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1、(10)申请公布号 CN 102297264 A (43)申请公布日 2011.12.28 CN 102297264 A *CN102297264A* (21)申请号 201110225805.2 (22)申请日 2011.08.08 F16J 15/16(2006.01) F16J 15/18(2006.01) F16J 15/34(2006.01) (71)申请人 艾迪机器 （杭州） 有限公司 地址 310018 浙江省杭州市经济技术开发区 6 号路 5 号 2 幢 551 室 (72)发明人 孙富强 (74)专利代理机构 杭州赛科专利代理事务所 33230 代理人 汪爱平 (54) 发明。
2、名称 集装式机械轴密封件及由其构成的双端面轴 密封件 (57) 摘要 本发明涉及集装式机械轴密封件及由其构成 的双端面轴密封件， 前者包括同心设置且顺次连 接的挡片、 动密封柱、 密封环、 固定轴套、 静密封 柱、 油封及涨簧， 动、 静密封柱分别接合于固定轴 套两侧， 动密封柱外表面与静密封柱内表面接合 ； 密封环设于动、 静密封柱与固定轴套构成的空间 内， 动、 静密封环上分设有第一弹性圈 ； 静密封柱 在与固定轴套的接合点外围设有出油孔， 固定轴 套与静密封柱的接合处设有排油装置 ； 集装式机 械轴密封件通过连接件连接构成双端面轴密封 件。本发明简化了机械轴密封件的装卸过程， 可 直接套。
3、至管件上， 节约工时， 提高工效， 增加密封 性， 延长使用寿命， 密封零件占据空间减小， 排油 顺畅， 散热性能好， 双重密封可加强密封性能。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 7 页 CN 102297272 A1/1 页 2 1. 集装式机械轴密封件， 包括固定轴套， 固定轴套的一侧设有静密封柱、 另一侧设有动 密封柱， 所述动密封柱一侧设有密封环， 所述静密封柱末端设有油封， 油封外侧设有涨簧， 动密封柱外侧还设有挡片， 其特征在于 ： 所述挡片、 动密封柱、 密封环、 固定轴套、 静密封柱、 。
4、油封及涨簧同心设置且顺次连接， 所述静密封柱与固定轴套在固定轴套一侧接合， 所述动 密封柱与固定轴套在固定轴套另一侧接合且动密封柱的外表面与静密封柱的内表面接合 ； 所述密封环设于所述动密封柱、 固定轴套与静密封柱构成的空间内， 所述密封环包括分别 与动密封柱和静密封柱接合的动密封环和静密封环， 所述动密封环和静密封环上分别设有 第一弹性圈 ； 所述静密封柱在与固定轴套的接合点外围设有出油孔， 所述固定轴套与静密 封柱的接合处设有排油装置。 2. 根据权利要求 1 所述的集装式机械轴密封件， 其特征在于 ： 所述动密封环和静密封 环为环状结构， 其外侧面为圆台面， 所述圆台面上设有凹槽， 所述。
5、第一弹性圈设于凹槽内， 所述动密封环和静密封环的圆台结构的下底面相对设置 ； 所述动密封环和静密封环的内侧 面与水平方向呈一斜角 。 3. 根据权利要求 2 所述的集装式机械轴密封件， 其特征在于 ： 所述动密封环和静密封 环的圆台结构下底面的内环与垂直方向呈一斜角 、 外环与垂直方向垂直或动密封环和静 密封环的圆台结构下底面与垂直方向呈一斜角 。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的集装式机械轴密封件， 其特征在于 ： 所述第一弹性圈为 弹性橡胶圈或弹簧圈。 5. 根据权利要求 1 所述的集装式机械轴密封件， 其特征在于 ： 所述排油装置为一洒油 片， 所述洒油片设于固定轴套与静密封柱的接。
