一种可适应正反转向的倾角自调控箔片端面气膜密封结构制造技术

一种可适应正反转向的倾角自调控箔片端面气膜密封结构，包括气膜密封的动环或静环；其特征在于：所述动环或静环中至少有一个密封环为箔片端面密封环；所述箔片端面密封环包括第一箔片、第二箔片、固定销、箔片固定座、弹簧、箔片安装环、凸轮圆盘、涡卷弹簧、环本体和螺栓；所述第一箔片通过所述固定销固定于所述环本体上，所述第一箔片沿圆周方向均匀排布；所述第二箔片包括平箔片和圆柱箔；所述涡卷弹簧通过受到扭矩作用扭转实现所述凸轮圆盘与所述环本体的相对转动，所述第二箔片在所述弹簧的拉力作用下紧贴凸轮圆盘上表面，使所述第二箔片的倾角大小和倾斜方向可随所接触的凸轮圆盘上表面形貌变化而变化。圆盘上表面形貌变化而变化。圆盘上表面形貌变化而变化。

【技术实现步骤摘要】
一种可适应正反转向的倾角自调控箔片端面气膜密封结构


[0001]本专利技术涉及机械端面密封结构设计
，具体涉及一种可适应正反转向的倾角自调控箔片端面气膜密封结构，特别适用于各种高速旋转机械的轴端密封装置。

技术介绍

[0002]端面气膜密封是用于高速旋转机械的轴端密封的一种新型机械密封形式，具有低泄漏长寿命的显著性能优势，目前传统端面气膜密封为干气密封，现有干气密封技术在高速或变工况条件下容易发生失稳，导致端面变形，进而造成密封失效。
[0003]箔片端面气膜密封结构在工况发生变化或受到外界扰动时，能够实现膜厚在小范围内变化并达到动态平衡，现有技术中箔片端面气膜密封结构多数只能运用在单向旋转中，且箔片开启力不可调节，但工程实际中，很多旋转机械转速会实时变化且可能发生反转，此时传统箔片端面气膜密封结构会发生剧烈摩擦，严重则可能导致密封结构受损，造成泄漏。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在解决上述传统干气密封和箔片端面气膜密封的问题，提供一种可适应正反转向的倾角自调控箔片端面气膜密封结构。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种可适应正反转向的倾角自调控箔片端面气膜密封结构，包括气膜密封的动环或静环；其特征在于：
[0007]所述动环或静环中至少有一个密封环为箔片端面密封环；所述箔片端面密封环包括第一箔片、第二箔片、固定销、箔片固定座、弹簧、箔片安装环、凸轮圆盘、涡卷弹簧、环本体和螺栓；所述第一箔片通过所述固定销固定于所述环本体上，所述第一箔片沿圆周方向均匀排布；所述第二箔片包括平箔片和圆柱箔，所述平箔片与所述圆柱箔通过焊接相连，所述圆柱箔沿周向均匀设置于所述平箔片下方；所述第二箔片左右两端均设有第一弹簧固定槽，所述箔片固定座两端均设有第二弹簧固定槽，所述弹簧两端分别固定于所述第一弹簧固定槽和所述第二弹簧固定槽内，所述箔片固定座与所述箔片安装环通过榫卯连接，所述箔片安装环上沿周向均匀设有若干第一螺纹孔；所述凸轮圆盘沿周向均匀开设有若干限位槽口，所述凸轮圆盘设有安装槽，用于安装所述箔片安装环，所述凸轮圆盘内圆周面上开设有第一涡卷弹簧固定槽；所述环本体的圆周面上均匀开设有若干沿径向方向的内径固定销孔和外径固定销孔，所述环本体开设圆环槽作为所述涡卷弹簧的安装腔体，所述环本体底面上沿周向均匀开设若干第二螺纹孔，所述螺栓通过所述第一螺纹孔、限位槽口和第二螺纹孔连接所述箔片安装环和环本体，所述圆环槽内侧面上开设有第二涡卷弹簧固定槽，所述环本体靠内径侧的圆环台阶作为密封坝；所述涡卷弹簧两端分别安装于所述第一涡卷弹簧固定槽和第二涡卷弹簧固定槽内，以连接所述凸轮圆盘和所述环本体；所述涡卷弹簧通过受到扭矩作用扭转实现所述凸轮圆盘与所述环本体的相对转动，所述第二箔片在所述弹
簧的拉力作用下紧贴凸轮圆盘上表面，使所述第二箔片的倾角大小和倾斜方向可随所接触的凸轮圆盘上表面形貌变化而变化。
[0008]作为一种优选的技术方案，所述固定销为中空结构，所述固定销两端设有径向槽口，所述径向槽口槽深为所述固定销半径长度，两侧所述径向槽口之间设有若干轴向槽口，所述轴向槽口沿周向均匀排布。
[0009]作为一种优选的技术方案，所述凸轮圆盘上表面沿圆周方向均匀开设若干凹陷曲面，所述凹陷曲面数量为所述第二箔片数量的整数倍。
[0010]作为一种优选的技术方案，所述限位槽口沿所述凹陷曲面两侧对称开设，所述限位槽口长度小于或等于所述第一箔片的外径弧长。
[0011]采用上述技术方案后，本专利技术具有如下优点：
