带中间差速环的机械密封装置，在以密封端面相对设置的由被密封的旋转轴驱动的旋转环和静止环之间，设有两端面分别与旋转环和静止环相对且具有转速差的中间环，中间环由具有主驱动轴的行星轮系变速单元驱动旋转。行星轮系变速单元中主驱动轴的旋转支承轴套经系杆架与行星轴的支承轴套刚性连接，与主驱动轴固连的主驱动齿轮与固连于行星轴的第一行星齿轮啮合传动，与行星轴固连的第二行星齿轮与和主驱动轴旋转支承轴套同轴且与机座固定的齿轮啮合，主驱动轴的旋转支承轴套与中间环传动连接。该装置可实现密封端面间的相对转速可调，且被密封机组转速不直接决定密封端面相对转速，并能使低速机械密封具有更高的稳定性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于旋转机器的一种轴向端面密封装置，可用于压缩机、膨胀机、分离机、泵、反应釜等旋转类机器的轴向端面密封。
技术介绍
机械密封广泛应用于众多的旋转机械轴向端面密封。因其工作状况复杂，特别是高速和低速机组轴向端面密封的稳定性，始终是困扰研究人员的两个难点问题。例如，接触式机械密封在高速状态下密封面间相对转速过高，导致密封面摩擦、磨损、发热、变形等现象严重，密封性能迅速下降，甚至不能正常工作；而非接触式机械密封在低转速状态下端面间流体膜不能生成足够的开启力和刚度，无法保证密封面的正常分离及间隙的稳定性。对于传统的机械密封，工作时处于旋转状态的动环一般周向固定在被密封机器的旋转轴上，导致在被密封机器给定的条件下，难以主动改变动/静环密封面之间的相对转速。公开号CN101806362A提出了一种在设有两端面分别与动/静环相对且具有转速差的中间环形式的机械密封装置，通过中间旋转环改变了作机械密封的两密封面之间的相对转速，是一种行之有效的密封面相对转速调控方法。但是对于中间旋转环转速的调整和控制是一个难点问题。
技术实现思路
鉴于此，本技术提供了一种带中间差速环的机械密封装置，以满意地解决中间旋转环转速的调整和控制问题。本技术带中间差速环的机械密封装置，是在以密封端面相对设置的由被密封的旋转轴驱动的旋转环(即动环)和静止环(即静环)之间，设置有两端面分别与旋转环和静止环相对且具有转速差的中间环的基础上，使该中间环由具有主驱动轴的行星轮系变速单元驱动旋转。该行星轮系变速单元中主驱动轴的旋转支承轴套经系杆架与行星轴的支承轴套刚性连接，与主驱动轴固连的主驱动齿轮与固连于行星轴的第一行星齿轮啮合传动，与行星轴固连的第二行星齿轮与和主驱动轴旋转支承轴套同轴且与机座固定的齿轮啮合，主驱动轴的旋转支承轴套与中间环传动连接。在本技术上述带中间差速环的机械密封装置中，所说该行星轮系变速单元的主驱动轴，可以为由独立动力源驱动的方式，但优选的是直接采用该被密封的旋转轴，利用机器旋转轴自身的动力，经行星轮系变速单元驱动该中间差速环。在上述结构的基础上，本技术上述带中间差速环的机械密封装置，还可分别以单独或任意组合的方式采用下述进一步的优选方式所说的主驱动齿轮与第一行星齿轮间为外啮合方式传动。所说的第二行星齿轮与和机座相固定的齿轮间为外啮合方式传动。所说的中间环以其内径侧与主驱动轴的旋转支承轴套经传动销方式传动连接。齿轮传动在机械传动中是最重要的传动形式之一，应用广泛，传递效率高，传动比大，结构紧凑，寿命长，传动比稳定，尤其是一些行星轮系可以实现较大的传动比。在设有中间旋转环的机械密封结构中，特别是利用旋转机器中被密封轴自身的动力，通过行星轮系使密封端面间的相对转速实现可调，由变速后所得到的增速或减速后的转速来主动调整中间旋转环的转速，从而使被密封机组的转速不直接决定密封端面间的相对转速，使不同转速机组旋转轴的密封端面都能获得一个合适的相对旋转速度，摆脱了因被密封轴的转速对密封性能产生的不利影响，尤其能使低速机械密封具有更高的稳定性，提升了机械密封的稳定性和使用寿命，满意地解决了上述的难题。以下结合由附图所示实施例的具体实施方式，对本技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本技术上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本技术上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换 或变更，均应包括在本技术的范围内。附图说明图I是本技术带中间差速环的机械密封装置的一种原理示意图。图2是与图I对应的一种机械密封装置的结构示意图。