[发明专利]机械密封结构以及循环泵

说明书

技术领域

本发明涉及机械密封技术领域，尤其是涉及一种机械密封结构以及循环泵。

背景技术

机械密封是指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保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。弹力加载机构与辅助密封是金属性纹管的机械密封，我们称为金属波纹管密封。在轻型密封中，还有使用橡胶波纹管作辅助密封的，橡胶波纹管弹力有限，一般需要辅以弹簧来满足加载弹力。“机械密封”通常被人们简称为“机封”。

现有的机械密封是通过动、静环两个镜面充分贴合无缝隙来实现密封从而防止泄漏，因而在主轴转速超过3000转/分时就会因摩擦热量过大及高频颤振而失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械密封结构以及循环泵，解决了现有技术中机械密封在主轴转速过高时因摩擦热量过大及高频颤振而失效的技术问题。

一方面，本发明提供一种机械密封结构，包括主轴、动环、静环、静环座和空气压缩装置；

所述动环同轴安装于所述主轴上且能够随所述主轴旋转；所述静环和所述静环座同轴套设在所述主轴上，所述静环座相对所述主轴保持静止；所述静环与所述静环座之间设置有弹性复位件，所述弹性复位件用于使所述静环的上端面与所述动环的下端面相互接触；所述静环上设置有气体通道，用于将压缩空气导入到所述静环的上端面与所述动环的下端面之间。

进一步地，所述气体通道具有进气口和出气口，所述进气口设置在所述静环的外周面上，所述出气口设置在所述静环用于与所述动环接触的上端面上。

进一步地，所述气体通道包括设置在所述静环内的同轴环形空腔，所述环形空腔的底部与所述进气口连通，所述环形空腔的顶部与所述出气口连通。

进一步地，所述进气口为两个，且对称设置在所述静环的外周面上；所述出气口为若干个，以所述静环的中心轴为中心环形均布在所述静环的上端面。

进一步地，所述静环座上设置有用于控制所述主轴转动的控制组件，当所述弹性复位件对所述静环的弹力与压缩空气对所述静环的压力平衡时，所述控制组件控制所述主轴转动。

进一步地，所述控制组件包括用于检测所述静环沿轴向的位移的位移传感器以及用于控制所述主轴启动与停止的控制器，所述位移传感器与所述控制器信号连接。

进一步地，所述动环与所述主轴之间通过定位销连接，且在所述动环的上端面设置有压板，所述压板固定于所述主轴上，用于对所述动环进行轴向限位。

进一步地，所述静环的材质为石墨。

进一步地，所述弹性复位件为弹簧。

另一方面，本发明提供一种循环泵，包括循环泵本体和空气压缩装置，所述循环泵本体上设置有上述技术方案提供的任一种所述的机械密封结构，所述空气压缩装置与所述气体通道连通，用于向气体通道内输送压缩气体。

本发明提供的一种机械密封结构以及循环泵能够达到以下有益效果：

本发明提供的一种机械密封结构以及循环泵，包括主轴、动环、静环和静环座，动环安装在主轴上并能够随着主轴旋转而以主轴为中心轴旋转以传递扭矩。在初始状态下，动环的下端面与静环的上端面接触密封，实现机械密封。在启动主轴之前，静环上设置的气体通道将压缩空气导入到静环的上端面与动环的下端面之间，气体压强处处相等，压缩空气对动环和静环均施以相同的压力，由于动环固定于主轴上，动环不会相对主轴移动，而静环活动地套设在主轴上，压缩空气产生的压力推动静环在主轴上向着远离动环的方向移动，从而使静环与动环从之前的接合面分开，当弹性复位件对静环产生的弹力与压缩空气对静环的压力相均衡，压缩空气在静环的上端面与动环的下端面之间形成稳定的气膜，然后启动主轴旋转，主轴带动动环旋转传递扭矩，静环与动环分离不会与动环的旋转产生摩擦阻力，气膜的存在大大减小了机械高频震颤，同时多余的气体排出，带走主轴高速旋转过程中产生的热量，达到密封且散热的效果，延长了机械结构的使用寿命，安装有该机械密封结构的循环泵具有以上所有有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的机械密封结构；

图2为本发明实施例一提供的一种机械密封结构的初始状态结构示意图；