窜动因而停车密封能可靠地打开和关闭，保证停车密封件不会被迅速磨损;该装置不使用弹簧，结构简单，与介质的接触面全部为耐腐蚀性强的橡胶，因此可广泛应用于化工、冶金和矿山行业。总之，要提供一种结构简单、密封可靠、寿命长、适用范围广的停车密封装置。
本发明涉及的离心式停车密封装置主要由静密封环以及由弹性材料构成的动密封圈构成，该动密封圈包括设有槽的内圈和位于内圈外周的、内置配重件的配重部分。本发明的特征在于，上述配重部分是多个均匀分布的配重搭子，在上述各个配重搭子和上述内圈之间，均设有均匀分布并径向设置的拉力筋，上述槽把上述内圈分为两个与轴有一定配合面的侧壁，其中远离上述静密封环的外侧壁与另一具有停车密封端面的内侧壁相比，前者的内径较小即与轴配合的过盈量较大且与轴的接触面积较大，从而形成能紧箍在轴上的固定侧壁，而后者成为可在离心力作用下作轴向运动的移动侧壁，上述槽中不设弹簧，停车时依靠动密封圈本身的弹力使密封面关闭。
如上所述，因为本发明的动密封圈具有紧箍于轴上的固定侧壁，能保证运转时始终与轴作同步旋转，所以动密封圈与轴的接触面不会因相互摩擦而摩损，又因为动密封圈有固定侧壁因而不会作轴向窜动，因此运转时密封面能可靠地打开以避免磨损，这样，除起动、停车时的切换瞬间外，本装置基本无摩擦部件，所以使用寿命长，密封可靠，并且不设弹簧，靠动密封圈本身的弹力使移动侧壁恢复到紧靠静密封环来关闭密封面，结构简单，制造方便，无易蚀构件与介质接触，因此，可用作所有橡胶能适应的那些介质的停车密封装置，适用范围广。
以下结合本发明的实施例。
图1图示已有的利用弹簧来关闭密封面的橡胶动密封圈式停车密封装置。
图2至图5图示本发明的一个实施例，其中图2是动密封圈3的正视图，图3是沿图2的A-A剖面线的剖视图，图4图示该停车密封装置处于停车时的状态，图5图示该停车密封装置在轴运转时的状态。
本实施例由静密封环和动密封圈构成停车密封副，因为在开、关车的切换瞬间，停车密封面仍有瞬时的滑动摩擦，为提高耐磨性，上述静密封环采用聚四氟乙烯制成。为保证开、关密封面的移动侧壁有一定的动作幅度而又能承受一定的静密封压，动密封圈采用邵氏硬度为68°～72°、有一定弹性的橡胶材料制成。如果是高温(例如200℃)下使用的动密封圈，可以用同样硬度的氟类橡胶制成。该动密封圈的外形如图2所示，它主要包括内圈16、大致均匀分布在内圈16的外圆周上的、径向设置并互相分离的16根拉力筋15及设在该拉力筋15外端的16个配重搭子5。配重搭子5内预埋有配重螺钉4(见图3)，配重螺钉的大小规格根据轴的工作转速、配重搭子的外径尺寸及动密封圈3材料的硬度来选定，通过适当选择配重螺钉，便可利用同一动密封圈的模子和材料，制造出适合不同工作转速范围的一组动密封圈系列，这些动密封圈在规定的转速范围内旋转时均能产生大小恰当的离心力，其大小既能保证移动侧壁有一定的动作幅度，又有让固定侧壁始终固定在轴上。本实施例中的配重件采用螺钉，因为螺钉有凹凸不平的外表面，能与外包的橡胶材料紧紧咬合，螺钉就不会因离心力的作用而冲破外包的橡胶向外甩出。也可以用其他有凹凸表面的加工件做配重件。另外，见图3的配重搭子5未剖的一端。该端剖面线所示部分为内圈16，内圈16的内圆周上设有槽6，槽6的两个内侧壁与轴线的夹角大致为45°，内圈16被槽6分为以槽底线6a为分界的两个侧壁部7和8，其中，侧壁部8的内侧有向槽6侧凸出的凸出部8a，而侧壁部7稍向外伸出，侧壁部8与轴的接触宽度18大于侧壁部7的接触宽度17，而且侧壁部8的内径比侧壁部7的内径小△1，这样，侧壁部8与轴的摩擦力便明显大于侧壁部7与轴的摩擦力，从而侧壁部8能紧箍在轴上成为固定侧壁。槽6也可开成本实施例之外的形状，例如可以改变槽壁的倾斜度或采用弧形槽壁，只要能保证两侧壁部有大小不等的内径及大小不等的与轴的接触宽度以使一侧壁固定而另一侧壁能移动，以及槽6有一定的宽度以使移动侧壁能有一定的动作幅度。又从图3可知，壁较厚的拉力筋15设置得偏向侧壁部7，即拉力筋15的大部分位于侧壁7之上从而加厚并加固了侧壁部7的薄壁槽底部分，而侧壁部8的薄壁槽底部分约有一半其上无拉力筋15从而容易发生变形。