具体实施方式如图I和图2所示，本技术带中间差速环的机械密封装置中，设置有由以密封端面相对设置的旋转轴驱动的旋转环(动环)1和经防转销11与静环座8定位连接、并配合有推环9和弹簧10的静止环(静环)3，在旋转环I和静止环3之间，还设置有其两端面分别与旋转环I和静止环3相对且具有转速差的中间环2。该中间环2由被密封的旋转轴作为主驱动轴I的行星轮系变速单元驱动旋转。该行星轮系变速单元中，主驱动轴I的旋转支承轴套4经系杆架5与行星轴II的支承轴套6刚性连接，与主驱动轴I固连的主驱动齿轮Zl与固连于行星轴II的第一行星齿轮Z2间以外啮合方式传动，与行星轴II固连的第二行星齿轮Z3与和主驱动轴旋转支承轴套4同轴且与机座7固定的齿轮TA间外啮合方式传动，中间环2以其内径侧与主驱动轴I的旋转支承轴套4经传动销方式传动连接。该中间环2的转速可根据需要由行星轮系变速单元实现，设密封机组旋转轴(即行星轮系变速单元的主驱动轴)I的旋转速度为Ii1，中间环2的旋转速度为n2，传动比值i=n2/n10根据目前机械密封应用机组情况，较高转速机组其转速约为700(Tl5000rpm，中等转速机组其转速约为250(T4000rpm，较低转速机组其转速约为2(Tl000rpm。根据实际使用情况，转速在800(Tl0000rpm范围内密封面能获得较高的流体膜刚度和稳定性。因此上述密封装置以调整后的目标转速为800(Tl0000rpm，并适当考虑传动的效率，确定该转速比值i的取值范围可为广200，可通过改变行星轮系变速单元中的齿轮Zl、Z2、Z3、Z4的齿数来实现。权利要求1.带中间差速环的机械密封装置，在以密封端面相对设置的由被密封的旋转轴驱动的旋转环(I)和静止环(3 )之间，设置有两端面分别与旋转环(I)和静止环(3 )相对且具有转速差的中间环(2)，其特征是中间环(2)由具有主驱动轴(I )的行星轮系变速单元驱动旋转，行星轮系变速单元中主驱动轴(I )的旋转支承轴套(4)经系杆架(5)与行星轴(II)的支承轴套(6)刚性连接，与主驱动轴(I )固连的主驱动齿轮(Zl)与固连于行星轴(II)的第一行星齿轮(Z2)啮合传动，与行星轴(II)固连的第二行星齿轮(Z3)与和主驱动轴旋转支承轴套(4)同轴且与机座(7)固定的齿轮(Z4)啮合，主驱动轴(I )的旋转支承轴套(4)与中间环(2)传动连接。2.如权利要求I所述的带中间差速环的机械密封装置，其特征是所说行星轮系变速单元的主驱动轴(I )为被密封的旋转轴。3.如权利要求I所述的带中间差速环的机械密封装置，其特征是所说的主驱动齿轮(Zl)与第一行星齿轮(Z2)间为外哨合方式传动。4.如权利要求I所述的带中间差速环的机械密封装置，其特征是所说的第二行星齿轮(Z3)与和机座相固定的齿轮(Z4)间为外啮合方式传动。5.如权利要求I至4之一所述的带中间差速环的机械密封装置，其特征是所说的中间环(2)以其内径侧与主驱动轴(I )的旋转支承轴套(4)经传动销方式传动连接。专利摘要带中间差速环的机械密封装置，在以密封端面相对设置的由被密封的旋转轴驱动的旋转环和静止环之间，设有两端面分别与旋转环和静止环相对且具有转速差的中间环，中间环由具有主驱动轴的行星轮系变速单元驱动旋转。行星轮系变速单元中主驱动轴的旋转支承轴套经系杆架与行星轴的支承轴套刚性连接，与主驱动轴固连的主驱动齿轮与固连于行星轴的第一行星齿轮啮合传动，与行星轴固连的第二行星齿轮与和主驱动轴旋转支承轴套同轴且与机座固定的齿轮啮合，主驱动轴的旋转支承轴套与中间环传动连接。该装置可本文档来自技高网...
【技术保护点】
带中间差速环的机械密封装置，在以密封端面相对设置的由被密封的旋转轴驱动的旋转环（1）和静止环（3）之间，设置有两端面分别与旋转环（1）和静止环（3）相对且具有转速差的中间环（2），其特征是中间环（2）由具有主驱动轴（Ⅰ）的行星轮系变速单元驱动旋转，行星轮系变速单元中主驱动轴（Ⅰ）的旋转支承轴套（4）经系杆架（5）与行星轴（Ⅱ）的支承轴套（6）刚性连接，与主驱动轴（Ⅰ）固连的主驱动齿轮（Z1）与固连于行星轴（Ⅱ）的第一行星齿轮（Z2）啮合传动，与行星轴（Ⅱ）固连的第二行星齿轮（Z3）与和主驱动轴旋转支承轴套（4）同轴且与机座（7）固定的齿轮（Z4）啮合，主驱动轴（Ⅰ）的旋转支承轴套（4）与中间环（2）传动连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王和顺，朱维兵，董霖，牛苗苗，邬瓦尼，郑建科，王良柱，李珂，秦小屿，陈华，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：实用新型
国别省市：
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