6、合处的出油孔内侧， 所述洒油片为环状结构， 其外侧面为圆台面。 6. 根据权利要求 1 所述的集装式机械轴密封件， 其特征在于 ： 所述动密封柱包括密封 环座和压套， 所述密封环座套接于密封环上， 所述压套设于密封环座外侧。 7. 根据权利要求 1 所述的集装式机械轴密封件， 其特征在于 ： 所述静密封柱一侧设有 螺孔。 8. 根据权利要求 1 所述的集装式机械轴密封件， 其特征在于 ： 所述油封和静密封柱上 均设有第二弹性圈。 9. 一种双端面轴密封件， 其特征在于 ： 所述双端面轴密封件包括集装式机械轴密封件 和连接件， 所述集装式机械轴密封件的相同端面通过连接件连接。 权 利 要 求 书。
7、 CN 102297264 A CN 102297272 A1/5 页 3 集装式机械轴密封件及由其构成的双端面轴密封件 技术领域 0001 本发明属于工程元件或部件 ； 为产生和保持机器或设备的有效运行的一般措施 ； 一般绝热的技术领域， 特别涉及一种集成为一体化使得密封性能大大提高的机械轴密封件 及由其构成的双端面轴密封件。 背景技术 0002 传动轴是连接或装配各项配件而可移动或转动的圆形物体配件， 现今被广泛应用 于机械领域， 由于传动轴贯穿在设备内外， 传动轴与设备之间存在一个圆周间隙， 设备中的 介质通过该间隙向外泄露， 如果设备内压力低于大气压， 则空气向设备内泄露， 因此必须有。
8、 一个阻止泄露的轴封装置。 轴封的种类很多， 由于机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点， 所以现今技术中， 机械密封是最主要的轴密封方式。 0003 机械密封件是一种旋转机械的油封装置， 比如离心泵、 离心机、 反应釜和压缩机等 设备， 定义为 “由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力 （或磁力） 的 作用下以及辅助密封的配合下与机械轴保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装 置” 。 0004 机械密封件的故障大体上包括异常的泄漏、 异常的磨损及异常的扭矩使得密封失 效。机械密封件的故障中很大一部分在于密封件本身的密封性能较差， 这主要是因为现有 技术中的密封件多是分散的零部。
9、件， 在使用的过程中需要经由人工往轴上安装各个零部 件， 套上多为弹簧或波纹管的补偿元件， 最后通过螺丝固定连接。 这个过程极为繁琐且容易 在安装过程中对密封件的各个零部件造成磨损而影响到密封的性能， 在日后的使用过程中 也容易因为磨损的问题造成密封件无法完成密封的工作。 0005 机械密封件面临的第二个问题是零部件过热。密封件在使用过程中， 其表面上会 产生热， 机械密封件过热除能改变零部件的介质状况外， 还会加剧它的腐蚀速率， 引起金属 零件的变形， 合金面的开裂， 以及某些镀层裂缝。综上， 使机械密封件有效散热是保证机械 密封件能够安全稳定工作的至关重要的一点。 发明内容 0006 本发。
10、明解决的技术问题是， 由于现有技术中一般需要将密封件分为几部分组装， 即将密封件的各个部分按照先后顺序套至需要安装的管件上然后使用螺丝进行紧固， 进而 导致了密封件在安装过程中涉及一系列繁琐的工序， 大大增加了人工的消耗， 降低了工作 效率， 密封组装件各部分之间的密封性得不到本质的保障， 安装不便且在安装过程中密封 零件容易被磨损影响密封件的密封性， 密封零件占据空间大， 且密封件面对排油不畅的现 状而导致密封件过热最终引起零部件出现变形、 开裂等情况的问题， 进而提供了一种优化 结构的集装式机械轴密封件及由其构成的双端面轴密封件。 0007 本发明所采用的技术方案是， 集装式机械轴密封件，。
11、 包括固定轴套， 固定轴套的一 侧设有静密封柱、 另一侧设有动密封柱， 所述动密封柱一侧设有密封环， 所述静密封柱末端 说 明 书 CN 102297264 A CN 102297272 A2/5 页 4 设有油封， 油封外侧设有涨簧， 动密封柱外侧还设有挡片， 所述挡片、 动密封柱、 密封环、 固 定轴套、 静密封柱、 油封及涨簧同心设置且顺次连接， 所述静密封柱与固定轴套在固定轴套 一侧接合， 所述动密封柱与固定轴套在固定轴套另一侧接合且动密封柱的外表面与静密封 柱的内表面接合 ； 所述密封环设于所述动密封柱、 固定轴套与静密封柱构成的空间内， 所述 密封环包括分别与动密封柱和静密封柱接合。
