本发明专利技术提供一种径向自紧式填料密封装置及系统。该装置包括：填料函、支撑环、膨胀环、填料压盖、填料组件以及增压辅助装置；填料组件、膨胀环和支撑环均安装在填料函内部，通过填料压盖进行轴向定位；膨胀环与填料函之间形成容置空间，增压辅助装置与容置空间相连，支撑环为双瓣环，位于容置空间内；填料组件缠绕在传动轴上，包括软填料和轴向弹性体，轴向弹性体将软填料隔开；增压辅助装置包括增压活塞、仪表和阀门，增压活塞高设置低、中压腔、高压腔为容置空间提供高压流体。膨胀环在高压流体的作用下的径向变形，产生软填料和传动轴之间的接触应力。本发明专利技术可以较好地保证填料密封接触应力的均匀分布，提高密封能力，延长寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种径向自紧式填料密封装置及系统
本专利技术涉及工程机械
，特别是涉及一种密封装置及系统。
技术介绍
在工程机械
中，密封装置的应用十分广泛。对于现有的填料密封而言，其密封性能一般由填料压盖的压紧力产生，造成填料和轴的接触应力分布不均；填料的磨损会造成应力松弛，增大密封泄漏，使得调试及维护工作也比较繁琐。因此，如何保证填料接触应力的均匀分布以及接触应力的恒定对本领域技术人员而言是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种径向自紧式填料密封装置，以保证填料密封的密封性能，保证填料密封接触应力轴向的均匀分布及稳定，减少调试及维护工作。本专利技术实施例提供一种径向自紧式填料密封装置，所述径向自紧式填料密封装置安装于静止腔体和旋转轴之间，阻止密封介质的泄漏；所述填料密封装置包括：填料函、支撑环、膨胀环、填料压盖、填料组件以及增压辅助装置；其中，所述填料组件、所述膨胀环和所述支撑环均安装在所述填料函内部，所述填料函安装在所述静止腔体内部；所述膨胀环与所述填料函之间形成容置空间，所述支撑环位于容置空间内，所述支撑环与所述填料函之间留有间隙；所述增压辅助装置包括压力表、压力传感器I.Ⅱ、手阀、单向阀I.Ⅱ、电磁阀I.Ⅱ、增压活塞和管道；所述增压活塞为容置空间提供1.5-2倍介质压力的高压液体，产生所述填料组件和旋转轴之间的接触应力；所述增压活塞包括第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述增压活塞第一腔体与容置空间相连；所述压力表、压力传感器I、手阀与容置空间相连，所述压力传感器I检测容置空间内的压力，所述手阀用于排空容置空间中的气体；所述压力传感器Ⅱ、所述单向阀I与所述增压活塞第一腔体相连，所述电磁阀I、所述单向阀Ⅱ与所述增压活塞第二腔体相连；所述电磁阀Ⅱ与所述增压活塞第三腔体相连，所述电磁阀I、Ⅱ控制所述增压活塞的增压级别。初次使用，用所述手阀放空容置空间内空气，关闭手阀后，打开所述电磁阀I。所述压力传感器I检测的压力数值低于密封介质压力的1.5倍时，所述电磁阀Ⅱ开启，提高增压活塞的增压级别。所述填料组件包括软填料、轴向弹性体，所述软填料缠绕在旋转轴上，所述轴向弹性体将所述软填料隔开并提供软填料的预紧力。所述填料压盖将所述软填料和所述膨胀环轴向压紧。可选地，所述膨胀环紧贴所述软填料外侧；和/或，所述轴向弹性体采用圆柱形压缩弹簧。可选地，该径向自紧式填料密封装置还包括：O形圈；所述填料函和外部腔体之间采用O形圈密封；所述膨胀环和所述填料函之间采用O型圈密封，形成容置空间。可选地，所述增压活塞增压级别大于或等于2级。可选地，所述膨胀环材料包括不锈钢金属和塑料。可选地，所述支撑环为双瓣环，周向设置贯穿孔；双瓣环设置止口，扣合在所述膨胀环内部。本专利技术实施例还提供一种填料密封系统，包括上述的填料密封组件。可以看出，通过填料压盖和填料函的固定，形成集装式密封，简便了拆卸更换的步骤；增压活塞的增压作用为密封提供了可靠的高压流体，保证了软填料和轴之间恒定的接触应力；压力传感器和电磁阀的配合自动控制，提高了密封的可靠性；双瓣支撑环防止启停时的压力波动造成膨胀环的过大形变，分布的小孔能很好地将来自增压活塞的压力传导到膨胀处；轴向弹性体提供了填料密封静止时的预紧力，提高密封的适用性和可靠性，膨胀环的膨胀性保证了填料密封接触应力的均匀分布，提高了密封性能，延长了寿命。因此，本专利技术实施例在不同压力下均能保证良好的密封效果，寿命相较于普通填料密封也有所增加。附图说明为更清楚的说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图作简单地介绍。显而易见，附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例提供的径向自紧式填料密封装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的径向自紧式填料密封组件中的支撑环的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。为了解决现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供了一种径向自紧式填料密封装置。参见图1，图中示出了本专利技术实施例提供的径向自紧式填料密封装置的结构示意图。