專利名稱：離心式機(jī)械停車密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種密封裝置，具體涉及一種與副葉輪動(dòng)力密封裝置配合使用的離心式機(jī)械停車密封裝置。
有些設(shè)備的軸封，例如采用副葉輪動(dòng)力密封裝置的泵的軸封，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于利用副葉輪進(jìn)行動(dòng)力密封，所以能保證介質(zhì)不泄漏，但在轉(zhuǎn)速降低或停車時(shí)，該動(dòng)力密封便失去密封能力，所以需要配合使用停車密封裝置以防止停車時(shí)的泄漏。但是，停車密封若使用固定式的填料密封或膠圈密封，則運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)密封面因不斷相互摩擦而會(huì)很快摩損，尤其在化工、冶金、礦山行業(yè)，由于處理的介質(zhì)往往含有懸浮顆粒或有腐蝕性，因此更易損壞。現(xiàn)在已有幾種利用運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)配重件產(chǎn)生的離心力使密封面自動(dòng)打開(kāi)以避免摩損的離心自解脫式停車密封。例如圖4所示的一種停車密封裝置，在如圖所示的停車狀態(tài)，由于設(shè)于動(dòng)密封圈2內(nèi)側(cè)的彈簧的推壓作用，靜密封環(huán)1與動(dòng)密封圈2的密封端面相抵靠而起密封作用；當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，置于動(dòng)密封圈2外圓周部分的配重件3產(chǎn)生的離心力使整個(gè)動(dòng)密封圈2向外甩，從而自動(dòng)打開(kāi)密封面以避免摩損。但此種裝置，從靜密封環(huán)1漏出的介質(zhì)會(huì)通過(guò)動(dòng)密封圈2的移動(dòng)側(cè)端部進(jìn)入設(shè)有彈簧的動(dòng)密封圈2的內(nèi)側(cè)，所以彈簧會(huì)與介質(zhì)接觸，從而容易發(fā)生銹蝕并影響彈性和使用壽命，且該動(dòng)密封圈2容易發(fā)生軸向竄動(dòng)，影響密封效果。為解決這些問(wèn)題，中國(guó)專利86204539提出了如圖5所示的不設(shè)彈簧的一種動(dòng)密封圈，它通過(guò)形狀設(shè)計(jì)使橡塑之類彈性材料制成的動(dòng)密封圈2的內(nèi)圈分為固定于軸的固定側(cè)端部2b和能相對(duì)軸作軸向移動(dòng)的移動(dòng)側(cè)端部2a兩部分，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，配重件3產(chǎn)生的離心力使移動(dòng)側(cè)端部2a向固定側(cè)端部2b靠近，從而打開(kāi)密封面以避免摩損，而停車時(shí)離心力消失，材料本身的彈力使移動(dòng)側(cè)端部2a恢復(fù)原狀以關(guān)閉密封面。此種裝置無(wú)金屬構(gòu)件暴露于介質(zhì)，所以不會(huì)發(fā)生銹蝕問(wèn)題；有固定側(cè)端，所以一般也不會(huì)發(fā)生軸向竄動(dòng)。但時(shí)，由于僅利用非金屬材料本身的彈力進(jìn)行密封，所以其靜封壓能力不大，不能使用于高壓介質(zhì)。又由于隨轉(zhuǎn)速而增大的離心力使動(dòng)密封圈受到無(wú)限制的徑向拉力，使動(dòng)密封圈，特別是運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)被趨向拉直的固定側(cè)端部2b的薄壁部分，更容易發(fā)生疲勞斷裂，影響使用壽命。
