紧凑型自由平衡机械密封的制作方法

本实用新型涉及机械密封技术领域，具体涉及一种紧凑型自由平衡机械密封。

背景技术：

机械密封是一种旋转机械的轴封装置，由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。主要用于离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备。由于传动轴贯穿在设备内外，这样，轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄漏，如果设备内压力低于大气压，则空气向设备内泄漏，因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置。

机械密封包括轴套、套设在轴套外表面的弹簧座、弹簧、静环和动环，其中弹簧座安装在轴套的中间，弹簧、静环和动环设有两组，两组分别安装在弹簧座的两边，并且每组的动环均与弹簧座相邻，静环与动环相邻。静环与泵体的接触部位固定连接，转轴贯穿轴套，转轴旋转时则带动轴套和动环转动。目前的机械密封的弹簧设有多个，弹簧均是安装在弹簧座上用于挤压动环，使动环与静环接触以达到密封的目的。弹簧座是通过其径向的内六角螺栓与轴套顶紧以实现弹簧座与轴套的固定。

拧紧内六角螺栓后，弹簧座有可能倾斜，倾斜后两边的弹簧对动环施加的作用力将不平衡，使两组静环和动环倾斜，倾斜后将大大降低密封性能，甚至失去密封性。或者是在使用过程中，弹簧座可能发生轴向轻微窜动而倾斜，这种情况下也会使两组静环和动环倾斜，降低密封性能此外，由于轴套的外表面光滑，不利于内六角螺栓的锁紧，在长期的使用过程中会出现内六角螺栓松动，松动后无法使弹簧座与轴套同步转动，出现相对滑动的情况，这种情况也将导致密封失效。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种紧凑型自由平衡机械密封，以降低调节弹簧座平衡的难度，实现自动调节，同时避免弹簧座与轴套发生相对滑动，提高密封性能。

本实用新型提供了一种紧凑型自由平衡机械密封，包括弹簧组、轴套、以及套设在轴套外表面的第一动环、第一静环、第二动环、第二静环和弹簧座；所述第一动环和第一静环位于所述弹簧座的一侧，并且弹簧座、第一动环和第一静环依次相邻；所述第二动环和第二静环位于弹簧座的另外一侧，并且弹簧座、第二动环和第二静环依次相邻；所述弹簧座设有多个沿着周向分布的锁紧件，通过锁紧件使弹簧座锁紧在轴套上进而使锁紧件与轴套同步转动；

所述弹簧座设有多个沿着周向分布的通孔，所述弹簧组设有多个弹簧，所述弹簧一一对应地安装于所述通孔中，并且每个弹簧的两端分别与第一动环和第二动环接触，通过弹簧组挤压第一动环和第二动环进而使第一动环与第一静环接触，以及使第二动环与第二静环接触。

优选地，所述通孔的中心轴均所述轴套的中心轴平行。通孔与第一动环和第二动环垂直，使得弹簧与第一动环和第二动环垂直，从而使弹簧的弹力有效的传递到第一动环和第二动环上。

优选地，所述通孔设有八个并且八个通孔沿着弹簧座的周向均匀分布。提供足够的弹力挤压第一动环和第二动环，保证第一动环与第一静环接触，以及使第二动环与第二静环接触，从而提高密封性能。

优选地，所述锁紧件设有四个并且四个锁紧件沿着弹簧座的周向均匀分布。四个锁紧件从四个方向牢牢地将弹簧座锁紧在轴套上，并且四个锁紧件两两相对，受力均匀，使弹簧座与轴套周四之间的间距相等。

优选地，所述锁紧件均为带键销的内六角螺栓。带键销的内六角螺栓可以起到自锁的功能，有效地防止内六角螺栓松动。

优选地，所述轴套的外侧壁设有与所述锁紧件一一对应的凹槽，通过旋进锁紧件至对应的凹槽中，从而避免轴套和弹簧座发生相对滑动。通过凹槽使锁紧件旋入到轴套内，在轴套旋转过程中，不仅仅是锁紧件顶紧轴套的力带动弹簧座转动，还通过锁紧件卡入凹槽中而产生的剪切力带动弹簧座转动，有效防止了轴套和弹簧座发生相对滑动。

