专利名称：双端面机械密封装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械密封装置，特别是一种双端面机械密封装置。适用于工作温度与压力较高的旋转机械(如高压搅拌釜)的密封。
由于化工生产工艺的需要，在工作压力、工作温度等方面对机械密封提出了较高的要求。双端面机械密封是一种能较好地满足要求的组合式动密封装置，它由介质端和大气端各一对动静环组成密封端面，密封端面在流体压力和补偿机构外弹力作用下保持贴合，起到密封作用。如中华人民共和国化工行业标准(HG2098-91)颁布的“双端面小弹簧UB型釜用机构密封”即是一种适于化工行业应用的动密封装置。
图1是该密封装置的结构示意图。
如
图1所示在传动轴7上套装有传动套1，传动套1的一端装有一弹簧座2，用传动螺钉将弹簧座轴向定位，弹簧座内装有弹簧8，其上，下两端各有一动环4，弹簧力沿轴向向两个相反方向分别作用在动环补偿机构上，弹簧座带动动环旋转，上、下静环5固定在箱体上、下法兰18上。该密封装置的补偿机构存在如下缺陷；仅靠动环的浮动来保持动、静密封面的贴合，当轴有径向偏摆时，动环端面不能保持与轴线垂直，所以对旋转轴的径向偏摆要求较高。动、静环的固定组合方式不能很好弥补运行中的磨损，加上偏摆的影响，动、静密封面不能保持良好的贴合，影响密封的可靠性。动、静环与动、静座之间的密封圈6距轴线半径不等，传递轴向力时，密封件之间有扭、剪力矩，使密封端面受力变形较大，造成密封端面不能很好地贴合，亦影响密封的可靠性，使用工作压力条件受到限制。
此外该装置还存在没有散热结构，不耐腐蚀等缺点。
本实用新型的目的是提供一种补偿能力强，密封可靠，工作压力范围大，耐高温的双端面机械密封装置。
本实用新型采取的主要技术措施装在旋转轴上的传动套一端与一托盘状动环座为一整体，动环座上、下两侧各有一填料槽，动环以托装方式固定在动环座上，动环随传动套旋转。动环端面分别与两个静环端面贴合，静环亦以托装方式固定在静环座上。上、下静环座是可浮动的环状座，并分别由上、下两组弹簧支撑调正。两组弹簧分别安装在上、下托盘上的弹簧座上。弹簧力作用在静环座上，靠静环座的浮动使静环自动补偿运行过程中的磨损，并随轴的径向偏摆自动调整密封端面使之保持与旋转轴垂直。
在上述的动、静环座与动静环之间装有密封圈，均位于距轴线相等半径的位置上，且动、静环填料槽的直径与宽度最好符合下列关系式d22-db2d22-d12≤d42-db2d42-d32....(1)]]>b≥b1或d2-d12≥d4-d22....(2)]]>式中d1—静环端面内径；d2—静环端面外径；d3—填料槽内径； d4—填料槽外径；b1—填料槽宽度； b—密封端面宽度；db—平衡直径。
上述动、静环座与动、静环的托装方式固定是由环座填料槽内壁上的凸起与动、静环外缘的凹槽相嵌合，使动、静环做周向固定。动环可随传动套旋转，静环可随静环座浮动。
此外，在本实用新型的底座上设置有水套，以适应较高的工作温度。动、静环材料及填料密封材料可采用聚四氟乙烯、氟橡胶、全氟橡胶、碳化硅、碳化钨、碳石墨、金属堆焊、金属喷涂等耐蚀、耐高温材料。
本实用新型的效果采用动环托装在与传动套为一整体的动环座上，静环由浮动静环座托装并分别由上、下弹簧力调正补偿的结构，保证了动环端面在任何情况下都与旋转轴线垂直，静环端面可以有效地自动补偿轴偏摆或磨损造成的密封端面不贴合，动、静密封在流体压力和弹簧力作用下始终保持良好的贴合，从而提高了密封的可靠性。
此外，动、静环座内统一位置设置的密封圈，使各密封件在受轴向力作用时，不产生扭、剪力矩，受力均匀、合理。水套及耐蚀材料的使用，使密封装置耐高温、耐腐蚀。
上述措施提高了本实用新型的综合性能。在工作压力范围0-6.4MPa，温度高达250℃时仍具可靠的密封性能。且在同样传动轴径时，整个装置的尺寸均减小。如与HG2098-81、U8型密封比较传动轴径轴向尺寸 径向尺寸(mm)UB型 φ100mm 343 370本实用新型 φ100mm 320 330下面结合实施例附图对本实用新型详细公开。