本實(shí)用新型的目的在于，提供一種具有如下特點(diǎn)的離心式機(jī)械停車密封裝置，該裝置無(wú)金屬構(gòu)件暴露于介質(zhì)因而不會(huì)發(fā)生銹蝕，動(dòng)密封圈也不會(huì)作軸向竄動(dòng)；停車時(shí)能承受較高的停車靜封壓，可使用于高壓介質(zhì)；彈性材料構(gòu)成的動(dòng)密封圈在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不會(huì)受到無(wú)限制的徑向拉力，而僅受到有限的軸向壓力，因而不易發(fā)生疲勞斷裂。
本實(shí)用新型提供的離心式機(jī)械停車密封裝置，包括靜密封環(huán)，以及具有由彈性材料構(gòu)成的動(dòng)密封圈的動(dòng)密封裝置，所述動(dòng)密封圈至少具有如下3部分具有與所述靜密封環(huán)配合的停車密封端面，能沿軸向移動(dòng)的移動(dòng)側(cè)端部，固定于軸的固定側(cè)端部，以及連接該兩個(gè)側(cè)端部、壁較薄從而較易變形的連接部分，此外，在該動(dòng)密封圈的外側(cè)，所述動(dòng)密封裝置還具有固定于軸(軸套)的定位導(dǎo)塊；與所述動(dòng)密封圈的移動(dòng)側(cè)端部連成一體，并通過(guò)至少兩個(gè)軸向的傳力導(dǎo)向件能相對(duì)所述的定位導(dǎo)塊作軸向移動(dòng)的撥叉移動(dòng)塊；沿?fù)懿嬉苿?dòng)塊的周向勻布、使所述定位導(dǎo)塊與撥叉移動(dòng)塊具有分離趨勢(shì)的多個(gè)彈簧；可沿徑向自由移動(dòng)地設(shè)在沿所述撥叉移動(dòng)塊的圓周方向均勻開(kāi)設(shè)的各個(gè)徑向?qū)Э谆驅(qū)Р蹆?nèi)，頂端具有導(dǎo)向面的多個(gè)楔塊；固定于所述定位導(dǎo)塊的靜密封環(huán)側(cè)，且與定位導(dǎo)塊相對(duì)的側(cè)面具有與所述楔塊的導(dǎo)向面相對(duì)或相接觸的導(dǎo)向楔面部分的楔塊導(dǎo)向塊。
根據(jù)本實(shí)用新型的停車密封裝置，在停車狀態(tài)，彈簧通過(guò)撥叉移動(dòng)塊，把與撥叉移動(dòng)塊連成一體的動(dòng)密封圈的移動(dòng)側(cè)端部推壓抵靠在靜密封環(huán)上，所以緊閉的停車封密副具有較大的承受靜封壓能力；彈簧等金屬構(gòu)件均設(shè)在動(dòng)密封圈的外側(cè)，不會(huì)與介質(zhì)接觸，所以不會(huì)發(fā)生銹蝕；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，楔塊導(dǎo)向塊的導(dǎo)向楔面使離心力作用下的楔塊在向半徑方向的外側(cè)移動(dòng)的同時(shí)，也向著定位導(dǎo)塊移動(dòng)一定距離，并通過(guò)僅能沿軸向?qū)蚣苿?dòng)的撥叉移動(dòng)塊，使動(dòng)密封圈的移動(dòng)側(cè)端部向著其固定側(cè)端部移動(dòng)一定距離，從而使停車密封面自動(dòng)打開(kāi)，此時(shí)，動(dòng)密封圈僅受到有限的軸向壓力，變形量也十分有限，只要足以打開(kāi)停車密封面即可，所以，不容易發(fā)生疲勞斷裂；動(dòng)密封圈等均通過(guò)定位導(dǎo)塊定位或限位，所以，動(dòng)密封裝置不會(huì)作軸向竄動(dòng)。
附圖中，


圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的停車狀態(tài)下的剖面圖，圖2中
圖1中動(dòng)密封裝置的剖面圖，圖3是
圖1所示裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的剖面圖。圖4所示是現(xiàn)有的一種停車密封裝置，圖5所示是現(xiàn)有的另一種停車密封裝置。
以下將利用
