[实用新型]大型高速土工离心机主轴动密封结构

说明书

本实用新型公开了大型高速土工离心机主轴动密封结构,适应性强，包括多道迷宫密封结构、一道螺旋密封结构和一道填料密封结构的组合密封方式，既能适用于真空动密封，又能在常压下实现油封；使用寿命长，其存在磨损的填料密封可通过第一螺钉、压紧机构和压盖组合的结构按需开启，只在离心机机室抽真空的少数时间下使用；真空动密封可靠性强，设计带弹簧的压紧机构，保证填料被磨损后，压盖依然能压紧填料；压紧机构更换和切换操作简单，在压盖和静环上分别设置与压紧机构对应的圆弧槽及T型槽，便于压紧机构更换；压紧机构设计限位套，从而保证各压紧机构弹簧的压缩量一致，进而减小了人工操作难度。

技术领域

本实用新型属于土工离心机技术领域，具体涉及大型高速土工离心机主轴动密封结构。

背景技术

在岩土工程领域，土工离心模型试验是将缩比土工模型(各方向尺寸均为原形土体的1/n)置于高速旋转的土工离心机中，利用n倍于重力加速度(又称ng)的离心力场作用，再现原形土体的应力状态(相关资料参见:贾普照.稳态加速度模拟实验设备—离心机概论及设计[M].北京：国防工业出版社,2013)。近年来，土工离心机的规模越来越大，能实现的离心加速度也越来越高,大规模、高加速度的离心机被称为大型高速土工离心机。大型高速土工离心机在高g值下运行时，会因空气对高速旋转件的阻力而消耗大量的能量，为减小能量消耗，可对离心机机室抽真空，以降低离心机的驱动功率。由于低气压对某些试验结果有一定的影响，离心机机室抽真空多用于高速试验工况，离心机更多时间是在常气压下运行。

为实现离心机机室抽真空，除对机室各处进行静密封设计外，还要对支承离心机旋转件的主轴进行动密封设计，以防止主轴轴承箱内的润滑油和空气在机室真空下被抽进机室。大型高速土工离心机主轴动密封的难点在于：主轴直径过大，往往超过500mm，甚至超过1000mm；密封处最大线速度高，往往超过20m/s,这使得许多密封方式无法使用；由于支承的旋转件质量太大，不允许密封件频繁更换，因此对密封件的寿命要求很高；既要实现短时间运行下的真空动密封，又需在常压下实现油封功能；土工离心机属试验设备，需要频繁起停。因为以上难点，限制了传统密封产品的使用，否者会出现密封效果不好或者工作寿命很短的情况。

为了解决以上问题我方研发出了一种大型高速土工离心机主轴动密封结构。

发明内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种大型高速土工离心机主轴动密封结构。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

大型高速土工离心机主轴动密封结构，包括：

螺旋密封结构；螺旋密封结构由主轴和静环组成，主轴和静环间设置有间隙，在主轴轴环外径侧面设置有多头矩形螺纹，在离心机工作时，多头矩形螺纹用于向下驱赶密封介质；

填料密封结构；填料密封结构由主轴、压盖、填料组成，填料为环状结构，在主轴轴环端面设有与填料结构吻合的环槽，填料置于环槽中；在填料上方设置有一用于压紧填料的圆环形压盖；

多道迷宫密封结构；迷宫密封结构由动环和静环配合组成，动环固定套装在主轴上并与主轴一起旋转。

具体地，动环的内侧部分位于主轴轴环下部，动环的外侧部分位于静环的内侧部分下部，静环的外侧部分位于动环的外侧部分的外侧；压盖的内侧部分位于主轴轴环的上部，压盖的外侧部分位于静环的上部；静环的外侧部分通过多个沿其圆周方向均匀布设的第二螺钉安装在机架上；压盖通过多个沿其圆周方向均匀布设的第一螺钉安装在静环上；压盖上设置有多个沿其圆周方向均匀布设的用于压盖与填料的压紧和松开调节的压紧机构，压紧机构穿过压盖后连接在静环上，压紧机构距离压盖的侧边的距离长于第一螺钉距离压盖的侧边的距离。

优选地，第一螺钉为起顶螺钉。