一种接触式固体颗粒填料迷宫密封结构制造技术

本发明专利技术涉及一种接触式固体颗粒填料迷宫密封结构，属于密封结构领域。包括用于连通两种介质空间的填料函，所述填料函在靠近某一介质空间的一侧设有填料固定挡板；所述填料函内在所述填料固定挡板上铺设第一固体颗粒，所述第一固体颗粒的铺设宽度填充整体填料函截面。在填料函填充预紧的球形颗粒，使颗粒之间形成微小的迷宫通道；形成的迷宫通道具有传统迷宫密封的增加介质阻损的作用。因为颗粒物的宏观流动变形特性，该密封结构还具有软填料密封的自适应性优点；同时因为球形颗粒的滚动耐磨特性，这样的密封结构比传统软填料密封使用寿命更长；这种密封结构所使用的材质是易于获得的普通工程材料，成本低廉。成本低廉。成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种接触式固体颗粒填料迷宫密封结构


[0001]本专利技术属于密封结构领域，涉及一种接触式固体颗粒填料迷宫密封结构。

技术介绍

[0002]在运动机械结构中，常用圆柱套筒副(具有转动和(或)移动自由度)或具有套管、轴结构的移动副(由于无转动自由度，套管和轴截面不一定为圆形)，这样的结构有时运用在高温、高压介质容器中。对上述的运动副间隙进行密封，防止介质容器中的介质泄漏是应用中必须解决的问题。
[0003]传统应用中，对于不存在高温介质的运动结构，常常使用橡胶密封圈进行密封，取得了较好的效果；但是当运动结构的径向尺寸较大，例如一般达到1米以上的尺寸，密封的可靠性常常不佳，加工成本也大幅增加；进一步，当运动结构一端或两端存在高温介质时，运动结构受热变形以及高温使橡胶密封圈的应用几乎不可能。解决上述问题的传统办法常常是应用特殊的密封结构以及开发耐高温密封材料。对于高温问题，尽管已开发出一些对运动结构的冷却技术，但由于实际高温介质常常是温度不稳定地，运动结构的变形几乎是不可避免的。目前公知技术主要有两种结构解决上述问题：一是采用柔性石墨盘根填料密封结构，二是采用迷宫密封。但这两种技术在某些工况环境中均存在缺陷：采用柔性石墨填料的缺陷在于磨损消耗较快；采用迷宫密封由于介质压力的不稳定，常常是易于泄漏的。
[0004]总结上述问题：其主要技术矛盾在于密封结构对磨损的适应性需求和密封泄漏之间的矛盾(即可理解为，迷宫结构为了适应磨损必须面对泄漏问题，软填料结构为了减少泄漏又必须面对磨损问题)。进一步阐述，软填料密封技术和迷宫密封技术几乎是朝着矛盾的两个极端方向发展：(1)软填料密封能在运行初期解决泄漏问题，但磨损较快，即使采用更耐磨的材料结构以及自动压紧技术，但效果改善仍然不能满足用户日益增长的需求；(2)传统的迷宫密封及其改进结构几乎不存在磨损消耗，但受到制造精度和高温变形限制，缝隙不可避免，从而泄漏是不可避免的。对于某些重要的应用场景，由于不能忍受填料密封的过快损耗，不得不采用迷宫密封，对于迷宫密封的泄漏问题只能接受。近二十几年来，逐渐兴起的刷式密封结构其初始目的是对上述提到的重要应用场景的迷宫密封的替代结构，也是对技术矛盾的调和——通过密排的刷丝(刷丝之间不是刚性固连但又互相接触形成微小缝隙)，兼具填料密封的宏观柔弹性、自适应优点和迷宫密封的增阻损的优点(由于刷丝之间缝隙非常小，阻损比传统迷宫密封大幅提升)。但是，目前刷式密封主要还是应用在航空、军工、电力领域的发动机、涡轮机等高端、重要设备上，其主要原因在于：为了保证刷丝工作可靠、耐磨，刷丝采用的是如钴合金这样的昂贵材料，其制造成本自然也是高昂的。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种接触式固体颗粒填料迷宫密封结构，以达到长寿、耐磨且自适应接触和增强迷宫效果的技术目的，旨在采用易于获得且成本低廉的材料，降低结构的加工精度。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种接触式固体颗粒填料迷宫密封结构，包括用于连通两种介质空间的填料函，所述填料函在靠近某一介质空间的一侧设有填料固定挡板；所述填料函内在所述填料固定挡板上铺设第一固体颗粒，所述第一固体颗粒的铺设宽度填充整体填料函截面。