圖1－圖3說(shuō)明本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。
如
圖1所示，靜密封環(huán)1固定在副葉輪罩4上，5是副葉輪，貼緊該靜密封環(huán)1的停車密封端面而置的是橡膠材料構(gòu)成的動(dòng)密封圈2，該動(dòng)密封圈2的遠(yuǎn)離靜密封環(huán)1的側(cè)端部嵌入定位導(dǎo)塊6的凹槽內(nèi)而被定位，成為固定側(cè)端部2b(見(jiàn)圖2)，而定位導(dǎo)塊6通過(guò)螺釘7被固定在軸套8上。動(dòng)密封圈2的靠近靜密封環(huán)1的側(cè)端部即移動(dòng)側(cè)端部2a(見(jiàn)圖2)設(shè)有溝槽，撥叉移動(dòng)塊9的一端嵌入該溝槽內(nèi)，從而使撥叉移動(dòng)塊9與動(dòng)密封圈2的移動(dòng)側(cè)端部2a結(jié)合為一體。連接移動(dòng)側(cè)端部2a和固定側(cè)端部2b的連接部分2c位于允許其變形的空腔10內(nèi)，其壁較薄因而較易變形，截面大致成弓形。在撥叉移動(dòng)塊9的與定位導(dǎo)塊6的相對(duì)側(cè)，設(shè)有兩個(gè)相距約180°的軸向的導(dǎo)向孔，基端固定于定位導(dǎo)塊6的傳力導(dǎo)向銷11可作相對(duì)滑動(dòng)地伸入該導(dǎo)向孔內(nèi)。在
圖1所示的停車狀態(tài)，在撥叉移動(dòng)塊9與定位導(dǎo)塊6之間有一間隔S(見(jiàn)圖2)，該間隔S限定了撥叉移動(dòng)塊9也即動(dòng)密封圈2的移動(dòng)側(cè)端部2a的軸向移動(dòng)量，從而也限制了連接部分2c的受壓變形量。沿?fù)懿嬉苿?dòng)塊9的圓周方向均勻分布的多個(gè)彈簧12一端固定在定位導(dǎo)塊6上，另一端抵靠在設(shè)于撥叉移動(dòng)塊9上的軸向彈簧孔的孔底，推壓著撥叉移動(dòng)塊9，并通過(guò)其與動(dòng)密封圈2的移動(dòng)側(cè)端部2a結(jié)合的部分，使移動(dòng)側(cè)端部2a的停車密封端面與靜密封環(huán)1的停車密封端面緊密結(jié)合，起停車密封作用。另外，沿?fù)懿嬉苿?dòng)塊9的圓周方向，還設(shè)有多個(gè)均勻分布的徑向?qū)蚩?，各個(gè)導(dǎo)向孔內(nèi)分別置有可相對(duì)撥叉移動(dòng)塊9作徑向運(yùn)動(dòng)的楔塊13。楔塊13的露出導(dǎo)向孔外的頂端是球形凸曲面。外形如同罩蓋的楔塊導(dǎo)向塊14通過(guò)螺釘15被固定在定位導(dǎo)塊6的靜密封環(huán)側(cè)，其與定位導(dǎo)塊6相對(duì)的側(cè)面的半徑方向外側(cè)部分，是個(gè)隨著靠近定位導(dǎo)塊6而向半徑方向外側(cè)延伸的圓錐面14a，該圓錐面14a是為楔塊13導(dǎo)向的導(dǎo)向楔面。在本實(shí)施例中，如圖2所示，動(dòng)密封圈2還從其移動(dòng)側(cè)端部2a起向半徑方向延伸，形成覆蓋撥叉移動(dòng)塊9和楔塊導(dǎo)向塊14的結(jié)合端部的蓋板部分2d。
當(dāng)軸開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)定位導(dǎo)塊6、傳力導(dǎo)向銷11而隨軸旋轉(zhuǎn)的楔塊13由于離心力而向外甩，楔塊導(dǎo)向塊14的導(dǎo)向楔面14a迫使楔塊13在外甩的同時(shí)向著定位導(dǎo)塊6軸向移動(dòng)，從而帶動(dòng)撥叉移動(dòng)塊9克服彈簧12的作用力，沿傳力導(dǎo)向銷11向著定位導(dǎo)塊6移動(dòng)，又由于撥叉移動(dòng)塊9與動(dòng)密封圈2的移動(dòng)側(cè)端部2a結(jié)合成一體，所以移動(dòng)側(cè)端部2a也同時(shí)向固定側(cè)端部2b靠近，從而使停車密封面打開(kāi)，成圖3所示的狀態(tài)。即在圖3所示的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，靜密封環(huán)1與動(dòng)密封圈2之間有了一定的間隔(約為2mm)，而撥叉移動(dòng)塊9與定位導(dǎo)塊6之間已相貼緊，不存在間 隔S。此時(shí)的動(dòng)密封圈2、尤其是其連接部分2c處于受壓變形狀態(tài)。