12、的动密封环和静密封环， 所述动密封环和静密 封环上分别设有第一弹性圈 ； 所述静密封柱在与固定轴套的接合点外围设有出油孔， 所述 固定轴套与静密封柱的接合处设有排油装置。 0008 优选地， 所述动密封环和静密封环为环状结构， 其外侧面为圆台面， 所述圆台面上 设有凹槽， 所述第一弹性圈设于凹槽内， 所述动密封环和静密封环的圆台结构的下底面相 对设置 ； 所述动密封环和静密封环的内侧面与水平方向呈一斜角 。 0009 优选地， 所述动密封环和静密封环的圆台结构下底面的内环与垂直方向呈一斜 角 、 外环与垂直方向垂直或动密封环和静密封环的圆台结构下底面与垂直方向呈一斜角 。 0010 优选地， 。
13、所述第一弹性圈为弹性橡胶圈或弹簧圈。 0011 优选地， 所述排油装置为一洒油片， 所述洒油片设于固定轴套与静密封柱的接合 处的出油孔内侧， 所述洒油片为环状结构， 其外侧面为圆台面。 0012 优选地， 所述动密封柱包括密封环座和压套， 所述密封环座套接于密封环上， 所述 压套设于密封环座外侧。 0013 优选地， 所述静密封柱一侧设有螺孔。 0014 优选地， 所述油封和静密封柱上均设有第二弹性圈。 0015 一种双端面轴密封件， 所述双端面轴密封件包括集装式机械轴密封件和连接件， 所述集装式机械轴密封件的相同端面通过连接件连接。 0016 本发明提供了一种优化结构的集装式机械轴密封件及双。
14、端面轴密封件， 其中集装 式机械轴密封件通过将挡片、 动密封柱、 密封环、 固定轴套、 静密封柱、 油封及涨簧同心设置 且顺次连接集成为一体， 简化了机械轴密封件的安装过程， 可以直接套至管件上， 大大节约 了工时， 提高了工作效率 ； 通过在动密封柱、 固定轴套与静密封柱构成的空间内设置包括分 别与动密封柱和静密封柱接合的动密封环和静密封环的密封环， 密封环的内侧面设置为斜 面， 下底面设置为斜面或部分斜面， 并在动密封环和静密封环上分别设置第一弹性圈， 第一 弹性圈对密封环产生一轴向推力， 增加了本集装式机械轴密封件的密封性能， 并能通过第 一弹性圈的补偿磨损作用， 补偿密封件的零部件在使。
15、用过程中磨损产生的缝隙， 延长本发 明的使用寿命 ； 通过在静密封柱与固定轴套的接合点外围的出油孔内侧即固定轴套与静密 封柱的接合处设置洒油片， 能保证本发明高效甩油， 使得整个装置的散热工作能顺利进行， 避免出现密封件排油不畅而导致密封件过热最终引起零部件出现变形、 开裂等情况出现机 械密封件故障 ； 通过在静密封柱的一侧设置螺孔， 能够方便本发明的拆卸工作 ； 通过将集 装式机械轴密封件的相同端面利用连接件连接构成双端面轴密封件， 一面封介质另一面封 大气， 通过双重密封加强密封性能。本发明简化了密封件的安装工序， 减少了人工的消耗， 提高工作效率， 大大提升了密封件的密封性， 安装简便，。
16、 密封零件占据空间较现有技术减 小， 排油顺畅， 散热性能好。 说 明 书 CN 102297264 A CN 102297272 A3/5 页 5 附图说明 0017 图 1 为本发明中集装式机械轴密封件的剖面图结构示意图 ； 图 2 为本发明密封环的结构示意图 ； 图 3 为本发明动密封环、 静密封环和弹性圈的组合的剖面图结构示意图 ； 图 4 为本发明实施例一动密封环局部放大的剖面图结构示意图 ； 图 5 为本发明实施例二动密封环局部放大的剖面图结构示意图 ； 图 6 为本发明常态下洒油片的剖面图结构示意图 ； 图 7 为本发明工作状态下洒油片的剖面图结构示意图 ； 图 8 为本发明中双。
