[实用新型]一种近完全同心非接触式碳环密封结构

说明书

本实用新型涉及一种近完全同心非接触式碳环密封结构，包括一密封环和设于该密封环径向外侧的径向弹性元件，所述密封环安装于腔室内，所述径向弹性元件被所述腔室约束，该径向弹性元件对所述密封环具有径向弹力，使所述密封环同心非接触的套设在待密封件上，径向弹性元件的径向弹力一方面可以平衡密封环自身重力，另一方面能保证密封环受外界扰动时不产生径向位移，使密封环与待密封件不产生接触，偏心率达到最小，泄漏量最小。

技术领域

本实用新型涉及机械密封技术领域，具体涉及一种近完全同心非接触式碳环密封结构。

背景技术

碳环密封由于结构简单、性能稳定，广泛应用于各种旋转设备中作为轴端密封。碳环密封的主要工作原理是依靠静止的密封环与旋转的轴或轴套形成的小间隙，将密封介质或者工艺介质的泄漏量控制在允许范围内来实现。

一般的碳环密封在设备静止时，密封环由于自身重力，与轴或轴套会产生接触。在设备启动时，轴或轴套会与密封环产生接触造成磨损，一方面会影响密封环的使用寿命，进而影响整个碳环密封的使用寿命；另一方面会对轴或轴套造成磨损，在高速设备中接触力还会加大转子的振动，影响整个转子的稳定性。

另外，碳环密封泄漏量与密封环和轴或轴套的偏心率e有直接关系，如图3所示，当密封环与轴或轴套完全偏心时，偏心率e＝1，此时泄漏量最大；如图4，当密封环与轴或轴套完全同心时，偏心率e＝0，此时泄漏量最小。根据碳环密封的泄漏量计算公式，密封处于完全偏心状态时(偏心率e＝1)，其泄漏量是密封处于完全同心状态时(偏心率e＝0)的2.5倍。

因此，如何保证密封环与轴或轴套不产生接触，使密封环与轴或轴套的偏心率达到最小，是控制泄漏量的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题而提供一种近完全同心非接触式碳环密封结构，该装置无论在设备静止或者运转时，密封环与轴或轴套不产生接触，密封环与轴或轴套的偏心率达到最小，接近完全同心状态，泄漏量最小。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种近完全同心非接触式碳环密封结构，包括一密封环和设于该密封环径向外侧的径向弹性元件，所述密封环安装于一腔室内，所述径向弹性元件被所述腔室约束，该径向弹性元件对所述密封环具有径向弹力，使所述密封环同心非接触的套设在待密封件上，径向弹性元件的径向弹力一方面可以平衡密封环自身重力，另一方面能保证密封环受外界扰动时不产生径向位移，使密封环与待密封件不产生接触，偏心率达到最小，泄漏量最小。

进一步地，所述径向弹性元件为弹簧蓄能圈、拉簧、波形弹簧或O型圈，它们产生的径向弹力与密封环重力方向相反。

进一步地，所述密封环轴向侧端面设置轴向弹性元件，所述轴向弹性元件产生轴向推力使所述密封环贴紧在腔室内壁。

进一步地，所述轴向弹性元件为弹簧，弹簧安装在弹簧孔中，产生的推力使密封环与腔室内壁紧密贴合形成密封，同时有助于增大密封环与腔室内壁之间的静摩擦力，可进一步有效抵抗密封环重力。

进一步地所述密封环、径向弹性元件以及轴向弹性元件安装于支撑部件内，所述支撑部件包括支撑腔体以及与所述支撑腔体连接的弹簧座，所述腔室设于所述支撑腔体与弹簧座之间。

进一步地所述支撑腔体位于低压大气侧，所述弹簧座位于高压介质侧，介质压力和轴向弹性元件的轴向弹力方向一致。

进一步地，所述密封环与所述弹簧座之间还设有防止密封环绕待密封件旋转的防转销，有效防止密封环在圆周方向发生转动。

进一步地，所述密封环为整体式或分瓣式。

进一步地，所述密封环为碳环。

进一步地，所述待密封件为轴或轴套。