[发明专利]一种机械密封预紧力在线调节机构

说明书

本发明提出一种机械密封预紧力在线调节机构，属于泵用轴端密封领域。包括：螺旋测微头、限位螺钉、螺旋测微头端帽、支撑壳体、压应力传感器、三脚推环、静环安装套；所述的支撑壳体、三脚推环、试验腔壳体与传动轴同轴；在支撑壳体的周面上以120度间隔安装3个螺旋测微头；在支撑壳体的周面上对称安装两个限位螺钉；螺旋测微头的端部安装有螺旋测微头端帽；三脚推环为压应力传感器基座；静环组件通过静环安装套安装在试验腔壳体上，并与动环组件紧密贴合。本发明通过简单的调节机构，实现了机械密封预紧力的在线可调，对机械密封性能和寿命研究有重要作用。相较于其他调节方式，本发明的结构简单可靠，不需要外部的动力装置。

技术领域

本发明属于泵用轴端密封领域，具体涉及一种机械密封预紧力在线调节机构。

背景技术

液体润滑机械密封广泛应用于各类液压系统中。机械密封主要包括动环组件和静环组件，动环组件安装在转轴上并与转轴保持相对静止，而静环组件安装在壳体上。由于需要由弹簧或者波纹管等弹性器件提供预紧力并补偿轴向磨损量，动环和静环均由密封圈限定径向位移。根据补偿形式的不同，机械密封又分为动环补偿和静环补偿两种形式。两种形式均依靠预紧力保证静环和动环紧密贴合，转轴与动环同时运动，稳定状态下在端面间隙中形成一定厚度的液体膜，在确保密封性能满足指标要求的前提下，同时减少动、静环间的摩擦扭矩，减缓磨损速率，实现密封结构的高性能与长寿命。而决定密封性能的重要参数是液膜厚度。密封端面中的液膜厚度h通常在0.5～1μm，厚度与密封端面的预紧力、温度、转速、介质等紧密相关。当h较小时，密封端面润滑状况较差，动、静环磨损速率大，会缩短机械密封的使用寿命，而h过大则会带来较大的泄漏量。因此需要确保h在合理的范围内，保证密封性能的同时延长机械密封的使用寿命。在实际应用中，介质、环境温度和转速都是由工况决定的，而动、静环材质一旦确定就无法改变，因此，调节预紧力的大小成为了研究油膜厚度的主要手段。

对于预紧力的调节，通常采用改变调整垫圈数量的方法改变弹簧压缩量，这种离线方法通常用于产品设计阶段，通过比较实验结果，确定统一的压缩量，不适合机械密封的深入研究。对于在线调节方法，公开号为CN104179975A的中国专利申请在2014年7月22日公开了一种基于改变闭合力的可控型机械密封，该申请中利用电磁力实现闭合力的调节，需要精确地控制电磁力；公开号为CN104896104A的中国专利申请在2015年5月25日公开了一种闭合力在线可调的气体润滑机械密封装置，该申请中利用外部供压推动静环实现闭合力的调节，需要保证压力稳定，同时可能存在轴向窜动。从现有的技术中可以看到，现有的机械密封预紧力调节机构都较为复杂，需要外部装置共同作用。

发明内容

本发明针对目前机械密封预紧力调节机构都较为复杂，可靠性不高的问题，提出了一种机械密封预紧力在线调节机构，能够实现对密封端面预紧力的精确调节，适用于采用动环补偿或者静环补偿的机械密封装置。

本发明提供的机械密封预紧力在线调节机构，所应用的机械密封件包括动环组件和静环组件，动环组件固定在传动轴上，静环组件安装在试验腔壳体上。所述的在线调节机构包括：螺旋测微头、限位螺钉、螺旋测微头端帽、支撑壳体、压应力传感器、三脚推环、静环安装套。所述的支撑壳体、三脚推环、试验腔壳体与传动轴同轴。

在支撑壳体的周面上以120度间隔安装3个螺旋测微头，所述的螺旋测微头通过螺纹轴向固定在支撑壳体上，螺旋测微头的端部安装有螺旋测微头端帽，调整螺旋测微头端帽角度，使得螺旋测微头端帽平面与传动轴的轴向垂直；在支撑壳体的周面上对称安装两个限位螺钉，所述的限位螺钉通过螺纹轴向固定在支撑壳体上；所述的支撑壳体安装在试验腔壳体外，通过所述的螺旋测微头调整轴向伸长量。