在穩(wěn)定的動(dòng)轉(zhuǎn)狀態(tài)，動(dòng)密封裝置的各構(gòu)件，包括動(dòng)密封圈2、撥叉移動(dòng)塊9、楔塊13、定位導(dǎo)塊6和楔塊導(dǎo)向塊14都隨軸(軸套8)作同步旋轉(zhuǎn)，相互之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以相互之間無(wú)摩損。又因?yàn)閯?dòng)密封圈2設(shè)有蓋板部分2d，可有效地防止從靜密封環(huán)1和軸套8之間漏出的介質(zhì)進(jìn)入動(dòng)密封裝置的金屬構(gòu)件部分，所以彈簧12、楔塊13等金屬構(gòu)件不易發(fā)生銹蝕。而且，除動(dòng)密封圈2外，撥叉移動(dòng)塊9等的動(dòng)作構(gòu)件都在封閉的空間內(nèi)動(dòng)作，灰塵等不會(huì)進(jìn)入該動(dòng)作空間內(nèi)，所以即使在礦山等多飄塵的環(huán)境下作業(yè)，也不會(huì)很快損壞。所以，該停車密封裝置不僅動(dòng)作可靠，而且適用范圍廣、使用壽命長(zhǎng)。
在本實(shí)施例中，動(dòng)密封圈2的移動(dòng)側(cè)端部2a與撥叉移動(dòng)塊9，以及固定側(cè)端部2b與定位導(dǎo)塊6均通過(guò)相嵌合的溝槽而結(jié)合成一體，這樣可使作為易損件的動(dòng)密封件2便于裝卸，但也可采用其他連接方式，例如用粘接劑粘合。另外，固定側(cè)端部2b也可直接固定在軸(軸套)上。
在本實(shí)施例中，為撥叉移動(dòng)塊9導(dǎo)向并傳遞扭矩的是設(shè)于撥叉移動(dòng)塊9內(nèi)的軸向?qū)蚩缀鸵欢斯潭ㄓ诙ㄎ粚?dǎo)塊6的傳力導(dǎo)向銷11，但也可通過(guò)設(shè)于撥叉移動(dòng)塊9上的導(dǎo)向銷和設(shè)于定位導(dǎo)塊6內(nèi)的導(dǎo)向孔導(dǎo)向，或通過(guò)軸向的導(dǎo)槽導(dǎo)塊等導(dǎo)向。
在本實(shí)施例中，為楔塊13相對(duì)撥叉移動(dòng)塊9作徑向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的是徑向?qū)蚩祝部梢允菑较驅(qū)虿邸?br> 在本實(shí)施例中，楔塊13的與導(dǎo)向楔面14a相對(duì)的導(dǎo)向面13a是球形凸曲面，也可以是其他形狀的凸曲面，或者，也可以換成滾子或微型軸承作導(dǎo)向面，用滾動(dòng)摩擦取代滑動(dòng)摩擦，以減小摩損?；蛘撸▔K13的導(dǎo)向面13a也可以是與導(dǎo)向楔面14a錐度吻合的錐面，兩錐面13a和14a面接觸作相對(duì)滑動(dòng)，為楔塊13導(dǎo)向。
在本實(shí)施例中，動(dòng)密封圈2由橡膠材料構(gòu)成，但也可以用其他耐腐蝕的彈性材料，例如塑料或撓性石墨等。
另外，楔塊13的數(shù)量、大小、重量也可根據(jù)轉(zhuǎn)速、工況等選擇決定，以適應(yīng)各種需求。
