本發(fā)明涉及一種密封和減震裝置，尤其涉及一種用于對旋轉(zhuǎn)軸進行減震和密封的浮動環(huán)式阻尼密封裝置。

背景技術(shù)：

浮動環(huán)密封裝置也稱為浮動環(huán)密封，是一種流阻型非接觸式動密封結(jié)構(gòu)，通過密封間隙內(nèi)的流體阻力效應(yīng)而達到密封阻漏的目的，被密封介質(zhì)在浮動環(huán)與旋轉(zhuǎn)軸之間的微小間隙內(nèi)形成流體膜，流體膜具有一定的承載力，保證浮動環(huán)和旋轉(zhuǎn)軸始終處于非接觸狀態(tài)。因具有自動對心功能，與固定密封相比，浮動環(huán)密封間隙小、泄漏量低，被廣泛應(yīng)用于汽輪機、壓縮機、旋轉(zhuǎn)接頭、火箭渦輪泵等的旋轉(zhuǎn)軸密封。

傳統(tǒng)的浮動環(huán)密封存在兩個問題：一是流體膜只有動壓效應(yīng)，而低速運行時動壓承載力小，浮動環(huán)跟隨旋轉(zhuǎn)軸運動，兩者之間存在摩擦磨損。二是浮動環(huán)正常工作在鎖死狀態(tài)，即浮動環(huán)和外殼不發(fā)生相對運動，浮動環(huán)鎖死在某一偏心位置，此時浮動環(huán)密封與偏心固定間隙密封作用相同。但由于浮環(huán)密封間隙較小，偏心條件下，產(chǎn)生較大的交叉剛度，對軸系的穩(wěn)定性造成不利的影響，嚴重時會引起軸系失穩(wěn)，發(fā)生安全事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種流體膜承載力大、不會引起軸系失穩(wěn)且具有良好減震效果的浮動環(huán)式阻尼密封裝置。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：

一種浮動環(huán)式阻尼密封裝置，用于密封旋轉(zhuǎn)軸，包括擋環(huán)、彈性圈和浮動環(huán)，所述浮動環(huán)通過自身的浮動環(huán)通孔套裝在所述旋轉(zhuǎn)軸外，所述浮動環(huán)的內(nèi)表面與所述旋轉(zhuǎn)軸的外表面之間為間隙配合，所述浮動環(huán)的外表面設(shè)有環(huán)形凹槽，所述彈性圈置于所述環(huán)形凹槽內(nèi)，所述擋環(huán)通過自身的擋環(huán)通孔套裝于所述旋轉(zhuǎn)軸外其通過自身外側(cè)的外環(huán)將所述浮動環(huán)包圍在內(nèi)，所述擋環(huán)的外環(huán)內(nèi)壁壓住所述彈性圈，所述浮動環(huán)上設(shè)有徑向且兩端均開口的節(jié)流孔，多個所述節(jié)流孔沿圓周方向均勻分布于所述浮動環(huán)上。

上述結(jié)構(gòu)中，所述浮動環(huán)的內(nèi)表面與所述旋轉(zhuǎn)軸的外表面之間的間隙為徑向密封間隙，當(dāng)部分壓力介質(zhì)通過節(jié)流孔進入徑向密封間隙后會形成流體膜，實現(xiàn)浮動效果；擋環(huán)通過彈性圈由圓周方向向浮動環(huán)均勻施壓，盡量確保徑向密封間隙為厚度均勻的間隙圈，盡量避免浮動環(huán)與旋轉(zhuǎn)軸直接接觸。

為了提高浮動效果，所述節(jié)流孔包括相通連接的大徑節(jié)流孔和小徑節(jié)流孔且所述小徑節(jié)流孔靠近所述旋轉(zhuǎn)軸。

進一步，所述擋環(huán)的外環(huán)的一端連接有內(nèi)環(huán)，所述擋環(huán)的外環(huán)的中心線、內(nèi)環(huán)的中心線與所述浮動環(huán)的中心線重合，所述浮動環(huán)的中部外凸形成外凸環(huán)，所述擋環(huán)的內(nèi)環(huán)與所述浮動環(huán)的一端端面貼合，所述節(jié)流孔設(shè)于所述浮動環(huán)的另一端，所述環(huán)形凹槽設(shè)于所述外凸環(huán)的外表面，所述浮動環(huán)上設(shè)有軸向且兩端均開口的均壓孔，多個所述均壓孔沿圓周方向均勻分布于所述浮動環(huán)上。均壓孔的設(shè)計使壓力介質(zhì)對浮動環(huán)進行圓周方向的均勻施壓，進一步確保徑向密封間隙為厚度均勻的間隙圈。

根據(jù)應(yīng)用需要，所述彈性圈為“o”形橡膠密封圈或金屬橡膠密封圈。

優(yōu)選地，所述浮動環(huán)的內(nèi)表面與所述旋轉(zhuǎn)軸的外表面之間的間隙距離在幾微米至幾十微米之間。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)采用動壓和靜壓混合式承載原理，流體膜承載力大，可以避免低速運行時浮動環(huán)和旋轉(zhuǎn)軸摩擦磨損；

(2)通過流體膜、彈性圈和摩擦三種方式增加了系統(tǒng)的阻尼，不僅避免了傳統(tǒng)浮動環(huán)密封對軸系穩(wěn)定性的不利影響，而且具有良好的減震效果；

