專利名稱：螺旋－－浮環(huán)密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于旋轉(zhuǎn)軸的密封，特別涉及一種螺旋-浮環(huán)密封。主要用于石油化工等行業(yè)的透平壓縮機(jī)裝置的軸端密封。
浮環(huán)密封是壓縮各種工藝氣體的壓縮機(jī)使用的一種傳統(tǒng)密封產(chǎn)品，如“化工密封技術(shù)”一書(化學(xué)工業(yè)出版社1990年9月第一版)P422-P499所述。其主要優(yōu)點(diǎn)是它屬于非接觸式密封，壽命長(zhǎng)，可靠性高，適用于高速、高壓工況。其主要缺點(diǎn)是密封油向被密封介質(zhì)一側(cè)的泄漏較大，即內(nèi)泄漏較大，污油回收系統(tǒng)復(fù)雜，并存在污染被密封介質(zhì)的可能性。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種螺旋-浮環(huán)密封，克服上述已有的浮環(huán)密封的缺點(diǎn)，大幅度地降低浮環(huán)密封的泄漏量。
本實(shí)用新型的目的是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的一種螺旋-浮環(huán)密封由密封腔體、密封端蓋、內(nèi)浮環(huán)、外浮環(huán)、軸套組成，其特征在于在被密封介質(zhì)側(cè)的套狀的內(nèi)浮環(huán)的內(nèi)表面是由一段螺旋槽和一段未開槽的光滑段組成的內(nèi)表面。被密封介質(zhì)側(cè)的浮環(huán)即內(nèi)浮環(huán)，由自潤(rùn)滑性和耐熱性優(yōu)良的石墨制成，并鑲裝在金屬環(huán)內(nèi)，在石墨環(huán)的內(nèi)表面，或者在與之相對(duì)應(yīng)的軸套的外表面，或者同時(shí)在上述內(nèi)、外兩個(gè)表面上是由一段螺旋槽和一段未開槽的光滑段組成，螺旋槽的截面形狀可以是矩形、三角形、梯形或圓弧型等；螺旋槽的參數(shù)范圍是螺旋槽頭數(shù)n＝1-100，螺旋角α＝1 °-89°，槽寬a與齒寬b之比a∶b＝0.1-10，槽深h與間隙c之比h∶c＝1-20，螺旋段長(zhǎng)度L1與光滑段長(zhǎng)度L2之比＝0.2-20。以上參數(shù)的最佳范圍是n＝3-60，α＝3°-30°，a∶b＝0.5-5，h∶c＝1-10，L1∶L2＝1-10。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是利用上述方法制造的螺旋-浮環(huán)密封的內(nèi)泄漏量比已有的浮環(huán)密封的內(nèi)泄漏量降低10倍以上。


圖1、一種螺旋-浮環(huán)密封沿對(duì)稱軸線的縱向剖視圖的上半部。
圖2、另一種螺旋-浮環(huán)密封沿對(duì)稱軸線的縱向剖視圖的上半部。
圖3、又一種螺旋-浮環(huán)密封沿對(duì)稱軸線的縱向剖視圖的上半部。
圖4、一種內(nèi)浮環(huán)沿對(duì)稱軸線縱向剖視圖的上半部。
圖5、另一種內(nèi)浮環(huán)沿對(duì)稱軸線縱向剖視圖的上半部。
圖6、又一種內(nèi)浮環(huán)沿對(duì)稱軸線縱向剖視圖的上半部。
圖7、再一種內(nèi)浮環(huán)沿對(duì)稱軸線縱向剖視圖的上半部。圖中符號(hào)含義如下1-機(jī)器殼體 8-內(nèi)浮環(huán)2-密封端蓋 9-金屬環(huán)3-軸套 10-密封圈4-軸 11密封腔體5-防轉(zhuǎn)銷 12-靜密封圈6-外浮環(huán) 13-螺旋段7-彈簧 14-光滑段C-密封流體流入方向 E-被密封介質(zhì)側(cè)D-密封流體流出方向 F-大氣側(cè)a-螺旋槽的槽寬(軸向) L1-螺旋段長(zhǎng)度b-螺旋齒的齒寬(軸向) L2-光滑段長(zhǎng)度c-內(nèi)浮環(huán)的間隙(半徑方向) α-螺旋角d-密封軸徑 n-螺旋槽頭數(shù)h-螺旋槽的槽深(半徑方向)現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳述如下圖1為本實(shí)用新型一種螺旋-浮環(huán)密封沿對(duì)稱軸線的縱向剖視圖的上半部。