优选地，所述第一动环和第二动环均设有两个卡抓和卡槽，并且第一动环的两个卡抓与第二动环的两个卡槽一一相对，第一动环的两个卡槽与第二动环的两个卡爪一一相对；所述弹簧座设有四个拨块；所述第一动环的两个卡抓和卡槽错位分布，并且四个拨块分别位于相邻的第一动环的卡爪和第二动环的卡爪之间，通过弹簧座转动使拨块触碰相邻的卡爪从而带动第一动环和第二动环同步转动。通过拨块和卡爪接触从而使弹簧座带动第一动环和第二动环转动，避免利用弹簧与第一动环和第二动环接触而带动第一动环和第二动环转动，起到了保护弹簧的作用。

优选地，所述第一静环和第二静环的外表面均被密封垫覆盖。密封垫提高了第一静环和第二静环与泵体之间的密封性。

优选地，所述密封垫的横断面为L型。

优选地，所述第一动环与轴套之间，以及第二动环与轴套之间均设有密封圈。密封圈防止了液体从轴套与第一动环和第二动环之间的间隙通过，进一步提高密封性。

本实用新型的有益效果体现在：

本设备利用弹簧组的弹簧穿过弹簧座的通孔与第一动环和第二动环接触，通孔对弹簧仅仅是起到限位的作用，而第一动环和第二动环受到的弹力是相等的，即使将弹簧座与轴套固定，而第一动环和第二动环的受力始终相同，则不会发生受力不均而倾斜的情况。在这种情况下可以自由滑动弹簧座找到平衡点，实现自动调节，克服了传统的机械密封平衡点难找的问题。无论在轴向轻微窜动的情况下和任意情况下都可以使第一动环和第二动环自动寻找平衡点，确保机械密封良好地使用，相应地延长使用寿命3-5倍。

此外，本设备中的一个通孔代替了传统的机械密封的两个盲孔，一个弹簧代替了两个弹簧，从而使本设备的轴向长度小于传统机械密封的轴向长度，结构更加紧凑。传统的设备无法运用到一些对轴向距离要求较短的设备，而本设备可以适应地运用到对轴向距离要求较短设备上，提高了实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的立体结构示意图；

图4为图1中A-A的剖视图；

图5为图2中B-B的剖视图。

附图中，1-第一动环，2-第一静环，3-第二动环，4-第二静环，5-弹簧座，6-弹簧，7-密封垫，8-密封圈，9-通孔，10-锁紧件，11-螺纹孔，12-凹槽，13-卡抓，14-卡槽，15-拨块，16-轴套

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示，本实施例提供了一种紧凑型自由平衡机械密封，包括弹簧6组、轴套16、以及套设在轴套16外表面的第一动环1、第一静环2、第二动环3、第二静环4和弹簧座5。所述第一动环1和第一静环2位于所述弹簧座5的一侧，并且弹簧座5、第一动环1和第一静环2依次相邻；所述第二动环3和第二静环4位于弹簧座5的另外一侧，并且弹簧座5、第二动环3和第二静环4依次相邻；所述弹簧座5设有多个沿着周向分布的锁紧件10，通过锁紧件10使弹簧座5锁紧在轴套16上进而使锁紧件10与轴套16同步转动。

如图1和图3所示，其中，第一静环2和第二静环4均是与泵体固定连接，轴套16套设在设备的转轴上随着转轴一起转动。进一步地，所述第一静环2和第二静环4的外表面均被密封垫7覆盖，并且所述密封垫7的横断面为L型。密封垫7提高了第一静环2和第二静环4与泵体之间的密封性。进一步地，所述第一动环1与轴套16之间，以及第二动环3与轴套16之间均设有密封圈8。密封圈8防止了液体从轴套16与第一动环1和第二动环3之间的间隙通过，进一步提高密封性。