图2是本实用新型的结构示意图。
实施例如图2所示，本密封装置套装在轴7上的传动套9的一端是盘状动环座10，与传动套为一整体件。动环座上、下两侧各有一填料槽，动环4以托装方式固定在动环座10上。托装固定方式是由填料槽内壁上的凸起与动环外缘的凹槽相嵌合，从而带动动环随传动套一起旋转，从而保证动环端面在任何情况下与轴线始终垂直。动环端面分别与上、下两静环5端面贴合，静环5亦以与动环同样的托装方式固定在静环座14上。上、下静环座是可轴向浮动的环状座，并分别由上、下两组弹簧8支撑调正。弹簧装在置于上、下托盘内的弹簧座15上。弹簧力作用在静环座上，靠静环座的浮动自动补偿运行过程中的磨损，并随旋转轴的偏摆自动调正密封端面与旋转轴的垂直。
此外，为了使本装置受轴向力时，各密封环受均匀轴向力，不产生扭矩，上、下动静环座上密封圈均设在距轴线等半径的位置。上、下动、静环座的填料槽直径与宽度符合如下关系式d22-db2d22-d12≤d42-db2d42-d32....(1)]]>b≥b1或d2-d12≥d4-d22....(2)]]>式中d1—静环端面外径140mm；d2—静环端面内径130mm；d3、d4—填料槽内、外径分别为134.7mm及142mm；db—平衡直径133.5mm；b—密封端面宽度5mm；b1—填料槽宽度3.85mm。
动环采用碳化硅材料，静环采用碳石墨材料。另外，在本装置下部设有水套16以适应较高的工作温度。
本装置密封原理在流体介质从入口a处进入密封腔内，动、静环在介质压力和弹簧力的作用下保持贴合。当轴有径向偏摆时，动环端面始终保持与轴线垂直，静环端面随弹簧力对静环座的调正补偿作用自动保持与动环端面贴合，从而保证了密封的可靠性。工作压力范围达0-6.4MPa，工作温度达250℃。
权利要求1.一种双端面机械密封装置，包括有传动轴套，动、静环座及托装在其上的动、静环，弹簧及弹簧座，其特征在于套装在轴(7)上的传动套(9)一端与一盘状动环座(10)为一整体，动环座上、下两侧各有一填料槽，动环(4)以托装方式固定在动环座上，动环(4)端面分别与上、下两静环(5)的端面贴合，静环(5)亦以托装方式固定在静环座(14)上，上、下静环座是由上、下两组弹簧(8)支撑，并可浮动，弹簧座设置在上、下托盘(15)上。
2.根据权利要求1所述的双端面机械密封装置，其特征在于上、下动静环座与动、静环之间装有密封圈(6)，均设在距轴线相等半径的位置上，且上、下动、静环的填料槽直径与宽度符合下列关系式d22-db2d22-d12≤d42-db2d42-d32....(1)]]>且 b≥b1或d2-d12≥d4-d22....(2)]]>式中d1——静环端面内径；d2——静环端面外径；d3——填料槽内径； d4——填料槽外径；b1——填料槽宽度； b——密封端面宽度；db——平衡直径。
3.根据权利要求1所述的双端面机械密封装置，其特征在于动环在环座上的托装方式固定是由填料槽内壁上的凸起与动、静环外缘的凹槽相嵌合，使动、静环周向固定。
4.根据权利要求1所述的双端面机械密封装置，其特征在于动、静环材料及填料密封材料可采用聚四氟乙烯、氟橡胶、碳化硅、碳化钨、碳石墨、金属堆焊、金属喷涂。
专利摘要本实用新型是一种双端面机械密封装置。传动套上带有动环座,上、下两动环均由传动套带动旋转。上、下两个可浮动静环座分别由两组弹簧支撑调正,弹簧力作用在静环座上,靠静环座的浮动起到自动补偿作用,保持静密封端面与旋转轴的垂直,并与始终垂直于轴线的动环端面保持良好的贴合。本装置各密封件受力均匀合理,耐高温、高压,可在0—6.4MPa工作压力下和250℃的工作温度下工作。特别适用于化工行业搅拌釜或其它类似旋转机械的动密封。
文档编号F16J15/16GK2277467SQ9720064
公开日1998年4月1日 申请日期1997年1月20日 优先权日1997年1月20日
发明者高炎武, 李继和, 阮春红, 曾定, 曾菲, 陈敏祺 申请人:北京化工大学, 吉林化学工业股份有限公司染料厂