由于侧壁部8是固定侧壁，在离心力作用下，侧壁部7便通过侧壁部8的变形而被拉向侧壁部8。另外，配重搭子5的重心大致位于槽底线6a所在平面，由于侧壁部8比侧壁部7较靠近槽底线6a，也就是，侧壁部8比侧壁部7较靠近配重搭子5的重心P，所以即使无其他措施，当受到离心力的作用两侧壁部向中心靠拢时，侧壁部8的移动量一般也会小于侧壁部7的，从而进一步保证在配重搭子5产生的离心力的作用下，侧壁部8固定不动而侧壁部7向8靠近。另外，在各拉力筋15的前、后侧中央，均设有撑筋17，这样，轴旋转时，有撑筋17的支撑，侧壁部7和侧壁部8便不会向外翻卷，从而进一步保证动密封圈3能可靠地动作。
本实施例的停车密封装置的工作状态见图4和图5，其中与图1相同的符号表示相同的或相当的部分，此处不再赘述。从图可知，静密封环2通过螺纹连接固定在副叶轮罩1上，静密封环2与轴套11之间留有一定的间隙以避免运转时的接触摩擦。在轴运转时，设在副叶轮罩1内的副叶轮18能阻止介质通过上述间隙漏出。紧挨着静密封环2设有动密封圈3，两者构成一对停车密封副。动密封圈3的位置可通过其外侧的用螺钉固定的挡圈10调节。如图4所示，停车时，侧壁部7和侧壁部8保持撑开的状态，侧壁部7的外侧面与静密封环2紧密接触形成面密封，阻止介质通过静密封环2和轴套11间的间隙泄出。起动后，如图5所示，旋转使整个动密封圈向外甩，尤其是配重搭子5旋转产生的离心力，通过拉力筋15传递到内圈16，使侧壁部7通过侧壁部8的拉直变形而向侧壁部8靠近，于是槽6变小，静密封环2与侧壁部7之间形成一定的间隙12，它们的两个停车密封端面互相脱开从而避免了接触摩擦。一旦停车，离心力消失，由于橡胶本身弹性的作用，动密封圈3恢复原状，侧壁部7再次压住静密封环2，恢复图4所示状态，起停车密封的作用。
本发明的停车密封装置除与副叶轮配合使用外，也可应用于那些运转时已有防漏措施、而停车时需设置停车轴封装置的设备。
权利要求
1.一种离心式停车密封装置，包括静密封环和弹性材料构成的离心式动密封圈，该动密封圈包括设有槽的内圈和位于内圈外周的、内置配重件的配重部分，其特征在于，上述配重部分是多个大致均匀分布的配重搭子，在上述各个配重搭子和上述内圈之间，均设有大致均匀分布并径向设置的拉力筋，上述槽把上述内圈分为两个与轴有一定配合面的侧壁，其中远离上述静密封环的外侧壁与另一具有停车密封端面的内侧壁相比，前者的内径较小即与轴配合的过盈量较大且与轴的接触面积较大，从而形成能紧箍在轴上的固定侧壁，而后者成为可在离心力作用下作轴向运动的移动侧壁。
2.按权利要求
1所述的离心式停车密封装置，其特征是，上述固定侧壁与上述移动侧壁相比，固定侧壁具有较薄从而较易变形的薄壁部分，而且固定侧壁较靠近配重搭子的重心。
3.按权利要求
2所述的离心式停车密封装置，其特征是，上述动密封圈由邵氏硬度为68°～72°的橡胶材料构成。
4.按权利要求
3所述的离心式停车密封装置，其特征是，上述配重件是具有凹凸表面、能与外包橡胶紧紧咬合的构件。
5.按权利要求
4所述的离心式停车密封装置，其特征是，上述配重件是具有外螺纹的螺钉。
6.按权利要求
1～5中任一项所述的离心式停车密封装置，其特征是，上述拉力筋的前、后侧均设有支撑在内圈上的撑筋。
专利摘要
本发明涉及与副叶轮配合使用的离心式停车密封装置，该装置包括静密封环和动密封圈，动密封圈包括配重搭子、拉力筋及被槽分为固定侧壁和移动侧壁两部分的内圈。运转时，配重搭子产生的离心力使移动侧壁移向固定侧壁从而打开密封面，停车时，靠动密封圈本身的弹力使移动侧壁恢复原状来关闭密封面。该停车密封装置结构简单，动作可靠，使用寿命长，适用范围广。
文档编号F16J15/02GK86104524SQ86104524
公开日1988年1月6日 申请日期1986年6月27日
发明者周兴, 陆迎庚 申请人:上海市化工装备研究所, 上海橡胶制品研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan