[实用新型]差动式轴密封装置

说明书

本实用新型属机械的密封装置。

接触式密封中，接触面的比压P和线速度V的乘积PV值，是决定密封装置性能的主要因素。为了提高密封装置允许极限PV值，通常是选择更好的密封材料，加强冷却，改善润滑，另外从密封结构上考虑，降低接触面的线速度。如图1就是这种结构，图1中3是动环，2是中间环，1是静环。中间环2的两端面与静、动环接触，构成两个密封面，当动环3随轴旋转时，由于中间环2与环3密封面摩擦力的作用，带动动环2转动，由于静环1与中间环2接触面的摩擦，使中间环2不能完全随动环3一起旋转，理想状态下，静环1与中间环2及动环3与中间环的相对线速度分别是动环3线速度的一半。但由于中间环两端面的摩擦力很难加以控制，且表面摩擦力随摩擦工况随时变化，运行中往往出现中间环与动环同步旋转或中间环与静环之间无相对滑动的现象，因而难以保证差动的实现，所以图1的差动密封装置很少应用。

本实用新型的目的是提供一种差动密封装置，来确保差动的实现，使其得以有效的应用。

本实用新型的密封装置是由任何类型的端面密封或弹性密封皮碗密封，或硬填料密封同固定在滚动轴承保持架的中间环组成。或者不采用通常的滚动轴承，用自制的滚动体，保持架，或用图6中的保持架，滚动体13绕保持架上的轴14旋转的结构。根据运动学原理，在纯滚动状态下，轴承保持架的线速度V2是内圈表面线速度V1的一半，如图2所示。因此本装置利用此原理来确保差动的实现。

下面结合附图详细叙述本发明的实施例。

图1是现有差动密封装置结构原理图，其1－动环，2－中间环，3－动环。

图2是轴承保持架降速原理图。

图3是本发明的实施例1。

其中1－支座，2－波纹管或弹簧，3－静环，4－中间环，5－轴承保持架，6－滚动轴承外圈，7－压盖，8－轴，9－动环，10－波纹管或弹簧，11－支架，12－螺钉。

图4是本发明实施例2。

其中1－挡泥板，2－静密封环，3－中间密封环，4－弹簧，5－键，6－动环。

图5是本发明实施例3。

图中1－壳体，2－滚动轴承外圈，3－中间环，4－压圈，5－中间轴，6－盖板，7－皮碗，8－皮碗，9－弹簧，10－弹簧座。

图6是实施例4。

其中1～12与图3相同，13－滚子，14－保持架上的轴，15－内圈。

实施例1：

见图3，将支座1固定在壳体上，将波纹管2安装在支座上，波纹管另一端安有静环3，中间环4的一个端面同轴承保持架5固接（如粘接、焊接等），另一端分别与静环3、动环9相贴合，动环9另一端面通过支承环由波纹管支承，支架1由螺钉12同轴8固紧。滚动轴承6的内圈与轴紧固。

当轴旋转时，壳体与轴的密封，变成壳体与保持架密封（第一级端面密封）以及保持架与轴的密封（第二级密封），即静环3与中间环4的端面间形成第一级端面密封，而动环9与中间环4的端面间形成第二级端面密封。因中间环4固定在轴承保持架5上，其角速度约为旋转轴的0.4倍左右，因而确保了第一、第二级端面密封的端面线速度降低到原来的50％左右。

实施例2：

见图4，在高速旋转情况下，可在轴承外圈上装上弹簧4以替代图2中的10以避免因元件10在高速下，受离心力作用，而影响密封效果。

轴承内圈由键5带动旋转，中间密封环3一端面同轴承保持架固定，（可通过粘接，焊接等方式），另一端面与密封圈2贴合，该轴承在此结构中，不能作为承载轴承。在有泥砂或其他杂质的情况下，可在轴上安装挡泥砂的档泥板1。

实施例3：

本实用新型可做成如图5所示结构，保持架与中间环3固接，中间环3又与中间轴5固接，弹性密封皮碗7、8，或硬质填料，分别装在中间环3与盖板6上，变成了二级轴封，同样使每一级的线速度降低约一半，可极大地提高弹性密封圈的密封压力和极限转速，PV值提高一倍，此结构尤其适用于泄漏量要求极严的场合。

实施例4：

如图6所示，滚动体13中间开有通孔，并套在与保持架相固定的轴14上。如空间位置较小，内圈15可以不要，而让滚子13直接在轴8上旋转。图6结构也可用于实施例2，实施例3中。

本实用新型的优点：由于将一级密封变成了降速后的两级密封，使得相同材料的密封面，在相同工况下，充许极限PV值实际提高约一倍。由于速度降低，使允许转速或比压提高一倍。摩擦功耗与一级密封相同，泄漏量小，密封效果稳定可靠，寿命长。

本实用新型适用范围广，不仅能适用于一般机械密封，弹性密封皮碗密封、硬填料密封适用的场合，而且适用于极端恶劣的工况如高线速度，高压，真空，高、低温等普通端面密封不能胜任的场合。