CN109185462A - 一种超高速均质机的干式机械密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种超高速均质机的干式机械密封装置，包括：动环组件、弹性补偿组件、辅助密封组件；弹性补偿组件包括静环、弹簧、弹簧座、气垫组件；弹簧座设有第一环形内嵌槽，静环的尾端内嵌于第一环形内嵌槽；静环的尾端设有第二环形内嵌槽，弹簧镶嵌于第二环形内嵌槽内，并与弹簧座固定连接；气垫组件包括环状分布于静环内的若干导流槽、径向孔板、转接头；气源通过转接头由径向孔板、导流槽流至静环的前端面。本发明，通过气垫组件产生的气流，在密封面产生环状的气垫旋，使密封摩擦付产生分离，从而阻断纳米粉料泄漏，动环、静环之间无接触磨损，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种超高速均质机的干式机械密封装置。
背景技术
机械密封装置是一种旋转机械的轴封装置，常用于比如离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备。机械密封装置由一对或数对垂直于旋转轴作相对滑动的密封面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。
高压均质机是通过高压流体产生的强烈的剪切力和研磨力,对物料产生剪切与研磨作用,以达到均质的目的。超高速均质机中的介质为纳米级的粉料，高速旋转时，介质一旦进入到密封面，密封面有摩擦，就容易起火，因此，传统的机械密封装置在高速均质机中难以适用。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种能适用于超高速均质机的干式机械密封装置，其动环与静环之间完全不接触，不会产生摩擦，通过动环与静环之间的气旋垫保持密封，密封效果好，使用寿命长。
为了实现上述目的，本发明提供了一种超高速均质机的干式机械密封装置，其包括动环组件、弹性补偿组件、辅助密封组件；
弹性补偿组件包括静环、弹簧、弹簧座；弹簧座设有第一环形内嵌槽，静环的尾端内嵌于第一环形内嵌槽；静环的尾端设有第二环形内嵌槽，弹簧镶嵌于第二环形内嵌槽内，并与弹簧座固定连接；静环与弹簧座之间设有第一轴向浮动式O型圈；
弹性补偿组件还包括气垫组件，气垫组件包括环状分布于静环内的若干导流槽、径向孔板、转接头；气源通过转接头由径向孔板至导流槽，导流槽从与径向孔板的连通位置联通至静环的前端面。
本发明中，动环与静环形成摩擦付，并通过气垫组件产生的气流，在密封面产生环状的气垫旋，使传统的机械密封摩擦付产生分离，从而达到阻断纳米粉料泄漏的目的。
本发明，通过气垫旋产生的压力差与弹簧的平衡，使动环和静环的摩擦付产生动态分离平衡；在超高速均质机运转的情况下，由于摩擦付在高速旋转条件下处于动态分离状态，动环、静环之间无接触磨损，因此，本发明提供的干式机械密封装置，具备寿命无限的可能。
本发明中的干式机械密封装置，在转速越高的情况下，分离效果越好，密封状态越稳定，故本发明干式机械密封装置的最高转速以配套主机设备上的高速轴承为速度标定值。
本发明中，动环与静环之间的轴向间隙维持在约5μ，由气垫旋产生的分离力与弹簧的闭合力达到动态平衡。
本发明中，动环及动环O型圈形成主要的密封转动部件。动环由导热性好、硬度高、热稳定性好的材质制成，并且表面经研磨抛光处理。气垫组件通入的气体，进一步使高速旋转产生的热量被及时带走。
本发明中的静环，内设多个环状均匀分布的导流槽，密封面设置多处环形槽，使得高速转动时形成动态高压气垫旋。静环由特殊碳纤维填充聚氟塑料制成，具有抗干摩擦能力和防粘合不脱离，不污染介质等特点。动、静环之间的间隙可通过设置在轴上的双螺母来做微量调整。
根据本发明另一具体实施方式，动环组件包括动环座、动环和动环O型圈，动环镶嵌于动环座内，形成主要的密封转动部件。