17、端面轴密封件实施例一的剖面图结构示意图 ； 图 9 为本发明中双端面轴密封件实施例二的剖面图结构示意图。 具体实施方式 0018 下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述， 但本发明的保护范围并不限于 此。 0019 如图1所示， 本发明涉及集装式机械轴密封件， 包括固定轴套1， 固定轴套1的一侧 设有静密封柱 2、 另一侧设有动密封柱 3， 所述动密封柱 3 一侧设有密封环 4， 所述静密封柱 2 末端设有油封 5， 油封 5 外侧设有涨簧 6， 动密封柱 3 外侧还设有挡片 7， 所述挡片 7、 动密 封柱 3、 密封环 4、 固定轴套 1、 静密封柱 2、 油封 5 及涨簧 6 同心设置。
18、且顺次连接， 所述静密 封柱 2 与固定轴套 1 在固定轴套 1 一侧接合， 所述动密封柱 3 与固定轴套 1 在固定轴套 1 另一侧接合且动密封柱 3 的外表面与静密封柱 2 的内表面接合 ； 所述密封环 4 设于所述动 密封柱 3、 固定轴套 1 与静密封柱 2 构成的空间内， 所述密封环 4 包括分别与动密封柱 3 和 静密封柱2接合的动密封环4-1和静密封环4-2， 所述动密封环4-1和静密封环4-2上分别 设有第一弹性圈 8 ； 所述静密封柱 2 在与固定轴套 1 的接合点外围设有出油孔 9， 所述固定 轴套 1 与静密封柱 2 的接合处设有排油装置 10。 0020 如图所示， 本。
19、发明中， 挡片 7、 动密封柱 3、 密封环 4、 固定轴套 1、 静密封柱 2、 油封 5 及涨簧 6 各部分同心设置且顺次连接， 最终集装成为一个整体， 直接套接在需要使用的管 件11上， 具体为在静密封柱2内侧顺次安装入固定轴套1、 密封环4、 动密封柱3和挡片7， 在 静密封柱 2 另一侧顺次安装油封 5 和涨簧 6， 固定完毕后直接套接于管件 11 即完成安装。 0021 此结构保证了本发明的密封件能够更为简便的安装， 减少了人工的消耗， 提高工 作效率， 占用空间更小， 即取即用而不会在安装的过程中由于不当操作磨损密封件的零部 件而影响到密封件的密封效果， 保证了本发明的密封性能。。
20、 0022 如图 2 至图 5 所示， 所述密封环 4 设于所述动密封柱 3、 固定轴套 1 与静密封柱 2 构成的空间内， 所述密封环 4 包括分别与动密封柱 3 和静密封柱 2 接合的动密封环 4-1 和 静密封环 4-2， 所述动密封环 4-1 和静密封环 4-2 上分别设有第一弹性圈 8 ； 所述动密封环 4-1 和静密封环 4-2 为环状结构， 其外侧面为圆台面， 所述圆台面上设有凹槽 12， 所述第一 弹性圈 8 设于凹槽 12 内， 所述动密封环 4-1 和静密封环 4-2 的圆台结构的下底面 13 相对 设置 ； 所述动密封环 4-1 和静密封环 4-2 的内侧面与水平方向呈一。
21、斜角 ， 所述动密封环 4-1 和静密封环 4-2 的圆台结构下底面 13 的内环 13-1 与垂直方向呈一斜角 、 外环 13-2 与垂直方向垂直或动密封环 4-1 和静密封环 4-2 的圆台结构下底面 13 与垂直方向呈一斜 说 明 书 CN 102297264 A CN 102297272 A4/5 页 6 角 。 0023 其上所述动密封环 4-1 和静密封环 4-2 的内侧面与水平方向构成的斜角 为 1-2， 一般取 2； 所述动密封环 4-1 和静密封环 4-2 的圆台结构下底面 13 的内环 13-1 与 垂直方向构成的斜角 为 1-1.25， 一般取 1.25， 或动密封环 4。
22、-1 和静密封环 4-2 的圆 台结构下底面 13 与垂直方向构成的斜角 为 1-1.25， 一般取 1.25。 0024 动密封环 4-1 的硬度较静密封环 4-2 的硬度强 10%-15%。 0025 所述第一弹性圈 8 为弹性橡胶圈或弹簧圈。 0026 述及的密封环4包括动密封环4-1和静密封环4-2， 是构成机械密封件最主要的元 件， 密封环 4 在很大程度上决定了机械密封的使用性能和寿命， 故需要有足够的强度和刚 度， 良好的耐热冲击能力， 较小的摩擦系数和良好的自润滑性， 简单对称并优先考虑用整体 型结构， 要容易加工制造， 安装和维修要方便， 价格要低廉。 0027 本发明中， 。