如图1所示，该径向自紧式填料密封组件安装于待密封的静止腔体1和旋转轴12之间，该径向自紧式填料密封装置包括：填料函2、支撑环3、膨胀环4、填料压盖5、填料组件(轴向弹性体6和软填料7)、增压辅助装置、O形圈8.9和内六角圆柱头螺钉10.11；增压辅助装置包括：手阀13、压力表14、压力传感器I15、压力传感器Ⅱ16、增压活塞17、管道18、单向阀I19、单向阀Ⅱ20、电磁阀I21和电磁阀Ⅱ22。本专利技术实施例中，填料函2和膨胀环4在O形圈8的密封作用下，形成容置空间，支撑环3安装于该容置空间内，对膨胀环4起支撑作用。软填料7缠绕在旋转轴13上，轴向弹性体6将软填料7隔开并提供软填料的预紧力。膨胀环4在高压流体的作用下压紧软填料7，保证填料和旋转轴12之间的接触应力。填料压盖5在内六角圆柱头螺钉11的作用下对填料组件和膨胀环起到轴向定位。整个填料密封组件通过螺钉10和腔体1进行固定。其中，填料函2、填料压盖5、支撑环3均采用金属材料制成，例如不锈钢材料；软填料可以为天然纤维、矿物纤维、合成纤维或者其他纤维材料。增压辅助装置是容置空间内高压流体的来源。增压活塞17分为低压腔500、中压腔400和高压腔300，高压腔300连有压力传感器Ⅱ，通过管道与填料函N1口相连，并通过单向阀I与介质腔200连接；中压腔400依次通过单向阀Ⅱ、电磁阀I与介质腔200相连；低压腔500通过电磁阀Ⅱ与介质腔200相连。填料函N2口连有手阀13、压力表14和压力传感器I15。支撑环3为双瓣环，外径和填料函2之间留有间隙100，提供高压流体流动的通道。填料函2开有孔N1和N2，N1孔与增压活塞17的高压腔300相连。N2孔与手阀13、压力表14和压力传感器I15，用于测量容置空间内的流体压力，并在初次使用该密封前，用于排净容置空间内的空气。压力传感器I的压力值决定电磁阀I、Ⅱ的开启。初次使用时，打开手阀13，排净空气后，关闭手阀。待压力传感器I的压力值和压力传感器Ⅱ的压力值相等时，电磁阀I开启，以保证容置空间和高压腔300内充满流体；随着软填料和传动轴之间的磨损，容置空间的容积增大，压力传感器I检测的压力数值低于密封介质压力的1.5倍时，电磁阀Ⅱ开启，提高增压活塞的增压级别。可选地，膨胀环3紧贴软填料7外侧；和/或，轴向弹性体6采用圆柱形压缩弹簧。可选地，该径向自紧式填料密封装置还包括：O形圈8、9；填料函2和腔体1之间开设有第一卡槽，O形圈9套设于第一卡槽内本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种径向自紧式填料密封装置，其特征在于，所述径向自紧式填料密封装置安装于静止腔体和旋转轴之间，阻止密封介质的泄漏；所述填料密封装置包括：填料函、支撑环、膨胀环、填料组件以及增压辅助装置；其中，/n所述填料组件、所述膨胀环和所述支撑环均安装在所述填料函内部，所述填料函安装在所述静止腔体内部；所述膨胀环与所述填料函之间形成容置空间，所述支撑环位于容置空间内，所述支撑环与所述填料函之间留有间隙；/n所述增压辅助装置包括压力表、压力传感器I.Ⅱ、手阀、单向阀I.Ⅱ、电磁阀I.Ⅱ、增压活塞和管道；所述增压活塞为容置空间提供1.5-2倍介质压力的高压液体，产生所述填料组件和旋转轴之间的接触应力；所述增压活塞包括第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述增压活塞第一腔体与容置空间相连；所述压力表、压力传感器I、手阀与容置空间相连，所述压力传感器I检测容置空间内的压力，所述手阀用于排空容置空间中的气体；所述压力传感器Ⅱ、所述单向阀I与所述增压活塞第一腔体相连，所述电磁阀I、所述单向阀Ⅱ与所述增压活塞第二腔体相连；所述电磁阀Ⅱ与所述增压活塞第三腔体相连，所述电磁阀I、Ⅱ控制所述增压活塞的增压级别。/n
【技术特征摘要】
1.一种径向自紧式填料密封装置，其特征在于，所述径向自紧式填料密封装置安装于静止腔体和旋转轴之间，阻止密封介质的泄漏；所述填料密封装置包括：填料函、支撑环、膨胀环、填料组件以及增压辅助装置；其中，
所述填料组件、所述膨胀环和所述支撑环均安装在所述填料函内部，所述填料函安装在所述静止腔体内部；所述膨胀环与所述填料函之间形成容置空间，所述支撑环位于容置空间内，所述支撑环与所述填料函之间留有间隙；
所述增压辅助装置包括压力表、压力传感器I.Ⅱ、手阀、单向阀I.Ⅱ、电磁阀I.Ⅱ、增压活塞和管道；所述增压活塞为容置空间提供1.5-2倍介质压力的高压液体，产生所述填料组件和旋转轴之间的接触应力；所述增压活塞包括第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述增压活塞第一腔体与容置空间相连；所述压力表、压力传感器I、手阀与容置空间相连，所述压力传感器I检测容置空间内的压力，所述手阀用于排空容置空间中的气体；所述压力传感器Ⅱ、所述单向阀I与所述增压活塞第一腔体相连，所述电磁阀I、所述单向阀Ⅱ与所述增压活塞第二腔体相连；所述电磁阀Ⅱ与所述增压活塞第三腔体相连，所述电磁阀I、Ⅱ控制所述增压活塞的增压级别。
2.根据权利要求1所述的径向自紧式填料密封装置，其特征在于，所述压力传感器I检测的压力数值低于密封介质压力的1.5倍时，所述电磁阀Ⅱ开启，提高增压活塞的增压级别。
<...
【专利技术属性】
技术研发人员：李双喜，赵祥，马润梅，陈潇竹，陈坤毅，杨海超，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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