一種螺旋-浮環(huán)密封由密封腔體、密封端蓋、內(nèi)浮環(huán)、外浮環(huán)、軸套組成，其特征是在被密封介質(zhì)側(cè)的套狀的內(nèi)浮環(huán)的內(nèi)表面是由一段螺旋槽和一段未開槽的光滑段組成的內(nèi)表面。圖中所示密封裝置的左側(cè)為被密封介質(zhì)側(cè)，即內(nèi)側(cè)E；右側(cè)為大氣側(cè)，即外側(cè)F。圖中，8為內(nèi)浮環(huán)，由石墨制成并鑲裝于金屬環(huán)9內(nèi)，13為螺旋段，14為光滑段，其余零件分別是機(jī)器殼體1，密封端蓋2，軸套3，軸4，防轉(zhuǎn)銷5，外浮環(huán)6，彈簧7，密封圈10，密封腔體11，靜密封圈12。底部中心有孔的桶狀的密封腔體11與中心帶孔的盤狀密封端蓋2連為一體，置于機(jī)器殼體1內(nèi)，密封腔體和密封端蓋的孔中穿入旋轉(zhuǎn)軸4及固定在軸上的軸套3，密封腔體11內(nèi)的軸套3上串聯(lián)地裝入套狀的內(nèi)浮環(huán)8及外浮環(huán)6，兩個(gè)浮環(huán)之間有彈簧7，在彈簧的推動(dòng)下內(nèi)浮環(huán)8的端面與密封腔體11端面上的密封圈10貼合，外浮環(huán)6的端面與密封端蓋2的內(nèi)端面相貼合，密封油沿C向進(jìn)入密封腔體11，并沿D向流出密封腔體，回到油箱。由于密封油壓力比被密封介質(zhì)的壓力高0.04-0.06Mpa，已有技術(shù)中的內(nèi)浮環(huán)沒有螺旋段13，所以，還有密封油沿軸套3與內(nèi)浮環(huán)8內(nèi)孔之間的間隙泄漏到介質(zhì)側(cè)E中，形成較大的內(nèi)泄漏量，本實(shí)用新型的螺旋-浮環(huán)密封的內(nèi)浮環(huán)的內(nèi)表面有螺旋段13，當(dāng)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋段13將泄漏出的密封油打回到光滑段14，這樣，減少了內(nèi)泄漏量。
在該圖中螺旋槽是在內(nèi)浮環(huán)的內(nèi)表面上，螺旋槽的截面形狀為矩形。但在本實(shí)用新型中，螺旋槽也可在與內(nèi)浮環(huán)相配合的軸套3的外表面上(見圖2)。或者同時(shí)在上述內(nèi)、外兩個(gè)表面上(見圖3)。
圖1僅以在內(nèi)浮環(huán)的內(nèi)表面上具有矩形截面的螺旋槽(見圖4)的情況為例。但是，在本實(shí)用新型中螺旋槽截面的形狀可以是梯形的(見圖5)、三角形(見圖6)、圓弧型的(見圖7)。軸套上的螺旋槽的截面形狀可以是矩形的、梯形的、三角形的、圓弧型的。
本實(shí)施例中內(nèi)浮環(huán)由石墨制成，也可用巴氏合金、鋁合金等材料代替石墨。
有時(shí)在內(nèi)浮環(huán)的內(nèi)表面全部加工成螺旋槽而取消未開槽的光滑段也是可行的。
圖4、圖5、圖6、圖7為本實(shí)用新型中螺旋槽及光滑段的幾何參數(shù)示意圖。
a-螺旋槽的槽寬(軸向) L1-螺旋段長(zhǎng)度b-螺旋齒的齒寬(軸向) L2-光滑段長(zhǎng)度c-內(nèi)浮環(huán)的間隙(半徑方向) α-螺旋角d-密封軸徑 n-螺旋槽頭數(shù)h-螺旋槽的槽深(半徑方向)在本實(shí)用新型中，螺旋槽的參數(shù)范圍如下螺旋槽頭數(shù)n＝1-100，最佳范圍是3-60。
螺旋角α＝1°-89°，最佳范圍是3°-30°。
螺旋槽的槽寬a與齒寬b之比a∶b＝0.1-10，最佳范圍是0.5-5。