[0008]可选的，所述填料函设置在外轴套与轴组成的运动副之间。
[0009]可选的，所述第一固体颗粒为球形颗粒。
[0010]可选的，所述第一固体颗粒表面经耐磨处理。
[0011]可选的，所述填料函内填充有润滑油。
[0012]可选的，还包括至少一层与第一固体颗粒分层铺设的第二固体颗粒，形成至少两层填充层，所述第二固体颗粒的颗粒直径小于所述第一固体颗粒。
[0013]可选的，还包括至少一种填充在至少一层填充层内固体颗粒之间缝隙中的第三固体颗粒，所述第三固体颗粒的颗粒直径小于在该填充层内的固体颗粒且其颗粒直径与其所填充的空隙壁面相切。
[0014]可选的，所述填料函远离所述填料固定挡板的一侧上设有填料浮动压板。
[0015]可选的，所述填料浮动压板通过预紧弹簧进行固定。
[0016]可选的，所述预紧弹簧通过预紧弹簧浮动压板及穿过该预紧弹簧浮动压板的预紧弹簧压紧结构进行固定。
[0017]本专利技术的有益效果在于：
[0018]1、本专利技术采用固体颗粒替代软填料，由于固体颗粒的整体宏观流动性具有软填料自适应密封的特性，同时利用固体颗粒之间的小缝隙增加介质阻损，具有迷宫密封的特性，使其可以综合软填料密封和迷宫密封的优点。
[0019]2、由于固体颗粒采用耐磨的近似球形的固体颗粒，其与密封面的摩擦以及与固体颗粒之间的摩擦力较小。
[0020]3、在不同粒径层之间使用隔板，防止了不同粒径固体颗粒之间互相流动，从而导致小颗粒流失到容器致使密封失效。
[0021]4、整体采用逐层递增或递减的固体颗粒粒径，使缝隙介质阻损逐渐递减或递增，便于整体结构对不同密封要求的适应。
[0022]5、在固体颗粒层缝隙进一步填充较小的颗粒，进一步减小缝隙，增强迷宫效果，理论上通过这样多次填充，可与刷丝密封效果相当。
[0023]6、通过对整体固体颗粒填料进行预紧，防止运动过程固体颗粒的随意流动(漏入介质容器)，加强其工作稳定性。
[0024]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0026]图1为本专利技术的主剖视图；
[0027]图2为图1的I区放大视图；
[0028]图3为一种固体颗粒排布方式的局部轴测图。
[0029]附图标记：外轴套1、填料固定挡板2、轴3、第一固体颗粒4、第二固体颗粒5、第一填充颗粒401、第二填充颗粒501、填料浮动压板6、预紧弹簧7、预紧弹簧浮动压板8、预紧弹簧压紧结构9、第一容器V1、第二容器V2、第一介质空间C1、第二介质空间C2、填料函C3、中心轴线A1。
具体实施方式
[0030]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接触式固体颗粒填料迷宫密封结构，其特征在于：包括用于连通两种介质空间的填料函，所述填料函在靠近某一介质空间的一侧设有填料固定挡板；所述填料函内在所述填料固定挡板上铺设第一固体颗粒，所述第一固体颗粒的铺设宽度填充整体填料函截面。2.根据权利要求1所述的接触式固体颗粒填料迷宫密封结构，其特征在于：所述填料函设置在外轴套与轴组成的运动副之间。3.根据权利要求1所述的接触式固体颗粒填料迷宫密封结构，其特征在于：所述第一固体颗粒为球形颗粒。4.根据权利要求1所述的接触式固体颗粒填料迷宫密封结构，其特征在于：所述第一固体颗粒表面经耐磨处理。5.根据权利要求1所述的接触式固体颗粒填料迷宫密封结构，其特征在于：所述填料函内填充有润滑油。6.根据权利要求1所述的接触式固体颗粒填料迷宫密封结构，其特征在于：还包括至少一层与第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：马云峰，王蜀生，郑军，戴文军，
申请(专利权)人：中冶赛迪技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：