根据本发明另一具体实施方式，导流槽均匀分布于静环上，为阻断纳米干粉介质的泄漏产生足够的轴向分离力。径向孔板的数目与导流槽的数目相对应，一个径向孔板联通一个导流槽。
根据本发明另一具体实施方式，弹簧座与静环之间设有防转销，防转销内设于第一环形内嵌槽和第二环形内嵌槽，并固定于弹簧座上。防止静环转动，确保径向孔板与导流槽之间的连接稳定，以及弹簧的稳定，提高机械密封装置运行的稳定性。
根据本发明另一具体实施方式，浮动式静环的外侧设有密封腔体，径向孔板穿过密封腔体，密封腔体的设置，可以减轻机械密封装置的重量，同时腔体的结构还能对径向孔板实现保护。
根据本发明另一具体实施方式，密封腔体与弹簧座之间设有第二轴向浮动式O型圈。第一轴向浮动式O型圈和第二轴向浮动式O型圈构成双浮动式O型圈，维持静环的平衡和稳定，同时第一轴向浮动式O型圈和第二轴向浮动式O型圈与弹簧形成双向平衡形密封机制，即密封介质与密封腔气体的压力差，无论是正压还是负压均能保证密封的可靠运转。
根据本发明另一具体实施方式，密封腔体的外侧设有密封压盖；转接头固定于密封压盖内。
根据本发明另一具体实施方式，密封腔体通过螺钉与弹簧座固定，密封压盖通过压板和螺钉与密封腔体固定，便于将弹性补偿组件预装成一个整体，方便安装、调试、维护和检测等工作。
根据本发明另一具体实施方式，动环座的外侧设有环形凹槽，便于实现密封面的平衡，同时减轻机械密封装置的重量。
根据本发明另一具体实施方式，转接头连接气源，气源为惰性气体，避免与介质容器内的粉料或气体发生化学反应。
本发明中，各个部件之间通过O型圈来预组装，不存在刚性接触，提高了机械密封装置的可靠性，制造的精度和产品的适应性得到大大改善。
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是实施例1的超高速均质机的干式机械密封装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种超高速均质机的干式机械密封装置，如图1所示，其包括动环102组件、弹性补偿组件、辅助密封组件。
动环102组件包括动环座101、动环102和动环O型圈103，动环座101套设于转轴上，动环102镶嵌于动环座101内，形成主要的密封转动部件。动环座101的外侧设有环形凹槽104，便于实现密封面的平衡，同时减轻机械密封装置的重量。动环102由导热性好，硬度高，热稳定性好的材质制成，并且表面经研磨抛光处理。
弹性补偿组件包括静环201、弹簧203、弹簧座204和气垫组件。弹簧座204设有第一环形内嵌槽；静环201由特殊碳纤维填充聚氟塑料制成，具有抗干摩擦能力和防粘合不脱离，不污染介质等特点，静环201的尾端内嵌于第一环形内嵌槽；静环201的尾端设有第二环形内嵌槽，弹簧203镶嵌于第二环形内嵌槽内，并与弹簧座204固定连接，静环201外套由静环O型圈202；气垫组件包括环状分布于静环201内的若干导流槽210、径向孔板209、转接头207；气源通过转接头207由径向孔板209流至导流槽210，导流槽210从与径向孔板209的连通位置联通至静环201的前端面，密封面设置多处环形槽，使得高速转动时形成动态高压气垫旋。为避免与介质容器内的粉料或气体发生化学反应，气源为惰性气体。气垫组件中源源不断的气体，还能将高速旋转产生的热量被及时带走，进一步进行降温，保护机械密封装置。
为阻断纳米介质的泄漏产生足够的轴向分离力，导流槽210的数目为多个，均匀分布于静环201上，径向孔板209的数目与导流槽210的数目相对应，一个径向孔板209联通一个导流槽210。具体地，转接头207与径向孔板209之间设有环形轴向孔板208，气源通过转接头207至环形轴向孔板208，多个径向孔板209均连通环形轴向孔板208，并将气体输送至导流槽210。弹簧座204与静环201之间设有防转销7，防转销7内设于第一环形内嵌槽和第二环形内嵌槽，并固定于弹簧座204上，防止静环201转动，确保径向孔板209与导流槽210之间的连接稳定，以及弹簧203的稳定，提高机械密封装置运行的稳定性。