[0012]本专利技术的一种可适应正反转向的倾角自调控箔片端面气膜密封结构，用于旋转机械的轴端密封，作为非接触式机械密封中的动环与轴共同转动，初始状态下涡卷弹簧处于原长不受力的状态，第二箔片处于水平状态，随着轴的旋转，凸轮圆盘在涡卷弹簧的作用下可在环本体内相对转动，当环本体正转时，凸轮圆盘反转，第二箔片在弹簧作用下右侧沿凸轮圆盘上表面的凹陷曲面发生倾斜；当环本体反转时，凸轮圆盘正转，第二箔片在弹簧作用下左侧沿凸轮圆盘上表面的凹陷曲面发生倾斜，实现箔片的倾角方向根据旋转机械转向自适应调节，即第二箔片的倾斜方向始终朝向旋转机械的旋转方向，利于端面开启，实现非接触式密封，以同时适用于单向或双向旋转，此外随着转速的变化，涡卷弹簧的形变量随之改变，凸轮圆盘转动量也会发生改变，且凸轮圆盘上设有限位槽口可限制其转动角度，即控制第二箔片的倾斜角度大小在一定范围内，第二箔片的倾斜角度大小随转速变化而变化，实现气膜压力随转速自适应改变，提高了旋转机械密封高速运行和加减速过程的稳定性。
[0013]本专利技术的一种可适应正反转向的倾角自调控箔片端面气膜密封结构，凸轮圆盘一方面起到改变箔片倾角的作用，另一方面能为箔片提供刚性支承，保证箔片的刚度，提高箔片的抗冲击振动性能，第二箔片上层为平箔片下层为圆柱箔，圆柱箔贴合凸轮圆盘上表面充当凸轮滚子，在弹簧的拉力作用下，使圆柱箔始终贴合凸轮圆盘上表面，从而实现箔片倾角大小和倾斜方向随凸轮圆盘上表面形貌改变。
附图说明
[0014]图1为一种可适应正反转向的倾角自调控箔片端面气膜密封结构的爆炸图；
[0015]图2为箔片端面局部装配结构示意图；
[0016]图3为第一箔片固定销的结构示意图；
[0017]图4为凸轮圆盘的结构示意图；
[0018]图5为环本体的主视图；
[0019]图6为图5中A
‑
A剖面的剖视图；
[0020]图7为箔片端面气膜密封结构的俯视图；
[0021]图8为图7中B
‑
B剖面的剖视图；
[0022]图9为第二箔片的结构示意图；
[0023]图中：
[0024]1‑
第一箔片；
[0025]2‑
第二箔片；201
‑
第一弹簧固定槽；202
‑
平箔片；203
‑
圆柱箔；
[0026]3‑
固定销；301
‑
径向槽口；302
‑
轴向槽口；
[0027]4‑
箔片固定座；401
‑
第二弹簧固定槽；
[0028]5‑
弹簧；
[0029]6‑
箔片安装环；601
‑
第一螺纹孔；
[0030]7‑
凸轮圆盘；701
‑
安装槽；702
‑
限位槽口；703
‑
凸轮圆盘上表面；7031
‑
凹陷曲面；704
‑
第一涡卷弹簧固定槽；
[0031]8‑
涡卷弹簧；
[0032]9‑
环本体；901
‑
内径固定销孔；902
‑
外径固定销孔；903
‑
第二螺纹孔；904
‑
第二涡卷弹簧固定槽；905...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可适应正反转向的倾角自调控箔片端面气膜密封结构，包括气膜密封的动环或静环；其特征在于：所述动环或静环中至少有一个密封环为箔片端面密封环；所述箔片端面密封环包括第一箔片、第二箔片、固定销、箔片固定座、弹簧、箔片安装环、凸轮圆盘、涡卷弹簧、环本体和螺栓；所述第一箔片通过所述固定销固定于所述环本体上，所述第一箔片沿圆周方向均匀排布；所述第二箔片包括平箔片和圆柱箔，所述平箔片与所述圆柱箔通过焊接相连，所述圆柱箔沿周向均匀设置于所述平箔片下方；所述第二箔片左右两端均设有第一弹簧固定槽，所述箔片固定座两端均设有第二弹簧固定槽，所述弹簧两端分别固定于所述第一弹簧固定槽和所述第二弹簧固定槽内，所述箔片固定座与所述箔片安装环通过榫卯连接，所述箔片安装环上沿周向均匀设有若干第一螺纹孔；所述凸轮圆盘沿周向均匀开设有若干限位槽口，所述凸轮圆盘设有安装槽，用于安装所述箔片安装环，所述凸轮圆盘内圆周面上开设有第一涡卷弹簧固定槽；所述环本体的圆周面上均匀开设有若干沿径向方向的内径固定销孔和外径固定销孔，所述环本体开设圆环槽作为所述涡卷弹簧的安装腔体，所述环本体底面上沿周向均匀开设若干第二螺纹孔，所述螺栓通过所述第一螺纹孔、限位槽口和第二螺纹孔连接所述箔片安装环和环本体，所述圆环槽内侧面上开设有第二涡卷弹簧固定槽，所述环本体靠内径侧的圆环台阶作为密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈源，潘永健，李孝禄，李运堂，王冰清，金杰，彭旭东，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：