(3)采用浮動環(huán)式密封方式，具有運行工作轉(zhuǎn)速高、泄漏量小、壽命長的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述浮動環(huán)式阻尼密封裝置的主視剖視圖；

圖2是本發(fā)明所述浮動環(huán)式阻尼密封裝置的右視圖；

圖3是本發(fā)明所述浮動環(huán)式阻尼密封裝置的浮動環(huán)主視剖視圖；

圖4是本發(fā)明所述浮動環(huán)式阻尼密封裝置的右視圖；

圖5是圖3中的a-a剖視圖；

圖6是圖5中“b”的放大圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

如圖1-圖6所示，本發(fā)明所述浮動環(huán)式阻尼密封裝置用于密封旋轉(zhuǎn)軸4，包括擋環(huán)1、彈性圈2和浮動環(huán)3，擋環(huán)1由相互連接的外環(huán)(圖中未標(biāo)記)和內(nèi)環(huán)(圖中未標(biāo)記)構(gòu)成，外環(huán)呈圓筒形，內(nèi)環(huán)為環(huán)形板，擋環(huán)1的外環(huán)的一端與內(nèi)環(huán)連接，擋環(huán)1的外環(huán)的中心線、內(nèi)環(huán)的中心線與浮動環(huán)3的中心線重合，旋轉(zhuǎn)軸4穿過擋環(huán)1的外環(huán)的通孔，浮動環(huán)3通過自身的浮動環(huán)通孔35套裝在旋轉(zhuǎn)軸4外且被包圍在擋環(huán)1的外環(huán)內(nèi)，浮動環(huán)3的內(nèi)表面與旋轉(zhuǎn)軸4的外表面之間為間隙配合并形成徑向密封間隙，徑向密封間隙的距離在幾微米至幾十微米之間，浮動環(huán)3的中部外凸形成外凸環(huán)(圖中未標(biāo)記)，外凸環(huán)的外表面設(shè)有環(huán)形凹槽32，彈性圈2置于環(huán)形凹槽32內(nèi)，擋環(huán)1的外環(huán)內(nèi)壁壓住彈性圈2，彈性圈2為“o”形橡膠密封圈或金屬橡膠密封圈，擋環(huán)1的內(nèi)環(huán)與浮動環(huán)3的一端端面31(該端面為浮動環(huán)軸向密封面)貼合形成整個密封裝置的軸向密封面，浮動環(huán)3的另一端設(shè)有徑向且兩端均開口的節(jié)流孔34，多個節(jié)流孔34沿圓周方向均勻分布于浮動環(huán)3上，節(jié)流孔34包括相通連接的大徑節(jié)流孔341和小徑節(jié)流孔342且小徑節(jié)流孔342靠近旋轉(zhuǎn)軸4，所述浮動環(huán)的外凸環(huán)上設(shè)有軸向且兩端均開口的均壓孔33，多個均壓孔33沿圓周方向均勻分布于浮動環(huán)3上。

結(jié)合圖1-圖6，應(yīng)用時，將擋環(huán)固定外其它設(shè)備的殼體上，高壓介質(zhì)(如氣體或液體)由擋環(huán)1的開口一端(圖中的右端)進入擋環(huán)1與浮動環(huán)3之間的空隙，其中一部分介質(zhì)由節(jié)流孔34進入徑向密封間隙，從而在徑向密封間隙中形成流體膜，在此過程中會有少量介質(zhì)通過徑向密封間隙泄露至浮動環(huán)3上靠近擋環(huán)1的內(nèi)環(huán)的一端；還有一部分介質(zhì)會進入均壓孔33，在浮動環(huán)3的圓周方向形成均勻的壓力，使徑向密封間隙所在的空心環(huán)保持均勻，避免浮動環(huán)3與旋轉(zhuǎn)軸4接觸；同時，擋環(huán)1的外環(huán)通過彈性圈2將浮動環(huán)3由周向均勻壓住，避免浮動環(huán)3與旋轉(zhuǎn)軸4接觸，彈性圈2的彈性有利于在必要的時候起到緩沖作用。

上述實施例只是本發(fā)明的較佳實施例，并不是對本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動即可在上述實施例的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種浮動環(huán)式阻尼密封裝置，用于密封旋轉(zhuǎn)軸，包括擋環(huán)、彈性圈和浮動環(huán)，浮動環(huán)通過自身的浮動環(huán)通孔套裝在旋轉(zhuǎn)軸外，浮動環(huán)的內(nèi)表面與旋轉(zhuǎn)軸的外表面之間為間隙配合，浮動環(huán)的外表面設(shè)有環(huán)形凹槽，彈性圈置于環(huán)形凹槽內(nèi)，擋環(huán)通過自身的擋環(huán)通孔套裝于旋轉(zhuǎn)軸外其通過自身外側(cè)的外環(huán)將浮動環(huán)包圍在內(nèi)，擋環(huán)的外環(huán)內(nèi)壁壓住彈性圈，浮動環(huán)上設(shè)有徑向且兩端均開口的節(jié)流孔，多個節(jié)流孔沿圓周方向均勻分布于浮動環(huán)上。本發(fā)明采用動壓和靜壓混合式承載原理，流體膜承載力大，可以避免低速運行時浮動環(huán)和旋轉(zhuǎn)軸摩擦磨損，具有運行工作轉(zhuǎn)速高、泄漏量小、壽命長、減震效果好的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：李鋒;劉占生;馮高鵬;鄧坤
受保護的技術(shù)使用者：中國工程物理研究院總體工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.27
技術(shù)公布日：2017.07.14