静环201的外侧设有密封腔体4，径向孔板209穿过密封腔体4，密封腔体4的设置，可以减轻机械密封装置的重量，同时腔体的结构还能对高压状态下的径向孔板209实现保护。
密封腔体4的外侧设有密封压盖5；转接头207固定于密封压盖5内。
通过台阶设置，静环201与弹簧座204之间设有第一轴向浮动式O型圈205；密封腔体4与弹簧座204之间设有第二轴向浮动式O型圈206。第一轴向浮动式O型圈205和第二轴向浮动式O型圈206构成双浮动式O型圈，维持静环201的平衡和稳定，同时第一轴向浮动式O型圈205和第二轴向浮动式O型圈206与弹簧203形成双向平衡形密封机制，即密封介质与密封腔气体的压力差，无论是正压还是负压均能保证密封的可靠运转。
动环102与静环201之间的轴向间隙维持在5μ，由气垫旋产生的分离力与弹簧203的闭合力达到动态平衡。运转前，动、静环201之间的间隙可通过设置在轴上的双螺母来做微量调整。
本实施例中，各个部件之间通过O型圈来预组装，密封腔体4通过螺钉与弹簧座204固定，密封压盖5通过压板6和螺钉与密封腔体4固定，将弹性补偿组件预装成一个整体，方便安装、调试、维护和检测等工作。
第一O型圈301、第二O型圈302构成辅助密封组件。
本实施例中的干式机械密封装置，在转速越高的情况下，分离效果越好，密封状态越稳定，其最高转速以配套主机设备上的高速轴承为速度标定值。
虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。
Claims (10)
1.一种超高速均质机的干式机械密封装置，所述干式机械密封装置包括动环组件、弹性补偿组件、辅助密封组件，其特征在于，
所述弹性补偿组件包括静环、弹簧、弹簧座；所述弹簧座设有第一环形内嵌槽，所述静环的尾端内嵌于所述第一环形内嵌槽；所述静环的尾端设有第二环形内嵌槽，所述弹簧镶嵌于所述第二环形内嵌槽内，并与所述弹簧座固定连接；所述静环与所述弹簧座之间设有第一轴向浮动式O型圈；
所述弹性补偿组件还包括气垫组件，所述气垫组件包括环状分布于所述静环内的若干导流槽、径向孔板、转接头；气源通过所述转接头由所述径向孔板流至所述导流槽，所述导流槽从与所述径向孔板的连通位置联通至所述静环的前端面。
2.如权利要求1所述的超高速均质机的干式机械密封装置，其特征在于，所述动环组件包括动环座、动环和动环O型圈，所述动环座套设于转轴上，所述动环镶嵌于所述动环座内。
3.如权利要求1所述的超高速均质机的干式机械密封装置，其特征在于，所述导流槽的数目为多个；
所述径向孔板的数目与所述导流槽的数目相对应，一个所述径向孔板联通一个所述导流槽。
4.如权利要求1所述的超高速均质机的干式机械密封装置，其特征在于，所述弹簧座与所述静环之间设有防转销，所述防转销内设于所述第一环形内嵌槽和所述第二环形内嵌槽，并固定于所述弹簧座上。
5.如权利要求1所述的超高速均质机的干式机械密封装置，其特征在于，所述浮动式静环的外侧设有密封腔体。
6.如权利要求5所述的超高速均质机的干式机械密封装置，其特征在于，所述密封腔体与所述弹簧座之间设有第二轴向浮动式O型圈。
7.如权利要求5所述的超高速均质机的干式机械密封装置，其特征在于，所述密封腔体的外侧设有密封压盖；所述转接头固定于所述密封压盖内。
8.如权利要求7所述的超高速均质机的干式机械密封装置，其特征在于，所述密封腔体通过螺钉与所述弹簧座固定，所述密封压盖通过压板和螺钉与所述密封腔体固定。
9.如权利要求1所述的超高速均质机的干式机械密封装置，其特征在于，所述动环座的外侧设有环形凹槽。
10.如权利要求1所述的超高速均质机的干式机械密封装置，其特征在于，所述转接头连接气源，所述气源为惰性气体。
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