螺旋槽的槽深h與間隙c之比h∶c＝1-20，最佳范圍是1-10螺旋段長(zhǎng)度L1與光滑段長(zhǎng)度L2之比＝0.2-20。最佳范圍是1-10。
與已有的浮環(huán)密封相比，本實(shí)用新型所提出的螺旋-浮環(huán)密封的突出優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)泄漏量降低。試驗(yàn)表明，根據(jù)最佳范圍的螺旋槽參數(shù)制成的螺旋-浮環(huán)密封的內(nèi)泄漏量?jī)H是已有浮環(huán)密封內(nèi)泄漏量的1/20-1/100。它特別適用于各種壓力等級(jí)的工藝氣體的透平壓縮機(jī)的軸端密封。
權(quán)利要求1.一種螺旋-浮環(huán)密封，由密封腔體、密封端蓋、內(nèi)浮環(huán)、外浮環(huán)、軸套組成，其特征是在被密封介質(zhì)側(cè)的套狀的內(nèi)浮環(huán)的內(nèi)表面是由一段螺旋槽和一段未開槽的光滑段組成的內(nèi)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋-浮環(huán)密封，其特征是在與內(nèi)浮環(huán)相對(duì)應(yīng)的軸套的外表面是由一段螺旋槽和一段未開槽的光滑段組成的外表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋-浮環(huán)密封，其特征是在內(nèi)浮環(huán)的內(nèi)表面和與之相對(duì)應(yīng)的軸套的外表面同時(shí)由一段螺旋槽和一段未開槽的光滑段組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的螺旋-浮環(huán)密封，其特征是螺旋槽的截面形狀可以是矩形的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的螺旋-浮環(huán)密封，其特征是螺旋槽的截面形狀可以是三角形的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的螺旋-浮環(huán)密封，其特征是螺旋槽的截面形狀可以是梯形的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的螺旋-浮環(huán)密封，其特征是螺旋槽的截面形狀可以是圓弧形的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的螺旋-浮環(huán)密封，其特征是螺旋槽的參數(shù)范圍是螺旋槽頭數(shù)n＝1-100，螺旋角α＝1°-89°，槽寬a與齒寬b之比a∶b＝0.1-10，槽深h與間隙c之比h∶c＝1-20，螺旋段長(zhǎng)度L1與光滑段長(zhǎng)度L2之比L1∶L2＝0.2-20。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的螺旋-浮環(huán)密封，其特征是內(nèi)浮環(huán)由石墨制成。
專利摘要一種螺旋—浮環(huán)密封由密封腔體、密封端蓋、內(nèi)浮環(huán)、外浮環(huán)、軸套組成,其特征是:在被密封介質(zhì)側(cè)的套狀的內(nèi)浮環(huán)的內(nèi)表面和與內(nèi)浮環(huán)相對(duì)應(yīng)的軸套的外表面中至少有一個(gè)表面是由一段螺旋槽和一段未開槽的光滑段組成的表面。與已有的浮環(huán)密封相比,該密封的內(nèi)泄漏量降低10倍以上。該密封特別適用于石油化工行業(yè)任何壓力等級(jí)的工藝氣體的透平壓縮機(jī)的軸端密封。
文檔編號(hào)F16J15/00GK2387324SQ9820156
公開日2000年7月12日 申請(qǐng)日期1998年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月19日
發(fā)明者王玉明 申請(qǐng)人:王玉明