23、密封环 4 设置为环状结构， 外侧面为圆台面， 动密封环 4-1 和静密封环 4-2的圆台结构的下底面13贴合且硬度不同， 保证了密封环4的结构足够稳定， 摩擦系数较 小且自润滑性更好。 0028 针对上述动密封环 4-1 和静密封环 4-2 的内侧面与水平方向构成一斜角 ， 的 角度取值较小， 在密封件工作的过程中， 内部的介质如机油会产生一离心力， 将油往密封环 4 的内侧面上甩去， 斜角 的存在会在密封环的内侧面形成一道油膜 ； 同时， 由于动密封环 4-1和静密封环4-2的圆台结构下底面13的内环13-1与垂直方向构成一斜角、 外环13-2 与垂直方向平行构成一密封面， 由上述斜角 构。
24、成的微小空间处的油会流动至斜角 构 成的微小空间处， 形成一道油封， 保证了密封件的密闭性， 而密封面的存在保证了油膜不会 产生渗漏。此为一种实施例， 如图 4 所示， 该结构比单纯的内侧面及底面与水平方向或垂直 方向平行更为合理， 在密封件工作的过程中抖动更小， 磨损也更小。 0029 如图 5 所示， 本发明的另一种实施例是动密封环 4-1 和静密封环 4-2 的圆台结构 下底面 13 与垂直方向呈一斜角 的结构。此时， 动密封环 4-1 和静密封环 4-2 构成一锥 面， 定心效果更佳， 在密封件的工作过程中不会出现振动的现象， 密封效果更好。斜角 的 作用是将第一弹性圈 8 经向的内收。
25、缩能力转为轴向的动密封环 4-1 和静密封环 4-2 的对合 力。 0030 本发明中采用在密封环 4 外套接第一弹性圈 8 的结构， 第一弹性圈 8 能够对动密 封环 4-1 和静密封环 4-2 形成的锥面构成一轴向推力， 本实施例中， 第一弹性圈 8 采用硅橡 胶材质的 O 型密封圈。在密封环 4 的圆台面上设置凹槽 12 并在凹槽 12 里设置第一弹性圈 8 以作为补偿磨损的元件， 当密封件在经过长时间的使用产生磨损的情况后， 第一弹性圈 8 能不断的产生方向为指向轴心的作用力， 往轴心的方向拉紧密封环 4， 鉴于密封环 4 在密封 件的整体结构中的重要性， 本发明在密封环 4 外侧面的。
26、凹槽 12 内设置第一弹性圈 8 保证了 本密封件的密封性能在密封件的长期使用过程中受到磨损的影响尽可能减小， 延长了本密 封件的使用寿命。 0031 本发明中第一弹性圈 8 包括了弹性橡胶圈或弹簧圈， 橡胶具有优异的耐热性、 耐 寒性、 介电性、 耐臭氧和耐大气老化等性能， 本实施例中采用的硅橡胶则具有使用温度宽广 的优势， 能在 -60（或更低的温度） 至 +250（或更高的温度） 下长期使用， 同时， 氟橡胶、 聚四氟乙烯及丁晴橡胶等橡胶材料亦在可使用范围之内。 此处述及的弹簧圈指可以首位连 说 明 书 CN 102297264 A CN 102297272 A5/5 页 7 接成环状的。
27、弹簧圈， 弹簧圈与弹性橡胶圈的功能相似， 即均能产生方向为指向轴心的作用 力， 能往轴心的方向产生不断拉紧密封环 4 的力。 0032 本发明中， 所述静密封柱 2 在与固定轴套 1 的接合点外围设有出油孔 9， 所述固定 轴套 1 与静密封柱 2 的接合处设有排油装置 10。 0033 如图6、 7所示， 所述排油装置10为一洒油片14， 所述洒油片14设于固定轴套1与 静密封柱 2 的接合处的出油孔 9 内侧， 所述洒油片 14 为环状结构， 其外侧面为圆台面。 0034 本实施例中， 洒油片 14 厚 0.5mm-5mm。 0035 本发明中的洒油片 14 在密封件工作开始前为常态设于固。
