用于非接触式机械密封的背压面积可调、开启可控型浮环制造技术

本发明专利技术公开了一种用于非接触式机械密封的背压面积可调、开启可控型浮环，包括扇形板滑块、后盖、驱动齿轮轴、中心传动体。本发明专利技术不同于已有的任何一种可控型机械密封所用浮环，本发明专利技术原理在于通过纯机械传动的方式改变浮环面积，将由扇形面积所构成的浮环设定一个最大值，在外界根据传动机构间的传动比及实际情况给驱动齿轮轴施加相应的速度，实现对闭合力的调节；在工况为高压时，本发明专利技术能够实现迅捷开启，为其后续的平稳运行奠定坚实的基础；在密封工作环境确定的前提下，具有易开启、可控性高、传动稳定等特性，能够有效对闭合力进行调控；此外，本发明专利技术可以灵活适配于干气密封工作环境的转变。作环境的转变。作环境的转变。

【技术实现步骤摘要】
用于非接触式机械密封的背压面积可调、开启可控型浮环


[0001]本专利技术属于机械密封
，具体涉及一种用于非接触式机械密封的背压面积可调、开启可控型浮环。

技术介绍

[0002]相较于传统接触式密封易泄漏、易污染、寿命短、经济效益低等缺点，干气密封具有使用寿命长、稳定可靠、密封消耗功率小、经济环保等特点，因此在相关领域得到了广泛应用。开槽的干气密封动环端面一般分为两个功能区：外区域和内区域，当端面外侧开设有流体动压槽（槽深为2.5～10
µ
m）的动环旋转时，流体动压槽把外径侧的高压润滑气体泵入密封端面之间，气体在开槽的外区域内被压缩，即自外径至槽径处气膜压力逐渐增加，在槽根部形成局部高压区，产生动压效应，在密封端面间隙内气膜力与浮环背压闭合力相互平衡的状态下，进而形成一定厚度的稳定气膜。
[0003]根据干气密封工作原理，浮环的受力平衡始终存在于干气密封运行过程中，其中开启力由密封间隙内的气膜压力分布决定，而闭合力则与进口压力、平衡半径和弹簧比压有关。干气密封设计一般是根据其配套主机工况开展的，在目前干气密封应用工况趋向于高压化的大环境中，高进口压力会使浮环的背压作用力大大提升，进而给干气密封的开启带来了一定的挑战。干气密封的迅捷开启能够为其后续的平稳运行奠定坚实的基础，如果开启不畅，即密封环长时间贴合，将会导致密封环端面磨损或端面温升过大。因此，在密封工作环境确定的前提下，要实现干气密封易开启的特性，可以对闭合力进行调控，需要干气密封具备“可控性”的特征。
[0004]中国专利CN104179975A提出一种通过电磁铁加载电流大小，辅以传感器动态监测，形成主动控制闭合力的装置，但这需要电磁铁等辅助装置，较为复杂，且未说明采用交流或直流电，若采用交流电磁铁，由于其吸力是依靠分磁环形成的两个交变磁场磁力迭加的直流分量来做功的，因而效率低、铁芯体积大、线圈能耗高，同时长时间工作时产生过多热量，扰乱密封效果；而若采用直流，则成本直线上升，不够经济。
[0005]中国专利CN102128272A提出一种闭合力可控的机械密封装置，通过调节浮环的泄漏量，形成梳齿密封，达到节流效应实现调节闭合力目标。要达到上述目的，必须严格控制梳齿密封与静环外缘端的间隙，但是在高压高速工况下，密封环的径向跳动将会对这一间隙形成影响，制约节流效应的效果。
[0006]中国专利CN104896104A公布了一种闭合力在线可调的气体润滑机械密封装置，其核心思想是在静环后设计一活塞结构，通过调节供气压力实现活塞对弹簧的压缩，进而达到改变弹簧压缩量调节闭合力的目的。这一方案在低压工况中的可行性尚可，但是对于高压重载环境，弹簧力相较于静环背压，其大小可以忽略不计。
[0007]为此，研发一种能够解决上述问题的用于非接触式机械密封的背压面积可调、开启可控型浮环是非常必要的。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服干气密封已有技术中存在的密封结构或调控系统过于复杂的问题，提供一种结构简单，用于非接触式机械密封的背压面积可调、开启可控型浮环，本专利技术采用纯机械传动，只需在驱动齿轮轴处施加所需要的速度便可，操作简单，安全可靠，抗干扰能力强；其次本专利技术所涉及机械均易批量制作，易于大规模应用；最后，如若需要新的传动关系，则可根据需求替换传动关系中的相应环节，这大大降低了经济成本。
[0009]本专利技术的目的是这样实现的，包括扇形板滑块、后盖、驱动齿轮轴、中心传动体；所述扇形板滑块包括扇形板本体以及设于扇形板本体内侧的滑块，滑块底面带齿；所述后盖为圆形盖，边缘为圆周壁面，中心设有通孔，后盖内表面上开设圆孔，圆孔为非通孔，且圆孔靠近通孔；圆周壁面顶部设有第一O形圈；所述中心传动体包括圆盘、内啮合齿轮，圆盘中心设有孔洞，绕孔洞在圆盘顶面设有一圈平面螺纹，孔洞与圆柱形壁顶部边缘连接，内啮合齿轮固设于圆柱形壁底部边缘，内啮合齿轮内径大于通孔直径；所述扇形板滑块有三个，沿圆周分布，且扇形板本体均呈120
°
，扇形板本体底面紧贴圆盘顶面，且滑块底面的齿与圆盘顶面的平面螺纹滑动配合，平面螺纹外围设有第二O形圈，第二O形圈紧贴扇形板本体底面；所述后盖盖于中心传动体底面，且圆周壁面顶部与圆盘边缘接触，第一O形圈位于二者之间，圆孔从内啮合齿轮内部露出；所述驱动齿轮轴轴端部的圆柱形键嵌入圆孔内，且驱动齿轮轴的齿轮与内啮合齿轮相啮合。
[0010]本专利技术的有益效果：本专利技术不同于已有的任何一种可控型机械密封所用浮环，本专利技术原理在于通过纯机械传动的方式改变浮环面积，将由扇形面积所构成的浮环设定一个最大值，在外界根据传动机构间的传动比及实际情况给驱动齿轮轴施加相应的速度，实现对闭合力的调节；在工况为高压时，本专利技术能够实现迅捷开启，为其后续的平稳运行奠定坚实的基础；在密封工作环境确定的前提下，具有易开启、可控性高、传动稳定等特性，能够有效对闭合力进行调控；此外，本专利技术可以灵活适配于干气密封工作环境的转变。
附图说明
