一種外驅動式中間旋轉環機械密封制造技術

一種外驅動式中間旋轉環機械密封，是在以密封端面相對設置的動環和靜環之間，設置有兩端面分別與動環和靜環相對的中間旋轉環，且該中間旋轉環由外置動力源驅動旋轉。該動力源的輸出軸直接與傳動輪組的主動輪傳動連接或通過聯軸器與傳動輪組的輸入軸連接，傳動輪組的從動輪與傳動軸套連接，傳動軸套又與中間旋轉環傳動連接。該機械密封的密封端面間相對轉速可調，且被密封機組轉速不直接決定密封端面相對轉速，能使高、低速機械密封具有更高的穩定性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于旋轉機器的軸向端面密封，特別涉及一種外驅動式中間旋轉環機械密封，此外驅動式中間旋轉環機械密封可用于各種型式的壓縮機、膨脹機、分離機、泵、反應釜等旋轉類機器的軸向端面密封。
技術介紹
機械密封廣泛應用于眾多的旋轉機械軸向端面密封，但在高參狀態下，特別是高速和低速狀態時密封的穩定性，始終是困擾研究人員的兩個難點問題。具體表現在接觸式機械密封在高速狀態下密封面間相對轉速過高，導致密封面摩擦、磨損、發熱、變形等現象嚴重，密封性能迅速下降，甚至不能正常工作；而非接觸式機械密封在低轉速狀態下端面間流體膜不能生成足夠的開啟力和剛度，無法保證密封面的正常分離及間隙的穩定性。對于傳統的機械密封，動環一般周向固定在被密封機器的旋轉軸上，導致在被密封機器給定的 條件下，難以主動改變動、靜環密封面之間的相對轉速。通過在動、靜環之間增加中間旋轉環的方式，改變機械密封兩密封面之間的相對轉速，是一種行之有效的密封面相對轉速調控方法。但是，對于中間旋轉環轉速的調整和控制是一個難點問題。在此，提出一種外驅動式中間旋轉環機械密封，通過設置動力源和必要的傳動件，將轉速輸出到中間旋轉環。其特點是中間旋轉環設置相應的動力源，并通過必要的傳動件和中間旋轉環相連，來主動調整中間旋轉環的轉速，從而使不同轉速機組密封端面都能獲得一個合適的相對旋轉速度，擺脫被密封機組轉速對密封性能的影響，提升機械密封的穩定性和使用壽命。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種外驅動式中間旋轉環機械密封。本技術為一種外驅動式中間旋轉環機械密封，總體主要由機械密封部分和動力源構成，兩部分之間由傳動件進行連接。具體主要由動環I、中間旋轉環2、靜環3、傳動軸套4、機座5、動力源6、聯軸器7、傳動輪Z1、傳動輪Z2、動力源輸出軸II、傳動軸III等構成。其中機械密封部分包括動環I、中間旋轉環2、靜環3。傳動輪Z1和中間旋轉環2周向固定在傳動軸套4上，傳動軸套4空套在軸I上，傳動輪Z2周向固定在動力源輸出軸II或傳動軸III上，動力源6的輸出軸II通過聯軸器7或直接與傳動輪Z2聯接。本技術的工作過程為動力源6通過聯軸器7或直接驅動傳動輪Z2旋轉、傳動輪Z2帶動傳動輪Z1旋轉,傳動輪Z1的轉動通過傳動軸套4傳到中間旋轉環2,并最終驅動中間旋轉環2與傳動軸套4和傳動輪Z1同步回轉。這樣中間旋轉環2就獲得了一個不同于被密封機組旋轉軸I的旋轉速度，因中間旋轉環2又分別跟動環I和靜環2配對，最終達到了改變被封面間的相對旋轉速度的目的。本技術主要采用以下技術措施來實現所述外驅動式中間旋轉環機械密封，是在以密封端面相對設置的動環I和靜環3之間，設置有兩端面分別與動環I和靜環3相對的中間旋轉環2,該中間旋轉環2經傳動軸套4、從動輪Z1、主動輪Z2與外置動力源6相連，中間旋轉環2、從動輪Z1周向固定在傳動軸套4上，傳動軸套4空套在軸I上，主動輪Z2與外置動力源6的輸出軸II傳動連接。所述外驅動式中間旋轉環機械密封，其主動輪Z2直接與外置動力源6的輸出軸II相連，具體可使用傳動銷、鍵、脹套等方式傳動連接，但優選的是采用傳動銷方式進行傳動連接。所述外驅動式中間旋轉環機械密封，其主動輪Z2通過聯軸器7與傳動軸III相連，傳動軸III與主動輪Z2傳動連接。所述外驅動式中間旋轉環機械密封，被密封機組旋轉軸I的旋轉速度為Ii1，中間旋轉環2的旋轉速度為n2，兩個轉速比值i的取值范圍為O. 3 500。根據目前機 械密封應用機組情況，較高轉速機組其轉速約為700(Tl5000rpm，中等轉速機組其轉速約為250(T4000rpm，較低轉速機組其轉速約為2(Tl000rpm，而根據實際使用情況來看，接觸式密封如只設置一個中間環，考慮兩組密封面相對轉速的均勻性，比值i的取值范圍應在O. 