28、定轴套 1 与静密封柱 2 的接合处的出油孔 9 内侧， 由于其外侧面为圆台面， 故其斜向设于此空间内。在密封件工作 的过程中， 整体温度升高， 洒油片 14 由于薄且轻， 会随着温度的升高而逐渐发生物理形变 为一环状平片， 即此时出油孔 9 处可以有机油洒出以散热。 0036 本发明中的这个结构保证了密封件在工作的过程中能够及时散热， 不会因为密封 件过热而影响到密封件内各个部件的正常工作， 也不会因为密封件过热而对第一弹性圈 8 的正常的密封功能产生诸如硫化、 失去弹性的影响。 0037 洒油片 14 的另一种作用是能将润滑油均匀的洒在动密封环 4-1 和静密封环 4-2 的运动面上， 起。
29、到润滑的作用， 减少动密封环 4-1 和静密封环 4-2 之间的磨损。 0038 所述动密封柱 3 包括密封环座和压套， 所述密封环座套接于密封环上， 所述压套 设于密封环座外侧 ； 所述静密封柱 2 一侧设有螺孔 15。 0039 本发明中压套的设置能进一步的增加密封件的密封性能。 0040 本发明中在静密封柱一侧设有螺孔15的结构便于密封件从管件11上的拆卸作业 能够顺利进行。 0041 所述油封 5 和静密封柱 2 上均设有用于压紧油封 5 的第二弹性圈 16。 0042 本发明还提供了一种双端面轴密封件， 所述双端面轴密封件包括集装式机械轴密 封件和连接件 17， 所述集装式机械轴密封。
30、件的相同端面通过连接件 17 连接。 0043 如图 8、 9 所示， 双端面轴密封件由第一集装式机械轴密封件 18、 连接件 17 和第二 集装式机械轴密封件 19 构成， 其中， 第一集装式机械轴密封件 18 用于密封介质， 第二集装 式机械轴密封件 19 封住大气， 第一集装式机械轴密封件 18 和第二集装式机械轴密封件 19 内部均有机油形成的油封， 另外连接件 17 内充填了冷却水， 此结构能充分将介质与大气隔 绝开， 密封效果加倍显著。 0044 双端面轴密封件中的第一集装式机械轴密封件 18 和第二集装式机械轴密封件 19 为相同端面通过连接件 17 连接， 故有两种连接方式。如。
31、图 8 为实施例一， 第一集装式机械 轴密封件18和第二集装式机械轴密封件19前端面相对连接 ； 图9为实施例二， 第一集装式 机械轴密封件 18 和第二集装式机械轴密封件 19 后端面相对连接。 0045 本发明的有益效果在于其使用寿命与密封性能较现时市场上的需要现场组装的 密封件均有大幅度提高， 其简化了密封件的安装工序， 减少了人工的消耗， 提高工作效率， 大大提升了密封件的密封性， 安装简便， 密封零件占据空间较现有技术减小， 排油顺畅， 散 热性能好。 说 明 书 CN 102297264 A CN 102297272 A1/7 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102297。
32、264 A CN 102297272 A2/7 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 102297264 A CN 102297272 A3/7 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102297264 A CN 102297272 A4/7 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 102297264 A CN 102297272 A5/7 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 102297264 A CN 102297272 A6/7 页 13 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 102297264 A CN 102297272 A7/7 页 14 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 102297264 A 。