[发明专利]行星差动径向双端面机械密封

说明书

行星差动径向双端面机械密封的左端是介质侧，右端是空气侧，由行星轮系、紧靠转轴的旋转密封环和差动环组成的密封副以及远离转轴的静止密封环和差动轮组成的密封副两对摩擦副构成，阻止介质由差动轮向大气泄漏。旋转密封环与转轴同步转动，背部弹簧提供推力保持其与差动轮端面的贴合，旋转密封环与差动轮以不同转速同向转动；静止密封环安装在静环座内，背部弹簧产生推力保持其与差动轮端面的贴合；旋转密封环和静止密封环均为挠性环，可产生轴向微幅滑动。行星轮系由中心太阳轮、行星轮、差动轮和内齿圈组成，中心太阳轮随转轴转动，内齿圈通过花键与轴端静止壳体连接，空气侧差动轮和介质侧差动轮与止推轴承刚性连接并固定，只允许周向运动。

技术领域：

本发明涉及一种旋转机械的轴端密封，具体涉及一种轴转速较高，利用行星减速器按比例将额定转速分配到两级的旋转式机械密封装置，适用于压缩机、泵等高速旋转轴的轴端密封。

技术背景：

机械密封因其具有泄漏量小、功耗低、可靠性好等优点，广泛应用于旋转器械的轴端密封，例如压缩机、泵、搅拌器等旋转机械。但是随着各种旋转机械使用要求、工况水平的提高，越来越多的旋转轴需要在高速、超高速的条件下运行，现有的机械密封材料很少有能在极高的线速度下长时间稳定工作，这也限制了机械密封的进一步推广使用。具体表现在：接触式机械密封在高速下密封材料磨损严重，同时高速下产热增加密封端面软化刚度下降，密封的寿命和可靠性迅速下降；对于非接触式机械密封，过高的转速会导致开启力过大，增大动静环之间的膜厚，从而导致泄漏量增加。由于旋转机械密封都是封闭的结构，很难实现外界对动环与静环之间相对运动的调节降速，针对这种情况，很有必要研制一种依靠旋转轴自身为动力的可控降速机构，设计一种能够将轴的旋转运动分配到两级机械密封上的装置，使密封副动静环的线速度能降低到材料使用极限以下。

利用差动环改善机械密封工作条件的结构已有报道，如中国专利CN101806362A提出了一种将动环和静环设置在具有相对转速差动环的两侧的机械密封装置，是一种有效的改变相对转速的方法，但是依旧存在以下问题：首先，中间环不受径向约束，而驱动力并不沿周向均匀分布，这就使得在工作时中间环容易发生径向跳动。其次，中间环与驱动元件的连接必然会影响弹簧力的传递，进而影响中间环与动环的接触比压；中国专利CN201047443设计了一种差速浮动式密封装置，可以依靠传输密封与转轴之间的浮动来实现速度的自适应调节。这种差动环结构能够有效降低线速度，但是对与差动环转速的调整和控制是一个难点；而如中国专利CN201612646U外加驱动元件，一方面影响了轴端轴承的安装，使旋转轴处于悬臂状态，而单个行星轮的运动会引起主轴周期性晃动；另一方面动环静分布在差动环两侧，刚性连接的差动环会影响弹簧力的传递，动环与差动环端面比压不易控制，影响密封效果。

发明内容：

为此，为了克服现有旋转机械密封高转速下密封效果不理想，解决差动轮安装驱动的难题，本发明提供一种以行星架作为差动轮，将动环、静环均挠性安装，且布置在差动环同一侧的紧凑型机械密封装置。