5附近選取，而非接觸式密封轉速在800(Tl0000rpm范圍內密封面能獲得較高的流體膜剛度和穩定性，則i的取值范圍約為2 500，適當考慮實際加工過程中的特殊性和傳動效率，確定轉速比值i的取值范圍為O. 3 500。所述外驅動式中間旋轉環機械密封，具有外置的動力源6，該動力源6的輸出為近似均勻的旋轉運動，具體可以電動機、汽輪機、內燃機、馬達等動力裝置，但優選的是采用可調速電動機作為外置動力源。所述外驅動式中間旋轉環機械密封，其傳動輪的特征是能進行周向回轉運動的傳遞，具體可以是齒輪、帶輪、摩擦輪、鏈輪等，但優選的是采用齒輪和帶輪作為傳動輪，分別對應使用帶傳動或齒輪傳動，當兩傳動軸中心距較小時優選齒輪為傳動輪，當兩傳動軸中心距較大時優選帶輪為傳動輪。本外驅動式中間旋轉環機械密封，所述中間旋轉環2以其內徑側與傳動軸套4以銷、鍵、脹套、螺釘等方式傳動，但優選的方式是經傳動銷方式傳動連接。本技術具有以下特點1.密封端面相對轉速可調；2.中間旋轉環的轉速可調范圍寬；3.使高、低速機械密封具有更高的穩定性。附圖說明圖I是本技術外驅動式中間旋轉環機械密封的優選實施方式I示意圖。圖2是本技術外驅動式中間旋轉環機械密封的優選實施方式2示意圖。圖3是本技術外驅動式中間旋轉環機械密封的優選實施方式3示意圖。圖4是與圖I至圖3對應的一種機械密封裝置的結構示意圖。圖中相關符號為1一動環；2—中間旋轉環；3—靜環；4一傳動軸套；5—機座；6—動力源；7—聯軸器^一傳動輪(從動輪)，同時代表該輪的直徑；Z2—傳動輪(主動輪)，同時代表該輪的直徑；I 一被密封機組旋轉軸、II一動力源的輸出軸、III一傳動軸。具體實施方式為進一步了解本技術的內容、特點及功能，茲以具體實施例，結合附圖詳細說明如下。實施例1 :參閱圖1、圖4。本實施例的總體主要由機械密封部分和動力源構成，兩部分之間由傳動件進行連接。具體主要由動環I、中間旋轉環2、靜環3、傳動軸套4、機座5、動力源6、帶輪(即從動輪)Z1、帶輪(即主從輪)Z2、動力源輸出軸II等構成。其中機械密封部分包括動環I、中間旋轉環2、靜環3。帶輪Z1和中間旋轉環2周向固定在傳動軸套4上，傳動軸套4空套在軸I上，帶輪4固定在動力源輸出軸II上。本實施例的工作過程為動力源6直接驅動帶輪Z2旋轉、帶輪Z2帶動帶輪Z1旋轉，帶輪Z1的轉動通過傳動軸套4傳到中間旋轉環2上,并最終驅動中間旋轉環2與傳動軸套4和帶輪Z1同步回轉。這樣中間旋轉環2就獲得了一個不同于被密封機組旋轉軸I的旋轉速度，因中間旋轉環2又分別跟動環I和靜環2配對，最終達到了改變被封面間的相對旋轉速度的目的。假定被密封機組旋轉軸I的轉速為Ii1,中間旋轉環2的轉速為n2，動力源6的輸出轉速為n6,則中間旋轉環2和軸I的轉速比i為Jzn2Ai1= (Z2n6) / (Z1Ii1)。可通過變化動力源6的輸出轉速n6和各帶輪的直徑，實現中間旋轉環2轉速n2的調整。動環I的轉速跟旋轉軸I的轉速相同為Ii1，則動環I和中間旋轉環2所構成密封面的相對轉速為η2±ηι，中間旋轉環2跟靜環3的構成密封面的相對轉速為n2。實施例2 :參閱圖2、圖4。本實施例的總體仍主要由機械密封部分和動力源構成，兩部分之間由傳動件進行連接。具體主要由動環I、中間旋轉環2、靜環3、傳動軸套4、機座5、動力源6、齒輪(即從動輪)Z1、齒輪(即主動輪)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種外驅動式中間旋轉環機械密封，是在以密封端面相對設置的動環（1）和靜環（3）之間，設置有兩端面分別與動環（1）和靜環（3）相對的中間旋轉環（2），其特征是中間旋轉環（2）經傳動軸套（4）、從動輪（Z1）、主動輪（Z2）與外置動力源（6）相連，并被外置動力源（6）驅動旋轉，中間旋轉環（2）、從動輪（Z1）周向固定在傳動軸套（4）上，傳動軸套（4）空套在軸（Ⅰ）上，主動輪（Z2）與外置動力源（6）的輸出軸（Ⅱ）傳動連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王和順，朱維兵，董霖，王良柱，鄭建科，鄔瓦尼，牛苗苗，李柯，秦小嶼，陳華，
申請(專利權)人：西華大學，
類型：實用新型
國別省市：