[实用新型]具有外围沿的液体用机械密封

说明书

本实用新型涉及具有外围沿的液体用机械密封，包括动环和静环，所述动环和静环的端部为相互贴合摩擦、与轴线垂直的密封端面，隔绝端面一侧液体向另一侧泄漏，所述动环和静环中至少一个在液体侧外设高度突出且向矮环方向倾斜的围沿，使得传动设备在运行时，围沿的倾斜面处发生液体紊流，产生的离心力让液体中的颗粒物或杂质远离密封端面，从而有效防止液体中的颗粒或杂质进入密封面，并且增加了密封环的环体强度，扩大了环体散热面积，显著提升液体密封效果和使用寿命。

技术领域

本发明涉及液体用机械密封技术，尤其是两环面紧密贴合并与轴垂直的摩擦密封环，具体是具有外围沿的液体用机械密封动、静环。

背景技术

现有技术中，流体密封的密封形式有填料密封、橡胶密封、干气密封、机械密封四种大类形式。其中填料密封(俗称盘根密封)，主要由填料、填料箱和填料固定件组成。填料密封是通过固定件施压使填料塑性变形而产生径向力与轴紧密接触密封，填料密封磨损轴并有少量泄漏。其中橡胶圈密封，是通过橡胶材料的高弹性，在给予较小的应力就会产生较大的变形，这种变形可以提供接触压力，补偿泄漏间隙，达到密封的目的，橡胶圈密封大多用于往复运动的液压气动密封或几乎没压力的旋转油封；填料密封和橡胶圈密封的密封形式不属于机械密封。机械密封在国家有关标准中是这样定义：“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)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置“。区别与前两大类密封，机械密封的密封环材质为刚性材料，因此才在其后方需要补偿弹力或磁力；相反，弹性或填料材质因为阻力较大，也不可能按照上述国家标准设计实现。在流体机械密封中可分为密封环接触式密封和非接触式密封，其中非接触式机械密封为机械密封的一种特种形式，即干气密封，国外于70年代末期出现并应用到海洋平台的气体输送设备，最初是为解决高速离心式压缩机轴端密封问题，与液体润滑机械密封不同,干气密封是在两个密封面上产生了一个刚度稳定的气膜，使两个密封端面完全分离,并保持一定的密封间隙，但只适合没有杂质的流体介质。上述三种密封橡胶密封、填料密封、干气密封均与本发明无关，前两类因为摩擦力大，磨损轴已经逐步趋于淘汰，仅仅适合于机械密封无法使用的场合，而与后一类受介质清洁程度和造价的限制，用处有限。本发明大类为为接触式机械密封，为目前国际上最常见的泵类转动设备用于泵体内流体与泵外空气隔绝的密封装置。

在泵用接触式接触式机械密封中，常见的密封环形式设计虽然多种多样，但在密封环的设计上是有规律的，常见的共同点是动静密封环在接触液体的一侧平齐，即直径相同，原因是为了避免液体中的杂质在接触点堆积、碰撞、进入密封面；而与空气接触的一侧往往不平齐，因为不存在杂质的问题，因此为了减少摩擦采取一环窄一环宽的设计；上述是符合流体力学及热力学的合理设计。相反，如果密封环接触液体一端不平齐的机械密封往往属于特例，出于不同介质流体密封的特殊工况，现大致列举如下：例如中国专利CN107355416A、日本专利JP2-80864A和美国专利US9683451B1虽然动静密封环接触液体一端有一环高出另一环，但高出部分直立，容易造成杂质颗粒堆积并进入密封面，为用于特殊工况密封的特殊形式；再如中国专利CN205534228U、CN204692584U和美国专利US9841108B2虽然动静密封环接触液体一端有一环高出另一环，但接触面之上的部分高环不仅不倾斜，而且窄环倾斜，形成的V型角更容易造成液体中杂志堆积，也为为用于特殊工况密封的特殊形式；再如中国专利CN206338413U、CN207178077U和日本专利JP2005-113983A、JP2007-139140A虽然动静密封环接触液体一端有一环高出另一环，但宽环部分高出向后倾斜，不能遮挡液体中的大颗粒杂质颗粒进入密封面，也为用于特殊工况密封的特殊形式。这些特殊工况的特殊密封形式出于不同考虑，共同特点不适用于流体中的介质，因为并未解决接触液体一侧两环不平齐所带来的杂质堆积、碰撞、进入密封接触面的问题，如果使用在一般液体中，杂质颗粒进入摩擦密封面会造成密封端面之间因磨粒磨损，导致密封早期失效。正因为如此，在用于可能带杂质颗粒的泵用接触式机械密封中，在液体一侧的密封面平齐仍是最常见的设计形式。

发明内容