[0011]图1为本专利技术立体结构示意图；图2为本专利技术去掉一个扇形板滑块的立体结构示意图；图3为中心传动体顶面的结构示意图；图4为中心传动体底面的立体结构示意图；图5为后盖顶面的结构示意图；图6为后盖底面的立体结构示意图；图7为驱动齿轮轴的立体结构示意图；图8为扇形板滑块底面的立体结构示意图；图9为本专利技术使用状态的总装配结构示意图；图中：1
‑
扇形板滑块，101
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扇形板本体，102
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滑块，2
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后盖，201
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圆周壁面，202
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通孔，203
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圆孔，3
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驱动齿轮轴，4
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中心传动体，401
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圆盘，402
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内啮合齿轮，403
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孔洞，404
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平面螺纹，405
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圆柱形壁，5
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第一O形圈，6
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第二O形圈，7
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本专利技术浮环，8
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腔体，9
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进气口，10
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轴套Ⅰ，11
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动环，12
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密封环，13
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销钉，14
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轴，15
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弹簧座，16
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弹簧，17
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推环，18
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轴套Ⅱ。
具体实施方式
[0012]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或替换，均属于本专利技术的保护范围。
[0013]如附图1~图9所示本专利技术包括扇形板滑块1、后盖2、驱动齿轮轴3、中心传动体4，所述扇形板滑块1包括扇形板本体101以及设于扇形板本体101内侧的滑块102，滑块102底面带齿；所述后盖2为圆形盖，边缘为圆周壁面201，中心设有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于非接触式机械密封的背压面积可调、开启可控型浮环，包括扇形板滑块（1）、后盖（2）、驱动齿轮轴（3）、中心传动体（4），其特征在于：所述扇形板滑块（1）包括扇形板本体（101）以及设于扇形板本体（101）内侧的滑块（102），滑块（102）底面带齿；所述后盖（2）为圆形盖，边缘为圆周壁面（201），中心设有通孔（202），后盖（2）内表面上开设圆孔（203），圆孔（203）为非通孔，且圆孔（203）靠近通孔（202）；圆周壁面（201）顶部设有第一O形圈（5）；所述中心传动体（4）包括圆盘（401）、内啮合齿轮（402），圆盘（401）中心设有孔洞（403），绕孔洞（403）在圆盘（401）顶面设有一圈平面螺纹（404），孔洞（403）与圆柱形壁（405）顶部边缘连接，内啮合齿轮（402）固设于圆柱形壁（405）底部边缘，内啮合齿轮（402）内径大于通孔（202）直径；所述扇形板滑块（1）有三个，沿圆周分布，且扇形...

【专利技术属性】
技术研发人员：许恒杰，齐元达，宋鹏云，毛文元，邓强国，孙雪剑，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：