權(quán)利要求1.一種離心式機(jī)械停車密封裝置，包括靜密封環(huán)1、以及具有由彈性材料構(gòu)成的動(dòng)密封圈2的動(dòng)密封裝置，其特征在于，所述動(dòng)密封圈2至少具有如下3部分具有與靜密封環(huán)1配合的停車密封端面、能相對(duì)軸作軸向移動(dòng)的移動(dòng)側(cè)端部2a；固定于軸(軸套)8的固定側(cè)端部2b；連接該兩側(cè)端部2a和2b、壁較薄從而較易變形的連接部分2c，此外，在動(dòng)密封圈2的外側(cè)，所述動(dòng)密封裝置還具有固定于軸(軸套)8的定位導(dǎo)塊6；與動(dòng)密封圈2的移動(dòng)側(cè)端部2a連成一體的撥叉移動(dòng)塊9；為撥叉移動(dòng)塊9相對(duì)定位導(dǎo)塊6的軸向移動(dòng)導(dǎo)向并使兩者同步旋轉(zhuǎn)的至少兩個(gè)傳力導(dǎo)向件11；沿?fù)懿嬉苿?dòng)塊9的圓周方向均勻分布，使撥叉移動(dòng)塊9與定位導(dǎo)塊6具有分離趨勢(shì)的多個(gè)彈簧12；設(shè)在沿?fù)懿嬉苿?dòng)塊9的圓周方向均勻開(kāi)設(shè)的多個(gè)徑向?qū)Э谆驅(qū)Р蹆?nèi)、頂端具有導(dǎo)向面13a、可相對(duì)撥叉移動(dòng)塊9作徑向運(yùn)動(dòng)的多個(gè)楔塊13；固定于定位導(dǎo)塊6的靜密封環(huán)1側(cè)、與定位導(dǎo)塊6相對(duì)的側(cè)面具有與楔塊13的導(dǎo)向面相對(duì)或相接觸的導(dǎo)向楔面14a的楔塊導(dǎo)向塊14。
2.按權(quán)利要求1所述的離心式機(jī)械停車密封裝置，其特征在于，所述楔塊13的導(dǎo)向面13a是球形凸曲面。
3.按權(quán)利要求1所述的離心式機(jī)械停車密封裝置，其特征在于，所述楔塊13的導(dǎo)向面13a由滾子或微型軸承形成。
4.按權(quán)利要求1所述的離心式機(jī)械停車密封裝置，其特征在于，構(gòu)成動(dòng)密封圈2的彈性材料是橡膠材料或撓性石墨。
5.按權(quán)利要求1所述的離心式機(jī)械停車密封裝置，其特征在于，所述動(dòng)密封圈2還具有從移動(dòng)側(cè)端部2a起向外延伸、覆蓋撥叉移動(dòng)塊9和楔塊導(dǎo)向塊14的靜密封環(huán)1側(cè)的端部的蓋板部分2d。
6.按權(quán)利要求1所述的離心式機(jī)械停車密封裝置，其特征在于，所述撥叉移動(dòng)塊9與動(dòng)密封圈2的移動(dòng)側(cè)端部2a，以及固定側(cè)端部2b和定位導(dǎo)塊6，分別通過(guò)互相嵌合的溝槽分別相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種楔塊離心式停車密封裝置。該裝置的動(dòng)密封圈一側(cè)端與定位導(dǎo)塊相連而成為固定側(cè)端，另一側(cè)端與撥叉移動(dòng)塊相連而成為移動(dòng)側(cè)端，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)、楔塊因離心力而沿導(dǎo)向楔面作徑向、軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，撥叉移動(dòng)塊也隨之作軸向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)動(dòng)密封圈的移動(dòng)側(cè)端作軸向移動(dòng)，從而使停車密封面打開(kāi)，軸停轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧力使密封面重新關(guān)閉。該裝置能承受較高的靜封壓，且彈簧、楔塊等均位于介質(zhì)不會(huì)進(jìn)入的動(dòng)密封圈外側(cè)，所以不會(huì)銹蝕。
文檔編號(hào)F16J15/16GK2050913SQ8920624
公開(kāi)日1990年1月10日 申請(qǐng)日期1989年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月24日
發(fā)明者王聲霆, 潘月洲 申請(qǐng)人:上海市化工裝備研究所