如图2、图4和图5所示，为了降低调节弹簧座5平衡的难度，实现自动调节，提高设备的密封性能。本实施例中所述弹簧座5设有多个沿着周向分布的通孔9，所述弹簧6组设有多个弹簧6，所述弹簧6一一对应地安装于所述通孔9中，并且每个弹簧6的两端分别与第一动环1和第二动环3接触，通过弹簧6组挤压第一动环1和第二动环3进而使第一动环1与第一静环2接触，以及使第二动环3与第二静环4接触。所述通孔9的中心轴均所述轴套16的中心轴平行。通孔9与第一动环1和第二动环3垂直，使得弹簧6与第一动环1和第二动环3垂直，从而使弹簧6的弹力有效的传递到第一动环1和第二动环3上。所述通孔9设有八个并且八个通孔9沿着弹簧座5的周向均匀分布。提供足够的弹力挤压第一动环1和第二动环3，保证第一动环1与第一静环2接触，以及使第二动环3与第二静环4接触，从而提高密封性能。利用弹簧6组的弹簧6穿过弹簧座5的通孔9与第一动环1和第二动环3接触，通孔9对弹簧6仅仅是起到限位的作用，而第一动环1和第二动环3受到的弹力是相等的，即使将弹簧座5与轴套16固定，而第一动环1和第二动环3的受力始终相同，则不会发生受力不均而倾斜的情况。在这种情况下可以自由滑动弹簧座5找到平衡点，实现自动调节，克服了传统的机械密封平衡点难找的问题。无论在轴向轻微窜动的情况下和任意情况下都可以使第一动环1和第二动环3自动寻找平衡点，确保机械密封良好地使用，相应地延长使用寿命3-5倍。此外，本设备中的一个通孔9代替了传统的机械密封的两个盲孔，一个弹簧6代替了两个弹簧6，从而使本设备的轴向长度小于传统机械密封的轴向长度，结构更加紧凑。而在一些对轴向距离要求较小的设备上，本设备可以适应地运用到这些设备上，提高了实用性。

如图2和图3所示，为了避免轴套16和弹簧座5发生相对滑动，本实施例中所述锁紧件10设有四个并且四个锁紧件10沿着弹簧座5的周向均匀分布，弹簧座5上设有与锁紧件10适配的螺纹孔11。四个锁紧件10从四个方向牢牢地将弹簧座5锁紧在轴套16上，并且四个锁紧件10两两相对，受力均匀，使弹簧座5与轴套16周四之间的间距相等。所述锁紧件10均为带键销的内六角螺栓。带键销的内六角螺栓可以起到自锁的功能，有效地防止内六角螺栓松动。所述轴套16的外侧壁设有与所述锁紧件10一一对应的凹槽12，通过旋进锁紧件10至对应的凹槽12中，从而避免轴套16和弹簧座5发生相对滑动。凹槽12的形状为长条形，四个长条形的凹槽12在转轴发生轻微串动时，能够确保该本设备能够不受串动的影响而正常工作。通过凹槽12使锁紧件10旋入到轴套16内，在轴套16旋转过程中，不仅仅是锁紧件10顶紧轴套16的力带动弹簧座5转动，还通过锁紧件10卡入凹槽12中而产生的剪切力带动弹簧座5转动，有效防止了轴套16和弹簧座5发生相对滑动。

如图1、图3和图4所示，本实施例中的弹簧座5带动第一动环1和第二动环3同步转动，具体结构如下：所述第一动环1和第二动环3均设有两个卡抓13和卡槽14，并且第一动环1的两个卡抓13与第二动环3的两个卡槽14一一相对，第一动环1的两个卡槽14与第二动环3的两个卡爪一一相对；所述弹簧座5设有四个拨块15；所述第一动环1的两个卡抓13和卡槽14错位分布，并且四个拨块15分别位于相邻的第一动环1的卡爪和第二动环3的卡爪之间，通过弹簧座5转动使拨块15触碰相邻的卡爪从而带动第一动环1和第二动环3同步转动。通过拨块15和卡爪接触从而使弹簧座5带动第一动环1和第二动环3转动，避免利用弹簧6与第一动环1和第二动环3接触而带动第一动环1和第二动环3转动，起到了保护弹簧6的作用。其中弹簧座5的四个螺纹孔11分别设置在四个拨块15上。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。